Pružinky (odborně pružiny) jsou mechanické součásti, které slouží k akumulaci a uvolňování mechanické energie prostřednictvím pružné deformace. Využívají se v širokém spektru průmyslových aplikací – od automobilového a leteckého průmyslu, přes strojírenství a elektrotechniku, až po spotřební výrobky. Pružiny jsou navrhovány tak, aby vydržely opakované namáhání bez trvalé deformace, přičemž klíčovým faktorem je volba materiálu a přesnost výrobního procesu.
Typy pružin a jejich klasifikace
Pružiny lze podle směru zatížení a tvaru rozdělit na několik základních typů:
Tlakové pružiny (válcové, kuželové) – nejčastější typ, slouží k pohlcování sil při stlačení.
Tažné pružiny – fungují při natahování, zakončeny háčky nebo oky.
Torzní pružiny – pracují na principu kroucení, často spirálové (např. v mechanismech dveří).
Talířové a listové pružiny – ploché tvary, vhodné pro velké zatížení na malém prostoru.
Pružiny z drátu zvláštního tvaru – specializované aplikace (např. klipy, spony).
Materiály používané pro výrobu pružin
Volba materiálu je kritická, protože ovlivňuje mez pružnosti, únavovou životnost, odolnost vůči korozi a teplotě.
| Typ materiálu | Vlastnosti | Použití |
|---|---|---|
| Pružinová ocel (např. 54SiCr6, 51CrV4) | Vysoká pevnost, dobrá odolnost proti únavě | Většina kovových pružin |
| Nerezová ocel (např. 1.4310) | Odolnost proti korozi, nižší pevnost | Potravinářství, medicína |
| Měďené slitiny (CuSn, CuBe) | Vysoká vodivost, nemagnetické | Elektronika, precizní technika |
| Titanové slitiny | Nízká hmotnost, vysoká pevnost | Letecký, vojenský průmysl |
| Plasty a kompozity (PA, POM, uhlíková vlákna) | Nízká hmotnost, chemická odolnost | Speciální aplikace, chemie |
Pružinový drát musí splňovat přísné normy (např. EN 10270–1 až –3) podle způsobu zatížení a prostředí použití.
Výrobní technologie pružin
1. Navíjení pružin
Nejčastěji se pružiny vyrábějí navíjením pružinového drátu na cívkovací trny na speciálních strojích – CNC vinutí:
Studené vinutí (do průměru 14–16 mm):
Používá se pro většinu pružin.
Možnost přesného tvarování a automatizace pomocí CNC.
Nutná následná tepelná úprava.
Teplé vinutí (nad 14 mm):
Drát je ohřátý na 800–950 °C.
Používá se u velkých nebo silně zatěžovaných pružin.
2. Tepelné zpracování
Po navinutí je nutné pružiny temperovat (200–450 °C) nebo popouštět k odstranění vnitřního pnutí a zvýšení únavové odolnosti.
3. Broušení konců (u tlačných pružin)
U tlačných pružin s plochými konci se tyto konce brousí pro zajištění rovnoměrného dosednutí a stabilitu.
4. Povrchová úprava
Slouží k ochraně před korozí a zvýšení životnosti:
Fosfátování, zinkování, lakování, epoxidový nátěr
Shot peening (kuličkování): zvyšuje únavovou životnost vytvořením povrchového tlakového napětí
Pasivace (u nerezové oceli)
5. Kontrola a testování
Hotové pružiny jsou testovány na:
Tuhost (k = F/Δl)
Rozměrovou přesnost (délka, průměr, počet závitů)
Únavovou životnost – opakované cyklické zatěžování
Vizuální a magnetickou kontrolu trhlin (zejména u leteckých pružin)
Moderní technologie a automatizace výroby
Současná výroba pružin probíhá pomocí plně automatizovaných CNC strojů, které dokáží:
Ohýbat, stříhat a vinout pružinový drát v různých osách
Integrovat inline kontrolu kvality (snímání tvaru, kontrola rozměrů)
Kompenzovat pružnost při výrobě (overbend) pro zajištění finální geometrie
Některé výrobní linky zahrnují i robotické manipulátory a systémy AI pro optimalizaci sériové produkce.
Aplikace pružin v praxi
| Průmyslový segment | Typické použití pružin |
|---|---|
| Automobilový průmysl | Závěsy kol, spojky, ventily motoru, bezpečnostní pásy |
| Strojírenství | Lisovací stroje, spojky, vibrace, aretační prvky |
| Elektrotechnika | Kontaktní pružiny, tlačítka, vodiče |
| Zdravotnická technika | Precizní nástroje, implantáty, ortopedické pomůcky |
| Letecký a kosmický průmysl | Odlehčené titanové pružiny v kritických systémech |
| Bílé zboží a spotřebiče | Zámky, kliky, panty, pružiny v bubnech praček |
Normy a standardy
Výroba pružin podléhá řadě norem, například:
ČSN EN 13906-1 až 3 – výpočet a návrh kovových pružin
DIN 2095 – odchylky pružin
EN ISO 9001 – systém řízení jakosti při výrobě
ISO/TS 16949 – automobilový průmysl
Závěr
Výroba pružin je precizní technologický proces, který vyžaduje znalost materiálových vlastností, správný návrh geometrie a přesné strojní zpracování. Moderní pružiny jsou navrhovány s ohledem na únavovou životnost, prostorové omezení a odolnost vůči extrémním podmínkám. Díky pokročilé automatizaci a vývoji materiálů se pružiny uplatňují i v high-tech aplikacích, včetně smart zařízení a lehkých konstrukcí v kosmonautice. Vývoj v oblasti aditivní výroby (např. 3D tisk pružinových struktur z kovů) navíc otevírá nové možnosti pro individuální i malosériovou produkci vysoce funkčních pružin.
