Zalety stosowania sprężystych kołków zwijanych do niewielkich obciążeń w porównaniu ze sprężystymi kołkami dzielonymi w złożeniach zawierających miękkie materiały

W ostatnich latach w całej branży obserwuje się tendencję do poszukiwania nowych materiałów w celu zmniejszenia masy i kosztów produkcji lub zapewnienia rozwiązań tam, gdzie bardziej tradycyjne materiały, takie jak stal, elementy obrabiane lub odlewy, nie sprawdzają się tak dobrze.

Biorąc to pod uwagę, stosowanie tworzyw sztucznych, aluminium i stopów miękkich gwałtownie wzrosło i nic nie wskazuje na to, aby ten trend miał się zatrzymać. Wręcz przeciwnie, wraz z postępem w dziedzinie tworzyw sztucznych i procesów formowania, coraz więcej zastosowań, które tradycyjnie realizowano przy użyciu stali, jest poddawanych przeglądowi w celu przezwyciężenia problemów, które uniemożliwiały stosowanie tych lżejszych, bardziej miękkich materiałów, zapewniających równie dobrą, a nawet lepszą wydajność.

Obecnie można znaleźć wiele elementów z tworzyw sztucznych stosowanych w wymagających warunkach, takich jak wysokie temperatury, wysoka wytrzymałość i odporność chemiczna. Jednakże, mimo że główny element jest przedmiotem znacznej uwagi i rozważań projektowych, elementy współpracujące oraz metoda mocowania są zazwyczaj zaniedbywane aż do końca projektu. Ponadto rutynowo zakłada się, że części i koncepcje projektowe, które wcześniej sprawdzały się w przypadku stali, będą działać również w przypadku bardziej miękkich stopów i tworzyw sztucznych.

Jeśli chodzi o zastosowania kołków w nowych materiałach, często wybiera się najtańszą opcję i to, co jest znane w branży. W wielu przypadkach jest to (ciężki) sprężysty kołek dzielony zgodny z normą ISO 8752 (znany również jako kołek walcowy), który istnieje od wielu lat i został opracowany na podstawie starej normy DIN 1481. Kołek ten został zaprojektowany na długo przed tym, jak postęp w technikach produkcji i materiałach umożliwił produkcję lekkich elementów na dużą skalę. Kołek dzielony zgodny z normą ISO 8752 może powodować i faktycznie powoduje poważne problemy montażowe i jakościowe w przypadku tych nowych materiałów. Jego gruba ścianka w połączeniu z owalnym lub podkowiaste kształtem nie zapewnia wymaganej elastyczności do stosowania w stosunkowo miękkich materiałach — często przenosząc obciążenie ze kołka na ściankę zespołu montażowego, co powoduje uszkodzenie otworu i prowadzi do przedwczesnej awarii złożenia. W celu zmniejszenia wad związanych z kołkiem ciężkim dzielonym zgodnym z normą ISO 8752 zaprojektowano lekką wersję sprężystego kołka dzielonego zgodną z normą ISO 13337. Główną różnicą jest grubość ścianki kołka. Cieńsza ścianka oznacza większą elastyczność, ale także zmniejszoną wytrzymałość na ścinanie, podczas gdy inne ważne kwestie pozostają nierozwiązane. W rzeczywistości cieńsza ścianka sama w sobie stwarza nowe dodatkowe ograniczenia w zakresie odporności na zmęczenie materiału.