Sprężyny naciągowe.
Naprężenie wstępne, zaczepy i tolerancje.

Sprężyna naciągowa (zwana również sprężyną rozciągającą lub extension spring) należy obok sprężyny naciskowej do najpowszechniej stosowanych elementów sprężynujących w przemyśle. Jej zadaniem jest akumulacja energii podczas rozciągania i jej zwrot przy powrocie do stanu spoczynkowego. Wbrew sprężynom naciskowym, w sprężynie naciągowej praktycznie wszystkie zwoje są zwojami czynnymi, a obciążenie wprowadzane jest przez specjalne zaczepy ukształtowane na obu jej końcach.

Rys. na podstawie ISO 22705-2 — sposób liczenia zwojów sprężyny naciągowej. Zwoje korpusu liczy się kolejno, na odcinku pomiędzy zaczepami. Liczbą istotną dla obliczeń jest n — liczba zwojów czynnych (uczestniczących w pracy). Same zaczepy oraz krótkie odcinki przejściowe wchodzące w zaczep nie są zwojami korpusu. Norma definiuje również kierunek zwijania — prawy (RH) lub lewy (LH).

Cechą wyróżniającą sprężyny naciągowe jest tak zwane naprężenie wstępne (F₀) — siła wewnętrzna utrzymująca zwoje przylegające do siebie w stanie swobodnym. To dzięki niemu sprężyna nie zaczyna się rozciągać natychmiast po przyłożeniu minimalnej siły, a dopiero po przekroczeniu progu F₀. Wartość naprężenia wstępnego wynika z technologii zwijania na automatach, gdzie kolejne zwoje napierają na siebie. Naprężenie wstępne minimalizuje wymaganą długość roboczą sprężyny, co stanowi istotny atut konstrukcyjny w aplikacjach o ograniczonej zabudowie.

Konstruktor musi pamiętać o dwóch zasadniczych ograniczeniach: sprężyna naciągowa nie posiada wewnętrznego ogranicznika (analogicznego do długości zablokowania L_c w sprężynie naciskowej), wobec czego przekroczenie maksymalnego dopuszczalnego naciągu prowadzi nieodwracalnie do trwałego odkształcenia. Drugie ograniczenie dotyczy wytrzymałości zaczepów — w przeważającej liczbie awarii to właśnie zaczep, nie korpus, jest miejscem inicjacji pęknięć zmęczeniowych.

Dla sprężyn naciągowych obowiązuje analogiczny do sprężyn naciskowych system normalizacyjny. Cztery dokumenty tworzą zamkniętą całość: ISO 26909 dostarcza wspólnej terminologii, EN 13906-2 precyzuje metodologię obliczeniową i projektową, ISO 22705-2 standaryzuje metody pomiarowe, a DIN 2097 definiuje wymagania jakościowe i klasy tolerancji.

Obliczenia sprężyny naciągowej różnią się od obliczeń sprężyny naciskowej w trzech kluczowych aspektach: wszystkie zwoje są czynne, w stanie spoczynkowym występuje naprężenie wstępne F₀, a zaczepy podlegają odrębnej analizie wytrzymałościowej jako miejsce maksymalnej koncentracji naprężeń. Norma EN 13906-2 zawiera kompletny aparat obliczeniowy uwzględniający te specyfiki.

Zaczep (zwany również uchem) to element konstrukcyjny pozwalający na zamocowanie sprężyny w mechanizmie. Wybór typu zaczepu wpływa zarówno na sposób montażu, jak i na trwałość mechaniczną sprężyny. Producenci sprężyn — w tym ALMECH — oferują standardowo cztery podstawowe typy zakończeń, a na życzenie klienta także zaczepy o niestandardowym kształcie, dopasowane bezpośrednio do gniazda montażowego.

Położenie zaczepu względem osi sprężyny

Oprócz typu zaczepu, w specyfikacji należy określić jego położenie względem osi geometrycznej zwoju cylindrycznego. Trzy podstawowe konfiguracje:

Norma ISO 22705-2:2023 (przyjęta jako EN ISO 22705-2:2025) stanowi historyczne osiągnięcie w branży sprężynowej — to pierwszy międzynarodowy dokument standaryzujący pomiary sprężyn naciągowych. Norma określa wymagania dotyczące warunków pomiarowych (temperatura odniesienia, przyrządy), kwalifikacji operatora oraz powtarzalności wyników. Co istotne, podobnie jak ISO 22705-1 wyłącza badania dynamiczne (zmęczeniowe).

Norma DIN 2097 (Helical Springs Made of Round Wire — Quality Specifications for Cold Coiled Tension Springs) precyzuje wymagania jakościowe dla walcowych sprężyn naciągowych zwijanych na zimno z drutu okrągłego. Wprowadza trzy klasy tolerancji, analogiczne strukturalnie do klas EN 15800 dla sprężyn naciskowych. Tolerancje DIN 2097 dotyczą: średnicy zwoju (D, D_e), długości swobodnej L₀, sił sprężystych F₁, F₂, maksymalnego wysunięcia zaczepu oraz wzajemnego położenia zaczepów.

Firma ALMECH z Radomia produkuje sprężyny naciągowe od 1992 roku, oferując pełną gamę typoszeregową w oparciu o normy EN 13906-2 oraz DIN 2097. Sprężyny naciągowe stanowią obok naciskowych jeden z dwóch najczęściej zamawianych asortymentów w wytwórni. Zakres parametrów produkowanych elementów:

ALMECH jest przedsiębiorstwem wielopokoleniowym, założonym przez Alinę i Stanisława Jasik, kontynuowanym przez Wojciecha i Grzegorza Jasik. Od 2002 roku firma działa w Tarnobrzeskiej Specjalnej Strefie Ekonomicznej, Podstrefa Radom — co stanowi formalne potwierdzenie wiarygodności partnera biznesowego.

Sprężyny naciągowe produkowane przez ALMECH znajdują zastosowanie w meblach (mechanizmy łóżek rozkładanych i sof), zabawkach, motoryzacji, bramach garażowych, urządzeniach AGD oraz w licznych mechanizmach przemysłowych. Każde zlecenie traktowane jest indywidualnie — od pojedynczego prototypu po wielomilionową serię.

ALMECH utrzymuje trzy zintegrowane systemy zarządzania zgodne z normami ISO, certyfikowane przez akredytowaną jednostkę Certika Sp. z o.o. Jakość rozumiemy szerzej niż wyłącznie zgodność wyrobu z dokumentacją techniczną — to trzy nierozdzielne filary: trafne spełnienie oczekiwań klienta, poszanowanie środowiska naturalnego oraz zapewnienie bezpiecznych warunków pracy.

Co oznaczają nasze certyfikaty w praktyce?

Posiadane certyfikaty przekładają się na konkretne i mierzalne korzyści dla każdego klienta: powtarzalność jakości — każda dostawa spełnia te same standardy niezależnie od wielkości serii; pełna identyfikowalność — partia drutu, parametry procesu i wyniki kontroli wymiarowej są dokumentowane i archiwizowane; świadectwa kontroli na życzenie klienta; oraz akceptacja w łańcuchach dostaw wymagających odbiorców z branż motoryzacyjnej, medycznej i zbrojeniowej. Utrzymanie certyfikatów wymaga corocznych audytów nadzoru oraz audytów ponownej certyfikacji co trzy lata — tę dyscyplinę ALMECH utrzymuje od ponad dekady dla systemu ISO 9001 oraz od 2025 roku dla nowo wdrożonych systemów ISO 14001 i ISO 45001.