Le bon filetage
Lorsque les installations de levage à vis ne fonctionnent plus, cela peut être dû à l’état de surface des vis, aux impuretés, à la position de montage ou, dans une mesure particulière, au choix du lubrifiant – dit Hans Gereke-Bornemann, directeur de Bornemann Gewindetechnik, qui a aussi une solution pour cela.
Il sait de quoi il parle, car l’entreprise Bornemann-Gewindetechnik a entre-temps accumulé plus de 25 ans d’expérience dans le domaine de la technique d’entraînement : « Aujourd’hui, nous fabriquons surtout des broches filetées selon les normes allemandes et internationales, des broches filetées spéciales et trapézoïdales, des vis de transport, des écrous de broche, ainsi que des pièces tournées et des pièces fraisées – sur environ 3800 m2 avec 40 collaborateurs ». Mais quels sont actuellement les points à prendre en compte pour choisir le bon filetage, spécialement pour les installations de levage ? « Nous recommandons à nos clients de faire très attention à la surface du filetage et au choix du lubrifiant », indique Hans Gereke-Bornemann en évoquant les premiers “points chauds”. En effet, lorsque Bornemann rapporte des problèmes sur les installations de levage à vis, l’un des facteurs suivants en est généralement la cause : la qualité de la surface des vis, les impuretés, la position de montage du système ou encore, dans une mesure particulière, le choix du lubrifiant.
Mais dans de nombreux cas, le problème est un mélange complexe de plusieurs de ces facteurs. « Il faut donc tenir suffisamment compte de chacun des facteurs lors de la conception – sinon les vis de mouvement atteignent souvent rapidement leurs limites ». En effet, tous les filetages de mouvement, donc aussi les entraînements à vis sans fin, sont des entraînements dits à poussée glissante. En raison de ce type d’entraînement, un effet stick-slip est possible à tout moment, surtout à faible vitesse et sans lubrification suffisante. « Combiné à un mauvais appariement de matériaux, de tels états de manque de lubrification peuvent même conduire à des micro-soudures ou des soudures à froid de systèmes de levage entiers, ce que l’on appelle le ‘grippage’ des écrous ».
C’est pourquoi, selon l’expérience de Hans Gereke-Bornemann, l’appariement des matériaux du système vis-écrou joue un rôle décisif. « En cas d’appariement de matériaux de fonte grise, par exemple de fonte à graphite sphéroïdal et d’acier, la part de fer dans les matériaux peut favoriser une soudure à froid. Dans le cas d’une combinaison de bronze et d’acier, le soudage à froid peut être quasiment exclu ». Mais il existe encore d’autres possibilités pour minimiser ces risques parfois considérables : « Pour les entraînements à vis sans fin, on veille à ce que le schéma porteur présente une forme de lentille au milieu du cercle de roulement. C’est la seule façon d’éviter un arrachement prématuré de l’huile. Si les deux profils portaient de manière optimale, une rupture du film d’huile se produirait immédiatement ».
Le procédé de tourbillonnement présente un autre potentiel pour la fabrication de filets. « On obtient ainsi un effet qui a des propriétés similaires à celles des engrenages à vis sans fin décrits précédemment. Cet état de fait est à peine connu de nombreux utilisateurs de filetages trapézoïdaux. Grâce à la technique de tourbillonnage, un écart géométrique par rapport à la forme de vissage idéale est réalisé aussi bien sur les flancs du filet que dans le fond : « Il s’agit de la coupe circulaire enveloppante qui, en fonction de la fréquence de coupe, se compose de nombreux polygones qui ne s’écartent de la forme idéale que de l’ordre du micron », explique Hans Gereke-Bornemann. Dans ces espaces libres minimes, il n’y a donc pas de rupture brutale de l’huile, car l’huile ne peut pas être déplacée ou raclée aussi facilement. L’écart géométrique par rapport à la forme idéale de la vis forme quasi automatiquement des poches de lubrification microscopiques sur la surface des flancs. « Cela réduit considérablement le risque de rupture du film lubrifiant », promet Hans Gereke-Bornemann.
Mais comment se situe le procédé de tourbillonnage favori par rapport au roulage des filets ? « Les broches filetées roulées présentent certainement des avantages techniques de fabrication dans de nombreux cas, mais certainement pas pour les entraînements à vis de levage au moyen de vis trapézoïdales, car aucun matériau de haute qualité, et encore moins des aciers inoxydables, ne peuvent être utilisés avec ce procédé ». De plus, les pièces individuelles avec des profils spéciaux ne peuvent pas être fabriquées de manière rentable, car les outils sont si chers que seules les pièces de masse sont vraiment rentables. « En outre, les broches filetées roulées sont loin de présenter la précision que nous pouvons obtenir avec le procédé de tourbillonnage ».
Pour les applications bas de gamme où la précision, la lubrification, le matériau et les éventuels profils spéciaux ne jouent aucun rôle, Hans Gereke-Bornemann recommanderait toutefois les profils de filetage roulés à tous ses clients : « Il va de soi que le matériau des vis roulées est plus solide grâce au processus de déformation à froid. Mais la comparaison constante avec les charges de base prétendument plus élevées est déjà boiteuse parce que c’est l’écrou qui est le point faible de ce système et non la vis ; l’écrou, généralement fabriqué en bronze, s’use même plutôt plus vite avec une vis roulée qu’avec une vis tourbillonnée ».
Par Harald Klieber