Domande frequenti

Il processo di tourbillonnage sviluppato da Bornemann è uno dei processi di rifinitura della produzione. Il processo prevede la rotazione di un anello di taglio su cui sono poste lame a distanza uniforme al di sopra del pezzo in lavorazione che si muove nella stessa direzione a una velocità inferiore. I due assi di rotazione paralleli si muovono a vicenda durante il processo. Lo spostamento consente una più vantaggiosa truciolatura a vantaggio della dispersione di calore derivante dal pezzo in lavorazione per una produzione di componenti filettati della massima precisione.

Inclinando l’anello rotante è possibile realizzare l’inclinazione della filettatura. Esiste una differenza tra tourbillonnage esterno e interno. Nel processo esterno le lame dell’anello rotante sono poste all’interno cosicché il pezzo in lavorazione può essere trattato all’esterno. Un esempio di prodotto derivante da questo processo sono i meccanismi filettati. Nel processo interno invece la lame dello strumento si trovano all’esterno. Lo strumento preme quindi all’interno della foratura del pezzo in lavorazione e lo tratta dall’interno. Il principio di base è lo stesso. Un esempio di pezzo trattato con tourbillonnage interno è il dado.

I vantaggi principali delle filettature trattate con tourbillonnage risiedono nelle migliori condizioni di lubrificazione, nella maggiore precisione e nei costi di produzione inferiori per piccole quantità.

Massima precisione

Il processo di produzione delle filettature sviluppato da Bornemann garantisce una precisione maggiore rispetto ai rulli di filettatura, soprattutto quando si tratta di precisione dell’inclinazione. La maggiore precisione è dovuta alle lame più nette e uniformi e al fatto che durante il processo non vi è alcun pericolo che i trucioli finiscano nel materiale. La qualità della superficie delle filettature Bornemann è simile a quella delle filettature lucidate con un grado di precisione dell’inclinazione da 0,03 mm a 300 mm.

Lubrificazione più facile

A differenza del processo di rullatura, il tourbillonnage di Bornemann genera un movimento a più angoli anziché un movimento puramente rotatorio che consente la formazione di avvallamenti simili a quelli di una superficie raschiata, ma di dimensioni microscopiche. Questo sistema garantisce una lubrificazione migliore delle filettature.

Quando infatti le fasce della filettatura sono estremamente lisce, come avviene nel caso del processo di rullatura, il lubrificante tende a scivolare fuori o a essere addirittura espulso a causa del movimento rotatorio e della compressione tra le superfici a contatto.

Le fasce leggermente poligonali dei meccanismi Bornemann sono invece diverse: nei microscopici avvallamenti si inserisce infatti il lubrificante che è quindi a disposizione come all’interno di piccoli depositi. Le filettature di Bornemann sono di conseguenza generalmente meglio lubrificate rispetto alle filettature derivanti dal processo di rullatura.

La migliore lubrificazione contrasta l’effetto stick e slip e protegge le filettature dalla corrosione.

Diversi materiali, diametri e inclinazioni

Il processo di produzione sviluppato da Bornemann è estremamente flessibile e si può quindi adattare alle più disparate esigenze personali in termini di geometrie, dimensioni e lunghezze delle filettature. È possibile utilizzare tutti i materiali disponibili per la lavorazione, compresi i più esotici quali Hastelloy, Incoloy, Inconel, Monel, titanio, acciaio indurito, materiali sintetici e acciaio anti magnetico.

Minimo rischio di micro crepe

Sempre più clienti nel settore della tecnologia per gli impianti di sollevamento richiedono che venga effettuato un controllo delle micro crepe sui mandrini a elica affinché vengano utilizzati solo materiali integri.

Le filettature che vengono compresse nella forma a freddo possono nascondere micro crepe all’interno del materiale. Le crepe spariscono così alla vista e non possono quindi essere rilevate nemmeno con i normali processi di controllo.

Nel processo di produzione di Bornemann le fibre del materiale vengono sezionate e il materiale non è contaminato da alcun truciolo. È quindi sempre possibile effettuare un controllo delle micro crepe anche dopo molto tempo, con l’assoluta certezza di non trovarne alcuna.

Le superfici dei meccanismi filettati di Bornemann sono paragonabili alle superfici levigate e presentano inclinazioni estremamente precise nell’ordine degli 0,03 e 300 m. Ad eccezione della costosa levigazione delle filettature, nessuna altro processo di produzione analogo garantisce un simile livello di precisione.

Oltre alla precisione dell’inclinazione, la lavorazione finale dei meccanismi filettati e delle madreviti garantisce una tolleranze al centesimo.

Il processo di tourbillonnage sviluppato da Bornemann per le sue filettature è particolarmente adatto per le filettature di precisione e le filettature speciali che vengono richieste in quantità ridotte (< 5000 pezzi). Le lame per la realizzazione delle filettature speciali possono essere prodotte su misura e a prezzi vantaggiosi. Il processo di rullatura al contrario richiederebbe la preventiva produzione di piastre di laminazione assai costose.

Le filettature di Bornemann dispongono inoltre dei cosiddetti depositi per lubrificante. Tali depositi sono realizzati grazie al taglio continuato durante il processo di produzione. Tale processo consente la realizzazione di minuscole forme poligonali sulle fasce della filettatura per il deposito del lubrificante. Le filettature di Bornemann sono quindi particolarmente adatte per impieghi nel settore delle tecnologie di sollevamento di carichi pesanti in quanto, anche in presenza di compressione elevata, la lubrificazione è sempre garantita. Le filettature di Bornemann sono inoltre meno soggette all’effetto stick e slip grazie alle migliori condizioni di lubrificazione.

Con lo strumento per le filettature all’interno del nostro sito è possibile richiedere la progettazione delle filettature più adatte alle esigenze di ognuno. Il calcolo non è vincolante. Rapido e preciso.

L’effetto stick e slip altro non è che uno scivolamento all’indietro, ovvero un continuo e incostante scivolamento e arresto. Quando il sistema si trova in posizione di arresto e inizia a scivolare può generarsi l’effetto stick e slip. Tale effetto si manifesta soprattutto in presenza di velocità ridotte e quando l’attrito da aderenza è maggiore rispetto all’attrito da scorrimento. Proprio come avviene durante un terremoto, quando due placche sono sottoposte a tensione generano una forza per superare l’attrito di aderenza. Non appena tale attrito è vinto, la forza necessaria per generare lo scivolamento è molto inferiore.

La forza in eccesso vien quindi dispersa sotto forma di scivolamento all’indietro, vibrazioni e rumori. Nei sistemi di meccanismi filettati e dadi l’effetto ha conseguenze simili. All’avvio, il sistema subisce un trascinamento e può generare vibrazioni che si trasmettono al corpo di risonanza provocando un rumore fastidioso e scricchiolante. Una porta che cigola è un esempio di effetto stick e slip. L’insorgere dell’effetto è oltremondo sconveniente dato che disturba il movimento e aumenta notevolmente anche l’usura. Nel peggiore dei casi questo effetto può comportare anche la saldatura a freddo dell’intero sistema.

L’effetto stick e slip si manifesta soprattutto quando l’attrito da aderenza è maggiore dell’attrito da scivolamento. Per contrastare l’effetto è quindi necessario ridurre l’attrito da aderenza. Osserviamo la formula dell’attrito da aderenza:
FH = µH x FN
FH = attrito da aderenza
µ= coefficiente di attrito
FN = forza normale

L’attrito da aderenza è il prodotto della forza normale e del coefficiente di attrito. La forza normale è la forza che agisce perpendicolarmente alle fasce della filettatura derivante dal peso del corpo e dal carico (ovvero le forze presenti all’interno della filettatura). È preferibile alterare quanto meno possibile queste forze.

Il coefficiente di attrito indica il grado di attrito o scivolamento a cui è soggetta una superficie. La soluzione migliore è intervenire su questo coefficiente riducendolo. Per fare questo basta garantire la lubrificazione delle fasce della filettatura.

I meccanismi filettati di Bornemann garantiscono la costante lubrificazione grazie ai depositi per lubrificante.

Per le filettature si parla di “corrosione” o “usura adesiva” quando il mandrino e il dado, a causa di una insufficiente lubrificazione, si saldano e si staccano continuamente. Tale effetto insorge spesso nei componenti filettati soggetti a carichi tribometrici elevati quando si forma una sottile pellicola di lubrificante.

La conseguenza diretta può essere la saldatura a freddo o la saldatura da compressione. Sciogliere le filettature in simili condizioni di saldatura è difficile e talvolta impossibile. Anche nel caso in cui una filettatura venga sciolta ormai lo stato di danneggiamento è tale da renderla inutilizzabile e da richiedere una completa sostituzione.

Le fasce della filettatura troppo ruvide sono più soggette alla corrosione e generano una forza di aderenza maggiore che ne intensifica l’usura. Un passo della filettatura non debitamente trattato e l’inclinazione incostante possono comportare l’insorgere di corrosione e saldatura delle filettature.

Anche le fasce troppo lisce però possono comportare un’aderenza tale da far incollare tra loro due superfici premute l’una contro l’altra, come nel caso di due lastre di vetro. Le filettature che presentano superfici a contatto troppo lisce espellono il lubrificante e distruggono quindi la pellicola che si formerebbe altrimenti tra loro. Questo comporta il contatto di moltissimi atomi metallici a livello nucleare. Quando le superfici limitrofe dove questo contatto è maggiore sono sottoposte a pressione, si creano griglie atomiche impossibili da sciogliere senza distruggerle. Anche in questo processo si manifesta la saldatura a freddo.

Le filettature prodotte con il processo di rullatura che presentano superfici molto lisce sono maggiormente soggette alla corrosione rispetto alle filettature di precisione di Bornemann.

Un’altra causa può essere ricercata nell’insufficiente differenza di durezza tra il mandrino e il dado.

Se soggetti a elevate sollecitazioni, anche questi componenti si corrodono o si saldano a freddo.

In presenza di temperature eccessive causate da un’insufficiente lubrificazione e da forze elevate è possibile che si generi un processo di saldatura delle parti.

In sintesi, le cause della corrosione delle filettature sono:

• insufficiente lubrificazione / eliminazione della pellicola di lubrificazione
• combinazione infelice dei materiali
• carichi elevati (compressione delle superfici filettate)
• temperature elevate

La contaminazione dei meccanismi filettati è spesso la causa di incidenti gravi. Le minuscole particelle possono infatti agire come carta abrasiva comportando un’elevata usura e causando il blocco dell’intero sistema costituito da dado e mandrino. Soprattutto quando non sono stati inseriti i minuscoli avvallamenti di protezione delle filettature.

Per isolare prima possibile le cause di questi danni è consigliabile analizzare il lubrificante utilizzato al fine di escludere subito l’inserimento di impurità.

Mettiamo a disposizione dei clienti un kit di analisi che può essere spedito per l’immediata realizzazione di una campionatura. Il campione permette il rilevamento delle particelle di ferro, del contenuto di acqua, degli additivi e delle eventuali impurità cosicché i clienti ricevano entro pochi giorni un rapporto dettagliato comprensivo di suggerimenti su come procedere.

Da un pezzo standard 6000 e 7500 mm. È in parte possibile realizzare edizioni speciali fino a 12000 mm. In alternativa possiamo realizzare mandrini a più parti. I mandrini vengono poi uniti, avvitati e saldati. I mandrini più lunghi possono raggiungere anche gli 80.000 mm.

Realizziamo filettature con un dimetro massimo di ca. Ø450 mm. I diametri massimi dipendono anche dalla disponibilità del materiale e dal contorno esterno del meccanismo filettato.

Grazie alla realizzazione di uno strumento di nostra ideazione siamo in grado di realizzare madreviti estremamente lunghe e filettature interne sottili. Le filettature interne possono raggiungere la lunghezza di 2500 mm.

La precisione dell’inclinazione di un meccanismo filettato definisce l’ambito in cui lo stesso può essere impiegato. Maggiore è la precisione dell’inclinazione, maggiormente è specifico il campo di applicazione.

I nostri meccanismi filettati hanno una precisione di inclinazione dagli 0,03 mm ai 300 mm. Le nostre filettature di precisione sono quindi particolarmente adatte per impieghi in cui è richiesta la massima precisione di posizionamento e la massima durata.

I depositi per lubrificante appositamente inseriti durante il processo di produzione di Bornemann garantiscono la massima distribuzione e permanenza del lubrificante. Nel settore della tecnologia di sollevamento per i carichi pesanti la lubrificazione riveste un ruolo importantissimo in quanto i mandrini e i dadi potrebbero saldarsi se sottoposti a enorme compressione. Grazie ai depositi per lubrificante, la sostanza grassa non viene espulsa dalla madrevite. Il sistema garantisce anche la diminuzione del rischio dell’effetto stick e slip che potrebbe avere conseguenze assai gravi in questo contesto.

La buona lubrificazione consente anche un dimensionamento inferiore dell’azionamento del meccanismo filettato dato che la forza di aderenza da vincere è inferiore grazie alla lubrificazione. (Link per l’articolo “Contro l’effetto stick e slip”).

Molti dei nostri macchinari e strumenti sono stati da noi appositamente costruiti e prodotti per la realizzazione di profili filettati speciali. Grazie a questo parco macchine unico e flessibile siamo in grado di realizzare praticamente tutti i profili filettati a noi noti. Tra questi annoverano filettature trapezoidali, filettature a dente di sega, filettature ACME, filettature sottili, filettature metriche, filettature a passo grosso, filettature tonde, filettature triangolari, filettature incrociate, viti senza fine e naturalmente tutti i dadi corrispondenti. Inoltre possiamo realizzare angolazioni specifiche personalizzate per soddisfare le esigenze di applicazione individuali dei clienti.

Le filettature ACME presentano un angolo laterale di 29° e vengono utilizzate soprattutto nell’area statunitense. In Europa si è invece affermata la filettatura trapezoidale secondo DIN 103 con un angolo laterale di 30°. Entrambe le filettature sono soggette ad attrito interno.

La durata di un meccanismo filettato dipende dalla sua applicazione, dall’utilizzo, dalla combinazione di materiali, dalla lubrificazione e da altri fattori esterni.

Per i principali componenti dell’ingegneria meccanica si fa riferimento a un danno da affaticamento (= rottura) per il calcolo della durata, ma nel caso dei meccanismi filettati la durata è determinata essenzialmente dall’usura. La tribologia / attrito vengono notevolmente influenzati dalla lubrificazione e dalla temperatura (= fattori esterni) e ancora oggi è sorprendentemente impossibile fare un calcolo esatto o una previsione accurata delle forze d’attrito e della loro azione.

È quindi necessario riprodurre l’usura facendo ricorso a test reali. A questo proposito abbiamo sviluppato un metodo in grado di riprodurre il grado di usura di anni di utilizzo in poche settimane. Questo ci consente altresì di confrontare diversi tipi di filettatura e lubrificanti su misura delle esigenze specifiche del cliente e di offrire di conseguenza una soluzione personalizzata. Per maggiori dettagli: www.youtube.com/watch?v=nAz_4hwC_G0.

I meccanismi filettati incrociati con un senso di rotazione o i mandrini reversibili servono a risciacquare ad esempio le funi delle gru, i cavi offshore o i filati nel settore della produzione tessile. Sia che si tratti di formati XXL che di applicazioni molto più piccole, realizziamo per voi filettature incrociate e mandrini reversibili sulla base dei vostri disegni, utilizzando ogni materiale truciolabile e proponendovi ogni dimensione possibile.

La filettatura a più passi prevede l’affiancamento di più filettature tra loro parallele. Il numero delle filettature corrisponde al numero di passi. Aumentando il numero di filettature impiegate è possibile ottenere una migliore distribuzione delle forze.

È inoltre possibile un’ampia elica assiale. Nel caso delle filettature a più passi si parla anche spesso di filettature a passo grosso. I meccanismi filettati a passo grosso traducono un limitato movimento radiale in un ben più grande movimento assiale.

Link per il video https://www.youtube.com/watch?v=qiAlDcD8s9Q&t=15s.