Veelgestelde vragen

Het door Bornemann verder ontwikkelde wervelproces hoort bij de verspanende productieprocessen. Bij deze proces draait een snijring, die is voorzien van snijkanten, snel rond het werkstuk, dat langzaam in dezelfde richting draait. De parallelle draaiassen worden tijdens het proces ten opzichte van elkaar verschoven. De verschuiving leidt tot een gunstige spaanvorming, die de warmteafvoer van het werkstuk bevordert en zo de productie van zeer nauwkeurige schroefdraadcomponenten mogelijk maakt.

De spoed van de schroefdraad kan worden gegenereerd door de wervelring te kantelen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen buitenwervelen en binnenwervelen. Bij uitwendig wervelen zijn de snijkanten van de wervelring naar binnen gericht, zodat het werkstuk aan de buitenkant wordt bewerkt. Een voorbeeld hiervan zijn schroefdraadspindels. Bij interne werveling bevinden de snijkanten van het gereedschap zich aan de buitenkant. Hierbij dringt het gereedschap door het gat in het werkstuk en bewerkt het van binnenuit. Het principe is hierbij hetzelfde. Een voorbeeld van een intern gewerveld onderdeel is een moer.

De belangrijkste voordelen van gewervelde schroefdraden zijn de betere smeersituatie, de hoge precisie en de relatief lage productiekosten voor kleine hoeveelheden.

Hoge precisie

In tegenstelling tot schroefdraadwalsen kan het door Bornemann ontwikkelde productieproces van schroefdraden een hogere maatnauwkeurigheid bereiken, vooral als het gaat om spoednauwkeurigheid. Dit komt door de zuivere en gelijkmatige snede en het feit dat er tijdens het proces geen spanningen in het materiaal komen. De oppervlaktekwaliteit van Bornemann-schroefdraden is vergelijkbaar met die van geslepen schroefdraden en spoednauwkeurigheden van 0,03 mm tot 300 mm kunnen worden bereikt.

Betere smering

In tegenstelling tot draaien ontstaat bij Bornemann-schroefdraadspindels geen cirkel, maar een veelhoek waarvan de kleine verhogingen, zoals een geschaafd oppervlak, slechts enkele µm bedragen. Dit leidt tot een merkbare verbetering van de smeersituatie in de schroefdraad.

Want bij de technisch zeer gladde schroefdraadflanken van de gewalste schroefdraad wordt het smeermiddel door beweging en oppervlaktedruk tussen de wrijvingsvlakken min of meer snel naar buiten geschoven of geduwd.

Anders is het bij de iets veelhoekige schroefdraadflanken van Bornemann-draadspindels: het smeermiddel wordt afgezet in de microscopisch kleine lagen en gebruikt deze lagen eigenlijk als smeerholtes. Daardoor zijn schroefdraden van Bornemann over het algemeen beter gesmeerd dan gewalste draden.

De betere smering vermindert het optreden van het stick-slip effect en de neiging tot het vastlopen van de schroefdraad.

Verschillende materialen, diameters en spoedafstanden

Het door Bornemann verder ontwikkelde productieproces is een zeer flexibel proces dat snel kan worden aangepast aan individuele schroefdraadgeometrieën, -maten en -lengtes. Alle bewerkbare materialen kunnen worden gebruikt, ook exotische materialen zoals hastelloy, incoloy, inconel, monel, titanium, geharde staalsoorten, kunststoffen of niet-magnetische staalsoorten kunnen probleemloos worden bewerkt.

Lager risico op microscheurtjes

Steeds meer klanten op het gebied van hijstechniek eisen dat hefspindels worden gecontroleerd op microscheurtjes en dat alleen scheurvast primair materiaal wordt gebruikt.

Schroefdraden die door koudvormen in de mal kunnen worden geperst, kunnen bestaande microscheurtjes in het primaire materiaal dichten en zo verbergen. Daarna zijn deze scheuren niet meer zichtbaar en kunnen ze zelfs met de gebruikelijke testmethoden niet meer worden gedetecteerd.

Tijdens het productieproces van Bornemann wordt de materiaalvezel gesneden en worden er geen extra spanningen in het materiaal aangebracht. Hierdoor is een latere scheurcontrole altijd mogelijk en kunnen microscheuren 100% worden uitgesloten.

De oppervlakken van Bornemann zijn vergelijkbaar met die van geslepen schroefdraden en spoednauwkeurigheden van minder dan 0,03 mm tot 300 mm kunnen worden bereikt. Afgezien van het kostbare schroefdraadslijpen, bereikt geen enkel ander concurrerend productieproces een dergelijke precisie.

Afgezien van de spoednauwkeurigheid worden bij het bewerken van de uiteinden van de schroefdraadspindels en bij het bewerken van moeren toleranties in het bereik van honderdsten van millimeters gerealiseerd.

Het geoptimaliseerde draadwervelproces door Bornemann is bijzonder geschikt voor zowel precisieschroefdraad als maatwerkschroefdraad, die in kleine en middelgrote hoeveelheden (< 5.000 stuks) worden gevraagd. De snijkanten voor maatwerkschroefdraad kunnen individueel en voordelig worden gefabriceerd. In het geval van schroefdraadwalsen zouden eerst zeer dure walsmatrijzen moeten worden gefabriceerd.

Bovendien beschikken schroefdraden van Bornemann over zogenaamde smeerholtes. Deze ontstaan door de onderbroken snede in het productieproces. Daarom wordt in de uitsparingen op de schroefdraadflanken een minimale veelhoekige vorm gecreëerd waar het smeermiddel gemakkelijk in kan worden opgenomen. Daardoor zijn schroefdraden van Bornemann uitermate geschikt voor toepassingen voor het hijsen van zware lasten, omdat constante smering essentieel is bij hoge oppervlaktedruk. Bovendien zijn Bornemann-schroefdraden door de verbeterde smeersituatie minder gevoelig voor het stick-slip-effect.

Met de schroefdraadtool, die u op onze site kunt vinden, kunt u de gewenste schroefdraad voor u laten ontwerpen. U ontvangt van ons een vrijblijvende berekening. Snel en precies.

Het stick-slip effect is eigenlijk een terugglijden, een constant, afwisselend plakken en glijden. Als een systeem kleverig is en begint te schuiven, kan het stick-slip-effect optreden. Dit gebeurt vooral bij lage glijsnelheden en wanneer de statische wrijving aanzienlijk groter is dan de glijwrijving. Net als bij een aardbeving, waar 2 platen verschuiven en daarbij kracht opbouwen om de statische wrijving te overwinnen. Zodra deze statische wrijving is overwonnen, is er veel minder kracht nodig om te glijden. De overtollige kracht wordt afgevoerd in de vorm van terugglijden, trillingen en de daarbij horende geluiden. Bij een systeem met schroefdraadspil en moer is het effect vergelijkbaar. Bij het opstarten schokt het systeem en kunnen er trillingen ontstaan, die bij een corresponderend resonantielichaam tot een onaangenaam, soms krijsend geluid leidt. Ook een krakende deur heeft last van het stick-slip-effect. Het optreden van het effect is principieel ongewenst, omdat het de volgorde van bewegingen verstoort en de slijtage verhoogt. In het ergste geval kan het effect ook leiden tot koudlassen van het hele systeem. Meer informatie over dit onderwerp.

Het stick-slip-effect treedt meestal op wanneer de statische wrijving aanzienlijk groter is dan de glijdende wrijving. Om het effect te vermijden, is het daarom noodzakelijk om de statische wrijving te verminderen. Als men kijkt naar de formule van statische wrijving:
FH = µH x FN
FH = statische wrijfkracht of statische wrijving
µ= statische wrijvingscoëfficiënt
FN = normaalkracht.

De statische wrijving is het product van de normaalkracht en de statische wrijvingscoëfficiënt. De normaalkracht is de kracht die loodrecht inwerkt op de schroefdraadflank die het gevolg is van het eigen gewicht en de belasting (de krachten die in de schroefdraad heersen). Deze mag, indien mogelijk, niet worden gewijzigd.

De statische wrijvingscoëfficiënt geeft aan hoe goed een oppervlak glijdt resp. hecht. De beste manier is om deze te verminderen. De makkelijkste manier om dit te doen is door de schroefdraadflanken te smeren.

Bij schroefdraadspindels van Bornemann lukt dit erg goed door de smeerholtes en daardoor de constante smering.

Bij schroefdraden heeft men het over “vastlopen” of “lijmslijtage” wanneer de moer en spindel herhaaldelijk vastlassen en los scheuren door onvoldoende smering. Dit effect treedt vaak op bij tribologisch sterk belaste schroefdraadcomponenten wanneer de smeerfilm heeft losgelaten.

Een gevolg kan koudlassen of kouddruklassen zijn. Het losmaken van dergelijke vastgelopen of zelfs koudgelaste schroefdraden is uiterst moeilijk of onmogelijk. Zelfs als een vastgelopen schroefdraad kan worden losgemaakt, zijn de vleugelflanken meestal zo beschadigd dat ze onbruikbaar zijn en volledig moeten worden vervangen.

Te ruwe schroefdraadflanken zijn gevoelig voor corrosie en genereren een hoge houdkracht, wat het vastlopen bevordert. Een schroefdraad die niet goed is ontbraamd of een spoed die niet constant is, kan ertoe leiden dat de schroefdraad klem komt te zitten en dus vastloopt of koud wordt gelast.

Op gelijke wijze kan echter ook een te glad oppervlak ertoe leiden dat de schroefdraadflanken aan elkaar “kleven”, zoals bij twee glazen ruiten die op elkaar worden gedrukt. Bij schroefdraden met zeer gladde contactvlakken wordt het smeermiddel naar buiten gedrukt waardoor er geen smeerfilm meer tussen de glij-elementen zit. Hierdoor raken op atoomniveau veel metaalatomen elkaar op de grensvlakken. Vooral wanneer deze grensvlakken onder druk staan, leidt dit tot het ontstaan van stabiele atoomroosters die niet meer van elkaar kunnen worden gescheiden zonder te worden vernietigd. Dit wordt ook wel kouddruklassen genoemd.

Daarom lopen de schroefdraden, die met behulp van het walsproces zijn geproduceerd en daarom een zeer glad oppervlak hebben, ook vaker “vast” dan precisieschroefdraden van Bornemann.

Een andere oorzaak is onvoldoende verschil in hardheid tussen de spindel en de moer.

Overmatige spanning kan ook leiden tot vastlopen of zelfs koudlassen.

Bij zeer hoge temperaturen door onvoldoende smering en hoge krachten kunnen de onderdelen daardoor ook vastlassen.

De oorzaken van het vastlopen van de schroefdraad in een overzicht:

• niet voldoende smering / loslaten van smeerfilm
• ongunstige materiaalcombinatie
• zware belasting (hoge oppervlaktedruk in de schroefdraad)
• hoge temperaturen

Het vuil worden van schroefdraadspindels is vaak de oorzaak van ernstige storingen. De kleinste deeltjes werken als schuurpapier en veroorzaken hoge slijtage of leiden tot verstoppingen van complete spindelmoersystemen. Zeker als er geen balg werd gebruikt om de schroefdraadspindels te beschermen.

Om bij schade zo snel mogelijk de oorzaak te achterhalen, is het altijd raadzaam om een analyse van het smeervet uit te voeren om verontreiniging als schadeoorzaak van het begin af aan uit te sluiten.

We kunnen onze klanten een analyseset sturen waarmee een uitstrijkje wordt gemaakt. Uit het genomen monster worden dan alle ijzerdeeltjes, het watergehalte, de additieven en eventuele onzuiverheden geanalyseerd en onze klanten ontvangen binnen enkele dagen een gedetailleerd rapport met aanbevelingen hoe te handelen.

Uit één stuk in het standaard assortiment van 6.000 en 7.500 mm. In sommige gevallen zijn speciale walsingen tot 12.000 mm mogelijk. Anders kunnen we meerdelige spindels fabriceren. Deze worden vervolgens vastgemaakt, vastgeschroefd en gelijmd. De langste spindel die we zo hebben geproduceerd was meer dan 80.000 mm lang.

Wij kunnen schroefdraad vervaardigen tot een diameter van ca. Ø450 mm. De maximale diameters zijn ook afhankelijk van de beschikbaarheid van het materiaal en de buitencontour van de schroefdraadspindels.

Door onze eigen bouw van een zogenaamde wervelend hefapparaat zijn wij in staat om zowel extreem lange schroefdraadmoeren als extreem steile binnenschroefdraad te fabriceren. Hierdoor kunnen we binnenschroefdraad vervaardigen met een lengte tot 2.500 mm.

De spoednauwkeurigheid van een schroefdraadspil bepaalt het doel waarvoor deze kan worden gebruikt. Hoe hoger de spoednauwkeurigheid hoe preciezer de toepassing kan zijn.

Onze schroefdraadspindels bieden een spoednauwkeurigheid van 0,03 mm tot 300 mm. Onze precisieschroefdraden zijn daarom bijzonder geschikt voor toepassingen waar een hoge positioneringsnauwkeurigheid en een lange levensduur vereist zijn.

De smeerholtes die door Bornemann bewust tijdens het productieproces worden ingebracht, kunnen de smeermiddel bijzonder goed vasthouden en verdelen. Bij het hijsen van zware lasten is vooral een goede smering belangrijk, omdat de spindel zich als gevolg van de enorme oppervlaktedruk aan de moer kan vastlassen. Doordat er smeerholtes zijn, duwt de schroefdraadmoer het smeermiddel niet volledig weg. Bovendien verkleint dit het risico van het stick-slip-effect drastisch, dat vooral bij dergelijke belastingen zeer ernstige effecten zou hebben.

Door de goede smering kan de aandrijving van de schroefdraadspindel vaak kleiner worden gedimensioneerd, omdat de te overwinnen houdkracht door de smering aanzienlijk kleiner is. Meer informatie over dit onderwerp.

Veel van onze machines en gereedschappen zijn door ons speciaal ontworpen en gefabriceerd voor de productie van speciale schroefdraadprofielen. Door dit unieke flexibele machinepark kunnen wij vrijwel alle schroefdraadprofielen fabriceren die bij ons bekend zijn. Daaronder vallen o.a. trapeziumdraad, zaagtanddraden, ACME-schroefdraden, fijne schroefdraden, metrische schroefdraden, high-helix schroefdraden, ronde schroefdraden, puntige schroefdraden, kruisassen, Whitworthschroefdraden, wormschroeven en natuurlijk de bijbehorende schroefdraadmoeren. Daarnaast kunnen we ook klantspecifieke flankhoeken produceren die zijn afgestemd op de individuele behoeften van de toepassing.

ACME-schroefdraden hebben een flankhoek van 29° en worden hoofdzakelijk in de V.S. gebruikt. In Europa is de trapeziumdraad volgens DIN 103 met een flankhoek van 30° het meest populair geworden. Beide schroefdraden zijn zelfborgend.

De levensduur van een schroefdraadspindel is afhankelijk van de toepassing, het gebruik, de materiaalcombinatie van de smering en andere externe factoren.

Voor de meeste componenten in de machinebouw wordt vermoeidheidsschade (=breuk) gebruikt om de levensduur te berekenen, maar bij het bepalen van de levensduur van glijschroefdraaad speelt slijtage een beslissende rol. De tribologie/wrijving wordt hier sterk beïnvloed door smering en temperatuur (= externe factoren) en wrijvingskrachten kunnen – verrassend genoeg – tot nu toe nog niet precies worden berekend of voorspeld.

Het is dus uiteindelijk nodig om de slijtage na te bootsen door middel van reëele tests. We hebben een methode ontwikkeld om de slijtage van vele jaren in slechts enkele weken te reproduceren. Hierdoor kunnen we ook verschillende soorten schroefdraad en smeermiddelen klantspecifiek vergelijken om de optimale oplossing te vinden. Meer details hierover vindt u ook op: www.youtube.com/watch?v=tA4qDsPSmWk Meer informatie over dit onderwerp.

Omkeerspindels of kruisassen met één draairichting worden bijvoorbeeld gebruikt voor het opwikkelen van touwen in de kraanbouw, kabels in offshore-lieren of garens in de textielproductie. Of het nu in XXL-formaat is of voor toepassingen in klein formaat, wij fabriceren kruisassen of omkeerspindels volgens uw individuele tekening, van elk bewerkbaar materiaal, zelfs buiten de gebruikelijke standaardafmetingen.

In het geval van meergangig schroefdraad zijn er meerdere schroefdraden die parallel aan elkaar lopen. Het aantal schroefdraden komt overeen met het aantal gangen. Door het toegenomen aantal aangrijpende schroefdraden kan een betere krachtenverdeling worden bereikt.

Bovendien is ook een grote axiale slag mogelijk. Daarom spreekt men bij meergangige schroefdraden vaak van steile schroefdraden. Steile schroefdraadspindels zetten een kleine radiale beweging om in een zo groot mogelijke axiale beweging.

Meer details hierover vindt u ook op: https://www.youtube.com/watch?v=qiAlDcD8s9Q&t=15s