I-1

I. Schroefverbindingen, penverbindingen en borgmiddelen in de machinebouw

1 Inleiding

In de cursus technologie werden in functie van het vak studiebureau de verbindingselementen en borgmiddelen gezien. Het is niet de bedoeling dit hoofdstuk een tweede maal intergraal door te nemen. Belangrijke zaken zullen we even herhalen en hier en daar is er wat uitbreiding. We zullen opnieuw enkele normen opzoeken in het tabellenboek want het opzoeken van de juiste genormaliseerde onderdelen is per slot van rekening een van de belangrijkste competenties die geëist worden van technici en ontwerpers. Welk doel heeft de normalisatie?

Bij het ontwerp van machines en apparaten probeert men zoveel mogelijk genormaliseerde stukken te gebruiken. Het aantal niet-genormaliseerde onderdelen wordt tot een minimum beperkt.

Geef een drietal genormaliseerde onderdelen die men gebruikt bij de montage van een boormachine.

2 Soorten normen

NBN- norm: de Belgische normen NEN- norm: de Nederlandse normen DIN- norm: de Duitse normen ANSI- norm: de Amerikaanse normen CEN- norm of EN- norm: de CEN- normen (elk land van de Europese Unie moet die normen invoeren) ISO- norm: de ISO- normen (zijn de normen die wereldwijd gelden)

I-2

3 Schroeven, bouten en moeren……

3.1 Herhaling

Welke type schroefdraad wordt toegepast voor bouten, schroeven en moeren? Geef de 4 belangrijkste parameters voor de schroefdraad M12. Wanneer wordt linkse schroefdraad gebruikt in plaats van rechtse schroefdraad?

Wanneer wordt fijne schroefdraad toegepast?

Verklaar de laatste notatie (onderlijnd) in volgende normen. Zeskantbout ISO 4014-M10x50-8.8 Zeskantmoer ISO 4032-M10-8

I-3

3.2 Opzoeken en verklaren van normen (zie tabellenboek)

Verklaar volgende notaties : - Zeskantmoer DIN EN 4036-M10-110HV30 - Kroonmoer NBN 646-M12x1,5-6 - Zeskantbout DIN EN 4016-M12x100-4.6 - Cilinderkopschroef DIN EN 4762- M20x55-8.8 Geef de volledige norm voor volgende beschrijvingen: - Een zeskantbout met fijne schroefdraad M16x1,5 over de volledige lengte van de steel, een steellengte van 110 mm en sterkteklasse 10.9 - Een zeskant pasbout met metrische schroefdraad M16 en een lengte van 100 mm - Een zeskantmoer met een metrische draad van 8 mm, een spoed van 1 mm en sterkteklasse 8 - Een stelschroef met binnenzeskant, metrische draad M4, een lengte van 5 mm en een punt met tophoek van 90°voor het fixeren van een deurklink Wat is verkeerd aan volgende normen? - Zeskantmoer ISO 4032-M10-04 - Verzonken schroef ISO 2009-M6x24-4.6 - Tapeind DIN 938-M12x150-10.9

I-4

3.3 Opmerkingen

Zelftappende schroeven (DIN 7513 en DIN 7516) brengen bij het indraaien de schroefdraad aan in het werkstuk. Deze schroeven worden veel gebruikt bij verbinden van dunne platen. Er bestaan schroeven die voorzien zijn van een boorpunt. De boorpunt zorgt voor het aanbrengen van het gat waarna in dezelfde bewerking de schroef ingedraaid wordt. De schroeven gebruiken we voor het verbinden van dunne platen. Bout-moerverbindingen hebben de neiging los te komen indien er geen bijkomende borging voorzien wordt.De borging kan op verschillende manieren gebeuren. In het volgende punt geven we een overzicht van de meest voorkomende borgmiddelen.

Het tapeind kan zonder bezwaar dienen ter bevestiging van delen die dikwijls moeten worden losgenomen. De moer wordt losgedraaid terwijl het tapeind in het machinedeel blijft.

Voor het in- of uitdraaien van tapeinden klemt men 2 moeren tegen elkaar op het bovenste draadeind; dan heeft men een houvast voor de sleutel en kan men het tapeind verdraaien. Op welke moer zet je de sleutel om het tapeind te lossen?

4 Borgmiddelen voor schroefdraadverbindingen

4.1 Doel

Bij een bout - moerverbinding of andere schroefdraadverbindingen is er weinig gevaar tot loskomen indien men genoeg mag en kan aanspannen (sterkte van de verbindingselementen en de vervormingen spelen daarbij een rol). Vooral bij trilling is het gevaar tot losdraaien groot. In de meeste gevallen gaat men borgen!!

4.2 Soorten + toepassingsgebied

Vlakke sluitringen Vlakke sluitringen zorgen ervoor dat er minder vervorming optreedt en we bijgevolg harder mogen aanspannen. Veerringen Onder de veerringen bestaan verschillende soorten. Wellicht de best gekende is de gewelfde veerring.

I-5

Daarnaast hebben we dan ook de gegolfde veerringen en de tandveerringen. Bij alle veerringen wordt de borgende werking verkregen bij het aandraaien van de moer of bout. Door het aanspannen wordt de ring samengedrukt. De veerring duwt de moer of bout terug en er ontstaat een grote wrijvingskracht tussen de schroefdraad van de beide onderdelen. Die grote wrijvingskracht vermijdt het loskomen van de verbinding. Bij de gewelfde en getande veerring heb je nog een bijkomende borging doordat de uiteinden of tanden min of meer in de moer (of boutkop) en het draagvlak dringen. De zelfborgende moer De zelfborgende moer is een verhoogde moer waarvan het bovengedeelte voorzien is van een nylonring. Bij montage wordt in de ring door de eerste draadgangen van de bout schroefdraad gevormd. Door haar elasticiteit oefent de kunststof een veerkracht uit op de draadflanken van de bout. Het is belangrijk te weten dat dergelijke moeren hun borgende werking verliezen door herhaaldelijk lossen; het is aangeraden telkens een nieuwe moer te gebruiken.

Kroonmoer + splitpen De kroonmoer is een speciale moer met opstaande randen voorzien van groeven. Dwars door de boutsteel gaat een splitpen die past in 2 tegenover elkaar liggende groeven. Loskomen is nu uitgesloten.

I-6

Borgplaten

Borgplaten zijn vervaardigd uit dunne staal- of messingplaat. Ze zijn voorzien van 1 of 2 lippen. Na het vastdraaien van de moer worden de lippen van de borgplaat omgeplooid tegen een sleutelvlak van de moer of bout en over de rand van het steunvlak. Dergelijke borging is uiterst betrouwbaar en wordt bijvoorbeeld toegepast voor het monteren van de remklauw van personenwagens.

Twee moeren Een zeer eenvoudige borging is het gebruik van twee moeren. Na de eerste moer wordt een tweede moer gedraaid. Deze borging is wel niet zo betrouwbaar als de twee vorige.

I-7

4.3 Normalisaties

Geef de volledige norm voor volgende beschrijvingen: - Een zelfborgende moer, met sterkteklasse 8, voor de borging van een boutverbinding met M8 - Een kroonmoer met splitpen voor het borgen van een boutverbinding met M12 - Een vlakke sluitring en een gewelfde sluitring voor het borgen van een boutverbinding met M6 - Een tandveerring voor het borgen van een verbinding met M16

5 Borgmiddelen voor machineonderdelen

5.1 De borgring (circlips)

We beperken ons voorlopig tot de borgring en de borgplaat. Bij de bespreking van bijvoorbeeld lagers en andere machineonderdelen zien we nog andere borgmiddelen. Een borgring is een veerstalen ring die bijvoorbeeld gebruikt wordt om een kogellager op zijn plaats te houden. In de as of behuizing brengt men een groefje aan en daarin wordt dan de borgring aangebracht. Een borgring is niet geschikt voor het opnemen van grote krachten. Het inbrengen van de borgring gebeurt met de borgveertang.

Duid op volgende figuur de borgringen aan.

I-8

5.2 De borgplaat

De borgplaat heeft hetzelfde doel als de borgring en is ook niet geschikt voor het opvangen van grote zijdelingse krachten. De plaat die vervaardigd is uit veerstaal wordt in de gleuf over de as geduwd. Het verwijderen van de borgplaat kan eenvoudig gebeuren met behulp van bijvoorbeeld een schroevendraaier.

5.3 Normalisaties

- Men wil de buiten- en binnnenring van een diepgroefkogellager DIN 625-6200-2RS-C3 borgen met circlipsen. Geef de norm van de circlipsen. - Het aandrijvend kettingwiel van een kettingzaag is geborgd met een borgplaat. Geef de norm van de borgplaat als je weet dat de as een diameter heeft van 15 mm. Geef eveneens de afmetingen van de asgroef.

I-9

6 Pennen

6.1 Doel

Bouten en schroeven hebben bijna steeds ruimte in het boutgat. Bij belasting van de verbinding is het dan ook mogelijk dat de verbonden onderdelen ten opzichte van elkaar verschuiven.. Om dit te beletten kan men de bouten op maat draaien en de boringen nauwkeurig op maat ruimen. Deze zogenaamde pasbouten zijn echter duur. Een goedkopere methode is het aanbrengen van bijvoorbeeld een conische pen. De pennen dienen om de stand van de te verbinden onderdelen te fixeren. Bepaalde pennen kunnen toegepast worden zonder dat daarbij een bout-moerverbinding nodig is, andere pennen worden gebruikt in combinatie met een schroefdraadverbinding.

I-10

6.2 Soorten + toepassingsgebied

De cilindrische pen De cilindrische pen dient om verschillende onderdelen op de juiste plaats t.o.v. elkaar te monteren. Cilindrische pennen worden veel gebruikt in de matrijzenbouw, in dit geval gebruiken ze zelfs geharde pennen. Een cilindrische pen wordt ingebracht met behulp van een hamer en er ontstaat een klempassing tussen de pen en de te verbinden onderdelen.

De penverbinding kan ook gebruikt worden als beveiliging. Om bijvoorbeeld de schroefspil van een draaibank te beveiligen, verbind je de as met de tandwielkast met behulp van een pen. Bij vastlopen begeeft de pen en blijven de andere onderdelen onbeschadigd. De conische pen Deze pen gebruiken we om iets vast te zetten op een as. Door de kleine hoek is de pen zelfklemmend. Op die manier kunnen tandwielen worden gemonteerd op een as. De penverbinding wordt niet toegepast voor grote belastingen.

I-11

De kerfstift De kerfstiften zijn zoals de naam het zegt voorzien van kerven. Bij het indrijven krijgen we een elastische vormverandering. De verbinding mogen we beschouwen als vaste verbinding. De kerfstift geeft een betere borging dan de voorgaande pennen.

De spanstift of verende pen

In plaats van de kerfstiften of tapse pennen kan men ook verende pennen toepassen. De stiften zijn hol en hebben in ongespannen toestand een iets grotere diameter dan het gat. Daarom zijn ze voorzien van een zoekkant. De pen wordt samengedrukt en door de grote veerkracht ontstaat een vaste klemming.

Splitpen Zie kroonmoeren

6.3 Normalisaties

Verklaar volgende notaties: - Kerfstift ISO 8740-10x30-S - Conische pen DIN 22339-B-8x40-S Geef de norm voor volgende beschrijvingen: - Een verende pen voor een diameter van 12 mm en met een lengte van 100 mm - Een tapse geslepen pen met als kleinste diameter 6 mm en met een lengte van 50 mm