Nadat in deel 1 van dit artikel hoofdzakelijk theoretische zaken aan de orde zijn geweest, zal dit deel 2 veel praktischer gericht zijn. Want alhoewel schroefdraadverbindingen vele voordelen hebben, zijn er wel degelijk nadelen te noemen: vastzittende bouten en moeren, dolgedraaide moeren, beschadigde schroefdraad en niet te vergeten afgebroken tapeinden. Elke (amateur) monteur zal aan deze opsomming zeker nog vele sprekende voorbeelden uit de praktijk kunnnen toevoegen.
Overigens dienen we ons wel te beseffen dat een niet onaanzienlijk deel van de problemen met bouten en moeren te wijten zijn aan de monteur, of liever gezegd aan het gereedschap dat door de monteur wordt toegepast. Het gebruiken van engelse maten (steek)sleutels op metrische bouten en moeren is vragen om problemen. Of wat dacht U van het gebruik van een griptang om een moer te lossen enkel omdat de juist maat dop ontbreekt ? Wist U dat een griptang ook wel "moordenaar" wordt genoemd ? Schroevendraaiers met een Philips kop passen niet op Pozidriv schroeven, en zeskant imbus sleutels passen evenmin op bouten met een Torx kop. Voor het lossen van remleidingwartels bestaan speciale "open" ringsleutels. Het zelf maken van een open ringsleutel uit een gesloten ringsleutel die met een slijpschijf wordt geopend is niet alleen jammer van de sleutel maar zal de wartel niet lossen. Kwalitatief goed gereedschap is niet goedkoop, maar de investering betaalt zich terug in jarenlang sleutelplezier. Zorg dus bij elke klus voor het juiste gereedschap van goede kwaliteit en pas het ook op de juiste wijze toe !
Ondanks het gebruik van het juiste gereedschap van goede kwaliteit kunnen er zich nog steeds "sleutel" problemen voordoen. Gelukkig zijn wij meestal niet de eersten die tegen deze problemen aanlopen, en zijn er in het verleden uitermate handige zaken en oplossingen bedacht. Een aantal hiervan zullen hier, aangevuld met ervaringen uit de jarenlange "sleutelpraktijk" van de auteur, de revu zullen passeren. Daarnaast is nog een gedeelte van dit artikel gewijd aan het borgen van schroefdraadverbindingen.
Het lossen van vastzittende bouten en moeren
Een van de meest voorkomende problemen met bouten en moeren (zeker bij auto's zoals onze luchtgekoelde Volkswagens) is dat ze, vaak na jarenlange trouwe dienst, niet meer te lossen zijn. Indringing van (pekel)water veroorzaakt corrosie (roest) die zich tussen de binnen- en buitendraad nestelt. Aangezien ijzerroest een groter volume inneemt dan het oorspronkelijke ijzer, blokkeert dit de moer of de bout en de zaak zit muurvast. Wat nu ? Allereerst: maak met een staalborstel de moer met de uitstekende schroefdraad of de kop van de bout zo goed mogelijk vrij van roest, tectyl, lak en kitresten. Een ronde staalborstel op een boormachine of een slijptol kan hierbij goede diensten bewijzen. Spuit wat kruipolie tussen de moer en geef de kruipolie de tijd om zijn werk te doen. Probeer vervolgens met een goed passende sleutel of dop de bout of de moer te lossen. Zorg er voor dat de kop van de bout of de moer nooit wordt "dolgedraaid", maar probeer zo lang mogelijk de zeskant van de bout of moer "in tact" te laten. Gebruik nooit een stuk pijp of iets dergelijks om de ratel of de sleutel te verlengen: deze zijn hier niet op berekend en zullen bezwijken of krom buigen. Ook het met een hamer slaan op sleutels of ratels is uit den boze. Gebruik in dit geval een grotere ratel: in plaats van bijvoorbeeld een ratel met een 3/8" aansluiting kan ook een ratel met een �" aansluiting worden gebruikt. Laatstgenoemde is groter waardoor een groter moment op de vastzittende bout of moer kan worden uitgeoefend.
Komt de moer of bout niet los, dan kan een slagmoersleutel in veel gevallen goede uitkomst bieden, zie figuur 1. Een slagmoersleutel wordt aangedreven door perslucht en geeft een pulserende slag op de bout of moer waardoor de bout of moer "schrikt". Let er op dat voor een slagmoersleutel alleen speciale doppen en hulpstukken mogen worden gebruikt, de zgn. slagdoppen of ook wel krachtdoppen genoemd. Veelal is middels een stelschroef de slagkracht in een aantal standen instelbaar. Begin met de lichtste stand en voer stapsgewijs de slagkracht op totdat de bout of moer los komt.
Voor het lossen van vastzittende schroeven kan vaak succesvol gebruik gemaakt worden van een slagschroevendraaier, zie figuur 2. Het principe is gelijk aan dat van een slagmoersleutel: door middel van een pulserende slag wordt getracht de schroef te lossen. Alleen wordt hier geen gebruik gemaakt van perslucht, maar van de slagkracht van een hamer. De voorkant van een slagschroevendraaier is voorzien van een opname mogelijkheid waar een speciaal slagbitje (soms via een slagdop) in geplaatst kan worden. Door de schroevendraaier op de schroef te plaatsen en met een hamer op de achterkant van de slagschroevendraaier te slaan, wordt de slagkracht van de hamer omgezet in een draaiende beweging van het bitje en "schrikt" de schroef in vele gevallen los. Met name bij klassieke motorfietsen waar veel kruiskop schroeven zijn toegepast kan de slagschroevendraaier uitkomst bieden in moeilijke sleuteltijden. Maar ook bij onze eigen luchtgekoelde Volkswagens waar veel koelbeplating is bevestigd met M6 sleufschroeven die altijd blijken vast te zitten, is een slagmoersleutel een erg handig stuk gereedschap.
Met name bij vastgeroeste moeren kan de autogene lasbrander goede diensten bewijzen, zie figuur 3. Bij een autogene lasset wordt acetyleen met zuurstof in een brander verbrand.
Door de vastgeroeste moer met de lasvlam te verhitten, zal de roest "verbranden" en zal daarnaast door verschillen in uitzetting van het metaal extra ruimte onstaan tussen de binnen- en buitendraad waardoor de moer in veel gevallen te lossen is. Let er wel op dat de bout/draadeind en moer na de warmtebehandeling vervangen dienen te worden, zeker als het dragende delen van de auto betreft. De inwerking van hitte heeft invloed op de microstructuur van het staal waardoor de mechanische eigenschappen veranderen en de bout en/of moer niet meer aan de eisen van de toegepaste sterkteklasse voldoet. Algemeen geldt natuurlijk dat bij gebruik van open vuur (branders) gelet moet worden op het aanwezige brandgevaar ! Zorg er voor dat brandbare materialen en vloeistoffen worden verwijderd en houdt een brandblusser bij de hand.
Voor een toepassing van het lossen van vastgeroeste bouten of draadeinden, zie het artikel over de SNABOREM-methode.
Als de moer na diverse poging nog niet te lossen is of als de zeskant is "dolgedraaid" kan worden geprobeerd om door middel van een moerensplijter de moer te lossen, zie figuur 4.
De moerensplijter, of ook wel "boutenbreker" genoemd, wordt met de ronde kop over de moer geplaatst, en door aandraaien van de spindel wordt de hardmetalen beitel in de vlakke zijkant van de moer gedrukt. Hierdoor zal de moer aan een kant splijten waardoor de spanning van de moer wordt afgenomen. De moer komt "ruim" op de draad te zitten en kan zonder problemen worden verwijderd. Moerensplijters zijn er in verschillende maten voor kleine en grote moeren en zijn er in mechanische en hydraulische uitvoering. Op de moerensplijter is aangegeven tot welke sterkteklasses van de moer de moerensplijter geschikt is. Het spreekt voor zich dat een moer die met een moerensplijter is "behandeld" altijd dient te worden vervangen.
Afgebroken tapeinden vormen voor de sleutelaar vaak een ware crime. Stalen tapeinden, zeker als deze thermisch worden belast zoals bijvoorbeeld bij de aansluiting van het uitlaatspruitstuk, zitten vaak muurvast in de aluminium cylinderkop. Bij pogingen om de spruitstukmoeren te lossen breken vaak de tapeinden precies op het pakkingvlak af en er blijft geen of onvoldoende uitstekend stuk draadeind over. Om het afgebroken stuk draadeind uit het draadgat te kunnen verwijderen zijn er een tweetal handige gereeedschappen te verkrijgen: zgn. linkse tappen (meestal in sets verkrijgbaar) of een zgn. tapuithaalset. Zie figuur 5 en 6.
Beide werken volgens het principe dat er in het afgebroken tapeind een gaatje van een bepaalde voorgeschreven diameter (kleiner dan de nominale boutdiameter) wordt geboord. Bij de linkse tap (zie figuur 5) wordt een tap met een grove conische linkse draad linksom in dit gat gedraaid. De tap "vreet" zich vast in dit gat en in veel gevallen is de afschuifkracht die hiermee op het draadeind wordt uitgeoefend voldoende om het draadeind te lossen en samen met de tap uit het draadgat te draaien. Bij de tapuithaalset in figuur 6 wordt een hardmetalen, van een speciaal profiel voorziene pen met een hamer in het gat aangebracht. Met behulp van een speciaal hulpstuk dat over de pen wordt geplaatst kan dan met een ring- of steeksleutel het tapeind uit het draadgat worden gedraaid.
Repareren van beschadigde schroefdraden
Door aantasting door corrosie (roest) of door mechanische bewerkingen kan een schroefdraad beschadigd raken. Alhoewel het, zeker bij dragende delen, in principe altijd de voorkeur heeft om beschadigde bouten, moeren en draadeinden te vervangen door nieuwe van gelijke sterkteklasse, kunnen er redenen zijn om de bestaande schroefdraad te handhaven. Zeker bij binnenschroefdraden die moeilijk te vervangen zijn zoals bijvoorbeeld draadgaten in een cylinderkop, zijn er diverse mogelijkheden om de draad op te zuiveren of te vervangen. Let er bij reparatie echter wel op dat er voldoende materiaal van de draad overblijft zodat de sterkte blijft gehandhaafd. Meet daarom, zeker bij dragende delen, de binnen- en buitendiameter van de draad op en vergelijk de meetwaarden met de nominale waarden van de draad. Uiteraard dient ook de draad zelf in goede conditie te zijn: een draad die door te vast aandraaien geheel of gedeeltelijk is "afgestroopt" dient in alle gevallen te worden vervangen of gerepareerd.
Zowel binnen- als buitenschroefdraden kunnen in veel gevallen succesvol worden opgezuiverd met een zgn. draadvijl, zie figuur 7. Zeker als de draad slechts licht beschadigd is of als de draad "vol" zit met roest, lak en kitresten kan een draadvijl goede diensten bewijzen.
Een draadvijl bestaat uit een vierkant stuk gehard gereedschapsstaal, en heeft op elk vlak over de lengte een geribbeld profiel van een bepaalde draadsoort met een bepaalde spoed welke op de draadvijl is ingeslagen.
Alvorens een draadvijl kan worden toegepast dient dus eerst de draadsoort en de spoed vastgesteld te worden. In deel 1 van dit artikel is aangegeven hoe deze zaken met behulp van draadmaten kunnen worden bepaald. Voor onze luchtgekoelde Volkswagens hebben we (bijna) altijd te maken met een metrische draadsoort zodat een metrische draadvijl dient te worden toegepast. De profilering van de draadvijl past precies "in de draad" en door het scherpe profiel door de beschadigde draad te halen wordt de schroefdraad naar de oorspronkelijke vorm hersteld.
Voor de wielnaafmoeren wordt ondermeer om redenen van het afstellen van de wiellagers vaak een metrisch fijne draad toegepast, zie ook deel 1 van dit artikel. Over het algemeen is de tapeinddiameter van wielnaven redelijk groot en raakt deze draad bij het scheef opdraaien van de naafmoer gemakkelijk beschadigd. Er bestaan er voor het herstellen van de wielnaaf schroefdraad speciale sets met een assortiment van de meest voorkomende draden, zie figuur 7a. In deze set zijn de tappen uitgevoerd als grote zeskantmoeren.
Voor binnenschroefdraden die onherstelbaar zijn beschadigd bestaat in veel gevallen de mogelijkheid om een zgn. inzetschroefdraad of ook wel schroefdraadveer genoemd te plaatsen. Schroefdraadveren zijn ook bekend onder de merknamen Heli Coil of Amecoil. Een schroefdraadveer is gemaakt van een speciaal roestvast staalsoort en heeft het binnenprofiel van de te repareren schroefdraad, zie figuur 8.
Alhoewel per merk de benodigde gereedschappen van elkaar verschillen, is het principe voor het aanbrengen van een schroefdraadveer gelijk. Een voorbeeld van de benodigde gereedschappen is weergegeven in figuur 9. Om een schroefdraadveer te plaatsen wordt allereerst het gat opgeboord tot een bepaalde, per schroefdraad verschillende diameter. Vervolgens wordt met een speciale tap in het opgeboorde gat een overmaatse draad getapt, welke overeenkomt met de buitendraad van de schroefdraadveer. De schroefdraadveer wordt vervolgens met een speciaal plaatsingsapparaat geheel in dit gat gedraaid, en vervolgens wordt het zgn. meeneemlipje afgebroken. Door de verende werking van de schroefdraadveer borgt deze zichzelf in dit gat en is hiermee klaar voor gebruik.
Mits een schroefdraadveer op de juiste, voorgeschreven wijze is geplaatst, wordt op deze manier een hoogwaardige draad verkregen, die ook op thermisch hoogbelaste plaatsen zoals bijvoorbeeld bougiegaten kan worden toegepast. Door toepassing van een speciaal gehard verenstaal en de veervorm is een schroefdraadveer in staat om het uitzetten en krimpen van het omringende metaal op te vangen en tevens borgt de veer zich hierdoor tegen verder draaien en uitdraaien. Een ander voordeel van schroefdraadveren is dat niet alleen het oorspronkelijke draadgat in gebruik kan blijven, maar dat er tevens maar weinig behoeft te worden opgeboord waardoor het onderdeel weinig aan sterkte verliest.
Schroefdraadveren zijn vaak in complete sets voor een bepaalde diameter te koop, het is echter ook mogelijk om zelf naar behoefte sets samen te stellen. Figuur 10 laat een door de auteur zelf samengestelde set voor M6 en M8 zien waarmee al menig cylinderkop van een Kever boxermotor met beschadigde schroefdraad een nieuw leven is ingeblazen.
Borgen van schroefdraadverbindingen
Bij het ontwerp van onze luchtgekoelde Volkswagens heeft de constructeur bepaald dat bepaalde schroefverbindingen voorzien moeten worden van een borging. Voorbeelden zijn bijvoorbeeld de achterste wielnaafmoeren die door middel van een splitpen zijn geborgd. Ook de voorwiel naafmoeren zijn geborgd, in dit geval door een klemconstructie die onderdeel uitmaakt van de feitelijke wielnaafmoer. Daar borging vaak op veiligheidskritische onderdelen en plaatsen wordt toegepast, is het zaak om hier ten allen tijde de voorschriften van de fabrikant te volgen.
In principe zijn er twee verschillende soorten borging te onderscheiden t.w. verliesborging en borging tegen verlies van de voorspankracht.
Bij verliesborging (de naam spreekt eigenlijk voor zich) is er sprake van een blokkering van de bout of moer tegen uiteenvallen ("verliezen") ook na een grote reeks van belastingswisselingen. Voorbeelden bij onze luchtgekoelde Volkswagens zijn bijvoorbeeld de reeds genoemde achterwielnaafmoeren. Door toepassing van een combinatie van een kroonmoer met metrisch fijne draad met een splitpen wordt de naafmoer geblokkeerd tegen "loslopen". Ook de moeren van fuseekogels zijn vaak uitgevoerd als kroonmoer (zie figuur 11) en worden met een splitpen geborgd, of worden uitgevoerd als "zelfborgende" moeren, zie figuur 12. Zelfborgende moeren zijn voorzien van een kunstof borgring die zich vastzet op de schroefdraad.
Voor veel bouten en moeren heeft de constructeur tijdens het ontwerp bepaald dat deze met een bepaalde voorspankracht, uitgedrukt in Nm (Newton meter) moet worden vastgezet. We zeggen in dit geval dat bepaalde bouten en moeren "met een bepaald moment" of ook wel "met een bepaald aantrekkoppel" moeten worden aangedraaid. Hiervoor wordt een zgn. momentsleutel gebruikt die in te stellen is op het voor de moer of bout voorgeschreven moment, zie figuur 13. Bij de getoonde uitvoering wordt bij het bereiken van de ingestelde voorspankracht een "klik" hoorbaar. Momentsleutels zijn er in vele uitvoeringen en groottes en in verschillende instelbereik. Momentsleutels zijn echte "meetinstrumenten" en dienen ook als zodanig behandeld te worden. Gebruik een momentsleutel dus nooit als "ratel" om vastzittende bouten of moeren te lossen, en gebruik de sleutel ook nooit boven of onder het op de sleutel aangegeven instelbereik. Berg de sleutel na gebruik weer conform de instructies van de fabrikant op. Meestal wordt voorgeschreven dat de momentsleutel opgeslagen dient te worden met de laagst instelbare schaalwaarde.
Voorbeelden van bouten en moeren die bij onze luchtgekoelde Volkswagens met een voorspankracht moeten worden vastegezet zijn bijvoorbeeld cylinderkopmoeren, carterhelftmoeren, drijfstangmoeren, vliegwielmoer en de bougies. Ook hierbij geldt: volg de instructies van de fabrikant zoals in diverse technische documenten (handboeken) vermeld, nauwkeurig op, en monteer de bouten en moeren alleen met een geheel "schone" en onbeschadigde binnen- en buitendraad.
Bij borging tegen verlies van de voorspankracht dient niet alleen het (gedeeltelijk) loslopen van de bout of moer te worden voorkomen, maar dient tevens de montagevoorspankracht ook bij belastingswisselingen (geheel) behouden te blijven. Aan deze borgingswijze worden dus hoge eisen gesteld, en voor deze borgingsmethode worden vaak chemische producten gebruikt, ook wel vaak aangeduid met de merknaam Loctite , zie figuur 14.
Chemische borgingsmiddelen bestaan er in vele soorten en sterktes moeten altijd conform de instructies van de fabrikant worden toegepast. Zo moeten chemische borgingsmiddelen bijvoorbeeld altijd op een onbeschadigde, schone en vetvrije draad worden aangebracht.
In het borgmiddel bevinden zich microscopisch kleine "bolletjes" (de zgn. microcapsules), die vlak voor de montage op de schroefdraad worden aangebracht. Bij de montage worden de bolletjes tussen de binnen- en buitenschroefdraad stukgewreven, en gaan de vrijgekomen componenten een chemische verlijmingsreactie met elkaar aan waardoor de borging wordt gerealiseerd.
� Ir. Alfred Westenbroek
