Borgringen:typen, maattabel en praktische toepassingen

Het loskomen van bevestigingsmiddelen is een aanhoudend probleem in veel industrieën. Oplossingen zoals gewone sluitringen, lijmen en borgdraden worden soms gebruikt, maar de effectiviteit ervan kan variëren en hangt vaak af van de installatievaardigheid. Borgringen zijn ontworpen om een betrouwbaardere en efficiëntere manier te bieden om bevestigingsmiddelen veilig te houden, vooral bij constructies die worden blootgesteld aan trillingen of wisselende belastingen.

Borgringen zien er eenvoudig uit, maar vormen toch de kern van betrouwbare boutverbindingen. Bij trillingen, schokken, hittecycli en bezinking is de klembelasting wat een verbinding strak houdt. Uit praktijktesten blijkt dat veel gangbare oplossingen die afhankelijk zijn van wrijving binnen enkele seconden de spanning kunnen verliezen, waardoor opnieuw vastdraaien noodzakelijk is en het risico bestaat dat er sprake is van stilstand. Hier organiseren we de belangrijkste feiten, demonstraties en op standaarden gebaseerde opmerkingen in één praktische referentie over wat borgringen zijn, hoe ze werken, hun typen, afmetingen en wanneer split-/veer-, wig- en tandontwerpen moeten worden gebruikt.

1. Wat is een borgring?

Borgringen zijn gespecialiseerde ringen die zijn ontworpen om te voorkomen dat bevestigingsmiddelen, zoals bouten en moeren, losraken onder trillingen of dynamische belastingen. Deze bevestigingscomponenten worden doorgaans geïnstalleerd tussen de boutkop of moer en het verbonden oppervlak, waardoor een veilige en stabiele verbinding ontstaat.

Hoe werkt een borgring?

Het borgprincipe van een borgring is afhankelijk van het ontwerp. Veertypen gebruiken bijvoorbeeld hun elastische vervorming om bij samendrukking een veerkracht te genereren, waardoor de wrijving en het weerstandskoppel tussen de moer en de bout toenemen. Deze wrijving en mechanische betrokkenheid helpen de integriteit van het gewricht te behouden, zelfs onder spanning of trillingen.

Wat doet een borgring?

De belangrijkste functie en het doel van de borgring is het handhaven van de spanning in een boutverbinding, waardoor rotatie of beweging wordt voorkomen waardoor de sluiting los kan raken. Door de wrijving te vergroten of een mechanisch slot te creëren, helpen borgringen de verbindingen stevig en veilig te houden. Sommige ontwerpen, zoals wigveerringen, maken gebruik van een paar ringen die samenwerken om een wigeffect te creëren, waardoor de constructie nog steviger wordt.

Waar gaat een borgring naartoe?

Een borgring wordt doorgaans onder de moer- of boutkop geplaatst en maakt rechtstreeks contact met het oppervlak van het onderdeel dat wordt bevestigd. Voor meer veiligheid kunnen ze ook worden gebruikt in combinatie met platte sluitringen.

Hoe gebruik je een borgring?

Om een borgring te gebruiken, schuift u deze op de boutas nadat u de bout door het werkstuk hebt gestoken. Plaats de moer op de bout en draai deze vast. Wanneer u torsie uitoefent, vervormt de borgring of grijpt in zijn vergrendelingsfuncties, waardoor de weerstand tegen losraken toeneemt. In de praktijk is het gebruik van een borgring met een platte sluitring gebruikelijk, omdat deze combinatie de anti-loslatingseffectiviteit vergroot en geschikt is voor een breder scala aan montageomstandigheden.

2. Typen en toepassingen van borgringen

Borgringen zijn in verschillende vormen ontworpen om verschillende bevestigingsuitdagingen aan te pakken. Elk type biedt een uniek mechanisme en hulpmiddel om bevestigingsmiddelen veilig te houden onder trillingen, schokken of frequente aanpassingen. Hieronder vindt u de drie meest voorkomende typen borgringen, beschreven in termen van hun structuur, werkingsprincipe, functie en typische toepassingen.

Splitborgring (veerborgring)

Een gespleten borgring, ook wel veerring genoemd, is een ringvormige sluitring met een enkele split en een spiraalvormige draaiing. Het ontwerp zorgt voor elasticiteit en creëert een veereffect wanneer het wordt samengedrukt. Er zijn versies met hoge kraag beschikbaar, die dikker zijn en een hogere druk leveren.

Werkprincipe (hoe het werkt) :

Wanneer een moer of bout over een gespleten borgring wordt vastgedraaid, wordt de ring samengedrukt en platgedrukt, waardoor een veerkracht ontstaat. Deze kracht vergroot de wrijving tussen het bevestigingsmiddel en het montageoppervlak. De scherpe hoeken bij de splitsing kunnen zich in de oppervlakken nestelen, waardoor het losdraaien van de moer of bout nog verder wordt beperkt. De wasmachine absorbeert een deel van de energie van trillingen of schokken, waardoor het risico wordt verkleind dat de verbinding losraakt.

Functie (hoe en wanneer te gebruiken) :

Gespleten borgringen worden gebruikt om bevestigingsmiddelen vast te zetten in constructies die onderhevig zijn aan trillingen, matige schokken of die herhaalde montage en demontage vereisen. Ze zorgen voor een voorspanning door elastisch te vervormen, en hun reactiekracht verhoogt de axiale spanning tussen verbindingen. Deze extra wrijving voorkomt dat bevestigingsmiddelen losraken onder normale trillingsomstandigheden. Ze zijn snel te installeren en geschikt voor toepassingen waarbij eenvoudige demontage belangrijk is.

Applicatie (waar te gebruiken) :

Deze wasmachine wordt veel gebruikt in de machinebouw, autoreparatie, huishoudelijke apparaten en gebouwinstallaties. Het is geschikt voor algemene bevestigingsbehoeften, machines die regelmatig moeten worden gemonteerd en gedemonteerd, en tijdelijke structurele verbindingen. Hun anti-loslatingseffectiviteit kan echter worden verminderd in omgevingen met veel trillingen of hoge voorbelasting.

Typen splitborgringen

Standaard veerring met gespleten borgring

Standaard veerringen zijn het meest gebruikte type ringen op de markt. In de boutindustrie worden veerringen vaak veerringen genoemd. Ze worden veel gebruikt in zowel dragende als niet-dragende constructies in algemene mechanische producten. Ze zijn goedkoop, eenvoudig te installeren en geschikt voor frequente montage en demontage.

Splitborgring met zadelveer

Zadelveerringen zijn hoefijzervormige ringen die voornamelijk worden gebruikt om losraken van de bout te voorkomen. Ze gebruiken hun unieke zadelvormige structuur om de wrijving te vergroten en te voorkomen dat de sluiting eruit valt. Net als andere golfveerringen en roestvrijstalen veerringen bieden zadelveerringen uitstekende anti-loslatingseigenschappen.

Wave veerring met gespleten borgring

Golfveerringen zijn een veelgebruikt component voor mechanische afdichtingen, meestal gemaakt van metaal en in de vorm van een golf. Ze beschikken over uitstekende elasticiteit en afdichtingseigenschappen. Door hun elastische vervorming kunnen ze terugkeren naar hun oorspronkelijke vorm en nauw contact houden wanneer ze worden blootgesteld aan kracht, waardoor een afdichtend effect wordt bereikt. Ze zijn geschikt voor een verscheidenheid aan statische en dynamische afdichtingstoepassingen.

Wigborgring

Een wigveerring bestaat uit twee ringen met wigvormige nokken aan de ene kant en radiale vertandingen aan de andere kant. De nokhoek is speciaal ontworpen om groter te zijn dan de spoed van de schroefdraad van de bout, waardoor een wigwerking ontstaat.

Werkprincipe (hoe het werkt):

Wanneer ze als paar onder de kop van een bout of moer worden geïnstalleerd, vergrendelen de nokken. Terwijl de bout wordt vastgedraaid, zorgen de wigvormige tanden voor een voortdurende spanning die de sluiting op zijn plaats houdt. Als er sprake is van losraken, dwingen de nokken de bout of moer omhoog, waardoor de spanning toeneemt en de klembelasting behouden blijft. De radiale vertandingen grijpen zowel in de bevestiger als in het montageoppervlak en zorgen zo voor een extra borgingseffect. Dit systeem is niet alleen afhankelijk van wrijving en blijft effectief, zelfs als er smering aanwezig is.

Functie (hoe en wanneer te gebruiken) :

Wigveerringen worden gebruikt om de spanning van de bout op peil te houden en losraken te voorkomen in omgevingen met veel trillingen of schokken. Ze zijn na demontage herbruikbaar en zorgen voor een stabiele klemkracht, zelfs na herhaaldelijk vastdraaien en verwijderen. Voor een juiste installatie moeten de bovenste en onderste ringen op de juiste manier worden gekoppeld en uitgelijnd.

Toepassing (waar te gebruiken):

Wigveerringen worden gebruikt in windenergieapparatuur, spoorwegvervoer, zware machines en ruimtevaartassemblages. Deze ringen zijn gekozen voor verbindingen die extreme trillingen moeten kunnen weerstaan of waar betrouwbaarheid voorop staat, zoals windturbinetorens, draaistellen voor spoorvoertuigen en mijnbouwmachines.

Tandborgring

Tandborgringen zijn dunne ringen met gekartelde of getande randen. Er zijn twee hoofdtypen:interne tandringen, die tanden aan de binnenomtrek hebben, en externe tandringen, met tanden aan de buitenkant. Ze kunnen ook een gegolfde of golfvorm hebben voor extra elasticiteit.

Werkprincipe (hoe het werkt):

De gekartelde tanden vervormen en bijten in de moer of bout en het pasvlak wanneer het bevestigingsmiddel wordt vastgedraaid. Deze mechanische aangrijping verhoogt de wrijving en houdt het bevestigingsmiddel op zijn plaats. Interne tandringen worden doorgaans gebruikt onder kleinere schroefkoppen, terwijl versies met externe tanden onder grotere boutkoppen of moeren worden geplaatst.

Functie (hoe en wanneer te gebruiken) :

Tandborgringen worden gebruikt om te voorkomen dat bouten en moeren losraken door trillingen of schokken. Door hun structuur kunnen ze een deel van de energie uit trillingen absorberen, waardoor de neiging tot loskomen wordt verminderd. Ze zijn bijzonder effectief voor montages waarbij elektrische aarding of een stabiel bevestigingsmechanisme vereist is.

Toepassing (waar te gebruiken):

Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer de automobielindustrie voor chassisverbindingen, machinebouw voor trilapparatuur, ruimtevaart voor precisieassemblages en constructie voor steigers en verbindingen die een hoge voorspanning vereisen. Ze worden ook veelvuldig gebruikt in de elektronica, waar betrouwbaar contact en een veilige bevestiging belangrijk zijn.

Typen tandborgringen

Interne tandborgring

Interne tandborgringen zijn een veelgebruikt bevestigingsmiddel dat veel wordt gebruikt in mechanische apparatuur. Hun werkingsprincipe is het vastzetten en beveiligen van onderdelen via een interne tandwielstructuur. Het werkingsprincipe kan eenvoudig in twee stappen worden verdeeld:vergrendelen en ontgrendelen. Onder normale bedrijfsomstandigheden behouden de interne tandborgringen een strakke pasvorm, waardoor losraken en slippen van de schroefdraad wordt voorkomen, waardoor de normale werking van de mechanische apparatuur wordt gegarandeerd.

Externe tandborgring

Externe tandborgringen worden vaak gebruikt bij mechanische componentverbindingen. Hun werkingsprincipe is vergelijkbaar met dat van interne tandborgringen, waarbij ze vertrouwen op de ingrijpkracht tussen de tandpunten en het platte oppervlak van het verbonden onderdeel, gecombineerd met een kleine hoeveelheid elasticiteit, om te voorkomen dat schroefdraadverbindingen losraken. Externe tandborgringen zijn doorgaans gemaakt van zeer sterke materialen zoals roestvrij staal, aluminiumlegering of koperlegering, en hebben uitstekende mechanische eigenschappen en corrosieweerstand.

Interne gekartelde borgring

Interne gekartelde borgringen hebben, zoals de naam al doet vermoeden, interne vertandingen en worden vaak gebruikt om bevestigingsmiddelen en andere componenten met elkaar te verbinden. Het speciale ontwerp maakt het mogelijk een hogere vergrendelingskracht te bieden wanneer de verbinding wordt blootgesteld aan trillingen of externe krachten. Inwendig gekartelde borgringen zijn doorgaans gemaakt van metaal of een elastomeer en zijn voorzien van meerdere interne vertandingen. Deze kartels verhogen de wrijving tussen de ring en de verbinding, zorgen voor extra weerstand en voorkomen dat de sluiting losraakt.

Externe gekartelde borgring

Externe gekartelde borgringen worden gebruikt als veren op kleine componenten. Hun afmetingen zijn vergelijkbaar met die van de bevestigingsschroeven en zelftappende schroeven die worden gebruikt bij driedimensionale plaatwerkstempels. Gekartelde ringen worden voornamelijk gebruikt om te voorkomen dat bouten losraken. Ze worden voornamelijk gebruikt om componenten onder boutkoppen of moeren vast te draaien. Dit product voldoet aan de ISO-normen en is een enkele ringring met verspringende openingen.

3. Maattabel borgring

Borgringen worden geproduceerd volgens verschillende normen, in een breed scala aan maten en materialen om te voldoen aan verschillende bevestigingsmiddeldiameters, prestatie-eigenschappen en toepassingsvereisten. Het selecteren van de juiste maat is belangrijk voor optimale prestaties en pasvorm. In dit gedeelte worden typische maatseries samengevat, zodat u sluitringen kunt afstemmen op boutmaten en dikteprofielen kunt selecteren. Verifieer altijd aan de hand van de geldende standaard/specificatie voor uw project.  Hieronder zetten wij per type borgringen de standaardafmetingen op een rij:

Afmetingen split-/veerborgring

• Nominale boutmaten:M3–M24 (metrisch) en #4–1 inch (inch)
• Belangrijke afmetingen:
  • Binnendiameter (d):komt overeen met de speling met de grootste diameter van de schroef
  • Buitendiameter (D):maat voor lageroppervlak
  • Dikte (t):standaard- en hogekraagtypes; hoge kraag is dikker en stijver
• Opmerkingen:De serie 'hoge kraag' heeft een grotere dikte om een hogere druk uit te oefenen en afplatting te voorkomen.

Maattabel voor metrische gespleten borgringen (DIN 127B)

Nominale grootte Binnendiameter (A) Min Binnendiameter (A) Max Buitendiameter (B) Max Sectiedikte (T) Ref Sectiebreedte (W) Ref M22.12.44.40.500.9M2.52.62.95.10.601M33.13.46.20.801.3M44.14.47.60.901 .5M55.15.49.21.201.8M66.16.511.81.602.5M88.18.514.823M1010.210.718.12. 23.5M1212.212.721.12.54M1616.217.027.43.55M2020.221.233.646M2424.525.5 4057M3030.531.748.268M3636.537.758.2610M4242.543.768.2712M484950.575712

Afmetingen splitborgring (inch)

Nominale maat wasmachine Binnendiameter (ID) Max Binnendiameter (ID) Min Buitendiameter (OD) Max Buitendiameter (OD) Min Gemiddelde sectiedikte min. Max. sectiebreedte #20.0940.0860.1720.0880.0200.035#30.1070.0990.1950.1010.0250.040#40.1200.1120.2090.1140.0250.040#50 .1330.1250.2360.1270.0310.047#60.1480.1380.2500.1410.0310.047#80.1740.1640.2930.1670.0400.055#100.2 000.1900.3340.1930.0470.062#120.2270.2160.3770.2200.0560.0701/40.2600.2500.4870.2520.0620.1095/160. 3220.3120.5830.3140.0780.1253/80.3850.3750.6800.3770.0940.1417/160.4500.4380.7760.4400.1090.1561/20 .5120.5000.8690.5020.1250.1719/160.5740.5620.9650.5640.1410.1885/80.6410.6251.0730.6280.1560.2033/4 0.7660.7501.2650.7530.1880.2347/80.8940.8751.4590.8780.2190.26611.0241.0001.6561.0030.2500.2971-1/8 1.1531.1251.8471.1290.2810.3281-1/41.2801.2502.0361.2540.3120.3591-3/81.4081.3752.2191.3790.3440.39 11-1/21.5341.5002.4191.5040.3750.4221-3/41.7891.7502.6791.7580.3890.42422.0392.0002.9362.0080.4220.

Afmetingen wigborgring

• Nominale boutmaten:typische productfamilies M3-M72
• Sleutelafmetingen (per paar):
  • Binnendiameter d:boutspeling
  • Buitendiameter D:lageroppervlak op maat van kop of moer
  • Paardikte T:gecombineerde hoogte van de twee ringen
• Opmerkingen:Geleverd als bijpassende paren; selecteer roestvrij of staal afhankelijk van de omgeving. De nokkenhoek is zo ontworpen dat deze de spoedhoek van de schroefdraad overschrijdt.

Maattabel voor metrische gespleten borgringen (DIN 25201)

Grootte Binnendiameter (d) (mm) Buitendiameter (D) (mm) Dikte (T) (mm) M33.47.01.8M3.53.97.61.8M44.47.61.8M55.49.01.8M66.510.81.8M88.713.52.5M1010.7 16.62.5M1213.019.52.5M1415.223.03.4M1617.025.43.4M1819.529.03.4M2021.430.73.4

Afmetingen tandborgring

• Interne tand (bijv. DIN 6797, DIN 6798):
  • Specificatiebereik:binnendiameters rond de serie 2–20 mm
  • Tandgeometrie:tandhoek ongeveer 75-85°, tandhoogte-tot-steek ongeveer 1:2
  • Na warmtebehandeling:hardheid typisch HRC42–50 met elastische limietdoelen
• Externe tand (bijv. DIN 6798 A):
  • Specificatiebereik:gangbare Φ3–Φ20 mm en overeenkomstige inchformaten
  • Materialen en afwerkingen:koolstofstaal, 65Mn, 304/316 roestvrij staal; fosfateren, zink, Dacromet, nikkel
• Sleutelafmetingen (per paar):
  • d min: Minimale binnendiameter
  • Dmax: Maximale buitendiameter
  • s: Dikte
• Opmerkingen:Kies interne tanden voor kleine schroefkoppen of waarbij de buitenkant glad moet zijn; externe tanden voor bredere betrokkenheid en beet.

Maattabel voor metrische tandborgringen (Type A / DIN 6797)

Voor metrische schroeven d min (mm) D max. (mm) s (mm) Nee. Tanden (min) M1.61.73.60.36M22.24.50.36M2.52.75.50.46M2.62.85.50.46M33.26.00.46M3.53.77.00.56M44.3 8.00.58M55.19.00.58M55.39.00.68M66.410.00.78M77.412.50.88M88.212.50.88M88.414.00.88M10 10.518.00.99M1212.518.01.010M1213.020.51.010M1415.024.01.010M1617.026.01.212M1819.030. 01.412M2021.033.01.412M2223.036.01.514M2425.038.01.514M2728.044.01.614M3031.048.01.614

4. Normen en materialen voor borgringen

Borgringen worden vervaardigd op basis van normen die hun afmetingen, materialen en prestaties definiëren. Enkele veel voorkomende standaarden zijn:

• ASME B18.21.1 :Omvat spiraalvormige veerringen, tandborgringen en gewone ringen in inch-series, met vermelding van hun afmetingen en testmethoden.
• ASME B18.21.2M :Bedekt metrische borgringen.
• DIN 127A/B, DIN 128A, DIN 6797, DIN 6798A, DIN 7980 :Veelgebruikte Europese normen voor veer- en tandveerringen.

Borgringen worden doorgaans gemaakt van:

• Koolstofstaal
• Verenstaal
• Roestvrij staal (A2-, A4-, 300- en 400-serie)
• Fosforbrons
• Siliciumbrons

Oppervlaktebehandelingen zoals fosfateren, verzinken en vernikkelen kunnen worden toegepast om de corrosieweerstand te verbeteren.

5. Split-/veerborgring versus wigborgring versus tandborgring:wat zijn de verschillen?

De keuze tussen split-, wig- en tandveerringen hangt af van het trillingsniveau van de toepassing, de vereiste voorspanning en het belang van de montage. Hier is een vergelijking:

Functie Split-/veerborgring Wigborgring Tandborgring VergrendelingsmechanismeElastische voorspanning met randbeet; wrijvingsondersteuning. Cam-wiggeometrie; vergrendelt met een hoek groter dan de spoed; niet afhankelijk van wrijving; onaangetast door smering. Gekartelde tanden bijten in oppervlakken; wrijving plus mechanisch ingrijpen. Trillingsweerstand Fundamentele anti-loslating bij algemene trillingen; verbeterd “gevoel” na losbreken (niet onmiddellijk met de vingers losgemaakt). Hoge en stabiele klembelasting na initiële zettingen; geen onbedoelde rotatie bij herhalingstests; opnieuw aandraaien niet nodig. Geschikt voor lichte tot matige trillingen; de resultaten kunnen variëren bij boorinstallaties met een zeer laag koppel en veel trillingen.InstallatieEnkele sluitring; vaak gebruikt met een platte sluitring; hoge kraag verkrijgbaar. Altijd een bij elkaar passend paar, nokken naar elkaar gericht; kartels tegen parende gezichten. Intern voor kleine hoofden/schone buitenkant; extern voor groter flenseffect; zorg ervoor dat de tanden in het pasvlak kunnen grijpen. Herbruikbaarheid Herbruikbaar, herhaald gebruik kan het gedrag enigszins veranderen, maar blijft bruikbaar in kleine tests. Herbruikbaar, nokkenafdrukken geven een goede plaatsing aan. Herbruikbaar, maar kan na cycli vervormen Kosten en complexiteit Lage kosten; eenvoudigHogere kosten; superieure vergrendeling bij hevige trillingen; gemakkelijk te inspecteren. Lage tot matige kosten; eenvoudig aan te brengen; oppervlaktegevoelig.ToepassingenAlgemene machines, voertuigenZware machines, windturbinesAutomobiel, elektronica, plaatwerk

6. Split/veer versus wig versus tandborgring:wat is de sterkste manier om een bout vast te zetten?

Vergelijkende tests en praktijkervaring wijzen uit dat wigveerringen de meest betrouwbare oplossing bieden voor het vastzetten van bouten, vooral in omgevingen met extreme trillingen of veiligheidseisen. Hun wigeffect houdt de klembelasting stabiel en is effectiever bestand tegen loskomen dan veer- of tandontwerpen. Gespleten borgringen zijn geschikt voor gematigde trillingen en montages die vaak uit elkaar worden gehaald. Tandborgringen zijn goed geschikt voor middelmatige belasting, vooral waar elektrisch contact of extra grip nodig is.

Wanneer maximale veiligheid vereist is, zoals bij windenergie, spoorwegvervoer of de ruimtevaart, zijn wigveerringen de beste keuze. Voor algemene bevestigingen leveren split- en tandveerringen praktische, kosteneffectieve prestaties.