Boutverbindingen

(c) 2010 -2015 m.s.gerritsen

Fietsonderdelen worden met schroefdraadverbindingen aan het frame gehangen. Boutverbindingen zijn (zo gaat de theorie) ontworpen om vast te kunnen maken en ook weer los te kunnen nemen, maar zoals zo vaak zit er afstand tussen theorie en praktijk. Reden genoeg om dit fenomeen eens nader te bekijken.


Om er voor te zorgen dat bout en moer (of draadgat etc.) een goede verbinding kunnen vormen, moeten beide onderdelen voorzien zijn van dezelfde schroefdraad. Schroefdraad bestaat echter in een zeer grote verscheidenheid en vaak is met het oog niet te zien met welke variant we te maken hebben. Niet altijd zijn de verschillen zo groot als tussen een gloeilamp, een spil van een bankschroef of een dop van een ouderwetse vulpen. De hier aangehaalde voorbeelden nemen echter een bijzondere positie in, normaal gesproken zal onze schroefdraad in dwarsdoorsnede een driehoekig profiel vertonen. Maar ook met deze beperking blijven er nog ontzettend veel variaties in diameter van de boutsteel (d), tophoek (2 x ) en spoed (p) over.

Om enigszins lijn in deze veelvoud aan te brengen zijn de schroef­draadsoorten genormeerd. Zo kennen we bijvoorbeeld fijne, normale en grove metrische draad, UNF en UNC, Whitworth (ook weer grof, middel en fijn), BA of BSP, en dit is slechts een beperkte opsomming. Voor rijwieldraad zijn er aparte normen zoals  FG, CEI, BSC en nog een zootje curiosa.

Bij fietsen wordt tegenwoordig voor de gewone bouten en moertjes metrische draad gebruikt, maar specifieke fietsspullen zoals balhoofd, trapas of pedalen hebben hun eigen draadsoort. Vaak is dat British Standard Cycle draad, maar er bestaat ook Italiaans, Zwitsers, Japans en Frans en ? schroefdraad.

Ook metrische boutjes worden vaak niet volgens de norm geproduceerd. Bij een bepaalde boutdiameter legt de norm ook de afmetingen van de boutkop vast, en daar wordt bij fietsen veelvuldig een potje van gemaakt.

Om de schoefdraad van twee componenten te vergelijken is het opmeten van de diameter van de draad meestal onvoldoende. Pas als je de bekende en onbekende bout op elkaar kunt leggen zo dat de schroefdraden over de gehele lengte in elkaar passen, is het draad van dezelfde familie. Op metrische bouten zie je vaak een M op de kop geperst, gevolgt voor een aanduiding van de materiaalklasse, bv 8.8.

draad kaliber
met een draad kaliber kun je de spoed van een onbekende bout bepalen, deze metrische bout heeft een spoed van 2.0mm (iedere omwenteling =2mm dieper)

35 x 1 vs BSC
Je kunt ook een bekend en onbekend onderdeel vergelijken. Deze cups zien er op het oog identiek uit, (diameter is bij beide ongeveer 35mm)  maar de draad wil niet in elkaar liggen. De onderste cup is gemerkt 1/37" x 24, de spoed is dus 24 gangen per inch= 25.4/24= 1.05mm. De bovenste cup is duidelijk wat anders.

m35x1
Proberen met een metrisch boutje M6, dat heeft een spoed van 1mm en past perfect!. We hebben hier dus een cup M35 x 1, een oude Franse of Zwitserse norm.


Zoals gezegd zijn de boutjes om dingen vast te zetten op de fiets tegenwoordig bijna altijd normaal metrisch. Dus M5 voor de bidonhouders en spatborden, M6 vaak voor zadelklemboutjes en M8 als het een dikke bout moet zijn zoals bij een eenbouts zadelpen. Als er verder niks wordt aangegeven zal de spoed normaal (volgens de norm) zijn, maar soms wordt een fijne spoed gebruikt: trapasbouten zijn bijvoorbeeld M8x1 ipv de standaard M8 x 1.25mm. De diameter over de draad gemeten is dus wel in beide gevallen 8mm , maar de bout met fijne draad moet meer omwentelingen maken voor de zelfde verplaatsing. Meet ook nooit de boutdiameter over de schacht, want bij gerolde draad is de schacht dunner dan de draadsectie.

Boutlengte wordt gemeten zonder de kop, maatgevend is de dikte van het onderdeel dat je met de steel kunt vastschroeven.

Metrische draad is niet ontworpen voor veel grip in zacht aluminium, wees er dus op bedacht dat bij aluminium voorbouwen er toch weer voor een aparte draadsoort is gekozen.


schroefdraad

 

 

achteras

10 x 26 tpi (ita.)

 

achteras

10 x 1 (JIS)

 

baankrans op naaf

BSC 1.37 x 24 tpi

 

balhoofdstel 1"

BSC 1" x 24 tpi

 

balhoofdstel 25 mm

M 25 x P 1.0 (frans)

 

bracket

ita. 36mm x 24 tpi (italiaans 70 mm breed)

 

bracket

bsc 1.37" x 24 tpi (engels, 68 mm breed , rechter cup linkse draad)

 

freewheel op naaf

BSC 1.37" x 24 (zeldzaam 34.7 x 1 of 35mm x 24tpi)

 

padoog v achterderailleur

10 x 26 tpi = 10 x 1.0 mm

 

pedalen

M14 x 1.25 (frans, linker pedaal linker draad)

 

pedalen

BSC 9/16" x 20 tpi (engels, linker pedaal linker draad)

 

vooras

9mm x 1 ( JIS)

 

vooras

9 mm x 26 tpi (ita)

 


Gereedschap

Om boutverbindingen los te kunnen nemen heb je gereedschap nodig. Hieronder vallen onder andere: steeksleutels, ringsleutels, pijpsleutels, dopsleutels, verstelbare sleutels (bv Bahco's), tangen, hamers en beitels.

Een steeksleutel heeft een open bek en draagt slechts op twee hoeken van de moer. Door de open bek is de steeksleutel snel om te zetten, handig bij het losnemen van stroef lopende verbindingen. Een steeksleutel heeft een knik van 15 graden tussen bek en steel. Door te duwen op de 'hoge' kant van de steel druk je de sleutel steviger op de moer. Bij erg vastzit­tende exemplaren is het beperkte draagvlak echter in het nadeel en dan is het erg eenvoudig om de hoeken van de moer af te draaien.

Een ringsleutel is dan al een betere keus. Allereerst draagt een ring­sleutel op 6 hoeken, maar ook is de steel vaak doorgezet, zodat je voor je handen meer ruimte krijgt. Maar ook dan doe je er verstandig aan bij grote krachten de sleutel met een open hand weg te duwen zodat je, mocht de sleutel onverhoopt toch losschieten, niet meteen je knokkels open hebt liggen. Nog meer grip krijg je met de sleutels met een inwendig zeskantspro­fiel. Dit kom je tegen bij sommige doppensets en zware pijpsleutels.

inbussleutels

Formule 1

Een doppenset is een set gereedschap bestaande uit doppen die precies om een bepaalde boutkop passen en die voorzien zijn van een vierkant gat waarmee de dop, eventueel met verlengstuk, op een ratel of schuif­hecht kan worden gestoken. Er zijn ook speciale doppen voor imbus­bouten, bougies en ster  en hi tork schroeven. Afhankelijk van de maat van het vierkant praten we over een 1/4 ", 3/8 " (aero), 1/2 " of een 3/4 " doppendoos. De 1/2 duimse uitvoeringen zijn het meest verbreid en in zo'n set tref je meestal doppen aan van 10 tot 32mm. 3/8" sleutelt wat lichter en sneller en daar proppen dan ook de formule 1 jongens hun rode ladenkasten mee vol. In betaalbare kwaliteit is 3/8" voor ons ech­ter aan de lichte kant. 3/4" is voornamelijk handig bij vrachtwagens, en 1/4" kom je vaak tegen in combinatie met een schroevedraaier handvat. Met een zeskant doppenset (er zijn ook twaalfpunts doppen) is het vaak nog mogelijk om bouten met rondgedraaide koppen los te krijgen. Beter zou natuurlijk zijn de zeskantdop al in te zetten als de bout nog heel is.

Doppen en ratels zijn bij fietsen meestal overkill. Wel zie je dat momentsleutels steeds vaker gebruikt worden, want die combineren meestal het makkelijkst met doppen. (er zijn ook veel duurdere momentsleutels waar je een steeksleutel op kunt zetten) Adapters om sluitkransen of bracketcartridges te monteren zie je daarom veel met een aandrijfvierkant.

Verstelbare sleutels hebbenéén eigenschap gemeen: ze passen altijd slecht. Door de verstelbaarheid zullen de bekken nooit parallel blijven, en dit veroorzaakt al gauw beschadigingen. Dus alleen in noodgevallen gebruiken, zoals bij achtkantige balhoofdmoeren.

Tangen en moeren of bouten horen niet bij elkaar. Daarop zou ik maar een uitzondering willen maken: de grip tang. Deze tang is ontzet­tend handig om een bout tegen te houden terwijl je de moer aan het los­draaien bent, bijvoorbeeld in die gevallen waarbij je een hand tekort komt. Het zal duidelijk zijn dat de hamer en bei­tel alleen voor die gevallen zijn bedoeld, waarin alle andere mogelijkheden reeds gefaald hebben.

Goed gereedschap onderscheidt zich van matige kwaliteit door het bezitten van een merknaam (anders dan 'Cro mo') en door een slanke vormgeving van de ogen. Goedkoop chroom heeft de vervelende eigen­schap in scherpe schilfers los te laten. Met metrische zeskantdoppen valt in de praktijk goed te werken. De setjes uit het verre oosten onderschei­den zich van hun Europese broertjes door een gunstiger prijs en een on­gunstiger prijs / kwaliteitsverhouding. Ratels zijn er vaak in twee uitvoeringen: omschakelbaar en omsteekbaar. Een omsteekbare ratel is practisch onverwoestbaar, maar het is goed mogelijk om de ratel met dop in een nauwe ruimte klem te draaien, en dan kan je niet meer terug......

Inbusbouten

Veel boutjes in de fiets zijn voorzien van een cylinderkopschroef met binnenzeskant. Wij noemen dat een inbusbout, Inbusbouten hebben het voordeel dat ze uitwendig glad zijn, en geen ruimte buiten de kop innemen, zodat ze dicht naast elkaar en in verzonken gaten kunnen worden toegepast. Het zeskant geeft een veel betere grip dan een (kruis)kopsleuf, zodat de bouten echt aangedraaid en dus hoog belast kunnen worden. Inbussleutels zijn meestal uitgevoerd als een haaksleutel, maar er zijn ook varianten als schroevedraaier of als dop. De schroevedraaiers (vaak voorzien van bolkop zodat je ze onder een hoek kunt gebruiken) zijn erg practisch om de schroeven snel in te draaien, zoals bij het bij het monteren van een bidonhouder. Een dopvariant past op een momentsleutel, en wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het gecontroleerd vastzetten van de crankbouten.

Nadeel van inbusbouten is dat ze vol lopen met vuil en water, zodat je ze vaak eerst moet leeg krabben.

Torx

Torx is een moderne kruising tussen kruiskopschroef en inbusbout, die zich in auto's al flink aan het doorzetten is. De koppen zijn nog weer compacter dan bij de inbusbout, en je kunt ze nog vaster aandraaien. Bij fietsen kom je ze tegen bij remschijven, bladboutjes en Rohloff naven. Je hebt er speciale schroevedraaiers of bitjes voor nodig. Nadeel is dat de sleutel altijd recht op de bout moet staan, een bolkop variant is niet mogelijk. En het is mode om overal zinloos Torxkoppen op te zetten, dus het sleutelen (probeer maar eens de achterste HS 33 onder de Tubus drager af te stellen) wordt er niet aangenamer op.

T20

Torx sleutel met T-greep

Boutverbindingen: Wil het los?

Nieuwe bouten en moeren zullen bij demontage nauwelijks problemen opleveren. Problemen ontstaan eerst bij vastgeroeste exemplaren. Om te beginnen is het dan slim om te overleggen of de bout en moer ons na aan het hart liggen. Soms is het handiger om de bout vast te draaien tot hij breekt. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn bij meedraaiende spatbordmoeren waar we geen grip op kunnen krijgen.

Moet de verbinding wel gewoon los, dan is het zaak de roest op het nog uitstekende draadgedeelte zo goed mogelijk weg te borstelen en in te olien. Kruipolie in laten trekken is ook een prima idee. Brengt dit niet het gewenste resultaat, dan is het misschien mogelijk de moer of boutkop met de lasbrander even roodheet te stoken. Bij dat soort temperatu­ren is motorolie ook een uitstekende kruipolie. Schroeven in draadgaten hebben vaak ook veel baat bij een forse klap op hun kop om de draad los te schrikken. En veel schroevedraaiers hebben bovendien de mogelijk­heid om een steeksleutel op de steel te zetten, waardoor het gemakkelij­ker wordt het bled (zo heet het einde) goed in de schroefgleuf te houden.

Een ander probleem dat soms een rol speelt is dat we met de kracht waarmee we op het uiteinde van de sleutel hangen het gereedschap van de moer kantelen. Dit speelt vooral een rol als we een verlengstuk ge­bruiken bij de doppendoos, bij zeer vast zittende pignons etc. Vaak helpt het dan om een stuk pijp over het schuifheft te steken: door de langere hefboom heb je minder kracht nodig en kun je de zaak beter in de hand houden.

Vastdraaien

Om te voorkomen dat een boutverbinding zich weer loswerkt en om er zeker van te zijn dat de bout de bedrijfskrachten kan opnemen, moet de bout binnen zekere grenzen worden aangehaald. Door de fabrikanten van moersleutels is hier al enigszins rekening mee gehouden, door gro­tere sleutelwijdtes ook langere stelen mee te geven, maar individuele in­terpretatie speelt dan nog steeds een grote rol. Bovendien kan en moet een betere bout(materiaal)kwaliteit doorgaans harder worden aange­trokken.

Een methode om aan te geven hoe vast een bout moet worden aangehaald is het opgeven van het aanhaalmoment. Hiertoe moet je een mo­mentsleutel gebruiken, een sleutel waarbij je in de eenvoudigste vorm met een wijzer kunt aflezen hoever de sleutel al aan het doorbuigen is, en dus hoe hard je er op aan het hangen bent. Plezieriger echter werken mo­mentsleutels die bij een vooraf ingesteld moment een duidelijk voelbare tik geven. Meestal worden momentsleutels aangeboden met een 1/2" aandrijfvierkant (doppendoos), maar er bestaan ook uitvoeringen met steeksleutels enzo. Een exemplaar met een bereik vanaf 30 Nm is voor de meeste kritische toepassingen (trapas, cassette sluitring) voldoende. Heb je kritische M5 en M6 boutjes (Carbon?) dan kom je er niet met een momentsleutel maar moet je ook nog een kleintje aanschaffen met een laag bereik (1/4" aandrijfvierkant)

Het aanhaalmoment is gedefinieerd als kracht maal arm (F x l), dus met de eenheid Newton x meters.

Als we een bout met 30Nm moeten aanhalen, en onze sleutel is 25 cm lang, dan moeten we dus op het einde van de sleutel een kracht uitoefenen van 30 Nm / 0.25m = 120N 

120 Newton is hier op aarde voor het gemak gelijk te stellen aan een gewicht van 12 kg


1/4"momentsleutelset

aanhaalmomenten

(doorgaans opgave Shimano)


cantilever bevestigingsbout (m6)

5-7 Nm


centrale bout cassettefreewheel nr naaf

35-50 Nm (10 mm inbus)


centrale schroef crossversteller

3 Nm


crankbout

35-50 Nm (standaard vierkante as, Shimano spline)


derailleur nr pad

8-10 Nm


derailleurkabel klembout

5-7 Nm


expander crossversteller

5-6 Nm ( linksom is vast)


HG cassette borgring

30-50 Nm


kabelstopper op commandeurnok

2 Nm


kettingbladbout

5-7 Nm


klembout kroonstuk suspensionvork m5

12 Nm (Rond WP)


klembout kroonstuk suspensionvork m6

9 Nm (RST)


m5x 0.8 bout

5-7 Nm


m6 x 1 bout

6-8 Nm


m8 x 1.25 bout

20-25 Nm


pedaal nr crank

35 Nm


remblok bevestigingsmoer (m6) 

8-9 Nm


remblok zijtrekrem (m6)

5-7 Nm


remgreep nr racstuur

6-8 Nm


remhoef nr frame

8-10 Nm


remkabel klembout (m6)

5-8 Nm


Shimano bracketunits

50-70 Nm (30-40 Nm voor plastic)


spanner uitvalas

handel // as plaatsen, spanmoer aandraaien tot speling weg is, handel 90 graden doordraaien

SPD schoenplaatjes

5-6 Nm


Sram gripshift klemschroef

1.5 Nm


STI-greep nr stuur

6-8 Nm


STI ratel op remkabelhouder

4-5 Nm



Borgmiddelen

Er zijn diverse methoden om er voor te zorgen dat bouten en moeren niet weer loslopen. Het borgen met draad of splitpennen is een duidelijk her­kenbare maatregel. Het omvouwen van speciale borgplaatjes is een an­dere variant. Borgmoeren bestaan ook in diverse typen. Allemaal hebben ze gemeen dat ze op een of andere manier de wrijving tussen bout en moer op een kunstmatige manier verhogen.

Dat kan bijvoorbeeld gebeuren door nylon proppen of ringen (ny­locs) of door het driekantig duwen van de moer. Deze laatste volledig stalen variant treffen we vaak bij uitlaatmoeren aan: nylon is uiteraard maar beperkt hittebestendig.

Ook beperkt hittebestendig zijn de anarobe lijmen zoals Loctite. Deze chemische borgmiddelen functioneren ook alleen betrouwbaar als de oppervlakten vetvrij en schoon zijn. De zware varianten zijn makke­lijk los te krijgen door de bout goed heet te stoken, maar voor de nor­male Loctite is dat nauwelijks nodig.

Veerringen hebben de hinderlijke eigenschap het vlak onder de bout­kop te beschadigen, en soms niet altijd even betrouwbaar hun werk te doen. Maar als er zo'n ring tussen zit zou ik hem toch maar laten zitten. Bij fietsen worden ze vaak gebruikt om het massacontact van de fietsverlichting te maken