Gewindebohrer für Innengewinde: Größen und Maße

Innengewinde, wie wir sie an Muttern kennen, erzeugt man mit Gewindebohrern in Kunststoff oder Metall einfach selbst. Alternativ bezeichnet man sie auch als Mutter- oder Schraubbohrer.

Im Maschinenbau, in der Fertigung und beim Bau von Metallkonstruktionen arbeitet man mit speziellen Bohrern für Schraubverbindungen. Um die Anschlussstücke stabil zu verbinden, werden die Gewinde über vorgebohrte Löcher in die Werkstücke eingebracht. Bei Handwerkern ist der Einsatz eines Gewindeschneiders verbreitet, denn mit ihm lassen sich statt herkömmlicher Schrauben-Mutter-Verbindungen unauffällige Schraubverbindungen direkt zwischen zwei Teilen herstellen.

Kernloch vorbohren

Bevor man ein Gewinde schneiden kann, muss man das sogenannte Kernloch bohren. Dieses ist kleiner als die einzuführende Schraube. Der Durchmesser errechnet sich aus dem Nenndurchmesser minus der Gewindesteigung. Welchen Bohrer man dafür benötigt, lässt sich mit dieser Faustformel berechnen.

Kernloch ansenken

Das Anbringen einer umliegenden Vertiefung mit einem Kegelsenker hilft, den Gewindebohrer gut zu zentrieren und ein sauberes Gewinde zu schneiden. Außerdem verhindert man dadurch, dass der erste und letzte Gewindegang aus der Bohrung herausgedrückt werden.

Gewindebohrer auswählen

Um das Gewinde zu schneiden, verwendet man am besten ein dreiteiliges Gewindebohrer-Set mit Vor-, Nach- und Fertigschneider. Die Schneider kommen nacheinander zum Einsatz und sind an den feiner werdenden Klingen und der Anzahl der Ringe am Schaft erkennbar. Die Gewindebohrer spannt man in das Windeisen ein und dreht sie mit wenig Druck in das Bohrloch.

Bohren

Nun geht’s ans Bohren: im Uhrzeigersinn bei Rechtsgewinden und umgekehrt bei Linksgewinden. Schneidöl reduziert den Widerstand und hilft so, das Gewinde mit weniger Kraftaufwand zu schneiden. Um das Gewinde sauber zu schneiden, muss der Span gebrochen werden. Dafür dreht man den Bohrer nach jeder Umdrehung um ein Viertel zurück. Wenn der Bohrer auf der anderen Seite austritt (bei Durchgangslöchern), kann man ihn entgegen der normalen Drehrichtung vorsichtig wieder herausdrehen.

Genauso wie Schrauben sind auch Innengewinde in ihrer Ausgestaltung Durchmesser, Steigung, Flankenwinkel oder Schaft standardisiert. In Europa verwendet man am häufigsten metrische ISO-Regelgewinde, welche nach DIN 13 genormt sind. Die Gewindegröße ist hier mit dem Buchstaben M und einer Ziffer gekennzeichnet. M steht dabei für „metrisch“ und die Ziffer für den jeweiligen Nenndurchmesser des Gewindes.

Damit die Schraube in das erzeugte Gewinde passt, muss der richtige Gewindebohrer ausgewählt werden. Es gibt sie für verschiedene Gewindearten und in unterschiedlichen Größen. Ist die Gewindegröße unbekannt, kann man diese mit einer Gewindelehre über die Gewindesteigung bestimmen. Man legt dazu die einzelnen Gewindeschablonen so lange an das Gewinde, bis dieses exakt in die Schablone passt. Damit ist der richtige Gewindebohrer schnell gefunden.

Gebräuchliche Normen für Gewindebohrer sind:

• M – metrisches Regelgewinde nach DIN 13
• MF – metrisches Feingewinde nach DIN 13
• Ww (BSW) – Britisch-Standard-Whitworth-Gewinde nach BS 84
• UNC – Amerikanisches Grobgewinde nach ANSI / ASME B 1.1
• UNF – Amerikanisches Feingewinde nach ANSI / ASME B 1.1
• PG – Stahlpanzerrohrgewinde nach DIN 40430

Neben Größe und Art des Gewindes, das gebohrt werden soll, verfügen Gewindebohrer noch über weitere wichtige Ausgestaltungsmerkmale.

• Gewindekopf: Spitze Gewindebohrer verwendet man nur für Durchgangslöcher. Da das Gewinde nicht bis zur Kopfspitze reicht, kann man mit ihnen keine Gewinde in Sacklöchern schneiden, die im Werkstück enden. Hier kommen Bohrer mit flacher Kopfform zum Einsatz.
• Profil: Zähne am Gewindeprofil schneiden das Gewinde je nach Winkel und Abstand zueinander. Diese sind durch die Gewindeart entsprechend der Normung festgelegt. Bei ISO-Regelgewinden beträgt der Flankenwinkel beispielsweise 60°. Die geringe Steigung metrischer Feingewinde eignet sich, wenn wenig Platz zur Verfügung steht.
• Anschnitt: Über die Gewindegänge wird Material aus dem Bohrloch abgeführt. Je mehr Gänge sich an der Spitze des Gewindebohrers befinden, desto weniger Kräfte wirken beim Anbohren, zum Beispiel bei harten Werkstoffen. Das erhöht die Lebensdauer und verbessert Anbohr- und Zentrierverhalten. Ein spezieller Schälanschnitt sorgt bei langspanenden Werkstoffen dafür, dass der Span gebrochen wird und sauber aus der Bohrung austritt.
• Schaft: Er dient zum Einspannen in Windeisen oder in Maschinen. Für Durchgangsbohrungen verwendet man Gewindebohrer mit Überlaufschaft. Diese haben durchgängig den gleichen Durchmesser, der kleiner ist als der Gewindedurchmesser. So kann der Bohrer am Ende der Bohrung problemlos austreten. Er ist optimal für lange Durchgangsbohrungen und Sacklochbohrungen. Ein verstärkter Schaft ist besonders bei harten und schwer zerspanbaren Werkstoffen vorteilhaft. Für tiefe Bohrungen ist er nicht gut geeignet, da er dicker als das Gewinde an sich ist.
• Nut-Form: Sie dient dem Abtransport der Späne. Gewindebohrer mit geraden Nuten verwendet man bei Durchgangslöchern. Spiralförmige Nuten transportieren den Span entgegen der Scheidrichtung und eignen sich besonders für Sacklöcher und Anwendungen mit hohen Drehzahlen von maschinellen Bohrungen.

Auf folgende Faktoren und Anwendungsempfehlungen sollten Sie bei der Wahl des passenden Gewindebohrers achten:

• Bohrerqualität: Ein gut geschliffener, hochwertiger Werkzeugstahl bricht selten.
• Bohrerlänge: Lange Bohrer brechen leichter und sollten nur eingesetzt werden, wenn die Bohrtiefe es erfordert.
• Material: Der zu bearbeitendem Werkstoff bestimmt den passenden Werkzeugstahl (s. Abbildung). Je härter das Material des Bohrers, desto spröder und bruchanfälliger ist es. Farbige Ringe am Schaft indizieren den verwendeten Stahl.
• Stabilität: Werkstück und Bohrer sollten eingespannt sein, um Bewegungen beim Bohren zu vermeiden.
• Vorbohren: Bei Durchmessern ab 16 mm sollte man mit zwei oder drei Spiralbohrern vorbohren.
• Span gut abführen: Späne werden über ein breites Nutprofil besser abgeführt.
• Erhitzen vermeiden: Kühl- und Schmierstoffe verhindern eine zu große Wärmeentwicklung.
• Bohrmaschine: Spröde Vollhartmetallbohrer sollten nur mit einer Ständerbohrmaschine verwendet werden, die über eine stabilere Führung als eine Handbohrmaschine verfügt.
• Maschineneinstellungen: Drehzahltabellen geben die für die entsprechende Anwendung benötigte Drehzahl und Vorschub an. Diese sollten exakt eingehalten werden.

Der Einsatz von Schneidöl hat beim Gewindebohren gleich mehrere Vorteile. Es ist ein effektives Schmiermittel und verringert den Reibungswiderstand zwischen Bohrer und Werkstück deutlich. Vor allem bei Einschnittgewindebohrern reduziert sich dadurch die Krafteinwirkung entscheidend. Bei Maschinenbohrern ist ihr Einsatz auch wegen der hohen Drehzahlen unerlässlich, denn dank der geringeren Reibung ist die Hitzeentwicklung niedrig. Ein geöltes Gewinde ist so weniger anfällig für Rost, und die Schrauben lassen sich leichter eindrehen. Für Handgewindebohrer reicht Motoröl als Schmierstoff, für maschinelle Anwendungen kommen oft Schneidöl, -pasten, -sprays oder spezielle Kühlschmiermittel zum Einsatz.

Ob durch Korrosion, Verschleiß oder eine zu fest angezogene Schraube – defekte Gewinde lassen sich schnell und einfach reparieren. Mithilfe eines Gewinde-Reparatur-Sets wird dafür in das alte Gewinde ein neuer Gewindeeinsatz eingeführt.

Gewinde-Reparatur-Sets bestehen meist aus Gewindebohrer, Gewindeschneider, Bohrer, Gewindeeinsatz und Zapfenbrecher. Der Inhalt kann jedoch variieren.

Die Reparatur funktioniert wie folgt: Zuerst bohrt man das Gewinde mit einem zur Gewindegröße passenden Spiralbohrer auf, um danach das Gewinde mit einem Einschnittgewindebohrer zu schneiden. Der Gewindeeinsatz wird dann mit dem Zapfen nach unten in die Nutöffnung gesteckt und in Gewinderichtung eingedreht. Abschließend bricht man mit dem Zapfenbrecher den Zapfen des Gewindeeinsatzes ab.

Gewinde-Reparatur-Sets eignen sich auch, um intakte Gewinde zu erhalten, vor Verschleiß zu schützen oder metrische Gewinde in andere Gewindearten umzuwandeln (oder umgekehrt).

Gewindeschneiden per Hand oder maschinell?

Im nicht-industriellen Bereich werden die meisten Gewinde manuell geschnitten. Der Einsatz von Maschinen ist sinnvoll, wenn man große Stückzahlen in kurzer Zeit produzieren möchte.

Wie heißen die drei Gewindeschneider?

Ein klassischer Gewindebohrer-Satz besteht aus Vorschneider, Mittelschneider (oder Nachschneider) und Fertigschneider.

Wie berechnet man den Kernlochdurchmesser?

Das Kernloch ist kleiner als das eigentliche Gewinde. Es berechnet sich nach folgender Faustformel: Kernlochdurchmesser = Nenndurchmesser minus Gewindesteigung.

Welchen Bohrer schraubt man in Holz?

Auch in Holz lassen sich Gewinde zur Aufnahme von Schrauben bohren. Dafür benutzt man einen speziellen Holzbohrer. Eine Zentrierspitze sorgt für eine sichere Positionierung beim Anschneiden. Man kann aber auch einen Metallbohrer benutzen, um Gewinde in Werkstücke aus Holz zu schneiden.

Wie messe ich ein Schraubengewinde?

Ein Schraubengewinde lässt sich mit einer Gewindelehre oder Gewindeschablonen messen, die an das Gewinde gehalten wird. Auch Gewindelehrringe können dafür verwendet werden, indem sie auf das zu messende Gewinde aufgeschraubt werden.