Gewindebohrer für Innengewinde: Größen und Maße

Gewindebohrer sind spezialisierte Werkzeuge, die in der Metallverarbeitung und in verwandten Bereichen eingesetzt werden, um präzise Innengewinde in vorgebohrte Löcher zu schneiden. Diese Werkzeuge sind entscheidend für zahlreiche Montage- und Fertigungsprozesse, da sie es ermöglichen, Schrauben, Bolzen und andere Gewindeelemente sicher in Materialien einzusetzen.

Innengewinde, die mit Gewindebohrern hergestellt werden, sind intern geschnittene Gewinde, die in ein Material eingebracht werden, um mit einem entsprechenden Außengewinde, wie dem einer Schraube, zusammenzupassen. Diese Gewinde sind in verschiedenen Größen und Formen erhältlich, je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Die genaue Spezifikation eines Innengewindes hängt von Faktoren wie dem Durchmesser, der Steigung (Abstand zwischen den Gewindegängen) und dem Gewindeprofil ab.

Gewindebohrer selbst bestehen aus hochfesten Materialien, wie Schnellarbeitsstahl (HSS) oder Hartmetall, um die erforderliche Härte und Verschleißfestigkeit für den Schneidprozess zu gewährleisten. Sie sind in verschiedenen Designs erhältlich, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen, von der Herstellung feiner Gewinde in weichen Materialien bis hin zu gröberen Gewinden in harten Materialien.

Gewindebohrer und Gewindeschneider sind essenzielle Gewindewerkzeuge in der Metallverarbeitung und anderen technischen Bereichen, doch sie erfüllen unterschiedliche Funktionen und werden in verschiedenen Kontexten eingesetzt.

Gewindebohrer werden primär verwendet, um Innengewinde in vorgebohrten Löchern zu schneiden. Sie kommen typischerweise in der Metallverarbeitung, in der Mechanik und in ähnlichen Bereichen zum Einsatz. Ein klassisches Beispiel für die Anwendung eines Gewindebohrers ist das Einbringen eines Innengewindes in eine Metallplatte, um eine Schraube oder einen Bolzen aufzunehmen. Gewindebohrer sind zylindrisch geformt und an einem Ende mit Schneidzähnen versehen, die beim Drehen des Werkzeugs in das Material das gewünschte Gewinde formen. Sie können sowohl manuell mit einem Windeisen als auch maschinell in einer Bohrmaschine oder CNC-Maschine eingesetzt werden.

Im Gegensatz dazu dienen Gewindeschneider dem Schneiden von Außengewinden auf Stangen, Bolzen oder Rohren. Sie sind unverzichtbar in der Rohrinstallation, im Bauwesen und bei Reparaturarbeiten, wo Außengewinde benötigt werden. Ein typisches Beispiel hierfür ist das Anbringen eines Außengewindes an einem Wasserrohr, um es mit anderen Rohrsegmenten oder Armaturen zu verbinden. Gewindeschneider bestehen aus einem Satz von Schneideisen, die in einem Halter befestigt sind. Diese Schneideisen sind mit Schneidzähnen ausgestattet, die beim Umdrehen um das Werkstück das Außengewinde schneiden. Die Arbeit mit Gewindeschneidern erfordert erhebliche Kraft und Präzision, um ein gleichmäßiges und korrektes Gewinde zu gewährleisten.

Übersicht der Unterschiede von Gewindebohrer und Gewindeschneider

Kernloch vorbohren

Bevor man ein Gewinde bohren 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 oder aus der folgenden Gewindebohrer Tabelle ablesen:

Will man also ein M6 Gewinde vorbohren, so sollte man sich für ein Kernloch von 5mm entscheiden. Will man ein M8 Gewinde vorbohren, so sollte das Kernloch 6,8mm betragen.

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 messen. 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).