Schrauben-Referenz

Wie werden metrische Schraubenmaße bestimmt?

Metrische Gewindeabmessungen folgen den Normen ISO 261 und ISO 262, die die Gewindegeometrie auf Basis eines Profils mit 60° Flankenwinkel definieren. Außendurchmesser, Steigung und Kerndurchmesser sind über die Gleichungen des Grundprofils mathematisch miteinander verknüpft. Regelgewinde ist der Standard; Feingewinde wird verwendet, wenn Vibrationsfestigkeit oder Feineinstellung erforderlich ist.

Der Kernlochdurchmesser wird aus dem Kerndurchmesser berechnet, um etwa 75% Gewindetraganteil zu erreichen — der Industriestandard, der Gewindefestigkeit (ca. 90% der vollen Gewindefestigkeit) mit vertretbarem Gewindeschneidmoment ausbalanciert. Durchgangslöcher werden gemäß ISO 273 in den Reihen fein (H12), mittel (H13) und grob (H14) festgelegt.

Gängige Größen reichen im allgemeinen Maschinenbau von M1.6 bis M64. Die Steigungswerte folgen einer genormten geometrischen Reihe: M6×1.0 (Regelgewinde), M8×1.25, M10×1.5, M12×1.75. Feingewindevarianten (z. B. M10×1.0, M10×1.25) werden in der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt sowie in Präzisionsinstrumenten eingesetzt.

Die Einschraubtiefe ist für die Auslegung von Gewindebohrungen entscheidend: In Stahl bietet das 1,0-1,5-fache des Nenndurchmessers die volle Gewindefestigkeit. In weicheren Werkstoffen wie Aluminium oder Gusseisen sollte das 1,5-2,0-fache des Durchmessers verwendet werden. Über diese Grenzen hinaus bringen zusätzliche Gewindegänge vernachlässigbaren Festigkeitsgewinn, da die Schraube auf Zug versagt, bevor das Gewinde ausreißt.

Formula: Kerndurchmesser = Außendurchmesser − 1.0825 × Steigung Flankendurchmesser = Außendurchmesser − 0.6495 × Steigung Kernloch = Außendurchmesser − Steigung (für ~75% Traganteil)

Berechnungsbeispiel

Für ein M10×1.5-Gewinde (Regelgewinde): Kerndurchmesser = 10 − 1,0825 × 1,5 = 8,376 mm. Flankendurchmesser = 10 − 0,6495 × 1,5 = 9,026 mm. Kernloch = 10 − 1,5 = 8,5 mm. Durchgangsloch fein = 10,5 mm.

Wann diesen Rechner verwenden

• Programmierung eines CNC-Gewindebohrzyklus mit Bedarf an der korrekten Kernlochgröße für das spezifizierte Gewinde
• Auslegung einer Schraubverbindung und Auswahl der passenden Durchgangslochgröße für die Montage
• Austausch eines beschädigten Verbindungselements vor Ort mit der Notwendigkeit, die Gewindespezifikation aus Messungen zu identifizieren
• Erstellung technischer Zeichnungen, die eine vollständige Gewindeangabe mit Kern- und Flankendurchmessermaßen erfordern

Häufige Fehler vermeiden

• Verwechslung von Regel- und Feingewinde bei gleicher Nenngröße — M10×1.5 (Regelgewinde) und M10×1.25 (Feingewinde) erfordern unterschiedliche Kernlochbohrer und sind nicht austauschbar
• Verwendung grober Durchgangslöcher, wo eine feine Passung erforderlich ist — übermäßiges Spiel ermöglicht Schraubenbewegung, die unter zyklischer Belastung zu Ermüdungsversagen der Verbindung führen kann
• Vergessen, dass die Kernlochgröße von 75% Gewindetraganteil ausgeht — die Vorgabe von 100% Traganteil erhöht das Gewindeschneidmoment und die Bohrerbruchrate drastisch bei vernachlässigbarem Festigkeitsgewinn
• Nichtberücksichtigung des Unterschieds zwischen Bohrergröße und tatsächlicher Lochgröße — Bohrer schneiden geringfügig über Maß (typisch +0,02-0,05 mm), was den Gewindetraganteil beeinflusst

Ergebnisse interpretieren

• Der Kernlochwert zielt auf etwa 75 % Gewindeüberdeckung — der Industriestandard, der rund 90 % der vollen Gewindefestigkeit bei beherrschbarem Gewindebohrmoment liefert; auf den nächsten verfügbaren Normbohrer runden, bevorzugt auf die größere Größe
• Der Kerndurchmesser ist das Maß des Gewindegrunds — für den Spannungsquerschnitt und Ausreißberechnungen verwenden, nicht für die Kernlochgröße
• Enge Durchgangslöcher positionieren das Verbindungselement präzise; weite Durchgangslöcher erlauben die Aufsummierung von Positionstoleranzen über Mehrlochbilder — nach Positionstoleranz des Lochbilds und Montageverfahren wählen
• Regel- und Feingewinde teilen denselben Nenndurchmesser, aber jedes abgeleitete Maß (Steigung, Kerndurchmesser, Kernloch) unterscheidet sich — vor dem Bohren den Steigungstyp mit der Zeichnungsangabe abgleichen
• Alle Werte sind Grundmaße nach ISO 261/262 — Produktionsgewinde tragen Toleranzklassen (üblich 6H/6g), für endgültige Abnahmeentscheidungen daher Gewindelehren-Grenzwerte verwenden

Relevante Normen & Referenzen

• ISO 261 — Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung — Übersicht
• ISO 262 — Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung — Auswahlreihen für den allgemeinen Gebrauch
• ISO 273 — Verbindungselemente — Durchgangslöcher für Bolzen und Schrauben
• ISO 68-1 — ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung — Grundprofil

Referenztabelle für metrische Schraubengrößen — Grobgewinde

Abmessungen für jede Standardbezeichnung bei Grobgewinde, berechnet von diesem Rechner. Angaben in Millimetern.

Häufig gestellte Fragen

Wann sollte ich Feingewinde statt Regelgewinde verwenden?

Verwenden Sie Feingewinde, wenn: (1) die Verbindung Schwingungen ausgesetzt ist und gegen Losdrehen gesichert sein muss (z. B. Achsmuttern im Automobilbau), (2) eine feine Einstellung benötigt wird (z. B. Mikrometer, Präzisionsvorrichtungen), (3) die Wanddicke begrenzt ist und weniger tiefe Gewindegänge besser sind, oder (4) eine höhere Zugfestigkeit pro Gewinde erforderlich ist. Regelgewinde wird für die allgemeine Montage bevorzugt, da es sich schneller montieren lässt und toleranter gegenüber beschädigten Gewindegängen ist.

Welche Einschraubtiefe wird empfohlen?

Bei Stahl in Stahl ergibt das 1,0- bis 1,5-Fache des Nenndurchmessers die volle Gewindetragfähigkeit. Bei Gewindebohrungen in Aluminium oder Gusseisen verwenden Sie das 1,5- bis 2,0-Fache des Durchmessers. Jenseits von 1,5D in Stahl bringen zusätzliche Gewindegänge nur noch vernachlässigbare Festigkeitsgewinne, da der Schraubenschaft versagt, bevor die Gewindegänge ausreißen.

Welche Mindesteinschraubtiefe verhindert das Ausreißen des Gewindes?

Bei Stahl-Stahl-Verbindungen liefert das 0,5-Fache des Nenndurchmessers etwa 75 % der Zugfestigkeit der Schraube als Ausreißfestigkeit. Beim 1,0-Fachen des Durchmessers entspricht die Ausreißfestigkeit der Zugfestigkeit der Schraube. Die praktische Empfehlung lautet 1,0–1,5× Durchmesser für Stahl, 1,5–2,0× für Aluminium und 2,0–2,5× für Kunststoffe.