Kernlochbohrer-Rechner

Wie wird die Kernlochgröße berechnet?

Der Kernlochdurchmesser bestimmt den vor dem Gewindeschneiden gebohrten Lochdurchmesser, der den prozentualen Gewindetraganteil steuert. Der Standardtraganteil von 75% ist für die meisten Anwendungen optimal — er liefert etwa 90% der vollen Gewindefestigkeit, hält das Gewindeschneidmoment beherrschbar und verringert das Risiko von Gewindebohrerbruch.

Der Zusammenhang zwischen Kernlochgröße und Gewindetraganteil ist nicht linear. Die Erhöhung von 75% auf 100% Traganteil steigert die Festigkeit nur um etwa 10%, verdoppelt aber das Gewindeschneidmoment und erhöht das Bruchrisiko des Gewindebohrers drastisch. Umgekehrt bietet selbst ein Traganteil von 50% etwa 75% der vollen Gewindefestigkeit.

Bei metrischen Gewinden gilt: Kernloch ≈ Außendurchmesser minus Steigung (für 75% Traganteil). Bei Unified-Gewinden: Kernloch ≈ Außendurchmesser minus 1/TPI. Kern- und Flankendurchmesser werden aus der Geometrie des Gewindegrundprofils mit den Standardformeln nach ISO 68-1 oder ASME B1.1 berechnet.

Formula: Gewindehöhe: H = 0.866 × P (metrisch) Kerndurchmesser = Außendurchmesser − 1.0825 × P Kernloch (75%) = Außendurchmesser − P Kernloch (eigener %) = Außendurchmesser − P × (%/76.98) Gewindetraganteil % = (Kernloch − Kerndurchmesser) / (Flankendurchmesser − Kerndurchmesser) × 200

Berechnungsbeispiel

Gewinde M10×1.5 bei 75% Traganteil: H = 0,866 × 1,5 = 1,299 mm. Kerndurchmesser = 10 − 1,0825 × 1,5 = 8,376 mm. Flankendurchmesser = 10 − 0,6495 × 1,5 = 9,026 mm. Kernloch = 10 − 0,75 × 1,0825 × 1,5 = 8,78 mm. In der Werkstatt wird stattdessen 10 − 1,5 = 8,5 mm gebohrt; diese kleinere Bohrung ergibt (10 − 8,5)/1,6238 × 100 = 92% Traganteil — festeres Gewinde, aber deutlich höheres Gewindeschneidmoment.

Wann diesen Rechner verwenden

• Einrichten einer Gewindebohroperation mit Bedarf an der exakten Bohrergröße für den spezifizierten Gewindetraganteil
• Gewindeschneiden in weiche Werkstoffe (Aluminium, Kunststoff) mit dem Wunsch nach höherem Traganteil (80-85%) zum Ausgleich der geringeren Gewindefestigkeit
• Fehlersuche bei Gewindebohrerbruch — Prüfung, ob die aktuelle Bohrergröße einen übermäßigen Gewindetraganteil ergibt, der das Drehmoment erhöht
• Programmierung einer CNC-Maschine, bei der Bohren und Gewindeschneiden im selben Zyklus erfolgen und die Bohrerwahl die Gewindebohrerleistung beeinflusst

Häufige Fehler vermeiden

• Zu kleines Bohren des Kernlochs — die häufigste Ursache für Gewindebohrerbruch; bereits 0,1 mm Untermaß erhöht das Gewindeschneidmoment drastisch
• Annahme, 100% Gewindetraganteil sei am besten — die Erhöhung von 75% auf 100% Traganteil verdoppelt das Gewindeschneidmoment bei nur 10% zusätzlicher Gewindefestigkeit
• Verwendung eines Standard-Spiralbohrers, wo ein kurzer Anbohrer oder Stubbohrer das Verlaufen des Lochs verringern würde — ein ungenaues Pilotloch lässt den Gewindebohrer ungleichmäßig schneiden und brechen
• Vergessen des Bohrerübermaßes — Bohrer schneiden typischerweise 0,02-0,05 mm über Maß, was den Gewindetraganteil effektiv unter den berechneten Wert senkt

Ergebnisse interpretieren

• Das berechnete Kernloch trifft selten exakt einen Lagerbohrer — auf die nächste Normgröße runden, bevorzugt etwas größer (geringere Überdeckung, leichteres Gewindeschneiden) statt kleiner
• Eine Gewindeüberdeckung von 60-75 % ist der praktische Arbeitsbereich — oberhalb von 80 % steigt das Gewindebohrmoment steil bei kaum noch Festigkeitsgewinn; das ist die Hauptursache für Gewindebohrerbruch
• Die Überdeckung für tiefe Löcher (>2D), kleine Gewindebohrer (M3 und kleiner) und harte Werkstoffe auf 50-65 % senken; nur in weichen Werkstoffen wie Aluminium oder Kunststoff auf 80-85 % erhöhen
• Bohrer schneiden in der Praxis 0,02-0,05 mm über Maß, die tatsächliche Überdeckung liegt also leicht unter dem berechneten Prozentwert — in der Regel ein Vorteil, kein Mangel
• Der Kerndurchmesser ist der theoretische Innengewindegrund des Grundprofils — die endgültige Gewindeabnahme erfolgt mit Gut-/Ausschuss-Lehrdorn, nicht allein durch Messen der Bohrung

Relevante Normen & Referenzen

• ISO 68-1 — ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung — Grundprofil
• ASME B1.1 — Unified-Zollgewinde (einschließlich Kernlochempfehlungen)
• ISO 529 — Kurze Maschinen- und Handgewindebohrer
• DIN 336 — Kernlöcher für metrische ISO-Gewinde mit Toleranzen 4H bis 6H

Häufig gestellte Fragen

Wann sollte ich mehr oder weniger als 75 % Gewindetragtiefe verwenden?

Verwenden Sie eine höhere Tragtiefe (80–85 %) in weichen Werkstoffen (Aluminium, Kunststoffe), in denen die Gewindefestigkeit geringer ist, oder in kritischen Anwendungen mit minimalen Sicherheitsreserven. Verwenden Sie eine geringere Tragtiefe (50–65 %) beim Gewindeschneiden in tiefen Bohrungen (>2D Tiefe), bei kleinen, bruchgefährdeten Gewindebohrern (M3 und kleiner) oder in gehärteten Werkstoffen. Für Durchgangsbohrungen in Stahl sind 65 % oft ausreichend und verlängern die Standzeit des Gewindebohrers erheblich.

Was tun, wenn der berechnete Kernlochdurchmesser keine Standard-Bohrergröße ist?

Runden Sie auf die nächste Standard-Bohrergröße. Etwas größer zu bohren (weniger % Tragtiefe) ist in der Regel sicherer als kleiner (mehr Schneidmoment, höheres Bruchrisiko des Gewindebohrers). Beispiel: Ergibt die Berechnung 8.5 mm, Sie haben aber nur Bohrer mit 8.4 mm oder 8.6 mm, ist der 8.6-mm-Bohrer die sicherere Wahl — er ergibt etwas weniger Gewindetragtiefe, aber deutlich leichteres Gewindeschneiden.

Was sind bewährte Verfahren beim Gewindeschneiden in tiefen Bohrungen (>2× Durchmesser)?

Für tiefe Bohrungen: (1) Gewindebohrer mit Spiralnuten verwenden, die Späne nach oben abführen, (2) Gewindetragtiefe auf 50–65 % reduzieren, um das Drehmoment zu verringern, (3) Pickzyklus mit periodischem Rückzug zum Späneräumen einsetzen, (4) falls vorhanden, Hochdruck-Innenkühlung anwenden, (5) Gewindefräsen als Alternative erwägen — es erzeugt dasselbe Gewinde ohne das Risiko eines Gewindebohrerbruchs.