Gewindebohrer/Schneideisen-Referenz

Wie werden Gewindeabmessungen spezifiziert?

Gewindespezifikationen definieren die Schraubengeometrie, die Schrauben, Bolzen und Rohre verbinden oder abdichten lässt. Metrische ISO-Gewinde (M-Reihe) verwenden einen Flankenwinkel von 60° mit Abmessungen in Millimetern, während ASME Unified-Gewinde (UNC/UNF) ebenfalls 60° verwenden, jedoch in Zoll bemessen sind und Gänge pro Zoll (TPI) statt der Steigung angeben.

Drei kritische Durchmesser definieren jedes Gewinde: der Außendurchmesser (der größte, zugleich die Nenngröße), der Flankendurchmesser (der theoretische Durchmesser, bei dem Gewindebreite und Lückenbreite gleich sind — er bestimmt die Toleranzklasse) und der Kerndurchmesser (der kleinste, am Gewindegrund — er bestimmt den Spannungsquerschnitt und den Kernlochdurchmesser).

Der Kernlochdurchmesser wird so berechnet, dass in der Gewindebohrung etwa 75% Gewindetraganteil verbleiben. Volle 100%-Gewinde sind unnötig und erhöhen Gewindeschneidmoment und Bohrerbruch drastisch. Bei 75% Traganteil erreicht das Gewinde etwa 90% seiner theoretischen Festigkeit, was in allen praktischen Fällen die Zugfestigkeit der Schraube übersteigt.

Formula: Metrisch: Kerndurchmesser = Außendurchmesser − 1.0825 × Steigung Metrisch: Flankendurchmesser = Außendurchmesser − 0.6495 × Steigung Unified: Kerndurchmesser = Außendurchmesser − 1.0825 / TPI Kernloch ≈ Außendurchmesser − Steigung (metrisch) oder Außendurchmesser − 1/TPI (Unified)

Berechnungsbeispiel

Für ein metrisches Gewinde M12×1.75: H = 0,866 × 1,75 = 1,516 mm. Kerndurchmesser = 12 − 1,0825 × 1,75 = 10,106 mm. Flankendurchmesser = 12 − 0,6495 × 1,75 = 10,863 mm. Kernloch = 12 − 1,75 = 10,25 mm (Standardbohrer 10,2 mm).

Wann diesen Rechner verwenden

• Auswahl des korrekten Gewindebohrers oder Schneideisens für eine Gewindeoperation mit Bedarf an präzisen Flanken- und Kerndurchmesserwerten
• Arbeiten an Anlagen mit gemischten metrischen und Unified-Gewinden — Identifizierung des korrekten Gewindesystems vor der Ersatzteilbestellung
• Programmierung einer CNC-Drehmaschine für das Gewindedrehen mit Bedarf an der Gewindeprofilgeometrie für die Werkzeugbahn
• Auslegung von Gewindeverbindungen für druckführende Anlagen, bei denen Einschraubtiefen- und Abstreiffestigkeitsberechnungen genaue Gewindeabmessungen erfordern

Häufige Fehler vermeiden

• Verschneiden von metrischen in Unified-Gewinde — ähnliche Nenngrößen (z. B. M8 vs. 5/16") haben inkompatible Steigungen und beschädigen beide Komponenten
• Vorgabe von UNC, wo UNF für die Vibrationsfestigkeit erforderlich ist — UNC-Gewinde neigen bekanntermaßen dazu, sich unter zyklischer Belastung ohne Sicherungselemente zu lösen
• Verwendung des Außendurchmessers statt des Spannungsquerschnitts für Schraubenfestigkeitsberechnungen — der Spannungsquerschnitt basiert auf dem Mittelwert von Flanken- und Kerndurchmesser und ist deutlich kleiner
• Ignorieren der Gewindetoleranzklasse — eine Passung der Klasse 2A/2B ist Standard für allgemeine Anwendungen, während Klasse 3A/3B für Präzisionsanwendungen wie Luftfahrtverbindungselemente erforderlich ist

Ergebnisse interpretieren

• Der Flankendurchmesser ist das funktionale Passmaß — Gewindelehren und Dreidrahtmessungen bewerten das Gewinde gegen diesen Wert, nicht gegen den Außendurchmesser
• Der Kerndurchmesser bestimmt den Spannungsquerschnitt für Festigkeitsberechnungen — die Verwendung des Außendurchmessers stattdessen überschätzt die Schraubentragfähigkeit erheblich
• Das Kernloch geht von ~75 % Gewindeüberdeckung aus — auf die nächste Normbohrergröße runden, bevorzugt etwas größer (leichteres Gewindeschneiden) statt kleiner
• Bei Unified-Größen wird die Steigung in Gängen pro Zoll angegeben — vor dem Mischen mit metrischen Formeln mit p = 25,4/TPI umrechnen
• Alle Werte sind Grundprofilmaße — die tatsächlichen Abnahmegrenzen hängen von der Gewindeklasse auf der Zeichnung ab (6H/6g metrisch, 2A/2B Unified)

Relevante Normen & Referenzen

• ISO 261 — Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung — Übersicht
• ASME B1.1 — Unified-Zollgewinde (Gewindeformen UN, UNR und UNJ)
• ISO 68-1 — ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung — Grund- und Konstruktionsprofile
• ASME B1.13M — Metrische Gewinde — M-Profil
• ISO 965-1 — Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung — Toleranzen

ISO-Metrisches Gewinde-Referenztabelle

Jede formulab bekannte metrische Größe, berechnet von diesem Rechner. Angaben in Millimetern.

Unified-Gewinde-Referenztabelle (UNC/UNF)

Jede formulab bekannte Unified-Größe, berechnet von diesem Rechner. Steigung in Gängen pro Zoll (TPI), übrige Maße in Millimetern.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen UNC- und UNF-Gewinden?

UNC (Unified National Coarse) hat weniger Gewindegänge pro Zoll und ist der Standard für die allgemeine Montage — es lässt sich schneller montieren und ist toleranter gegenüber Beschädigungen. UNF (Unified National Fine) hat mehr TPI und bietet eine höhere Zugfestigkeit pro Durchmesser, bessere Vibrationsbeständigkeit und feinere Einstellbarkeit. Verwenden Sie UNF für Luft- und Raumfahrt, Präzisionsinstrumente und dünnwandige Teile.

Kann ich metrische und Unified-Gewinde gegeneinander austauschen?

Nein. Obwohl manche Größen ähnlich erscheinen (z. B. haben M8×1.25 und 5/16-18 UNC nahe beieinanderliegende Außendurchmesser), unterscheiden sich die Steigungs-/TPI-Werte, was sie inkompatibel macht. Das Verschrauben von metrisch in Unified (oder umgekehrt) beschädigt beide Teile. Prüfen Sie vor der Montage immer die Gewindenorm. Die einzige Ausnahme bilden einige Rohrgewinde, für die Adapter existieren.

Wie identifiziere ich ein unbekanntes Gewinde an einem vorhandenen Teil?

Messen Sie den Außendurchmesser mit einem Messschieber und die Steigung mit einer Gewindeschablone. Bei metrischen Gewinden wird die Steigung direkt in mm gemessen. Bei Unified-Gewinden zählen Sie die Gewindegänge pro Zoll. Vergleichen Sie Ihre Messwerte mit Standard-Gewindetabellen. Häufige Fallstricke: M12×1.75 und 1/2-13 UNC haben ähnliche Außendurchmesser, aber unterschiedliche Steigungen. Verifizieren Sie die Identifikation immer mit einer Gewindeschablone, bevor Sie sie als korrekt annehmen.