Gewindebohrer

Ein Gewinde von Hand zu schneiden ist eine der wenigen Werkstattarbeiten, bei denen der Erfolg fast vollständig in den ersten zehn Sekunden entschieden wird: sitzt der Gewindebohrer beim Ansetzen schief, wird das Gewinde schief, und ein schiefes Gewinde lässt sich nicht korrigieren, sondern nur aufbohren und ersetzen. Ebenso wichtig ist die Vorarbeit, denn ein Gewinde entsteht nicht im vollen Material, sondern in einer vorgebohrten Bohrung, und deren Durchmesser entscheidet darüber, ob das Gewinde trägt oder ob der Gewindebohrer bricht. Diese Kategorie führt alles, was für das Innengewinde gebraucht wird: Handgewindebohrer in mehrstufigen Sätzen, Maschinengewindebohrer aus HSS mit Kobaltanteil für den Einsatz in der Maschine, den Werkzeughalter mit Knarre, der als Windeisen die nötige Hebellänge gibt, komplette Gewindeschneidsätze mit Gewindebohrern und Schneideisen sowie Werkzeuge zur Reparatur beschädigter Gewinde. Für das Außengewinde auf Stange oder Bolzen sind die Schneideisen zuständig, gehalten von einem Schneideisenhalter.

Innengewinde oder Außengewinde: welches Werkzeug Sie brauchen

Diese Unterscheidung klärt die Werkzeugwahl in einem Satz und wird trotzdem regelmäßig verwechselt. Ein Gewindebohrer schneidet ein Gewinde in eine Bohrung hinein, also in eine Mutter, in ein Gehäuse, in eine Platte, in einen Block, und das Ergebnis ist ein Innengewinde, in das später eine Schraube gedreht wird. Ein Schneideisen schneidet ein Gewinde auf einen runden Stab, auf eine Stange oder auf einen Bolzen, und das Ergebnis ist ein Außengewinde, auf das später eine Mutter gedreht wird. Beide Werkzeuge sind nicht austauschbar und arbeiten nicht am selben Werkstück. Die gemeinsame Bezeichnung für beides lautet im Handel Gewindeschneider, und komplette Gewindeschneidsätze enthalten deshalb beides zusammen mit den passenden Haltern, was für Werkstätten mit wechselnden Aufgaben die wirtschaftlichste Anschaffung ist. Wer regelmäßig nur Innengewinde schneidet, etwa im Maschinenbau, in der Instandhaltung und in der Fahrzeugreparatur, kommt dagegen mit einem Satz Gewindebohrer und einem Windeisen aus und braucht keine Schneideisen. Und wer beschädigte Gewinde wieder gangbar machen will, greift nicht zum normalen Gewindebohrer, sondern zu einem Reparaturwerkzeug, weil ein normaler Bohrer im beschädigten Gewinde neue Späne erzeugt statt das vorhandene Profil nachzuschneiden.

Kernlochbohrer: die richtige Bohrergröße für metrisches Gewinde

Die Bohrung vor dem Gewindeschneiden heißt Kernloch, und ihr Durchmesser folgt bei metrischem Regelgewinde einer Regel, die man sich in fünf Sekunden merkt: Nenndurchmesser minus Steigung. Ein M8 hat eine Steigung von 1,25 Millimetern, also wird mit 6,8 Millimetern vorgebohrt. Wird das Kernloch zu klein gebohrt, muss der Gewindebohrer zu viel Material abtragen, das Drehmoment steigt stark an, und in kleinen Größen bricht er ab, was in aller Regel bedeutet, dass das Werkstück verloren ist, weil gehärteter Werkzeugstahl nicht mit einem HSS-Bohrer herausgebohrt werden kann. Wird es zu groß gebohrt, entsteht ein Gewinde mit zu geringer Tragtiefe, das unter Last die Flanken abstreift. Die folgende Übersicht gilt für metrisches Regelgewinde:

Bei Feingewinde gilt dieselbe Rechnung, nur mit der kleineren Steigung: ein M10x1 wird mit 9,0 Millimetern vorgebohrt und nicht mit 8,5. Deshalb lohnt es sich, vor dem Bohren die Steigung zu prüfen und nicht nur den Durchmesser, denn die häufigste Ursache für ein unbrauchbares Gewinde ist ein Kernloch nach Regelgewinde in einem Bauteil mit Feingewinde. Bei Sacklöchern kommt hinzu, dass tiefer gebohrt werden muss, als das Gewinde lang sein soll, weil der Gewindebohrer am Anschnitt kein vollständiges Profil erzeugt und die Späne Platz brauchen.

Gewinde schneiden: Schritt für Schritt

Erstens: Kernloch nach Tabelle bohren, senkrecht, und die Bohrung anschließend leicht ansenken. Das Ansenken ist kein Schönheitsschritt, sondern erleichtert das Ansetzen und verhindert, dass der Rand beim Eindrehen aufwirft. Zweitens: den Vorschneider ansetzen und in den ersten zwei bis drei Umdrehungen mit Gefühl arbeiten, dabei den Winkel prüfen, im Zweifel mit einem Winkel gegen das Werkstück gehalten, denn nur jetzt lässt sich die Richtung noch korrigieren. Drittens: schneiden mit Schmierung, bei Stahl mit Schneidöl, bei Aluminium mit Petroleum oder Spiritus, wobei Grauguss trocken geschnitten wird. Viertens, und das ist der Schritt, den die meisten auslassen: nach jeder halben bis ganzen Umdrehung eine Vierteldrehung zurück, um den Span zu brechen. Ein nicht gebrochener Span wickelt sich um das Werkzeug, verklemmt sich in der Nut und ist die häufigste Ursache für abgebrochene Gewindebohrer. Fünftens: bei Handsätzen die Stufen der Reihe nach verwenden, also Vorschneider, Mittelschneider und Fertigschneider, wobei im Sackloch der Fertigschneider zwingend ist, weil nur er bis zum Grund ein volles Profil erzeugt. Und sechstens: bei Sacklöchern zwischendurch ausblasen oder ausklopfen, damit sich die Späne nicht am Grund sammeln und das Werkzeug beim Anstoßen abbricht.

Handgewindebohrer oder Maschinengewindebohrer?

Der Unterschied liegt nicht in der Qualität, sondern in der Anzahl der Arbeitsgänge und in der Spanführung. Handgewindebohrer kommen als Satz aus drei Stufen: der Vorschneider hat einen langen Anschnitt und trägt den größten Teil des Materials ab, der Mittelschneider arbeitet das Profil aus, der Fertigschneider schneidet bis auf Maß und bis zum Grund eines Sacklochs. Diese Aufteilung ist der Grund, warum von Hand überhaupt gearbeitet werden kann, denn ein einziges Werkzeug bräuchte ein Drehmoment, das mit dem Windeisen nicht sinnvoll aufzubringen wäre. Der Maschinengewindebohrer erledigt das Gewinde dagegen in einem Durchgang und ist auf gleichmäßigen Vorschub und definierte Drehzahl in der Maschine ausgelegt, weshalb er in der Serienfertigung und in der Bohrmaschine mit Gewindeschneidapparat eingesetzt wird. Ausführungen aus HSS mit Kobaltanteil sind dabei die Wahl für zähe und legierte Werkstoffe, weil der Kobaltanteil die Warmhärte erhöht und das Werkzeug bei höherer Schnittgeschwindigkeit nicht so schnell abstumpft. Für beide Bauarten gilt derselbe Hinweis zur Drehzahl: langsamer ist fast immer besser, weil ein Gewindebohrer nicht an mangelnder Härte scheitert, sondern an Hitze und an nicht gebrochenen Spänen.

Windeisen: der Halter, ohne den nichts gerade wird

Das Windeisen ist der Halter, in den der Gewindebohrer eingespannt wird, und es leistet zwei Dinge gleichzeitig. Es gibt die Hebellänge, ohne die sich das nötige Drehmoment nicht aufbringen lässt, und es zwingt zu einer symmetrischen Kraftaufbringung mit beiden Händen, was der wichtigste Beitrag zu einem geraden Gewinde ist. Wer stattdessen mit einer Zange oder einem verstellbaren Schlüssel arbeitet, zieht einseitig, kippt das Werkzeug und schneidet ein schiefes Gewinde, und in kleinen Größen bricht dabei regelmäßig der Bohrer ab. Ausführungen mit Umschaltknarre haben einen praktischen Vorteil, der besonders bei beengten Verhältnissen zählt: das Zurückdrehen zum Spanbrechen erfolgt ohne Umsetzen des Werkzeugs, sodass die Arbeit in einem Rhythmus bleibt und der Winkel nicht bei jedem Umsetzen neu gesucht werden muss. Praktisch heißt das: für Arbeiten am Schraubstock genügt ein einfaches Windeisen, für Arbeiten am eingebauten Bauteil, also in der Instandhaltung und am Fahrzeug, ist die Knarrenausführung deutlich schneller und schont zugleich das Werkzeug, weil das Spanbrechen dann tatsächlich gemacht und nicht aus Bequemlichkeit ausgelassen wird.

Gewindesysteme: metrisch, Fein, Whitworth, UNC, UNF und Gasgewinde

Das metrische Regelgewinde deckt den größten Teil des europäischen Maschinenbaus ab, aber sobald ältere oder importierte Technik auf dem Tisch liegt, reicht es nicht mehr. Feingewinde hat bei gleichem Durchmesser eine kleinere Steigung, hält höhere Vorspannkräfte, löst sich unter Vibration weniger leicht und findet sich deshalb an Hydraulikverschraubungen, an Lagersitzen, an Einstellelementen und im Fahrzeugbau. Whitworth ist das britische Zollgewinde mit 55 Grad Flankenwinkel und begegnet einem an alten englischen Maschinen, an Motorrädern und an Landtechnik. UNC und UNF sind die amerikanischen Zollgewinde in grober und feiner Ausführung, unverzichtbar an amerikanischen Maschinen, an Kompressoren und an vielen Baugruppen aus Übersee. Und das zylindrische Gasgewinde nach G ist das Gewinde der Rohrinstallation, also von Fittings, Armaturen, Verschraubungen und Anschlüssen. Dass ein Sortiment alle diese Systeme als komplette Sätze führt, ist im Fachhandel selten und für bestimmte Betriebe der eigentliche Kaufgrund: eine Werkstatt, die an englischen Maschinen, an amerikanischer Technik oder an Gasinstallationen arbeitet, findet solche Sätze nicht an jeder Ecke. Erkennbar sind sie in der Artikelnummer an den Kürzeln ASW für Whitworth, ASC für UNC, ASF für UNF und ASG für Gasgewinde.

Beschädigte Gewinde reparieren

Ein ausgerissenes, verschmutztes oder angerostetes Gewinde ist kein Fall für einen normalen Gewindebohrer, denn der schneidet ein neues Profil und erzeugt dabei Späne, statt das vorhandene Profil zu räumen, und im schlimmsten Fall setzt er ein zweites, leicht versetztes Gewinde ins vorhandene. Für diese Aufgabe gibt es eigene Werkzeuge, die das bestehende Profil nachformen und säubern, und für vollständig zerstörte Gewinde Reparatursätze mit Gewindeeinsätzen, bei denen aufgebohrt, ein größeres Gewinde geschnitten und ein Einsatz eingedreht wird, der innen wieder das ursprüngliche Maß hat. Zwei Anwendungen sind im Fahrzeugbereich so häufig, dass es dafür dedizierte Werkzeuge gibt. Die erste ist das Zündkerzengewinde im Zylinderkopf, das durch Überdrehen, durch Korrosion oder durch das Eindrehen einer kalt sitzenden Kerze beschädigt wird, und dessen Reparatur direkt im eingebauten Kopf erfolgen muss, weshalb das Werkzeug so gebaut ist, dass die Späne nicht in den Brennraum fallen. Die zweite ist das Gewinde der Ölablassschraube in der Ölwanne, das durch zu festes Anziehen bei jedem Ölwechsel leidet und irgendwann nicht mehr dichtet. Beide Reparaturen kosten einen Bruchteil dessen, was ein Austausch des Bauteils kosten würde. Weitere Werkzeuge für die Fahrzeuginstandsetzung finden Sie im Bereich KFZ-Werkzeuge, und einen Überblick über die Abteilung gibt die Kategorie Schneidwerkzeuge.