Gewindeschneiden – Anleitung zum Schneiden von Gewinde

Gewindeschneiden – Anleitung zum Schneiden von Gewinde

Das Bauen eigener Metallkonstruktion, die Reparatur defekter Bauteile, ausgerissene Schrauben oder verrostete Gewindelöcher – Das Nachschneiden und Schneiden von Gewinde in Metall kann aus vielen Gründen erforderlich sein. Auch wenn hierfür ein gewisses Grundwissen nötig ist, kann jeder ein Gewinde schneiden, der über die benötigten und wichtigen Werkzeuge verfügt.

Neben dem benötigten Werkzeug sind ebenso einige Grundkenntnisse nötig. Gewindebohrer sind sehr schlank und aus einem hartem Material gefertigt, sodass sie bei der falschen Handhabung schnell brechen können. Das soll mit unserer Anleitung vermieden werden, denn ein abgebrochener Gewindebohrer lässt sich nur schwer aus der Gewindebohrung entfernen.

Schritt für Schritt erklären wir, wie das Kernloch und der passende Gewindebohrer ermittel werden, das Gewinde geschnitten wird und welche Vor- und Nachteile das Gewindeschneiden mit Maschine oder Gewindeschneiden von Hand besitzen.

Benötigte Werkzeuge und Maschinen zum Gewindeschneiden

Je nachdem ob das Innengewinde von Hand oder mit Maschine geschnitten wird, unterscheiden sich die benötigten Werkzeuge. In erster Linie wird ein passendes Kernloch zum Gewindeschneiden und natürlich ein Bohrgerät benötigt.

Zum Schneiden eines Innengewindes wird ein passender Gewindebohrer oder Gewindebohrer-Satz benötigt. Welcher Gewindebohrer der richtige ist, erklärt der Absatz "Wie funktioniert ein Gewindebohrer?"

  • Maschinengewindebohrer (maschinelles Gewindebohren, Gewindeschneiden in Sacklöcher)
  • Gewindebohrer und Wendeisen (manuelles Gewindebohren)
  • Schmiermittel (Schneidöl, Fett, Petrolium...)

Zum Schneiden eines Außengewindes wird neben einem Schneideisen und Schneideisenhalter das passende Rundmaterial benötigt, welches in vielen Baumärkten erhältlich ist. Ebenso gibt es jedoch auch fertige Gewindestangen im Baumarkt oder auf Amazon.de für wenig Geld zu kaufen, sodass es selten rentabel oder sinnvoll ist, ein Außengewinde selbst zu fertigen.

Sicherheitshinweise zum Gewindeschneiden

Auch wenn Gewindeschneiden von Hand nicht mit der Arbeit an elektrischen Werkzeugmaschinen verglichen werden kann, sind auch hier einige Sicherheitshinweise zu beachten.

Beim Gewindeschneiden auf die Schutzbrille achten!
Beim Gewindeschneiden auf die Schutzbrille achten!
  • Da beim Schneiden von Gewinde per Hand, aber auch beim maschinellen Gewindeschneiden mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit und Drehzahl gearbeitet wird, denken die wenigsten an das Tragen einer Schutzbrille. Gewindebohrer und auch Schneideisen bestehen jedoch aus einem sehr harten Material, welches brechen kann und bei dem ebenso kleine Ecken ausplatzen können. Diese können aufgrund der inneren Materialspannung stark beschleunigen und zu Verletzungen der Augen führen. Gleiches gilt beim Ausblasen von Gewindelöchern.
  • Gewindebohrer erzeugen aufgrund des speziellen Anschliffs für lange scharfkantige Fließspäne. Versuchen Sie nicht, diese beim Schneidvorgang zu entfernen. Einerseits sind sie dem Spanabtransport dienlich, anderseits können sie Schnittverletzungen verursachen.
  • Wird das Kernloch des Gewindes gebohrt, gilt – wie bei allen rotierenden Werkzeugen – stehts ohne Handschuhe arbeiten. Sich bewegende Werkzeuge oder Späne können den Handschuh ergreifen und um das Werkzeug wickeln. Eine Schnittverletzung ohne Handschuh ist leichter zu behandeln, als ein um das Werkzeug gewickelter Arm.

Wie funktioniert ein Gewindebohrer oder welcher Gewindebohrer für welches Loch?

Wie ein Gewindebohrer schneidet und welcher Schneidwinkel welche Späne erzeugt, ist für den Anwender nur von geringer Bedeutung. Entscheidend ist es jedoch zu wissen, welcher Gewindebohrer für welches Loch geeignet ist. Denn die Form des Gewindebohrers ist entscheidend dafür, in welche Richtung die Späne fließen. Wir möchten hier einige Arten an Gewindebohrern vorstellen. Ganz wichtig ist der Unterschied beim Gewindebohren in Sacklöchern oder Durchgangsbohrungen.

Gewindebohrersatz – Handgewindebohrer

Gewindebohrersatz mit unterschiedlichen Kennzeichnungen (Ringe)

Etwas in die Tage gekommen ist die Variante des Gewindebohrersatzes. Dieser besteht aus insgesamt drei Gewindebohrern mit unterschiedlicher Kennzeichnung.

  • Der Vorschneider besitzt einen Ring und formt das Gewinde leicht aus.
  • Der Nachschneider ist mit zwei Ringen markiert und schneidet eine deutliche Gewindeform.
  • Ohne Ring ist der Fertigschneider, der die Spitzen schneidet.

Mit der maschinellen Fertigung von Gewindebohrungen wurde der Gewindebohrersatz "unbrauchbar", denn eine CNC-Maschine kann die Gewindegänge der einzelnen Bohrer nicht erkennen und somit den passenden Gang des nächsten Bohrers nicht ansetzen. Daher werden Gewindebohrersätze auch als Handgewindebohrer bezeichnet und sind in vielen Werkstätten immer seltener zu finden. Dennoch haben sie auch heute noch ihre Vorteile. Ihr sehr flacher Anstieg erleichtert es, den Gewindebohrer gerade anzusetzen. Auch beim Nachschneiden eines beschädigten Gewindes, bietet der lange Anschnitt seine Vorteile. Sind die ersten Gewindegänge eines Gewindes beschädigt, ist es kaum möglich einen Gewindebohrer zum Nachschneiden exakt anzusetzen. Der lange Anschnitt ermöglicht es jedoch den Gewindebohrer nach tiefer liegenden Gewindegängen auszurichten. Für Sackgewindelöcher sind solche Bohrersätze jedoch kaum geeignet. 

Durchgangsgewindebohrer

Durchgangsgewindebohrer mit gerade Spannut

Durchgangsgewindebohrer tragen ihren Namen, da sie für Durchgangslöcher (Muttern, Bleche....) gedacht sind. Sie sind sehr leicht an ihrer gerade Spannut zu erkennen. Diese sorgt dafür, dass die Späne nach unten in das Loch abgeführt werden. Das hat den Vorteil, dass sie sich nicht in der Spannut absetzen und den Schneidvorgang behindern können. Für Sacklöcher, also nicht durchgehende Löcher, sind Durchgangsgewindebohrer nicht geeignet. Ihr längerer Anschnitt erlaubt es nicht, Gewinde in einem Sackloch bis fast auf den Grund zu schneiden. Hinzu kommt der ungünstige Spanabtransport in das Loch hinein, was zu Verstopfungen und bis zum Bruch des Gewindebohrers führen kann.

Sacklochgewindebohrer

Sacklochgewindebohrer/Maschinengewindebohrer mit Spiralnut

Sacklöcher sind Bohrungen, die nicht durch das Material gehen – ähnlich einer Sackgasse. Besonders problematisch ist hierbei, dass die entstehenden Späne nicht nach unten aus dem Loch fallen können. Hierfür besitzen Sacklochgewindebohrer eine gedrehte Spannut, die den Span rollt und nach oben aus dem Loch abführt. Die Spirale in der Spannut ermöglicht es zusätzlich den Anschnitt relativ kurz zu halten, sodass das Gewinde fast bis auf den Grund des Sackloches geschnitten werden können.

Da bei Durchgangslöchern der Spanabtransport eher unwichtig ist, können Sacklochgewindebohrer für Sacklöcher und für Durchgangslöcher genutzt werden. Im maschinellen Einsatz ist der Wechsel der beiden Bohrer zu aufwändig und es kommen hauptsächlich nur Sacklochgewindebohrer zum Einsatz. Daher werden sie häufig auch als Maschinengewindebohrer bezeichnet.

Das richtig Kernloch zum Gewindebohrer – Tabelle

Damit der Gewindebohrer in der Lage ist, das Gewinde richtig auszuformen, muss das Kernloch zum Gewinde passen. Ein Gewindebohrer schneidet nicht nur das Gewinde, er formt die Spitzen zusätzlich durch das Verpressen von Grat aus. Das funktioniert nur, wenn die Spantiefe zum Gewindebohrer passt. Wird das Kernloch zu groß gebohrt, steht zu wenig Material zur Verfügung, um die Gewindespitzen zu formen und das Gewinde wird sehr rau. Ein zu kleines Loch führt zu einer großen Spantiefe, schlechter Spanabfuhr und einem erhöhten Spandruck, der zum Bruch des Gewindebohrers führen kann.

Häufig werden Faustregeln zur Bestimmung des Kernlochbohrers herangezogen, was nicht immer hilfreich ist.

  • Gewindenenndurchmesser x 0,8 = Kernlochbohrer. Diese häufig genutzte Faustformel ist leider zu ungenau und sollte daher keine Anwendung finden. Als Beispiel sei hier M12 genannt: Multipliziert man 12 mit 0,8 ergäbe das eine Kernlochbohrung von 9,6, das korrekte Kernloch wäre jedoch 10,2 mm und für einen leichteren Schnitt 10,5 mm.
  • Gewindenenndurchmesser - Steigung = Kernlochbohrer. Diese Methode zur Berechnung des Kernlochbohrers ist besser geeignet, da sich hierbei stets auf die Steigung bezogen wird, die einen großen Einfluss auf die Differenz zwischen Nenndurchmesser und Kerndurchmesser hat. Beispiel M12: 12 mm - 1,75 mm (Gewindesteigung) = 10,25 mm, was fast dem exakten Kernloch entspricht.

Für eine schnelle Übersicht zu den benötigten Kernlochbohrungen soll unsere Tabelle sorgen. Sie zeigt einerseits den fertigen Kerndurchmesser, anderseits aber auch den gebräuchlichen Kernlochbohrer, der stets etwas größer ausfällt.

Gewinde (Nennmaß) Gewindesteigung in mm Kerndurchmesser in mm verwendeter Kernlochbohrer in mm
M3 0,5 2,39 2,5
M4 0,7 3,14 3,3
M5 0,8 4,02 4,2
M6 1 4,77 5
M8 1,25 6,47 6,8
M10 1,5 8,16 8,5
M12 1,75 9,85 10,2
M16 2 13,55 14
M20 2,5 16,93 17,5

Aus der Tabelle lassen sich ebenso die Kernlochbohrer für Feingewinde ableiten. Soll beispielsweise das Gewinde M10x1 geschnitten werden, wird das Gewinde M6 mit einer Steigung von 1 mm genutzt. Der Kernlochbohrer ist hier 1 mm kleiner als der Nenndurchmesser. Gleiches gilt somit für das Feingewinde M10x1, welches einen Kernlochbohrer von 9 mm benötigt.

Gewindeschneiden mit der Tischbohrmaschine

Die Verwendung von Maschinen zum Gewindeschneiden bietet häufig den Vorteil absolut exakter Bohrlöcher und Gewinde. Sie birgt jedoch ebenso die Gefahr den Gwiindeschneider abzubrechen, da das Gewinde nicht gefühlvoll geschnitten werden kann. Die Bohrung sollte jedoch wenn möglich immer auf einer Tischbohrmaschine oder einem Bohrmaschinenständer ausgeführt werden. Nur so ist garantiert, dass die Bohrung exakt senkrecht erfolgt. Auch die anschließende Senkung (Teil nicht ausspannen) wird gleichmäßig und mittig zum Bohrloch.

Gewindeschneidfutter oder Gewindeausgleichsfutter

Wer regelmäßig Gewinde auf der Bohrmaschine schneidet, sollte über den Kauf eines Gewindeschneidfutters (Gewindeausgleichfutter) nachdenken. Dieses ersetzt das Schnellspannfutter in der Bohrmaschine und ist in der Lage verschiedene Gewindeschneider aufzunehmen. Eine einstellbare Rutschkupplung sorgt dafür, dass der Gewindebohrer beim Erreichen der Bohrtiefe im Sackloch oder bei einem erhöhten Widerstand stehen bleibt und ein Bruch damit verhindert wird. Besitzt die Tischbohrmaschine einen Linkslauf, kann der Gewindebohrer einfach wieder herausgedreht werden. Ohne Linkslauf wird das Gewindeschneidfutter geöffnet und der Gewindebohrer mit einem Wendeisen manuell entfernt. Gewindeschneidfutter sind nicht gerade günstig und die Investition sollte sich durch einen häufigen Gebrauch rentieren.

Aber auch ohne Gewindeschneidfutter lässt sich die Tischbohrmaschine durchaus für eine Innengewinde sinnvoll nutzen und sollte zumindest beim Vorbohren zum Gewindeschneiden eingesetzt werden. Nur so kann garantiert werden, dass die Bohrung exakt senkrecht verläuft.

Gewindeschneiden von Hand mit Hilfe einer Tischbohrmaschine

  1. Spannen Sie das Werkstück sicher in einem Schraubstock ein und achten sie auf eine seitlich Spannrichtung. Eine Spannbratze, welche nur von oben auf das Werkstück drückt, kann eine verdrehen des Werkstückes nicht sicher verhindern.
  2. Bohren Sie laut unserer Tabelle das benötigte Kernloch und senken Sie die Bohrung so weit an, dass der Außendurchmesser der Fase etwas größer, als der Nenndurchmesser des Gewindes ist. Beispiel: Gewindebohrung M12 – Kernlochbohrer 10,2 mm – Fase Außendurchmesser 12,5 mm.
  3. Lassen Sie weiterhin das teil eingespannt und wechseln sie den Senker gegen den passenden Gewindeschneider aus. Vergessen Sie nicht, ein geeignetes Schmiermittel am Gewindeschneider und am Bohrloch aufzutragen. Geeignet sind hierfür Gewindeschneidpaste oder Schneidöl. Wird seltener Gewinde geschnitten reicht auch einfaches Öl oder Schmierfett.
  4. Bewegen Sie nun das Bohrfutter so weit hinunter, dass der Gewindeschneider im Rand des Bohrloches aufliegt. Der Bohrer sollte das Loch beziehungsweise die Fase zwar berühren, es darf jedoch kein großer Druck ausgeübt werden, um die Schneiden nicht zu beschädigen.
  5. Besitzt Ihre Bohrmaschine eine sehr langsame Drehzahl, kann sie unter etwas Druck am Handrad kurz ein- und wieder ausgeschaltet werden. Der Gewindebohrer sollte im Bohrloch greifen und die ersten Gewindegänge schneiden. Verfügt die Bohrmaschine nicht über eine langsame Drehzahl oder lässt sie sich nur umständlich schalten, kann das Futter auch von Hand im Uhrzeigersinn gedreht werden.
  6. Hat der Gewindeschneider gegriffen und das Gewinde angeschnitten, kann das Futter geöffnet und der Bohrkopf nach oben gefahren werden. Der Gewindebohrer verbleibt im Werkstück.
  7. Je nach zur Verfügung stehenden Platz kann das Werkstück auf dem Spanntisch der Bohrmaschine verbleiben oder muss anderweitig neu eingespannt werden. 
  8. Auf den eingedrehten Gewindebohrer wird im letzten Schritt ein Wendeisen (auch Windeisen oder Wendeeisen genannt) gesteckt und das Gewinde in einem Gang fertig geschnitten.

Gewindeschneiden per Hand

Es ist zwar empfehlenswert ein Tischbohrmaschine zum Herstellen der Gewindebohrung zu nutzen, jedoch im Bedarfsfall auch ohne möglich. Hierbei sollte jedoch sehr vorsichtig und konzentriert gearbeitet werden.

Ist das Gewindeloch bereits vorhanden oder fehlt die Möglichkeit das Werkstück mittels Tischbohrmaschine zu bearbeiten, kann der Gewindeschneider von Hand mit einem Wendeisen angesetzt werden. Hierbei ist es besonders wichtig, dass das Kernloch ausreichend und mittig angesenkt wurde und die Senkung größer als der Außendurchmesser des Gewindes ist.

Nach dem aufbringen eines Schmiermittels wird der Gewindebohrer mit etwas Druck in die Bohrung gedreht und dabei immer wieder der senkrechte Sitz zur Bohrung geprüft. Verläuft der Schneidvorgang schräg zur Bohrung, wird das Gewinde ungleichmäßig ausgeführt und erzeugt einen höheren Schneiddruck, der bis zum Bruch des Gewindebohrers führen kann. Zum Anschneiden sollte daher immer ein Wendeisen verwendet werden. Hat der Gewindebohrer genug Führung, kann für einen schnelleren Schneidvorgang zu einem Gewindeschneider mit Ratsche gegriffen werden. Wie bei einer Umschaltknarre mit Stecknuss, kann die Ratschen vor und zurück bewegt werden, was ein Absetzen überflüssig macht und weniger Platz benötigt. Lässt sich das Gewinde jedoch nur schwer schneiden, erhöht die einseitige Belastung die Bruchgefahr. Ratschen zum Gewindeschneiden sind daher nur bedingt empfehlenswert. 

Maschinelle Gewindefertigung ohne Späne

Neben dem manuellen Schneiden eines Gewindes, können Gewinde natürlich auch in höherer Qualität hergestellt werden. In der Massenproduktion kommen hierbei jedoch seltener zerspanende Verfahren und stattdessen das Gewindeformen zum Einsatz.

Maschinelles Gewindeformen
Maschinelles Gewindeformen

Außengewinde werden auf speziellen Maschinen häufig durch das Gewinderollen beziehungsweise Gewindewalzen hergestellt. Der große Vorteil liegt in der schnellen und spanlosen Fertigung. Die Gewindeform wird nicht mit einem Schneideisen in das Rundmaterial geschnitten, sondern durch Walzen gepresst. Diese Kaltumformung sorgt dafür, dass die Materialoberfläche gepresst und verfestigt wird. Das Gefüge im Metall wird nicht zerstört und gewalzte Gewinde besitzen eine besondere Güte.

Auf ähnliche Art erfolgt die Herstellung von Innengewinde mit einem Gewindeformer. Diese besitzen keine Schneiden und pressen das Gewinde in die Außenwand der Kernlochbohrung. Da kein Material abgetragen wird entspricht das Kernloch nicht den üblichen Kernlöchern beim Gewindebohren. Anwendung findet das Gewindeformen wenn es darauf ankommt keine Späne zu produzieren oder sich das Material schwer zerspanen lässt. gerade weichere Matrialien, wie Aluminium erhalten durch die Kaltumformung festere Gewindegänge, mit einer besseren Maßhaltigkeit.

Ohne dem Abtragen von Spänen ist es natürlich besonders wichtig, dass das keunloch exakt eingehalten wird. Ist dieses auch nur minmal größer, kann das Gewinde nicht ausgeformt werden. Ein zu kleines kernloch führt dagegen schnell zur Überlastung des Gewindeformers, da überschüssiges Material nur weiter verpresst und nicht abgetragen werden kann. Im privaten bereich findet das Gewindeformen daher recht selten Anwendung.

Gewinde nachschneiden oder reparieren

So, wie sich ein neues Gewinde schneiden lässt, können auch beschädigte Gewinde nachgearbeitet werden. Mögliche Ursachen hierfür können Rost oder Verformungen der Gewindespitzen sein. Fehlt jedoch viel Material an einem Gewinde, wird das nachgearbeitete Gewinde nie wieder denselben Form- und Kraftschluss erreichen.

Die einfachste Form der Nachbearbeitung ist natürlich der Einsatz von Gewindeschneidern. Dieses empfiehlt sich vor allem, wenn die Gewindegänge durch Rost und Verunreinigungen zugesetzt sind. Gerade bei Verunreinigungen sollte jedoch darauf geachtet werden, dass sich kein Sand in den Gewindegängen befindet. Sandkörner sind sehr hart und würden die Schneiden des Gewindebohrers sofort beschädigen. Ein vorheriges auswaschen des beschädigten Gewindes mit Waschbenzin oder ähnlichem ist ratsam.

Häufig belächelt gibt es sie tatsächlich: die Gewindefeile

Zum Nachschneiden des Gewindes muss der Gewindebohrer exakt im bereits vorhandenen Gang  ansetzen und von diesem geführt werden. Bei einem Versatz würden die Gewindespitzen geschnitten werden, sodass das Gewinde anschließend vollständig unbrauchbar ist. Um das zu vermeiden, sollten beim Nachschneiden eines Gewindes immer ein Handgewindebohrer verwendet werden. Dieser besitzt einen sehr langen Anschnitt und erleichtert es so, den Gewindegang zu finden.

Deformierte Außengewinde lassen sich ebenso mit einer Gewindefeile nacharbeiten. Häufig als ein Witz belächelt, gibt es diese Tatsächlich. Sie besitzt verschiedene Steigungen, die den unterschiedlichen Gewinden entsprechen und formt durch die Feilenbewegung das Gewinde neu aus. Hierbei muss immer darauf geachtet werden, dass die Gewindesteigung der Schraube mit der Steigung der Feile übereinstimmt. 

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Ronald , d. 14-01-17 17:51:

Sehr informativ, Gute gestalteter beitrag.
Zum ergänzen wäre noch der Gewinde helicoil.
Dieser wird bei Defekten Gewinde verwendet. Und Kann oftmals sehr hilfreich sein wenn es keine Möglichkeit mehr gibt das Gewinde zu Reparieren.

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