Durchgangsloch-Rechner - Perfekte Lochdurchmesser für Schrauben und Bolzen finden

Rechner für Durchgangsbohrungen

Eine Durchgangsbohrung ist eine Bohrung, die etwas größer als eine Schraube oder ein Bolzen gebohrt wird, damit das Verbindungselement frei hindurchgeführt werden kann, ohne dass sein Gewinde die Seiten berührt. Ein Rechner für Durchgangsbohrungen ermittelt anhand standardisierter Tabellen aus dem Maschinenbau statt durch Schätzung den richtigen Bohrungsdurchmesser für eine bestimmte Schrauben- oder Bolzengröße.

Was ist eine Durchgangsbohrung?

Bohrungen für Verbindungselemente gibt es in drei grundlegenden Ausführungen.

• Eine Gewindebohrung hat ein eingeschnittenes Gewinde. Die Schraube greift in dieses Gewinde, das die beiden Teile tatsächlich zusammenhält.
• Eine Durchgangsbohrung hat kein Gewinde. Sie ist weiter als das Verbindungselement, sodass die Schraube oder der Bolzen ohne Widerstand hindurchgleitet und anschließend in eine Gewindebohrung oder eine Mutter auf der anderen Seite geschraubt wird.
• Eine Bohrung für eine Übermaßpassung ist kleiner als das Verbindungselement. Das Teil muss aufgepresst oder mit Kraft auf dieses aufgebracht werden.

Eine zu kleine Durchgangsbohrung kann dazu führen, dass sich Gewindegänge in die Bohrung schneiden, oder verhindern, dass das Verbindungselement überhaupt hindurchgeführt werden kann. Eine zu große Bohrung lässt das Verbindungselement aus seiner Position wandern und verringert die ebene Fläche unter dem Bolzenkopf oder der Unterlegscheibe, die die Klemmkraft überträgt.

Durchgangsbohrungen schaffen außerdem Spiel für geringfügige Fluchtungsfehler zwischen den Teilen, ermöglichen eine leichte Bewegung von Baugruppen bei temperaturbedingter Ausdehnung oder Schrumpfung der Werkstoffe und verringern das Risiko, dass Holz nahe der Bohrung spaltet oder Kunststoff Risse bekommt.

Formel für Durchgangsbohrungen

Die Größen von Durchgangslöchern ergeben sich nicht aus einer einzigen einfachen Formel. Normungsgremien veröffentlichen eine Tabelle mit Spielwerten, und das Spiel wächst mit der Schraubengröße. Dieser Rechner verwendet die Werte der normalen Passung nach ISO 273 (metrische Verbindungselemente, bei denen die normale Passung „mittlere Reihe“ heißt) und ASME B18.2.8 (Verbindungselemente in Zoll), den Tabellen, die in der allgemeinen Fertigung, im Holzbau und im Metallbau am häufigsten verwendet werden.

$D_{clearance} = D_{screw} + \text{Spiel (aus der Normtabelle)}$

Bei metrischen Schrauben reicht das Spiel von 0,4 mm bei einer M2-Schraube bis zu 2,0 mm bei einer M20- oder M24-Schraube – es handelt sich nicht um einen einzigen festen Wert oder Prozentsatz. Schrauben mit Zollmaßen folgen einer eigenen Tabelle in ASME B18.2.8, deren Spielwerte ebenfalls stufenweise mit zunehmender Schraubengröße wachsen.

Durchgerechnetes Beispiel

Eine M6-Schraube hat einen Nenndurchmesser von 6,0 mm. Ihre Durchgangsbohrung für Normalpassung hat 6,6 mm – ein Spiel von 0,6 mm. Ein Bohrer mit 6,6 mm oder 6,5 mm ist die übliche Wahl; ein einfacher 6 mm-Bohrer wäre zu knapp.

Größen metrischer Durchgangsbohrungen

ISO 273 führt eine feine, eine mittlere und eine grobe Reihe von Durchgangslöchern für Gewindedurchmesser von 1 mm bis 150 mm auf. Die indische Norm IS 1821:1987 ist identisch mit ISO 273-1979 und wird kostenlos veröffentlicht. Ihre Spalte für die mittlere Reihe enthält die folgenden Werte. Ein Gewinde mit 8 mm hat zum Beispiel ein feines Loch von 8,4 mm, ein mittleres Loch von 9 mm und ein grobes Loch von 10 mm.

Größen von Durchgangsbohrungen für amerikanische Schrauben mit Nummern

ASME B18.2.8 führt Durchgangsbohrungen für Normalpassung für Maschinenschrauben mit Nummern von #0 bis #10 auf, wobei #7 und #9 ausgelassen werden (Größen, die bei Maschinenschrauben selten sind). Für #12 ist keine Zeile für die Normalpassung definiert, daher wird diese Größe nicht angeboten.

Durchgerechnetes Beispiel

Eine Schraube der Größe #8 hat einen Durchmesser von 0,164 Zoll (4,17 mm). Ihr Durchgangsloch mit normaler Passung misst 0,196 Zoll (4,98 mm), passend zu einem handelsüblichen Spiralbohrer Nr. 9. Manche Bohrertabellen nennen einen kleineren Wert, 0,177 Zoll (4,5 mm), für eine Schraube der Größe #8. Diese Zahl stammt aus einem anderen, engeren System für „freie Passung“, das auf nummerierten Bohrern beruht, und nicht aus der Tabelle für normale Passung nach ASME B18.2.8, die dieser Rechner verwendet. Werden beide Systeme vermischt, kann ein Loch entstehen, in dem die Schraube klemmt.

Größen von Durchgangsbohrungen für amerikanische Schrauben mit Bruchmaßen

ASME B18.2.8 definiert für 9/16" keine Zeile für die Normalpassung, daher wird diese Größe nicht angeboten.

Durchgerechnetes Beispiel

Eine Schraube der Größe 1/4 Zoll hat einen Durchmesser von 0,250 Zoll (6,35 mm). Ihr Durchgangsloch mit normaler Passung misst 0,281 Zoll (7,14 mm), passend zu einem handelsüblichen Bohrer von 9/32 Zoll. Das entspricht einem Spiel von etwa 1/32 Zoll (0,79 mm) und nicht von 1/16 Zoll (1,6 mm), wie manche Faustregeln nahelegen.

Der Rechner rechnet jedes Ergebnis in Zoll zur Anzeige in Millimeter um, da 1 Zoll genau 25,4 mm entspricht.

Enge, normale und weite Passung

ASME B18.2.8 definiert drei Klassen von Durchgangslöchern: enge, normale und weite Passung. Eine enge Passung hat das kleinste Spiel und hält die Teile so genau wie möglich in Position, erschwert dafür aber die Montage. Eine weite Passung hat ein größeres Spiel und lässt mehr Raum, um Fluchtungsfehler auszugleichen oder Wärmeausdehnung aufzunehmen, die Verbindung sitzt dafür weniger fest. Dieser Rechner liefert nur die normale Passung, die mittlere Option, die bei den meisten allgemeinen Montagearbeiten im Holzbau, in der Metallbearbeitung und im Maschinenbau verwendet wird.

So verwenden Sie den Rechner für Durchgangsbohrungen

1. Wählen Sie im Dropdown-Menü den Typ des Verbindungselements: metrisch (M2–M24), amerikanisch mit Nummern (#0–#10) oder amerikanisch mit Bruchmaßen (1/4"–1").
2. Lesen Sie den Schraubendurchmesser und die empfohlene Größe der Durchgangsbohrung ab; beide werden in Millimetern angezeigt.
3. Prüfen Sie das Diagramm, das die Schraube und die Durchgangsbohrung maßstabsgetreu darstellt, sodass der Abstand zwischen ihnen leicht zu erkennen ist.
4. Kopieren Sie das Ergebnis, um es in eine Zeichnung, Zuschnittliste oder Notizensammlung einzufügen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen einer Durchgangsbohrung und einer Gewindebohrung?

Eine Durchgangsbohrung hat kein Gewinde und lässt ein Verbindungselement frei hindurch. In eine Gewindebohrung ist ein Gewinde geschnitten, das das Verbindungselement greift und die Verbindung zusammenhält. Bei einer typischen Schraubverbindung befindet sich die Durchgangsbohrung im anzubringenden Teil und die Gewindebohrung oder Mutter in dem Teil, an dem es befestigt wird.

Wie viel größer sollte eine Durchgangsbohrung als die Schraube sein?

Das hängt von der Schraubengröße ab. Bei metrischen Schrauben reicht das Spiel bei Verwendung der Tabelle für Normalpassungen von 0,4 mm bei den kleinsten Größen bis zu 2,0 mm bei den größten. Für Schrauben mit Zollmaßen legt ASME B18.2.8 für jede Größe ein eigenes Spiel fest, das ebenfalls stufenweise statt als fester Bruchteil wächst. Es gibt keinen einzelnen Prozentsatz, der für jedes Verbindungselement gilt.

Welchen Bohrer sollte ich für eine Durchgangsbohrung verwenden?

Verwenden Sie die genaue Größe, wenn ein passender Bohrer verfügbar ist. Falls nicht, wählen Sie lieber die nächstgrößere statt die nächstkleinere Größe – eine etwas größere Bohrung verursacht selten Probleme, während eine zu kleine Bohrung verhindern kann, dass das Verbindungselement hindurchgeht, oder dazu führen kann, dass es ein neues Gewinde schneidet.

Warum führen manche Tabellen für dieselbe Schraube eine andere Durchgangsbohrungsgröße auf?

Manche veröffentlichten Tabellen verwenden ein System für „enge Passung“ oder „freie Passung“ in Verbindung mit nummerierten oder Buchstabenbohrern, das enger ist als die hier verwendete Tabelle für Normalpassungen. Werden Werte aus den beiden Systemen vermischt, kann eine für das Verbindungselement zu enge Bohrung entstehen. Daher sollten in einem Projekt durchgehend die Werte eines einzigen Systems verwendet werden.

Wird die Verbindung durch eine größere Durchgangsbohrung schwächer?

Nicht innerhalb des Bereichs der Normalpassung. Die Festigkeit der Verbindung hängt hauptsächlich davon ab, wie fest das Verbindungselement angezogen ist und wie groß die ebene Fläche ist, auf die der Bolzenkopf oder die Unterlegscheibe drückt. Eine Bohrung, die deutlich größer als das Spiel der Normalpassung ist, kann diese ebene Fläche verringern und dazu führen, dass sich die Verbindung unter Belastung verschiebt; eine Bohrung für Normalpassung schwächt die Verbindung jedoch nicht.

Referenzen

1. ASME. B18.2.8 — Clearance Holes for Bolts, Screws, and Studs (Übersichtsseite zur Norm). ASME B18.2.8 — behandelt Durchgangslöcher für Verbindungselemente von #0 bis 1,5 Zoll sowie M1.6 bis M100 in den Klassen enge, normale und weite Passung.
2. National Institute of Standards and Technology. NIST Guide to the SI, Appendix B.8: Factors for Units Listed Alphabetically. NIST SP 811, Anhang B.8 — Umrechnungsfaktor Zoll in Meter 2,54 E-02, fett als exakt gekennzeichnet.
3. Bureau of Indian Standards. IS 1821:1987 — Dimensions for Clearance Holes for Bolts and Screws (Third Revision), identisch mit ISO 273-1979. IS 1821:1987 — Abschnitt 2, Tabelle der feinen, mittleren und groben Durchgangslöcher, 1 mm bis 150 mm.