Senktiefenrechner | Kostenloses Werkzeug für präzises Bohren

Was ist ein Rechner für die Senktiefe?

Ein Rechner für die Senktiefe ermittelt, wie tief eine kegelförmige Vertiefung gebohrt werden muss, damit eine Senkkopfschraube bündig mit einer Oberfläche abschließt. Er verwendet zwei Eingaben: den Durchmesser der Senkung und den Winkel des Senkers, und gibt die Tiefe aus. Beim Senken wird eine trichterförmige Vertiefung hergestellt, die zur konischen Unterseite einer Senkkopfschraube passt, sodass der Schraubenkopf weder über die Oberfläche hinausragt noch zu tief darunter liegt.

Berechnung der Senktiefe

Eine Senkung hat die Form eines Kegels, dessen Spitze in das Material gedrückt ist. Der Durchmesser ist die Breite der Öffnung an der Oberfläche. Der Winkel ist der volle Winkel an der Spitze dieses Kegels, gemessen zwischen den beiden schrägen Seiten. Gängige Senkerwinkel sind 82°, 90° und 100°. Senkkopfschrauben können Kopfwinkel von 60° bis 120° haben, aber 82° und 100° sind die üblichen Werte.

Da die Vertiefung kegelförmig ist, ergibt sich ihre Tiefe aus der Trigonometrie rechtwinkliger Dreiecke. Schneidet man den Kegel in der Mitte längs durch, ist jede Hälfte ein rechtwinkliges Dreieck: Der Radius (die Hälfte des Durchmessers) bildet eine Seite, die Tiefe eine weitere Seite, und die Hälfte des Senkwinkels liegt zwischen der Tiefenseite und der schrägen Kegelseite.

$\text{Tiefe} = \frac{\text{Durchmesser} / 2}{\tan(\text{Winkel} / 2)}$

Ein größerer Durchmesser erfordert einen tieferen Kegel, um dieselbe Öffnungsbreite zu erreichen. Ein größerer Winkel macht den Kegel flacher, sodass die Tiefe bei gleichem Durchmesser geringer wird.

Durchgerechnetes Beispiel

Für eine Senkung mit einem Durchmesser von 10 mm, die mit einem Senker mit 90° hergestellt wird:

• Radius = 10 ÷ 2 = 5 mm
• Halber Winkel = 90 ÷ 2 = 45°
• tan(45°) = 1
• Tiefe = 5 ÷ 1 = 5,00 mm

Derselbe Durchmesser von 10 mm ergibt bei anderen üblichen Winkeln eine andere Tiefe:

• 82°: etwa 5,75 mm
• 90°: 5,00 mm
• 100°: etwa 4,20 mm

Ein größerer Winkel ergibt bei gleichem Durchmesser immer eine flachere Senkung.

Verwendung dieses Rechners

1. Messen Sie den Durchmesser des Schraubenkopfs mit einer Schieblehre oder einem Lineal und addieren Sie etwa 0,5 mm für das Spiel. Geben Sie diese Zahl als Senkdurchmesser ein.
2. Prüfen Sie den Winkel, der auf den Kegelsenker gestempelt ist. Ist er nicht angegeben, messen Sie den Winkel des Schraubenkopfs mit einem Winkelmesser oder gehen Sie von 82° bei Holzschrauben und 90° bei Maschinenschrauben aus.
3. Geben Sie Durchmesser und Winkel ein. Das Ergebnis ist die Tiefe von der Oberfläche bis zur Kegelspitze.
4. Verwenden Sie diese Zahl, um einen Tiefenanschlag einzustellen, wickeln Sie an dieser Markierung Klebeband um den Senker oder stellen Sie den Anschlag einer Ständerbohrmaschine ein.

Der Durchmesser muss größer als null sein, und der Winkel muss zwischen 1° und 179° liegen. Ein Winkel von 180° wäre eine ebene Fläche ganz ohne Kegel.

Übliche Senkwinkel

Der Senkerwinkel muss zum Winkel des Schraubenkopfs passen. Ein unpassender Winkel lässt eine Lücke um den Kopf, und die Schraube sitzt auch bei genau passender Tiefe nicht bündig.

Senken im Vergleich zum Zylindersenken

Beim Senken wird ein Kegel für einen konischen Senkkopf hergestellt. Beim Zylindersenken wird ein Zylinder mit flachem Boden für eine Schraube mit geradseitigem Kopf hergestellt, beispielsweise eine Zylinderkopfschraube mit Innensechskant. Die obige Formel gilt nur für das Senken. Die Tiefe einer Zylindersenkung wird stattdessen durch die Höhe des Schraubenkopfs plus ein geringes Spiel bestimmt, nicht durch diesen trigonometrischen Zusammenhang.

Praktische Hinweise

Beim Bohren stimmt die tatsächliche Geometrie selten genau mit der Berechnung überein. Mehrere Faktoren beeinflussen das Ergebnis:

• Rückfederung des Materials. Weichholz wird unter dem Schraubenkopf leicht zusammengedrückt und kann danach zurückfedern, sodass die Schraube etwas übersteht. Ein Zuschlag von etwa 0,3–0,5 mm zur berechneten Tiefe gleicht dies bei Holz aus.
• Verschleiß des Senkers. Ein stumpfer Senker schneidet einen etwas breiteren oder raueren Kegel als ein scharfer.
• Beschichtete oder mehrschichtige Materialien. Lackierte oder galvanisierte Metallteile brauchen zusätzliche Tiefe, damit die Schraube nach dem Aufbringen der Beschichtung noch bündig sitzt.
• Extreme Winkel. Unter etwa 30° wird die Tiefe bei gleichem Durchmesser sehr groß; eine Senkung von 10 mm bei 20° braucht fast 28,4 mm Tiefe. Über etwa 140° wird der Kegel so flach, dass er den Schraubenkopf kaum noch versenkt.

Deshalb prüfen Feinmechaniker und Holzhandwerker die Tiefeneinstellung gewöhnlich an einem Reststück, bevor sie das endgültige Werkstück bohren.

Häufig gestellte Fragen

Was ist eine Senkung?

Eine Senkung ist eine kegelförmige Vertiefung in einer Oberfläche, sodass eine Senkkopfschraube bündig mit der Oberfläche oder etwas darunter sitzt. Ohne sie liegt die flache Unterseite des Schraubenkopfs auf dem Material auf, statt darin zu sitzen.

Wie lautet die Formel für die Senktiefe?

Die Tiefe entspricht dem halben Durchmesser geteilt durch den Tangens des halben Winkels: Tiefe = (Durchmesser ÷ 2) ÷ tan(Winkel ÷ 2). Für Durchmesser und Winkel sollten die vom Rechner erwarteten Einheiten verwendet werden, also Millimeter und Grad.

Welchen Winkel sollte ich verwenden?

Passen Sie den Senkerwinkel an den Winkel des Schraubenkopfs an; sie müssen übereinstimmen, damit die Schraube bündig sitzt. 82° ist der Standard für Holzschrauben, 90° ist bei Maschinenschrauben und metrischen Befestigungselementen üblich, und 100° kommt in einigen Anwendungen der Luftfahrt vor.

Welchen Senkdurchmesser sollte ich für eine bestimmte Schraube verwenden?

Messen Sie den Durchmesser des Schraubenkopfs und addieren Sie etwa 0,5–1 mm Spiel. Eine zu enge Senkung lässt den Schraubenkopf klemmen, bevor er vollständig sitzt; eine zu weite Senkung lässt eine sichtbare Lücke um die Schraube.

Funktioniert dieser Rechner mit Zollangaben?

Die Eingaben des Rechners erfolgen in Millimetern, aber die zugrunde liegende Formel funktioniert mit jeder einheitlichen Einheit. Rechnen Sie entweder zuerst Zoll in Millimeter um (multiplizieren Sie mit 25,4), berechnen Sie und rechnen Sie das Ergebnis zurück, oder wenden Sie dieselbe Formel direkt mit Zoll für den Durchmesser an, wodurch die Tiefe ebenfalls in Zoll herauskommt. Beispielsweise ergibt eine Senkung mit 0,375 Zoll Durchmesser bei 82° eine Tiefe von etwa 0,216 Zoll. (5,49 mm)

Warum steht meine Schraube noch hervor, obwohl die Tiefe der Berechnung entspricht?

Die häufigste Ursache ist ein unterschiedlicher Winkel von Senker und Schraubenkopf. Weitere Ursachen sind die Rückfederung von Weichholz und übliche Unterschiede bei den Abmessungen von Schraubenköpfen zwischen verschiedenen Herstellern. Prüfen Sie die Einstellung an einem Reststück und korrigieren Sie die Tiefe geringfügig, wenn die Schraube weiterhin hervorsteht.

Referenzen

1. Barrett, R. T. Fastener Design Manual (NASA Reference Publication 1228). NASA, 1990. NASA RP-1228 (PDF) — die Winkel von Senkköpfen (Flachköpfen) reichen von 60° bis 120°; 82° und 100° sind die üblichen Werte.
2. Federal Aviation Administration. Advisory Circular 43.13-1B: Acceptable Methods, Techniques, and Practices — Aircraft Inspection and Repair. FAA AC 43,13-1B (PDF) — der Senkkopf mit 100 Grad ist der US-Standard für versenkte Flugzeugnieten.