M5 Kernloch: 4,2 mm, und was die Zahl allein nicht sagt
Die kurze Antwort: 4,2 mm
Das metrische Regelgewinde M5 hat eine Steigung von 0,8 mm. Das Kernloch für ein geschnittenes Gewinde ist nach DIN 336 4,2 mm. Das entspricht genau der Werkstattregel Nenndurchmesser minus Steigung: 5 mm − 0,8 mm = 4,2 mm. Anders als bei M8 oder M12 geht die Regel hier ohne Rundung auf.
| Größe | Wert | Herkunft |
|---|---|---|
| Steigung P | 0,8 mm | DIN 13-1, Regelgewinde |
| Kernloch, Schneidgewinde | 4,2 mm | DIN 336 |
| Kernloch, Furchgewinde | 4,55 … 4,6 mm | d − 0,55 · P, Herstellerangabe beachten |
| Kerndurchmesser Mutter D₁ (min) | 4,134 mm | ISO 965-1 |
| Kerndurchmesser Mutter D₁ (max, 6H) | 4,334 mm | ISO 965-1 |
| Durchgangsloch mittel | 5,5 mm | ISO 273 |
| Senkung 90° | etwa 5,8 mm | Praxiswert d + P |
Alle Maße für M5 einschließlich Spannungsquerschnitt und Einschraubtiefen stehen auf der Seite Gewinde M5.
Wer nur die Zahl gesucht hat, kann hier aufhören. Wer schon einmal einen Gewindebohrer M5 in einem Sackloch abgerissen hat, liest besser weiter, denn die Ursache liegt fast nie am Durchmesser selbst.
Warum 4,2 und nicht 4,0 oder 4,3
Das Innengewinde 6H erlaubt für den Kerndurchmesser ein Band von 4,134 bis 4,334 mm. Alles, was der Bohrer in diesem Bereich hinterlässt, ist normgerecht. Ein Spiralbohrer schneidet in der Regel ein paar Hundertstel über Nennmaß, ein 4,2er landet also meist bei 4,22 bis 4,25 mm und damit ziemlich mittig im Band.
| Bohrer | Gewindeüberdeckung (rechnerisch) | Kernloch im Band 6H? |
|---|---|---|
| 4,0 mm | rund 96 % | nein, zu klein |
| 4,1 mm | rund 87 % | knapp unterhalb der Mitte |
| 4,2 mm | rund 77 % | ja, mittig |
| 4,3 mm | rund 67 % | ja, am oberen Rand |
| 4,5 mm | rund 48 % | nein, zu groß |
Überdeckung als (d − Bohrer) / (1,299 · P), bezogen auf die volle theoretische Profilhöhe. Bohrer, die über Nennmaß schneiden, verschieben jede Zeile etwas nach unten.
Der 4,0er ist der klassische Fehler. Er sieht nach einer runden Zahl aus und liegt in vielen Kästen griffbereit. Der Gewindebohrer muss dann Material wegnehmen, das gar nicht zum Gewinde gehört, das Moment steigt deutlich, und in einem Sackloch mit festsitzenden Spänen reicht das bei M5 schnell für einen Bruch. Ein abgebrochener Gewindebohrer in einem fertigen Teil ist teurer als jede Bohrerschachtel.
Die Gegenrichtung ist harmloser, als man denkt. Mehr Überdeckung bringt kaum mehr Tragfähigkeit, weil die äußeren Flankenbereiche wenig zur Last beitragen. In einer gut ausgelegten Schraubenverbindung reißt vorher die Schraube. Ein 4,3er ist deshalb in zähen Werkstoffen eine bewusste Wahl, kein Pfusch. Mit 4,5 mm ist man allerdings außerhalb der Norm, und das Gewinde lehrt dann bei der ersten Montage mit Drehmomentschlüssel.
Wie tief das Kernloch im Sackloch sein muss
Ein Gewindebohrer schneidet nicht auf voller Länge sofort das volle Profil. Vorne sitzt der Anschnitt, bei Sacklochbohrern (Form C) meist zwei bis drei Gänge lang. Diese Gänge erzeugen kein tragfähiges Gewinde. Dazu kommt die Spitze des Spiralbohrers, die bei 118° Spitzenwinkel etwa 0,3 · d lang ist. Die Rechnung für ein Sackloch sieht so aus:
Bohrtiefe (zylindrisch) ≈ nutzbare Gewindetiefe + Anschnitt + Sicherheitsabstand
Anschnitt Form C: 2,5 Gänge × 0,8 mm ≈ 2,0 mm
Sicherheitsabstand: ≈ 1,0 mm
Bohrerspitze 118°: 0,3 × 4,2 mm ≈ 1,3 mm (kommt unten dazu)
Beispiel Aluminium, 11 mm Einschraubtiefe:
11 + 2,0 + 1,0 = 14 mm zylindrisch, bis zur Spitze rund 15,3 mm
Die 11 mm im Beispiel sind kein Zufall. Für eine Schraube 8.8 in Aluminium setzt man rund 2,2 · d an, in niedrigfestem Stahl reicht etwa der Nenndurchmesser, also 5 mm, in Gusseisen rund 7,5 mm. Wer die Einschraubtiefe im weichen Werkstoff zu kurz wählt, verliert das Gewinde, egal wie sauber das Kernloch gebohrt ist. Die Werte je Werkstoff stehen auch auf der Seite zum Anzugsmoment M5 8.8.
Furchgewinde, Feingewinde und Gewindeeinsätze
Die 4,2 mm gelten nur für das geschnittene Regelgewinde. Sobald sich Verfahren oder Steigung ändern, ändert sich auch das Kernloch, und zwar nicht um ein paar Hundertstel.
| Ausführung | Kernloch | Bemerkung |
|---|---|---|
| M5, geschnitten | 4,2 mm | Normwert nach DIN 336 |
| M5, gefurcht | 4,55 … 4,6 mm | verdrängt statt zu schneiden, Herstellertabelle des Furchers zählt |
| M5 x 0,5, geschnitten | 4,5 mm | Feingewinde, d − P |
| Drahtgewindeeinsatz M5 | 5,2 mm | mit dem zugehörigen Einsatz-Gewindebohrer, Herstellerangabe |
Für M5 x 0,5 gibt es eine eigene Seite: Gewinde M5 x 0,5.
Beim Furchen ist der Fehler mit dem falschen Bohrer am teuersten. Ein Gewindeformer in einem 4,2er Loch muss viel zu viel Werkstoff verdrängen und bricht dabei leicht. Furchgewinde lohnen sich in zähen Werkstoffen wie Aluminiumknetlegierungen oder Baustahl, weil kein Span entsteht und der Faserverlauf erhalten bleibt. In Grauguss oder sprödem Messing funktionieren sie nicht.
Werkstoff und Werkstatt
Der Durchmesser bleibt gleich, aber der Werkstoff entscheidet, wie entspannt der Gewindebohrer arbeitet. Ein paar Erfahrungswerte, die man in Herstellertabellen immer wieder findet:
- Aluminium: 4,2 mm, Gewindebohrer mit Spiralnut für Sacklöcher, reichlich Schmierung. Schmiert der Werkstoff, hilft eher ein besserer Schneidstoff als ein größeres Loch.
- Edelstahl (z. B. 1.4301): neigt zum Kaltverfestigen. Ein Bohrer 4,25 oder 4,3 mm senkt das Schneidmoment spürbar und bleibt im Band 6H.
- Grauguss: 4,2 mm, trocken oder mit Luft, gerade genutete Gewindebohrer. Die kurzen Späne machen hier selten Probleme.
- Baustahl S235: 4,2 mm, der unkomplizierte Fall.
Als Größenordnung für HSS in Baustahl: Bohren mit etwa 25 m/min, das sind bei 4,2 mm rund 1900 Umdrehungen pro Minute, Gewindeschneiden deutlich langsamer bei etwa 10 m/min, also gut 600 Umdrehungen. Der Vorschub beim Gewinden ist die Steigung, 0,8 mm pro Umdrehung, und nichts anderes. Wer eine Maschine ohne Synchronlauf hat, braucht ein Ausgleichsfutter. Genaue Werte für Werkzeug und Werkstoff rechnet der Schnittdaten-Rechner aus. Und das Kernloch vorher leicht ansenken, sonst wirft der erste Gang einen Grat auf, der die Auflage der Schraube verfälscht.
Wo es in der Praxis schiefgeht
Die meisten Probleme mit M5-Gewinden sind keine Durchmesserprobleme. Wenn ein Gewinde ausreißt oder ein Bohrer bricht, lohnt sich ein Blick auf diese Punkte, ungefähr in dieser Reihenfolge:
- Sackloch zu flach gebohrt, der Gewindebohrer läuft auf Grund oder auf die eigenen Späne.
- Bohrer 4,0 statt 4,2 aus der falschen Kiste gegriffen.
- Furcher in einem Kernloch für Schneidgewinde.
- Einschraubtiefe in Aluminium nach Stahlregel ausgelegt, also 5 statt rund 11 mm.
- Schraube nach Gefühl angezogen. Bei M5 8.8 sind es nur rund 6 Nm, am 100-mm-Schlüssel 60 N Handkraft. Wie stark der Reibwert dabei mitspielt, zeigt der Artikel zu Anzugsmoment und Vorspannkraft.
Häufige Fragen
Welchen Bohrer nehme ich für ein M5-Gewinde?
Für ein geschnittenes Regelgewinde M5 x 0,8 einen Spiralbohrer 4,2 mm nach DIN 336. Für ein gefurchtes Gewinde 4,55 bis 4,6 mm nach Angabe des Werkzeugherstellers, für das Feingewinde M5 x 0,5 einen Bohrer 4,5 mm.
Kann ich für M5 auch mit 4 mm vorbohren?
Davon ist abzuraten. 4,0 mm liegt unter dem kleinsten zulässigen Kerndurchmesser von 4,134 mm. Der Gewindebohrer muss dann zusätzliches Material abtragen, das Schneidmoment steigt deutlich und vor allem im Sackloch bricht ein Gewindebohrer M5 dabei leicht.
Wie tief muss ich für ein M5-Sackloch bohren?
Nutzbare Gewindetiefe plus etwa 2 mm für den Anschnitt des Gewindebohrers plus rund 1 mm Sicherheit, gemessen bis zum Ende des zylindrischen Teils. Die Bohrerspitze kommt mit etwa 1,3 mm dazu. Für 11 mm Gewinde in Aluminium sind das rund 14 mm zylindrische Bohrtiefe.
Welches Durchgangsloch brauche ich für eine M5-Schraube?
Nach ISO 273 sind es 5,3 mm in der Reihe fein, 5,5 mm in der Reihe mittel und 5,8 mm in der Reihe grob. Die Reihe mittel ist der übliche Standard für Bauteile ohne besondere Anforderungen an die Lage.