Eine rechtsgängige spiralgenutete Reibahle (7-10° flacher Drall) ist für Durchgangsbohrungen in Stahl und Aluminium zu verwenden, da der Drall die Späne nach hinten aus der Bohrung zieht. Für Sackbohrungen und sich kreuzende Querbohrungen ist auf eine linksgängige, rechtsschneidende Reibahle zu wechseln — der Drall schiebt die Späne nach vorn von der geriebenen Fläche weg und verhindert ein Nachschneiden der Späne. Geradgenutete Reibahlen sind nur für Gusseisen, Messing und Bronze einzusetzen, bei denen pulvrige, kurz brechende Späne durch die Schwerkraft herausfallen. Eine falsche Spannutgeometrie verursacht Rattern, beeinträchtigt die Oberflächengüte und führt zu Reibahlenbruch an Bohrungskreuzungen.
Einen breiteren Überblick zur Werkzeugauswahl in der Lochbearbeitung bietet der Auswahlleitfaden für Bohrer und Reibahlen.
Grundlagen der Reibahlengeometrie
Eine Reibahle ist ein Präzisions-Maßwerkzeug — kein Schruppwerkzeug — und auf das Aufmaßen einer gebohrten Bohrung von H9- auf H7-Toleranz mit einer typischen Oberflächengüte von Ra 0.4-0.8 µm in einem Durchgang ausgelegt. Im Gegensatz zu einem Bohrer entfernt eine Reibahle nur 0.1-0.3 mm Material am Durchmesser (typisches Maschinen-Reibaufmaß) und stützt sich auf mehrere gleichzeitig wirkende Schneiden.
Jede Maschinenreibahle (DIN 212, ISO 521) teilt vier geometrische Merkmale, die ihre Leistung bestimmen:
- Anschnittfase (Einlauf) — typischerweise 45° an Maschinenreibahlen; nur dieser Bereich verrichtet im Normalbetrieb die eigentliche Zerspanungsarbeit. Die Fase verteilt die Schnittlast über mehrere Umdrehungen.
- Hauptreibspannut — gerade oder helikal entlang des Körpers; transportiert Späne und stellt Schneiden bereit, die den Bohrungsdurchmesser kalibrieren.
- Kalibrierfase (Führungsfase) — ein schmaler, polierter zylindrischer Streifen hinter jeder Schneide, der die Bohrungswand glättet und das Endmaß setzt.
- Rückgang — der Körperdurchmesser nimmt um etwa 0.0001"/Zoll (0.0025 mm pro 25 mm) Richtung Schaft ab, um Reibung in der geriebenen Bohrung zu vermeiden.
DIN 212 erfasst Maschinenreibahlen für den Einsatz auf Bohrmaschinen und Drehmaschinen, DIN 206 erfasst Handreibahlen, und ISO 521 spezifiziert Maschinenreibahlen mit Morsekegel-Schaft. Handreibahlen (DIN 206) besitzen einen längeren 1°-2°-Anlauf statt einer 45°-Fase, da sie unter Bedienergefühl statt unter starrer Maschinenvorschub eingeführt werden.
Spiralgenutete Reibahlen — Drallwinkel und Drallrichtung
Spiralgenutete Reibahlen transportieren Späne aktiv über eine helikale Schneide entlang der Spannut und entkoppeln so die Spanabfuhr von der Schwerkraft. Zwei Parameter definieren die Geometrie: Drallwinkel (Steilheit) und Drallrichtung (Drehsinn).
Der Drallwinkel legt fest, wie aggressiv Späne bewegt werden:
- Flacher Drall (7-10°) ist die universelle Wahl für Stahl, Stahlguss und die meisten Kohlenstoff- und Legierungsstähle. Der flache Drall hebt Späne sauber, ohne Steifigkeit zu opfern.
- Steiler Drall (30-45°) wird für duktile, klebrige Werkstoffe wie weiches Aluminium, Kupfer, Messing und Edelstahl bevorzugt. Der steilere Winkel beschleunigt die Spanabfuhr, bevor zähe Späne das Werkzeug umwickeln können.
Die Drallrichtung ist sogar folgenreicher als der Drallwinkel und unabhängig von der Schneidrichtung wählbar:
- Rechtsdrall / rechtsschneidend (RD/RS) — die Standardkonfiguration. Drall und Schnittrichtung verlaufen im gleichen Sinn, der Drall zieht Späne nach hinten (Richtung Schaft) und oben aus einer Durchgangsbohrung. Dies ist die richtige Wahl, wenn Späne nach oben austreten können.
- Linksdrall / rechtsschneidend (LD/RS) — eine gängige, aber weniger offensichtliche Option. Die Reibahle schneidet konventionell im Uhrzeigersinn, doch der gegenläufige Drall schiebt Späne nach vorn, vor die Schneiden, in den noch ungeriebenen Teil der Bohrung.
Rechtsdrall zieht Späne oben aus einer Durchgangsbohrung; Linksdrall schiebt Späne vor der Reibahle her durch das untere Ende oder seitlich über eine Querbohrung hinaus. Maßgeblich ist, wo Späne das Werkstück sicher verlassen können — nicht das äußere Erscheinungsbild der Reibahle.
| Geometrie | Drallwinkel | Schnittrichtung | Spanrichtung | Bester Bohrungstyp |
|---|---|---|---|---|
| RD-Drall / RS-Schnitt | 7-10° (flach) | Im Uhrzeigersinn | Oben aus der Bohrung | Durchgangsbohrungen, duktiler Stahl |
| RD-Drall / RS-Schnitt | 30-45° (steil) | Im Uhrzeigersinn | Oben, schnell | Aluminium, Kupfer, Messing |
| LD-Drall / RS-Schnitt | 7-10° | Im Uhrzeigersinn | Durch den Boden oder über Querbohrung | Sacklöcher, sich kreuzende Bohrungen |
| LD-Drall / RS-Schnitt | 15-20° | Im Uhrzeigersinn | Durch den Boden, schnell | Tiefe Sacklöcher, Edelstahl |
Warum Linksdrall für Sacklöcher und Querbohrungen?
Eine rechtsgängige spiralgenutete Reibahle, die in ein Sackloch einfährt, zieht Späne nach oben und schneidet sie sofort zwischen der Schneide und der eben fertiggestellten Bohrungswand nach, was den Ra-Wert typischerweise um 0.4-1.0 µm verschlechtert und die Kalibrierfläche aufreißt. Dies ist generell die häufigste Ursache schlechter Sackloch-Oberflächen in Betrieben, die eine einzige Reibahle für alle Bohrungstypen verwenden.
Die linksgängige, rechtsschneidende Konfiguration löst das Problem durch Umkehrung des Spanflusses:
- Im Sackloch — Späne werden nach unten in den Bohrungsgrund gedrückt, dort durch wiederholten Eingriff in kleinere Bruchstücke zerteilt und nach dem Zurückziehen der Reibahle vom Kühlmittel ausgespült. Sie berühren nie die fertige Bohrungswand.
- In einer Querbohrung oder sich kreuzenden Bohrung — Späne werden in die Querbohrungs-Kreuzung geschoben, wo sie in den Querkanal fallen, statt sich zu verklemmen. Ein Rechtsdrall zieht Späne genau in dem Moment nach oben, in dem die Schneiden die Kreuzung passieren, hebt die Reibahle und erzeugt an jeder Querbohrung eine Stufe oder Rattermarke. Linksdrall eliminiert diese Hubkraft.
- In duktilen Durchgangsbohrungen tiefer als 3× Durchmesser — Späne, die den Bohrungsgrund verlassen, legen einen kürzeren Weg zurück als Späne, die die gesamte Bohrungslänge hinaufklettern müssen, was Reibung in der Spannut und Wärmeentwicklung reduziert.
Fehler beim Sackloch-Reiben
Eine rechtsgängige spiralgenutete Reibahle im Sackloch ist der häufigste Reibfehler. Symptome sind eine zerkratzte Bohrungswand, ein am Boden übermäßiges Maß (Spanstau) und intermittierendes Rattern. Bei Sacklöchern ist auf LD/RS zu wechseln oder eine geradgenutete Reibahle einzusetzen, wenn Späne nach unten herausfallen können.
Geradgenutete Reibahlen — wenn Drall zum Nachteil wird
Geradgenutete Reibahlen haben axiale Schneiden ohne Drallwinkel; die Spanabfuhr beruht vollständig auf Schwerkraft, Kühlmittelspülung und Sprödigkeit der Späne. Sie sind die richtige Wahl in drei Szenarien, in denen ein Drall die Leistung aktiv verschlechtert.
Gusseisen, Messing und Bronze erzeugen typischerweise natürlich kurze, spröde, körnige Späne, die an der Schneide brechen. Eine spiralgenutete Geometrie würde diese körnigen Späne über die Kalibrierfase heben und so Mikroabrasion der Bohrung und beschleunigten Freiflächenverschleiß an der Reibahle selbst verursachen. Gerade Spannuten lassen Gusseisenspäne unter Schwerkraft sauber abfallen, erhalten typischerweise eine Ra-Güte von 0.8-1.6 µm und verlängern die Standzeit der Reibahle in abrasivem Grauguss unter typischen Werkstattbedingungen um das 2-3x.
Querbohrungskreuzungen in Stahl werden manchmal sogar besser von einer geraden Spannut bedient als von einer linksgängigen Spiralnut. Jeder Drall erzeugt an der Schneide eine gewisse Axialkraft; in Werkstücken mit zahlreichen Querbohrungen (Hydraulikverteiler, Ventilkörper, Motorblöcke) hält das Fehlen einer Axialkraft die Reibahle beim Passieren jeder Kreuzung exakt zentriert.
Flache Bohrungen (Tiefe kleiner als 2× Durchmesser) benötigen selten helikalen Spantransport — Späne haben einen kurzen Weg zu einem der beiden Enden und die Schwerkraft reicht aus. Geradgenutete Reibahlen liefern in diesem Bereich die höchstmögliche Steifigkeit und sind daher für eng tolerierte Buchsenbohrungen und Passstiftlöcher zu bevorzugen.
Erkennen einer geraden Spannut
Gerade Spannuten erkennt man typischerweise an ihrem „geschlitzten“ Erscheinungsbild ohne Verdrehung über die Länge. Eine Bestätigung erfolgt über das Hersteller-Datenblatt — einige Maschinenreibahlen weisen einen kaum wahrnehmbaren 3-5°-Drall auf, der für die Spanfluss-Wirkung funktional weiterhin als „gerade“ gilt.
Oberflächengüte, Aufmaß und Schnittwerte
Maschinenreiben mit korrekt abgestimmter Spannutgeometrie erreicht typischerweise Ra 0.4-0.8 µm in Stahl und Ra 0.8-1.6 µm in Gusseisen — Oberflächen unter Ra 0.4 µm erfordern in der Regel eine Handreibahle mit Schneidöl oder eine nachgelagerte Honoperation. ISO 4287 definiert Ra als arithmetischen Mittelwert der absoluten Profilabweichung; reibahlenerzeugte Oberflächen werden von Vorschubspuren und durch Freiflächenverschleiß bedingten Mikrorillen dominiert.
Das Aufmaß ist die einzige größte steuerbare Variable für die Oberflächengüte:
- Zu wenig (unter 0.05 mm am Durchmesser) — die Reibahle reibt typischerweise, statt zu schneiden, was eine geglättete, kaltverfestigte Oberfläche und beschleunigten Freiflächenverschleiß erzeugt.
- Optimal (0.1-0.3 mm am Durchmesser, typisch) — saubere Spanbildung, vorhersagbarer Ra-Wert, volle Reibahlenstandzeit.
- Zu viel (über 0.4 mm am Durchmesser) — eine zu hohe Schnittkraft verursacht häufig Rattern, Übermaß und Reibahlenbruch an der Fase.
Schnittgeschwindigkeit und Vorschub sind für Werkstätten, die an Bohrparameter gewöhnt sind, kontraintuitiv:
- Schnittgeschwindigkeit: 50-70 % der äquivalenten Spiralbohrer-Geschwindigkeit — beim Reiben von Stahl mit Vollhartmetall liegt dies typischerweise bei 60-100 m/min gegenüber 80-120 m/min für denselben Bohrerdurchmesser.
- Vorschub pro Umdrehung: 0.1-0.4 mm/U — typischerweise das 2-4× des Vorschubs pro Umdrehung beim Bohren. Reibahlen erzeugen bei höherem Vorschub tatsächlich eine bessere Oberfläche, weil jede Schneide einen dickeren, sauberen Span sieht statt an einem dünnen zu reiben.
Ein höherer Vorschub erzeugt beim Reiben eine bessere Oberflächengüte, weil dickere Späne sauber vom Werkstück brechen, statt über die Kalibrierfase zu schmieren. Dies widerspricht der Bohr- und Drehintuition, dass ein niedrigerer Vorschub stets einen besseren Ra-Wert bedeutet.
| Werkstoff | Schnittgeschwindigkeit | Vorschub/U | Aufmaß | Kühlmittel |
|---|---|---|---|---|
| Baustahl (≤30 HRC) | 60-100 m/min | 0.15-0.30 mm | 0.15-0.25 mm | Flutung / IKZ |
| Edelstahl | 30-60 m/min | 0.10-0.25 mm | 0.10-0.20 mm | Hochdruckflutung |
| Aluminium / Kupfer | 100-200 m/min | 0.20-0.40 mm | 0.20-0.30 mm | Sprühnebel oder Luft |
| Gusseisen | 40-80 m/min | 0.15-0.30 mm | 0.15-0.25 mm | Trocken oder Druckluft |
| Messing / Bronze | 60-120 m/min | 0.15-0.35 mm | 0.15-0.25 mm | Flutung |
Schnellauswahltabelle
Diese Tabelle ordnet die häufigsten Reibszenarien einer konkreten Spannutgeometrie zu und nennt den Spanfluss-Mechanismus, der die Wahl begründet — als erste Auswahlhilfe vor der Festlegung von Beschichtung und Substrat.
| Szenario | Spannutart | Drall | Schnittrichtung | Begründung |
|---|---|---|---|---|
| Durchgangsbohrung, Baustahl bis 30 HRC | Spirale, flach | 7-10° RD | RS | Drall zieht Späne nach hinten oben aus — saubere Abfuhr in duktilem Stahl |
| Sackloch, Bau- oder Legierungsstahl | Spirale, flach | 7-10° LD | RS | Drall drückt Späne nach unten in den Boden; Späne berühren die fertige Bohrungswand nicht |
| Durchgangsbohrung, weiches Aluminium oder Kupfer | Spirale, steil | 30-45° RD | RS | Steiler Drall transportiert zähe Späne ab, bevor sie das Werkzeug umwickeln |
| Sackloch, Edelstahl | Spirale, flach | 15-20° LD | RS | LD-Drall verhindert Span-Nachschneiden; engerer Drall für kaltverfestigende Legierungen |
| Querbohrung oder sich kreuzende Bohrungen in Stahl | Gerade oder LD-Spirale | 0° oder 7-10° LD | RS | Keine axiale Spanzugkraft an der Kreuzung — verhindert Stufenmarken und Reibahlenhub |
| Durchgangs- oder Flachbohrung, Grauguss | Gerade | 0° | RS | Körnige Späne fallen unter Schwerkraft ab; Drall würde körnige Späne in die Bohrung heben |
| Durchgangsbohrung, Messing oder Bronze | Gerade | 0° | RS | Kurz gebrochene Späne werden durch Schwerkraft abgeführt; Drall verursacht Aufbauschneide in weichen Legierungen |
| Flache Bohrung (Tiefe <2× Durchmesser) | Gerade | 0° | RS | Kurzer Spanweg braucht keine helikale Unterstützung; gerade Spannut maximiert die Steifigkeit |
✦ Spiralgenutete Reibahle bestens geeignet für
- Durchgangsbohrungen in duktilem Stahl und Aluminium (RD/RS)
- Sacklöcher, in denen Span-Nachschneiden zu vermeiden ist (LD/RS)
- Sich kreuzende Querbohrungen mit kontrollierter Spanrichtung (LD/RS)
- Werkstoffe, die lange zähe Späne erzeugen
- Oberflächen typischerweise Ra 0.4-0.8 µm im einzigen Reibdurchgang
✦ Geradgenutete Reibahle bestens geeignet für
- Gusseisen, Messing, Bronze mit natürlich kurzen, spröden Spänen
- Werkstücke mit zahlreichen Querbohrungen, bei denen jeder Drall Hubkräfte erzeugt
- Flache Bohrungen unter 2× Durchmesser, bei denen Steifigkeit am wichtigsten ist
- Eng tolerierte Buchsenbohrungen und Passstiftlöcher
- Handreiben, bei dem der Bediener den Vorschub steuert
Entscheidungsrahmen und häufige Stolperfallen
Die Spannutgeometrie ist auf den Spanflusspfad des Werkstücks abzustimmen, der Drallwinkel auf den vom Werkstoff erzeugten Spantyp. Der Bohrungstyp bestimmt die Spannutrichtung; der Werkstoff bestimmt die Drallsteilheit.
Entscheidungsfolge:
- Wo können Späne austreten? Nur oben → RD-Spirale. Unten oder über Querbohrung → LD-Spirale oder gerade. Beide Enden → gerade (Gusseisen) oder RD-Spirale (duktile Durchgangsbohrung).
- Welchen Spantyp erzeugt der Werkstoff? Lang und zäh → steiler Drall (30-45°). Mittel duktil → flacher Drall (7-10°). Kurz, spröde, körnig → gerade Spannut.
- Ist die Bohrung kürzer als 2× Durchmesser? Eine gerade Spannut bietet die höchste Steifigkeit und reicht in der Regel unabhängig vom Werkstoff aus.
- Gibt es Querbohrungs-Kreuzungen? LD-Spirale oder gerade Spannut — niemals RD-Spirale, die an jeder Kreuzung hebt.
Häufige Fehler
- Eine Reibahlengeometrie für alle Bohrungstypen — eine „universelle“ RD-Spiralreibahle versagt in Sacklöchern und Querbohrungen; mindestens RD-Spirale, LD-Spirale und gerade Spannut sollten verfügbar sein. - Überdimensioniertes Aufmaß — alles jenseits von 0.3 mm Aufmaß überlastet die Fase und erzeugt Übermaß; korrekt vorbohren. - Unterdimensioniertes Aufmaß — unter 0.05 mm Aufmaß macht die Reibahle zum Glätter; die Bohrungswand verglast und die Reibahle stumpft innerhalb von unter 50 Bohrungen ab. - Bohrgeschwindigkeiten beim Reiben verwenden — Reibahlen laufen bei 50-70 % der äquivalenten Bohrergeschwindigkeit; schneller verursacht Rattern und konische Bohrungen.
Für den breiteren Katalog der Zerspanungswerkzeuge und die Einbettung der Reibahlengeometrie in den Werkzeugbestand siehe die Optimierung der CNC-Standzeit. Zur Oberflächenmessung und zur Interpretation von Ra/Rz nach dem Reiben siehe die Spezifikation und Messung der Oberflächengüte.
Spannutrichtung nach Spanaustritt, Drallwinkel nach Spantyp wählen.
Rechtsgängige, rechtsschneidende Spiralgeometrie für Durchgangsbohrungen in duktilem Stahl und Aluminium. Linksgängige, rechtsschneidende Spiralgeometrie für Sacklöcher und Querbohrungskreuzungen — der Drall schiebt Späne von der geriebenen Fläche weg. Gerade Spannuten für Gusseisen, Messing, Bronze und flache Bohrungen, bei denen Schwerkraft und Steifigkeit den helikalen Spantransport schlagen. Das Aufmaß ist typischerweise bei 0.1-0.3 mm am Durchmesser zu halten und bei etwa 50-70 % der äquivalenten Bohrergeschwindigkeit zu fahren, um Ra 0.4-0.8 µm zu erreichen.
Wann ist eine linksgängige spiralgenutete Reibahle einer rechtsgängigen vorzuziehen?
Eine linksgängige, rechtsschneidende Reibahle ist für Sacklöcher und sich kreuzende Querbohrungen zu verwenden. Der gegenläufige Drall schiebt Späne nach vorn und nach unten von der fertigen Bohrungswand weg und verhindert typischerweise das Span-Nachschneiden, das die Oberflächengüte sonst um etwa 0.4-1.0 µm verschlechtern würde. Rechtsdrall ist nur dann korrekt, wenn Späne durch eine Durchgangsbohrung nach oben austreten können.
Warum sind geradgenutete Reibahlen für Gusseisen zu bevorzugen?
Gusseisen, Messing und Bronze erzeugen typischerweise kurze, körnige, abrasive Späne, die an der Schneide zerbrechen. Eine spiralgenutete Geometrie würde diese körnigen Späne häufig über die Kalibrierfase heben, die Bohrung zerkratzen und die Reibahle 2-3× schneller verschleißen lassen. Gerade Spannuten lassen Späne unter Schwerkraft sauber abfallen und erhalten typischerweise Ra 0.8-1.6 µm und die volle Werkzeugstandzeit.
Wie viel Aufmaß sollte ich für das Reiben vorsehen?
Typischerweise sind 0.1-0.3 mm am Durchmesser (0.004-0.012 Zoll) für Maschinenreibahlen in Stahl und Gusseisen vorzusehen. Unter 0.05 mm führt im Allgemeinen zum Reiben und Verglasen der Bohrung; über 0.4 mm überlastet die 45°-Fase und erzeugt Rattern, Übermaß oder Reibahlenbruch. Der Produktions-Optimalbereich liegt bei rund 0.15-0.25 mm.
Welche Oberflächengüte ist von einer korrekt eingesetzten Maschinenreibahle zu erwarten?
Korrekt angewandte Maschinenreibahlen erzeugen typischerweise Ra 0.4-0.8 µm in Stahl und Ra 0.8-1.6 µm in Gusseisen, sofern das Aufmaß 0.1-0.3 mm am Durchmesser und der Vorschub 0.15-0.30 mm/U beträgt. Oberflächen unter Ra 0.4 µm erfordern in der Regel eine Handreibahle mit Schneidöl oder eine nachgelagerte Honoperation.
Verbessert ein höherer Vorschub die Reibahlen-Oberflächengüte wirklich?
Ja, in Grenzen. Ein höherer Vorschub (0.15-0.30 mm/U) erzeugt typischerweise eine bessere Oberfläche als ein geringer Vorschub (0.05 mm/U), weil dickere Späne sauber vom Werkstück brechen, statt über die Kalibrierfase zu schmieren. Dies ist das Gegenteil der Bohr- und Drehintuition. Ein übermäßiger Vorschub jenseits von 0.4 mm/U führt allerdings zu Rattern und Übermaß.
