Kabelverschraubungsplatte auslegen: Passen Verschraubungen und Werkzeuge?

Bei der kreisförmigen Anordnung auf einer Kabelverschraubungsplatte verwende ich zur Prüfung des Freiraums die gerade Sehne zwischen benachbarten Bohrungsmittelpunkten. Der Bogen entlang des Teilkreises ist länger und kann den verfügbaren Platz überschätzen. Ich prüfe Bohrungen, montierte Bauteile und Werkzeuge jeweils in einem eigenen Schritt und berechne anschließend die entfernte Fläche bezogen auf eine eindeutig festgelegte Plattenkontur.

Das Rechenbeispiel beginnt mit einer Platte mit sechs Bohrungen und vergleicht zwei Varianten mit zwölf Bohrungen. Es zeigt, warum die Bohrungen passen können, während die Kabelverschraubungen kollidieren, und warum ein größerer Teilkreis diesen Konflikt lösen, zugleich aber zu wenig Randabstand lassen kann. Entnehmen Sie Ausschnitt-, Bauteil- und Befestigungsmaße den Zeichnungen der ausgewählten Komponente und des Gehäuses.

Wesentliche Punkte

• Verwenden Sie den Sehnenabstand für die geradlinige Strecke zwischen benachbarten Einführungsmittelpunkten.
• Prüfen Sie Bohrungen, montierte Bauteile und bewegte Werkzeuge als getrennte Hüllkonturen.
• Berücksichtigen Sie Plattenkontur, Dichtungszonen, Befestigungen und Lagetoleranzen.
• Halten Sie Radius und Durchmesser auseinander, wenn Sie Werte in den Rechner eingeben.
• Beschreiben Sie mit der Flächenberechnung den Materialabtrag; prüfen Sie anschließend die Auslegung von Platte und Gehäuse.

Kabelverschraubungsplatte auslegen

Ich beginne mit der Plattenkontur, ihrem Bezugspunkt und den für andere Funktionen reservierten Bereichen. Eine umlaufende Dichtung, Befestigungsschraube, Rückkantung oder interne Schiene kann einen nominell freien Bereich unbrauchbar machen. Der Leitfaden zur Auslegung von Kabelverschraubungsplatten behandelt diese Schnittstellen; die folgenden Berechnungen konzentrieren sich auf deren Abmessungen.

Eine Freiraumkontur ist der Raum, den ein Bauteil einnimmt oder den ein Werkzeug für seine Bewegung benötigt. Ich halte drei Zeichnungsebenen getrennt:

Ich entnehme Bohrungsdurchmesser, Toleranz und etwaige Gewinde- oder Verdrehsicherungsmerkmale der Zeichnung der ausgewählten Kabelverschraubung. Der Leitfaden zur Spezifikation von Anschlussgewinden erläutert, welche Maße sich hinter einer nominellen Gewindebezeichnung verbergen. Eine Gewindebohrung und eine gewindefreie Durchgangsöffnung benötigen unterschiedliche Spezifikationen, auch wenn für beide dieselbe nominelle Anschlussbezeichnung verwendet wird.

Nehmen wir für das hypothetische Beispiel eine runde Platte mit 200 mm Durchmesser, sechs runde Bohrungen mit 22 mm Durchmesser und einen Teilkreisdurchmesser von 120 mm an. Jede montierte Einführung hat eine maximale kreisförmige Grundrisskontur mit 35 mm Durchmesser. Mit diesen gewählten Eingaben lassen sich Anordnungen vergleichen; für eine Fertigungszeichnung sind die Maße der tatsächlichen Bauteile zu verwenden.

Gleichmäßig verteilte Einführungen auf einem Teilkreis anordnen

Ein Teilkreis ist der Kreis, durch dessen Punkte die Mittelpunkte der Einführungen verlaufen. Sein Radius sei $R$, sein Mittelpunkt $(x_0,y_0)$ und die Anzahl der Einführungen die ganze Zahl $n$ mit $n\geq2$. Bei gleichmäßiger Verteilung gilt:

Wählen Sie einen Startwinkel $\alpha_0$ bezogen auf eine festgelegte Zeichnungsachse. Für den Einführungsindex $k=0,1,\ldots,n-1$ gilt:

Die Winkel werden in Grad angegeben, sind gegen den Uhrzeigersinn positiv und beziehen sich auf eine Zeichnung mit nach oben positiver y-Achse. Dies folgt der Sinus-Kosinus-Koordinatenbeziehung. Ich vermerke die Achsenkonvention in der Zeichnung, damit ein CAD-Import dieselbe Ausrichtung verwendet.

Das Beispiel mit sechs Bohrungen hat einen Radius von 60 mm und einen Winkelabstand von 60°. Bei einem Startwinkel von 0° liegen die Mittelpunkte relativ zum Plattenmittelpunkt bei (60; 0), (30; 51,96), (−30; 51,96), (−60; 0), (−30; −51,96) und (30; −51,96), jeweils in Millimetern.

Ich prüfe ein übertragenes CAD-Lochbild anhand seiner Koordinaten und der Teilkreisangabe. Bei den ersten beiden Beispielmittelpunkten beträgt die horizontale Änderung 30 mm und die vertikale etwa 51,96 mm. Ihr geradliniger Abstand beträgt ungefähr 60 mm und stimmt damit mit der Sehnenberechnung überein. Ein abweichendes Ergebnis weist mich auf die importierten Einheiten, eine Verwechslung von Radius und Durchmesser oder eine andere Winkelkonvention hin. In der Berechnung behalte ich die volle Genauigkeit bei und runde nur die angezeigten Koordinaten; für die Fertigung gilt die Zeichnungstoleranz. Anschließend prüfe ich den Startwinkel relativ zu festen Schrauben, Flanschen und Kabelzuführungen. Eine Drehung des gesamten Musters verändert diese Beziehungen, lässt aber den benachbarten Sehnenabstand unverändert. Auf einer rechteckigen Platte kann sich durch die Drehung außerdem der kleinste Randabstand ändern. Diese Prüfungen decken unterschiedliche Fehler auf, bevor die Bohrungspositionen freigegeben werden.

WerkzeugGehäuseanordnungRechner für das Lochbild runder EinführungenGeben Sie den Teilkreisradius und nicht dessen Durchmesser ein: Verwenden Sie für das Beispiel 60 mm und 6 Einführungen. Vergleichen Sie die berechnete Sehne mit den tatsächlichen Bauteil- und Werkzeughüllkonturen.θ = 360° / nLochkreisradiusAnzahl der EinführungenRechner öffnen ->

Sehnen- und Bogenabstand vergleichen

Eine Sehne ist die gerade Strecke zwischen zwei Punkten auf einem Kreis. Die Mittelpunktsehne $c$ verbindet benachbarte Bohrungsmittelpunkte. Der Bogenabstand $s$ ist die Strecke entlang des Teilkreises zwischen denselben Mittelpunkten:

Diese Ausdrücke verwenden Radiant. Halbiert man das Dreieck aus den beiden Radien, erhält man den Ausdruck für die Sehne. Die Bogenlängenbeziehung gibt die Strecke entlang des Kreises an; durch die gleichmäßige Teilung einer vollen Umdrehung ergibt sich der angegebene Bogenabstand. Die Kosinus-Doppelwinkelidentität liefert aus den Koordinaten der beiden Mittelpunkte die gleichwertige Prüfung $c^2=2R^2[1-\cos(2\pi/n)]$.

Für $R=60\,\mathrm{mm}$ und $n=6$ beträgt die Sehne 60,00 mm und der Bogen ungefähr 62,83 mm. Würde der Bogenabstand statt des Sehnenabstands verwendet, wäre der tatsächliche Mittelpunktabstand um 2,83 mm überschätzt.

Bei gleich großen kreisförmigen Hüllkonturen mit dem Durchmesser $D_e$ beträgt der nominelle Kantenabstand $g=c-D_e$. Die sechs Bohrungen mit 22 mm Durchmesser haben daher einen Bohrungskantenabstand von 38 mm. Die größeren installierten Hüllkreise mit 35 mm Durchmesser lassen nur 25 mm dazwischen.

Bei zwölf Einführungen auf demselben Teilkreis wird der Unterschied deutlicher. Die Sehne beträgt dann ungefähr 31,06 mm. Zwischen den 22-mm-Bohrungen bleibt noch ein positiver Abstand von 9,06 mm, während sich die 35-mm-Hüllkonturen um 3,94 mm überschneiden. Ich ändere diese Anordnung, bevor ich eine Anzugsreihenfolge festlege, denn die montierten Bauteile überschneiden sich bereits.

Bei ungleichen benachbarten kreisförmigen Hüllkonturen ziehen Sie von ihrem Mittelpunktabstand die Hälfte der Summe ihrer Durchmesser ab. Für Sechsecke und andere Formen sind die tatsächliche Ausrichtung oder ein konservativer Umkreis erforderlich. Die Schlüsselweite allein schließt die Ecken eines Sechsecks nicht ein.

Randabstände und Zugänglichkeit getrennt prüfen

Bei einem zentrierten kreisförmigen Muster auf einer kreisförmigen Platte beträgt der kleinste nominelle radiale Abstand von der Bohrungskante bis zur Plattenkante:

$R_p$ ist der Plattenradius und $D_h$ der Bohrungsdurchmesser. Für das Beispiel ergibt sich $m_h=100-60-11=29\,\mathrm{mm}$. Wird statt des Bohrungsdurchmessers die Hülle mit 35 mm Durchmesser angesetzt, verbleiben zwischen dieser Hülle und dem Plattenrand 22,5 mm.

Anschließend lege ich die Zone der umlaufenden Dichtung, die Befestigungen und die tatsächliche Anlagefläche der Unterlegscheiben darüber. So sehe ich, wie viel von diesem Randabstand noch zur Abstützung der Dichtung der Einführung verfügbar ist. Ein eindeutig angegebener Abstand zur Plattenkante kann trotzdem mit einer Dichtung oder einem Befestigungsmerkmal kollidieren.

Bei einer rechteckigen Platte berechne ich den Abstand jedes Mittelpunkts zu jeder geraden Kante und ziehe dann den Radius der jeweiligen Hüllkontur ab. Auch das nächstgelegene innere Hindernis prüfe ich. Dafür verwende ich die tatsächliche Außenkontur und nicht den Ausdruck für eine runde Platte.

Auch nominelle Abstände unterliegen Toleranzen. Wenn sich zum Beispiel jeder benachbarte Mittelpunkt um bis zu 0,5 mm auf den anderen zubewegen kann, kann der nominelle Bauteilabstand von 25 mm auf 24 mm sinken, bevor weitere Unsicherheiten der Hüllkonturen berücksichtigt werden. Eine angegebene Positionstoleranz ist nach der Zeichnungskonvention auszulegen; ein Wert für eine diametrale Toleranzzone entspricht nicht automatisch einer radialen Verschiebung.

Der Werkzeugraum ist eine bewegte Hüllkontur. Ich prüfe Werkzeugkopf, Ansatz und Arbeitsbewegung auf beiden Seiten der Platte. Neben dem Drehen der Mutter muss auch Platz zum Gegenhalten des Körpers bleiben. Der Leitfaden zum Festziehen von Kabelverschraubungen erläutert Dreh- und Gegenhaltepunkt; das Lochbild muss Raum für beide Werkzeuge lassen. Der Leitfaden zu Ausschnitten in Anschlussgehäusen verbindet das Layout mit den nachfolgenden Prüfungen der Bearbeitung und Montage.

Öffnungsfläche auf einer festgelegten Bezugsfläche berechnen

Der Anteil der offenen Fläche ist die entfernte Fläche geteilt durch eine festgelegte Plattenfläche und multipliziert mit 100. Bei sich nicht überschneidenden runden Öffnungen, die vollständig innerhalb der Platte liegen, addiere ich ihre Einzelflächen:

$A_o$ ist die entfernte Öffnungsfläche und $A_p$ die festgelegte Bezugsfläche der Platte. Verwenden Sie einheitliche Flächeneinheiten. Haben alle Öffnungen denselben Durchmesser, wird die Summe zu $n\pi D_h^2/4$.

Die sechs Bohrungen mit 22 mm Durchmesser entfernen ungefähr 2.280,80 mm². Ihr prozentualer Anteil hängt vom Nenner ab:

Der entfernte Flächeninhalt ist in beiden Zeilen gleich. Ich notiere die Plattenkontur neben dem Prozentwert, damit der Unterschied der beiden Ergebnisse nachvollziehbar ist.

Wenn zwei der sechs Bohrungen von 22 auf 28 mm vergrößert werden, steigt das Ergebnis für die kreisförmige Platte auf 8,76 %. Dabei werden vier kleinere und zwei größere Kreisflächen addiert; zuerst den Durchmesser zu mitteln, ergibt wegen seiner Quadrierung die falsche Fläche.

Geben Sie an, ob Befestigungsbohrungen, Anschlussausschnitte und andere entfernte Bereiche in der Summe enthalten sind. Verwenden Sie bei Langlöchern oder unregelmäßigen Ausschnitten deren tatsächliche Profilfläche. Überlappende Formen erfordern die Vereinigungsfläche der entfernten Bereiche, damit Überschneidungen nicht doppelt gezählt werden. Bei einer Randkerbe ist nur der innerhalb der Plattenkontur entfernte Anteil zu zählen.

Ein auf der nutzbaren Fläche beruhender Prozentwert kann ebenfalls sinnvoll sein, sofern diese Fläche ausdrücklich eingezeichnet und benannt ist. Er ist eine andere Kenngröße als der Öffnungsflächenanteil bezogen auf die Bruttofläche der Platte. Ein Bruttoergebnis von 7,26 % lässt sich nicht direkt mit einer Vergleichsanordnung gegenüberstellen, die auf eine kleinere nutzbare Fläche bezogen ist.

Änderungen am Lochbild vor dem Schneiden der Platte vergleichen

Dieselbe 200-mm-Platte kann je nach Bohrungszahl und Teilkreis sehr unterschiedliche Freiraumergebnisse liefern. Für diesen Vergleich bleiben die Bohrungen mit 22 mm und die Bauteilhüllkonturen mit 35 mm unverändert.

Nehmen wir für die letzte Zeile einen gewünschten nominellen Bauteilabstand von 5 mm an. Dann ist die erforderliche Sehne 35 + 5 = 40 mm. Umgestellt nach dem Radius ergibt die Sehnengleichung $R=40/[2\sin(\pi/12)]\approx77.274\,\mathrm{mm}$; für das Beispiel wird auf 77,28 mm aufgerundet. Der Abstand von 5 mm ist ein veranschaulichender Auslegungswert; der tatsächliche Freiraumbedarf richtet sich nach Werkzeug und Montage.

Ich lese die letzten beiden Zeilen gemeinsam. Durch das Verschieben der zwölf Bohrungen nach außen kommen sich die kreisförmigen Bauteilhüllkonturen nicht mehr in die Quere; die insgesamt entfernte Fläche bleibt gleich. Der äußere Randabstand der Bauteile sinkt auf 5,22 mm. Als Nächstes prüfe ich deshalb die Dichtung, die Randabstützung und die Anordnung der Befestigungen. Ein größerer Teilkreis ist nur dann sinnvoll, wenn all diese Details weiterhin Platz haben. Ragen Unterlegscheibe oder Werkzeug in einen reservierten Bereich hinein, vergleiche ich eine größere Platte, weniger Einführungen oder eine andere Anordnung. Durch Drehen des Lochbilds lässt sich eine Einführung möglicherweise von einer festen Schraube wegbewegen, der Sehnenabstand zu benachbarten Bohrungen bleibt dabei jedoch gleich. Eine geänderte Montagereihenfolge kann den Werkzeugzugang erleichtern, löst aber nicht die feste Überschneidung in der mittleren Zeile. Deshalb lege ich die montierten Bauteile darüber, bevor ich die Anzugsreihenfolge plane.

Auslegung der gewählten Platte und des Gehäuses prüfen

Wenn das Lochbild passt, prüfe ich das verbleibende Plattenmaterial und den Lastpfad. Dieselbe entfernte Fläche kann als enge Gruppe, Bohrungsreihe oder weit verteiltes Muster vorliegen. Prüfen Sie die schmalen Stege zwischen Öffnungen, Werkstoff und Dicke der Platte, Befestigungen sowie die Belastung durch die montierten Kabel. Der Flächenanteil ist eine nützliche Zeichnungskenngröße; bei der Tragfähigkeitsprüfung werden diese Abmessungen und Lasten berücksichtigt.

IEC 62208:2023 behandelt Eigenschaften leerer Gehäuse und Prüfungen, bevor Schalt- und Steuergeräte eingebaut werden. IEC 60529 klassifiziert die durch Gehäuse gewährten Schutzarten. Für die Planung der Prüfung der fertigen Baugruppe berücksichtige ich die anwendbaren Gehäuseanforderungen und die Änderungsanweisungen des Herstellers.

Das Arbeitsblatt liefert nun ein positioniertes Lochbild mit Abständen, Ausschlussbereichen und entfernter Fläche. Nehmen Sie es zusammen mit den genauen Einführungen, Dichtungen, der Materialdicke und den Befestigungsdetails in die Prüfung von Platte und Gehäuse auf. Halten Sie die freigegebene Revision fest, damit bearbeitete Platte und Installation dieselben Maße verwenden.

Fazit

Für die kreisförmige Anordnung auf einer Kabelverschraubungsplatte beginne ich mit Teilkreis, Startwinkel und den tatsächlichen Bauteilmaßen. Verwenden Sie für Prüfungen benachbarter kreisförmiger Hüllkonturen den Sehnenabstand und unterscheiden Sie anschließend zwischen Bohrungsfreiraum, Bauteilen und dem Bewegungsraum der Werkzeuge. Randabstände richten sich nach tatsächlicher Plattenkontur, Ausschlussbereichen und Toleranzen.

Der Vergleich mit sechs und zwölf Bohrungen zeigt den Zielkonflikt: Mehr Einführungen verringern den Sehnenfreiraum, während eine Verlagerung nach außen den Randabstand verkleinert. Anhand der berechneten Maße wähle ich ein praktikables Lochbild, prüfe den Werkzeugzugang und verifiziere anschließend Platte und Gehäuse mit den vorgesehenen Bauteilen.

Häufige Fragen zur Anordnung auf Kabelverschraubungsplatten

Soll ich zwischen Bohrungen den Bogen- oder den Sehnenabstand verwenden?

Verwenden Sie für den Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter runder Bohrungen oder kreisförmiger Bauteilhüllkonturen die gerade Sehne. Der Bogenabstand folgt dem Teilkreis und ist länger. Ich verwende den Bogen nur dann, wenn die Zeichnungsaufgabe tatsächlich einen Abstand entlang dieses Kreisbogens und nicht die geradlinige Trennung erfordert.

Bedeutet ein Teilkreisdurchmesser von 120 mm einen Rechnerradius von 120 mm?

Nein. Wenn 120 mm der Teilkreisdurchmesser ist, beträgt sein Radius 60 mm. Der Rechner für kreisförmige Einführungsanordnungen erwartet den Radius. Wenn Sie den Durchmesser in dieses Feld eingeben, verdoppeln sich die berechneten Sehnen- und Bogenabstände; der Winkelabstand bleibt bei gleicher Anzahl von Einführungen unverändert.

Belegt ein positiver freier Abstand zwischen den Bohrungsrändern, dass zwei Kabelverschraubungen passen?

Nein. Gehäuse, Unterlegscheibe, Kontermutter, Druckkappe oder Werkzeug können mehr Platz benötigen als die Öffnung. Vergleichen Sie die vollständigen eingebauten Hüllkonturen und ihre Ausrichtung und berücksichtigen Sie anschließend Toleranzen und Werkzeugbewegung. Ich prüfe außerdem die gegenüberliegende Plattenseite und die Kabelzuführung, denn eine freie Außenseite kann ein internes Hindernis verdecken.

Welcher Öffnungsflächenanteil ist für eine Kabelverschraubungsplatte akzeptabel?

Für diese Berechnung gibt es keinen allgemeingültigen Prozentwert. Das Ergebnis setzt die entfernte Fläche ins Verhältnis zu einer festgelegten Plattenfläche; es weist weder Steifigkeit, Festigkeit, Dichtheit noch die Konformität des Gehäuses nach. Die Akzeptanz hängt von Werkstoff, Dicke, Bohrungspositionen, Lasten, Befestigung und den geltenden Gehäuseanforderungen ab.

Quellen und technische Referenzen

• NIST Digital Library of Mathematical Functions — Trigonometrische Identitäten, abgerufen am 2026-10-28.
• OpenStax, Precalculus 2e — Winkel, Bogenlänge und Kreisfläche, abgerufen am 2026-10-28.
• OpenStax, Precalculus 2e — Einheitskreis, Sinus und Kosinus, abgerufen am 2026-10-28.
• IEC 62208:2023 — Leergehäuse für Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen, abgerufen am 2026-10-28.
• IEC 60529 — Schutzarten durch Gehäuse, abgerufen am 2026-10-28.

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