Drahtgewindeeinsätze M2 bis M39: Stahlhaut für weiches Metall

Auf einem Aluminium-Druckgussgehäuse sitzt ein M6-Gewinde. In der Montagelinie wird die Schraube dreimal eingedreht – beim dritten Mal ist ein leises Knacken zu hören, und das Gewinde ist weg.

Das Loch ist noch da, das Gewinde nicht mehr. Bei einem Druckgussbauteil bedeutet das meist: das gesamte Gehäuse ist Ausschuss.

Beim Gewinde in weichem Metall ist der größte Gegner nicht die Schraube, sondern der zu weiche Grundwerkstoff. Dafür gibt es eine sehr ausgereifte Lösung, an die in der Auslegungsphase oft nicht gedacht wird: eine Stahlhaut im Gewindeloch.

Die drei Schwachstellen von Gewinden in weichem Metall

Die erste Windung trägt die halbe Last

In einem gewöhnlichen geschnittenen Gewinde ohne Einsatz verteilt sich die Last nicht gleichmäßig – auf die erste Gewindewindung entfallen häufig rund 50 % der Gesamtlast. Das heißt: Die übrigen Windungen tragen noch nichts, während die erste bereits an ihrer Grenze ist. Leichtlegierungen haben eine geringe Härte, diese Windung wird besonders leicht gestaucht.

Nach wenigen Montagezyklen dreht das Gewinde durch

Gewinde in Aluminium, Magnesium und technischen Kunststoffen lassen sich nur begrenzt oft montieren. Reparaturen im Service, Nacharbeit in der Fertigung, wiederholtes Öffnen in der Inbetriebnahme – schnell ist das Loch unbrauchbar.

Ein Gewinde defekt, im Extremfall das ganze Bauteil

Druckgussgehäuse und Aluminium-Strukturteile sind meist hochwertige Einzelteile. Ein durchgedrehtes Gewinde ist teuer zu reparieren; oft bleibt nur der Austausch des gesamten Bauteils.

Drahtgewindeeinsätze: eine hochfeste Innenauskleidung für das Gewinde

Ein Gewindeeinsatz (Thread Insert) ist eine spiralig gewickelte Innenhülse mit Gewinde, präzise aus hochfestem Edelstahldraht gefertigt.

Der Montageweg ist direkt: Kernloch nach Spezifikation bohren, Spezialgewinde schneiden, Einsatz einschrauben, Montagezapfen entfernen – fertig.

Nach der Montage trägt nicht mehr das weiche Metall das Innengewinde, sondern der gehärtete Edelstahldraht. Der Grundwerkstoff liefert nur noch das Außengewinde zur Fixierung des Einsatzes; die Last wird über den Einsatz gleichmäßig auf mehr Gewindegänge verteilt.

Bildlich gesagt: Die Wand wird nicht dicker – es wird ein Stahlrohr in das Loch gesetzt, und die Schraube greift in dieses Rohr.

Die Kennzahlen dieses Einsatzes

Werkstoff: Standardtyp aus gehärtetem Edelstahl 304; optional 316, Phosphorbronze oder Nickelbasislegierung Inconel für hohe Korrosionsbeständigkeit, Leitfähigkeit oder hohe Temperaturen.

Mechanische Eigenschaften:

• Werkstoffhärte HRC 43–50
• Zugfestigkeit mindestens 1370 MPa

Zentraler Nutzen:

• Festigkeit des Innengewindes in Leichtlegierungen (Magnesium, Aluminium) bis Klasse 12
• Abbau von Spannungsspitzen: Die Last verteilt sich auf alle Windungen statt zu 50 % auf die erste
• Verstärkte Gewindelöcher in Leichtlegierungen tragen Schrauben der Klasse 8.8 und höher

Abmessungen:

• Größen: M2 – M39
• Längen: 1D, 1,5D, 2D, 2,5D, 3D, 5D, Sonderlängen auf Anfrage
• Funktionstypen: Free Running und Screw Locking (selbstsichernd)
• Montagetypen: mit Zapfen und zapfenlos (Tangless – der Arbeitsschritt des Zapfenentfernens entfällt, geeignet für automatisierte Montage und unzugängliche Stellen)
• Oberflächen: Trockenfilmschmierung, Zinn-, Zink- oder Silberbeschichtung

Nicht nur Verstärkung: Reparatur und Umstellung

Neben der Festigkeitssteigerung in neuen Konstruktionen haben Gewindeeinsätze zwei unterschätzte Vorteile.

Reparatur: Ein durchgedrehtes oder beschädigtes Gewindeloch muss nicht entsorgt werden. Nach dem Aufbohren wird ein Einsatz der passenden Größe montiert – die Festigkeit liegt danach über dem Ausgangsentwurf. Bei hochwertigen Druckgussbauteilen und Gewinden an importierten Anlagen ist dies oft die einzige praktikable Reparaturlösung.

Umstellung: Soll ein Zollgewinde durch metrisches Gewinde oder ein Feingewinde durch Regelgewinde ersetzt werden, lässt sich der Gewindestandard über den Einsatz wechseln, ohne das Grundbauteil zu tauschen.

Schwingungs- und verschleißfest, wiederholt montierbar: An Anlagen mit regelmäßiger Wartung und häufigen Montagezyklen schützt der Einsatz den Grundwerkstoff bei jedem Schraubvorgang, widersteht Verschleiß und verlängert die Lebensdauer. Zusammen mit sichernden Einsätzen und Beschichtungen lässt sich die Losdrehsicherung weiter verbessern.

Vom Bohren bis zur Endprüfung: sechs Schritte

Der Einsatz ist ein Halbzeug – die Montagequalität entscheidet über die erreichte Performance. Der Standardablauf umfasst sechs Schritte:

1. Bohren: Kernlochdurchmesser und Bohrtiefe nach Tabelle einhalten.
2. Gewindeschneiden: mit Spezialgewindebohrer, Steigung exakt auf den Einsatz abgestimmt.
3. Gewindeprüfung: Qualität des geschnittenen Gewindes mit Gewindelehrdorn prüfen.
4. Montage: Einsatz auf das Montagewerkzeug setzen und senkrecht zum Werkstück bis zur vorgegebenen Tiefe eindrehen (in der Regel eine Steigung 1P unter der Oberfläche).
5. Zapfen entfernen.
6. Endprüfung.

Die häufigste Fehlerquelle ist die Winkelabweichung: Steht das Montagewerkzeug nicht senkrecht zum Werkstück, sitzt der Einsatz schief – mit direkten Folgen für das spätere Eindrehen der Schraube und die Lastaufnahme. Deshalb empfehlen wir ein spezielles Montagewerkzeug statt handfestem Eindrehen.

Normen und typische Anwendungen

Normen:

• GB/T 24425.1-2009 (metrische Drahtgewindeeinsätze, Regelgewinde)
• GJB 119.4A-2001

Die Maßtabelle enthält Kernlochdurchmesser, Bohrtiefe, Gewindetiefe, Windungszahl im freien Zustand und Länge nach der Montage – direkt nutzbar für Auslegung und Zeichnungsangaben.

Typische Anwendungen:

• Elektromobilität: Gewindeverstärkung in Aluminium-Batterieträgern, E-Antriebsgehäusen und Druckguss-Strukturteilen
• Consumer Electronics: kleine Gewinde (M2–M4) in dünnwandigen Geräten
• Industrieelektronik und EMS: häufig geöffnete Gehäuse und modulare Aufbauten
• Luft- und Raumfahrt sowie High-End-Anlagen: hohe Schwingungen, hohe Lasten, mehrfach nutzbare Gewinde

Über YF Zhichengjia: YF Zhichengjia fertigt Präzisions-Verbindungselemente für Consumer Electronics, Elektromobilität, Industrieelektronik, HPC-KI-Server, Low-Altitude Economy, embodied AI und Leichtmetall-Druckguss – mit Unterstützung von der Prototypenphase über Designberatung und Bauteilanalyse bis zur kontinuierlichen Prozessoptimierung.

Wir glauben an eine einfache Rechnung: Der Einkaufspreis eines Verbindungselements macht nur 15 % der Lebenszykluskosten aus; die übrigen 85 % stecken in Auslegung, Montageeffizienz, Nacharbeit und Service. Deshalb liefern wir nicht nur Teile, sondern rechnen diese 85 % mit Ihnen durch. Kleine Teile, große Verantwortung.