Der Gewindeeinsatz stellt Innengewinde für Schraubverbindungen her. Das Verfahren hat Ähnlichkeit mit dem Dübeln. Ein Hohlzylinder mit Innengewinde wird ein Material eingesetzt.

Warum werden Gewindeeisätze verwendet?

Diese Einsätze stellen hochbelastbare Verbindungen in Metallen mit geringer Festigkeit her. Sie dienen der Stabilität und Langlebigkeit von Verbindungen. Diese Verbindungen sind zudem korrosionsbeständig und verschleißfest. Darüber hinaus sind sie weitaus widerstandsfähiger als Einzelschraubverbindungen.

Verschiedene Bauformen!

Wurde das Gewinde bereits mit dem Gewindebohrer geschnitten (Aufnahmeloch), werden flexible Drahtspulen als Gewindeeinsatz verwendet. Die allseits bekannte Marke Helicoil bezeichnet Drahtgewindeeinsätze und ist eine der gängigsten Gewindeeinsätze überhaupt. Profilierter Draht wird zu einer federnden Wendel geformt. Zur Montage wird ein Mitnehmerzapfen verwendet, der nach dem Einbau an der Sollbruchstelle abgetrennt wird. Dadurch entsteht ein Durchgangsgewinde. Je nach Ausführung wird dabei zwischen ISO-Mutterngewinden der Toleranzklassen 6H oder 5H unterschieden. Diese sind hauptsächlich in der deutschen Norm DIN 8140-1 bis -3 definiert.

Rampamuffen kommen bei Holz oder Werkstoffen ähnlicher Beschaffenheit zum Einsatz.

Anwendungen!

Zunächst handelte es sich dabei nur um eine Reparaturmöglichkeit. Aufgrund der guten Erfahrungen entstand ein gängiges Konstruktionselement. Die Einsatzmöglichkeiten hängen von der Oberflächenbeschichtung, dem Typ sowie dem Material ab. Am häufigsten werden Gewindeeinsätze in Form von Leichtbaukonstruktionen wie Magnesium- und Aluminiumlegierungen zum Einsatz (Gewindepanzerung).

Prinzipiell gibt es drei Arten der Anwendung:

• Bei gleicher Fertigungsklasse sowie gleichem Schraubendurchmesser kann die Länge des Gewindes reduziert werden.
• Es besteht die Möglichkeit, den Schraubendurchmesser bei gleicher Gewindelänge zu verringern. Achtung! In diesem Fall muss manchmal die Schraubenfestigkeit erhöht werden.
• Die Kombination von beiden wird für thermisch hoch beanspruchte Verbindungen genutzt. Dafür stehen Einsätze aus Nickel-Basis-Werkstoffen zur Verfügung. Diese können beschichtet oder unbeschichtet sein.

Wie werden Drahtgewindeeinsätze verwendet?

Zunächst muss mit einem gängigen Spiralbohrer ein Kernloch gebohrt werden. Die Abmessungen sind in der DIN 8140-2 festgelegt. Das Aufnahmegewinde wird mit einem systembestimmten Gewindebohrer geschnitten. Die Lehrenhaltigkeit muss dazu mit einem Gewindegrenzlehrdron geprüft werden. Andere herkömmliche Möglichkeiten sind Gewindeformen sowie Gewindefräsen. Danach wird der Gewindeeinsatz eingelegt. Dies ist sowohl per Hand als auch Maschine möglich. Der Drahtgewindeeinsatz wird mit dem Mitnehmerzapfen nach unten eingelegt und auf die Einbauspindel geschraubt. Danach wird er in die Vorspannpatrone eingelegt, auf das Überwurfwerkzeug gesteckt und auf die Gewindebohrung aufgesetzt.

Als nächster Schritt wird der Gewindeeinsatz durch Drehen des Überwurfwerkzeuges, der Spindel und des Gewindedorns eingedreht. Dies muss mit mindestens 0,25 P unter die Oberfläche geschehen. Damit ein Durchgangsgewinde entsteht, ist es notwendig, dass der Mitnehmerzapfen an der Sollbruchstelle abgebrochen wird (Zapfenbrecher). Bei M 14 Normal- und Feinsteigung kann dieser auch mit einer Spitzzange entfernt werden. Wird die maximale Einschraubtiefe beachtet, kann der Zapfen bei Grundlochgewinden auch dranbleiben.

Achtung! Laut deutscher Norm DIN 8140-1 wird zwischen Gewindeausführungen zwischen M2 bis M39 und von M8 x 1 bis M39 x 3 sowie Gewinden mit polygonen, elastischen Windungen, mittig angeordnet, zur Klemmung – M2,5 bis M24 und von M8 x 1 bis M33 x 2 unterschieden.

Darüber hinaus sollten Kaltverschweißungen zwischen Drahtgewindeeinsätzen aus Edelstahl und CrNi-Schrauben vermieden werden. Dafür kann der Drahtgewindeeinsatz unterschiedlich beschichtet werden (verschiedene Trockenschmierfilme, Zinn, Silber, etc.). Dasselbe gilt auch für die galvanische Trennung kontaktkorrosionsgefährdeter Metallpaarungen.