Drahtgewindeeinsatz, Keilsicherung oder selbstschneidender Einsatz: der Vergleich

1. Das Problem, das alle drei lösen

Ausgangspunkt ist ein Aluminiumteil aus 6061, das ein Gewinde M6 für eine Schraube der Klasse 8.8 benötigt und fünfzig Mal montiert werden soll, ohne auszureißen. Wird das Gewinde direkt in das Aluminium geschnitten, versagt es nach etwa fünf Montagen, weil die Aluminiumflanken flach verschleißen.

Die Lösung besteht darin, ein Stahlgewinde in das Aluminium einzubetten. Drei Bauarten dominieren:

1. Drahtgewindeeinsatz (CoilSert): eine schraubenförmig gewickelte Buchse aus Edelstahldraht mit Rautenquerschnitt, die sich nach dem Eindrehen radial aufweitet.
2. Gewindeeinsatz mit Keilsicherung (PreciSert / Topsert): eine massive Stahlbuchse mit zwei bis vier radialen Keilen, die in den Grundwerkstoff eingetrieben werden und sie gegen Verdrehen sichern.
3. Selbstschneidender Einsatz (SelfSert): eine Stahlbuchse mit gehärtetem Außengewinde, das sein Gewinde selbst in ein glattes Kernloch schneidet, ohne ST-Gewindebohrer.

2. Die Wirkungsweise der drei Bauarten

2.1 Drahtgewindeeinsatz: Federwirkung

Edelstahldraht mit Rautenquerschnitt wird zu einer Schraubenlinie gewickelt, deren Außendurchmesser größer als das Loch ist. In ein mit dem speziellen ST-Gewindebohrer geschnittenes Loch eingedreht, zieht er sich zusammen, drückt gegen die Wand, und seine lichte Weite bildet ein Standardgewinde. Die Klemmwirkung entsteht aus Federkraft plus Reibung zwischen Draht und Bohrung, und er kann kein Drehmoment aufnehmen: Bei wiederholter Montage und hoher Vorspannkraft kann sich der gesamte Einsatz mit der Schraube herausdrehen — der sogenannte Spin-out.

Für alle Einzelheiten wird auf den eigenen Leitfaden zu Drahtgewindeeinsätzen verwiesen.

2.2 Gewindeeinsatz mit Keilsicherung: radiale Keile

Eine massive Buchse, meist aus Edelstahl oder Kohlenstoffstahl, mit Standard-Innengewinde und zwei bis vier radialen Keilen außen. Montage:

1. Das vorgesehene Kernloch bohren (etwas größer als bei einem Drahtgewindeeinsatz).
2. Mit dem vorgesehenen ST-Gewindebohrer Gewinde schneiden.
3. Den Einsatz in das Loch eindrehen.
4. Die Keile mit dem Setzwerkzeug in den Grundwerkstoff eintreiben — ein formschlüssiger mechanischer Verschluss, nach dem sich der Einsatz nicht mehr drehen kann.

Durch die Keile nimmt er Axialzug, radiale Scherkraft und Drehmoment auf, und darin übertrifft er den Drahtgewindeeinsatz.

2.3 Selbstschneidender Einsatz: schneidet sein Gewinde selbst

Außen sitzt ein gehärtetes Gewinde wie bei einer gewindeformenden Schraube, innen ein Standard-Innengewinde. Montage:

1. Mit einem gewöhnlichen Bohrer ein glattes Loch bohren.
2. Den Einsatz mit einem Maschinenwerkzeug eindrehen; das gehärtete Außengewinde schneidet seinen Weg selbst in das Aluminium.

Kein Gewindeschneiden, kein Zapfen zum Abbrechen, keine Keile zum Eintreiben. Er ist von den drei Bauarten am schnellsten und günstigsten zu montieren, zum Preis eines kürzeren Eingriffs als beim Drahtgewindeeinsatz und einer etwas geringeren Auszugskraft — für 90 % der Aluminiumanwendungen dennoch ausreichend.

3. Vergleich über sechs Dimensionen

4. Montage im Vergleich

4.1 Drahtgewindeeinsatz: vier Schritte

1. ST-Kernloch bohren (6,3 mm bei M6).
2. Mit ST6×1.0 Gewinde schneiden.
3. Den Einsatz mit dem Eindrehwerkzeug eindrehen.
4. Den Zapfen mit einem Durchschlag abbrechen.

Taktzeit: 45–60 Sekunden bei geübter Bedienperson.

4.2 Keilsicherung: vier Schritte

1. Kernloch bohren (7,2 mm bei M6, größer als beim Drahtgewindeeinsatz).
2. Mit dem ST-Gewindebohrer Gewinde schneiden.
3. Den Einsatz eindrehen.
4. Zwei bis vier Keile in den Grundwerkstoff eintreiben.

Taktzeit: 60–90 Sekunden.

4.3 Selbstschneidend: zwei Schritte

1. Ein glattes Loch bohren (6,3 mm bei M6, gewöhnlicher Bohrer).
2. Den Einsatz mit einem Maschinenwerkzeug eindrehen.

Taktzeit: 10–15 Sekunden.

5. Kostenvergleich (2026)

6. Entscheidungsbaum

1. Welcher Grundwerkstoff liegt vor?
   • Stahl oder Edelstahl: kein Einsatz nötig, direkt Gewinde schneiden.
   • Kunststoff (ABS, PC, PA): ein Einschmelzeinsatz, keiner der drei.
   • Aluminium, Magnesium, Gusseisen: weiter.
2. Liegt radiale Scherkraft vor?
   • Ja (Drehpunkte, Positionierstellen, Scherverbindungen): Gewindeeinsatz mit Keilsicherung.
   • Nur Axiallast: weiter.
3. Wie hoch ist die Jahresstückzahl?
   • Über 50.000 und Prozessschritte zählen: selbstschneidender Einsatz.
   • Unter 50.000 oder Reparaturfall: weiter.
4. Wie stark ist die Schwingung?
   • Fahrwerk, Motor, Windenergieanlage: Keilsicherung — ein Drahtgewindeeinsatz dreht sich heraus.
   • Allgemeine Geräte, Elektronik, Telekommunikation: Drahtgewindeeinsatz, am günstigsten und am besten verfügbar.

7. Empfehlungen nach Anwendung

8. Häufige Missverständnisse

9. Häufige Fragen

F1. Woran lässt sich erkennen, welcher Einsatz bereits in einem Teil sitzt?

Am Aussehen: eine schraubenförmige Wicklung mit sichtbarem Rautendrahtquerschnitt am Ende ist ein Drahtgewindeeinsatz; eine Standardbohrung mit zwei bis vier kleinen radialen Keilen ist eine Keilsicherung; eine massive Hülse mit gehärtetem Außengewinde ist selbstschneidend.

F2. Sind sie untereinander austauschbar?

Nicht direkt. Kernlochdurchmesser und Gewindebohrergrößen unterscheiden sich, ein Wechsel bedeutet daher eine Neukonstruktion der Bohrung.

F3. Lässt sich ein selbstschneidender Einsatz in Stahl setzen?

Nicht empfehlenswert. Stahl ist zu hart, als dass das Außengewinde schneiden könnte, und der Einsatz schert ab. Stahl wird direkt mit Gewinde versehen.

F4. Die Keile lassen sich nicht eintreiben. Woran liegt das?

Meist stimmt die Gewindetiefe nicht. Prüfen, ob die Lochtiefe zur Einsatzlänge passt; die Keile müssen bei vollständig gesetztem Einsatz genau an der Oberfläche des Grundwerkstoffs liegen.

F5. Ein Drahtgewindeeinsatz dreht sich unter Schwingung heraus. Wie weiter?

Das ist seine bekannte Schwäche. Möglichkeiten: auf einen Gewindeeinsatz mit Keilsicherung wechseln; außen mittelfeste Schraubensicherung 243 auftragen; oder einen längeren 2D-Einsatz verwenden.

F6. Funktioniert einer der drei in Kunststoff?

Drahtgewindeeinsatz und Keilsicherung benötigen beide ein Gewinde, das den Kunststoff aufreißt. Ein selbstschneidender Einsatz funktioniert in dickwandigem Kunststoff (über 3 mm PA66), dünne Wandungen benötigen einen Einschmelzeinsatz.

F7. Welche Bauart für Größen unter M3?

Alle drei stoßen an Grenzen. Drahtgewindeeinsätze enden bei etwa M2, selbstschneidende beginnen bei M3, Keilsicherung bei M4. Unter M2 wird das Aluminium direkt gewindegeformt.

F8. Temperaturgrenzen?

300 °C in 304 bei allen drei, 600 °C in Inconel 718. Für heiße Verbindungen Inconel vorgeben.

F9. Wie groß ist der Unterschied zwischen inländischer und importierter Ware?

Draht: inländische Ware ist völlig ausreichend, importierte kostet das Drei- bis Fünffache. Keilsicherung: inländische Nachbauten der PreciSert-Konstruktion decken industrielle Anwendungen ab; in der Luftfahrt sollte Recoil verwendet werden. Selbstschneidend: SelfSert 307/308 aus inländischer Fertigung wird weltweit exportiert und bietet das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.

F10. Lassen sich alle drei in einem Teil mischen?

Möglich, doch es erschwert Werkzeughaltung und Lagerführung. Nach Möglichkeit eine Bauart pro Maschine bevorzugen.

10. Normen

• GB/T 24425 Reihe — Drahtgewindeeinsätze
• DIN 8140 — Drahtgewindeeinsätze
• NASM 122076 — Drahtgewindeeinsätze für die Luftfahrt
• PreciSert® Montageanleitung (Armstrong Company)
• SelfSert® technisches Handbuch (Shapiro Corporation)