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Hülsenfreiläufe
 

Hülsenfreiläufe:

 
 
  • sind Einwegkupplungen, die hohe Drehmomente in einer Richtung übertragen ➤ Bild 1
  • werden ohne und mit integrierter Lagerung angeboten ➤ Bild 2, ➤ Bild 3 und ➤ Bild 4
  • arbeiten sehr schaltgenau
  • ermöglichen hohe Schaltfrequenzen
  • haben ein geringes Leerlaufreibmoment
  • sind befettet und unbefettet lieferbar
  • sind radial besonders raumsparend und ermöglichen dadurch äußerst kompakte Konstruktionen
  • eignen sich für Gehäusewerkstoffe aus Stahl, Leichtmetall oder Kunststoff
  • sind kombinierbar mit Nadelhülsen HK und Nadelbüchsen BK
  • sind sehr vielseitig einsetzbar, beispielsweise als Schrittschaltwerk, Rücklaufsperre oder Überholkupplung ➤ Bild 1.
 
   

Bild 1
Hülsenfreiläufe in einem Schaltsystem in Tandem-Anordnung

Symbole/00016410_mei_in_0k_0k.gif  Feststehendes Bauteil
Symbole/00016411_mei_in_0k_0k.gif  Bauteil führt eine Schwenkbewegung aus
Symbole/00016412_mei_in_0k_0k.gif  Bauteil führt eine schrittweise Rotationsbewegung aus

 

imageref_22689424651_All.gif

 
 

Produktausführung

 
 

Hülsenfreiläufe gibt es:

 
   
 

Hülsenfreiläufe

Hülsenfreiläufe sind Einwegkupplungen

 

Diese Hülsenfreiläufe bestehen aus dünnwandigen, spanlos geformten Außenhülsen mit Klemmrampen am Innendurchmesser, Kunststoffkäfigen und Nadelrollen, die als Klemmelemente dienen. Federn aus Stahl oder Kunststoff halten die Nadelrollen
Zylindrische Wälzkörper mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis (DIN 5402, Teil 3).
in der Klemmposition. Hülsenfreiläufe übertragen hohe Drehmomente in einer Richtung und sind radial besonders raumsparend. Die Freiläufe gibt es ohne und mit Stützlagerung.

 

Für Anwendungen mit hohen Schaltfrequenzen geeignet

 

Hülsenfreiläufe arbeiten sehr schaltgenau, da durch die Einzelanfederung der Nadelrollen
Zylindrische Wälzkörper mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis (DIN 5402, Teil 3).
der ständige Kontakt zwischen Welle, Nadelrollen
Zylindrische Wälzkörper mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis (DIN 5402, Teil 3).
und Klemmrampen gesichert ist. Sie erlauben hohe Schaltfrequenzen durch ihre geringe Masse und das damit verbundene niedrige Trägheitsmoment der Klemmelemente. Außerdem haben sie ein nur geringes Leerlauf­reibmoment.

 

Bevorzugte Einsatzfelder

 

Die Hülsenfreiläufe können in vielen Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise als Schrittschaltwerk, Rücklaufsperre oder Überholkupplung. Hier übernimmt der Hülsenfreilauf dann die Überhol- oder Halte­funktion.

 
imageref_17757187211_All.gif   Hülsenfreiläufe dürfen nicht eingesetzt werden, wenn Personen bei Fehlfunktion gefährdet sind. Neue Anwendungen, besonders solche mit Extrembedingungen, sind durch Versuche abzusichern. Die Funktion ist nur dann gewährleistet, wenn der Konzentrizitätsfehler zwischen Stütz­lager und Welle gering gehalten wird.  
 

Hülsenfreiläufe ohne Lagerung

Nur zur Aufnahme von Drehmomenten geeignet

 

Freiläufe HF haben keine Lagerung; d.h., sie übertragen nur Drehmomente und können deshalb auch keine Radialkräfte aufnehmen ➤ Bild 2. Die Konzentrizität zur Wellenachse muss bei diesen Freiläufen durch zusätzliche Wälzlager
Einbau- oder anschlußfertiges, oft genormtes Maschinenelement zur Übertragung von Bewegungen, Kräften und Kippmomenten, bei sehr gutem Wirkungsgrad. Wälzlager bestehen aus Wälzkörpern, Käfigen, Laufbahnen auf Ringen, Schienen oder Wagen und Schmierstoff und gegebenenfalls Abdichtungen und Zubehör.
abgesichert oder es müssen Hülsenfreiläufe mit Lagerung verwendet werden. Die Hülsenfreiläufe werden ohne und mit Rändelung geliefert.

 

Hülsenfreiläufe ohne Rändelung

 

Hülsenfreiläufe ohne Rändelung gibt es mit Andruckfedern aus Stahl oder Kunststoff ➤ Bild 2. Lager mit Kunststofffedern haben das Nachsetzzeichen KF ➤ Abschnitt .

 

Hülsenfreiläufe mit Rändelung

 

Zur besseren Übertragung des Drehmoments in Kunststoffgehäusen können Hülsenfreiläufe mit einer Rändelung am Außenmantel geliefert werden. Diese Hülsenfreiläufe haben das Nachsetzzeichen R ➤ Abschnitt . Die Rändelung kann nur auf einen Teil der Hülse aufgebracht sein oder über deren ganze Länge gehen. Die Hülsenfreiläufe gibt es ebenfalls mit Andruckfedern aus Stahl oder Kunststoff. Freiläufe mit Kunststofffedern haben das Nachsetzzeichen KF ➤ Abschnitt .

 
   

Bild 2
Hülsenfreiläufe ohne Lagerung, ohne oder mit Rändelung

Symbole/00016410_mei_in_0k_0k.gif  Ohne Rändelung
Symbole/00016411_mei_in_0k_0k.gif  Mit Rändelung

 

imageref_22689597963_All.gif

 
 

Hülsenfreiläufe mit Lagerung

Auch zur Aufnahme radialer Kräfte geeignet

 

Freiläufe HFL nehmen aufgrund der integrierten Gleit- oder Wälzlager
Einbau- oder anschlußfertiges, oft genormtes Maschinenelement zur Übertragung von Bewegungen, Kräften und Kippmomenten, bei sehr gutem Wirkungsgrad. Wälzlager bestehen aus Wälzkörpern, Käfigen, Laufbahnen auf Ringen, Schienen oder Wagen und Schmierstoff und gegebenenfalls Abdichtungen und Zubehör.
neben den Drehmomenten auch radiale Kräfte auf ➤ Bild 3 und ➤ Bild 4. Die Hülsenfreiläufe werden ohne und mit Rändelung geliefert.

 

Hülsenfreiläufe ohne Rändelung

 

Hülsenfreiläufe ohne Rändelung gibt es mit Andruckfedern aus Stahl oder aus Kunststoff ➤ Bild 3 und ➤ Bild 4. Hülsenfreiläufe mit Kunststoff­federn haben das Nachsetzzeichen KF ➤ Abschnitt .

 

Hülsenfreiläufe mit Rändelung

 

Zur besseren Übertragung des Drehmoments in Kunststoffgehäusen können Hülsenfreiläufe mit einer Rändelung am Außenmantel geliefert werden. Diese Hülsenfreiläufe haben das Nachsetzzeichen R ➤ Abschnitt . Die Rändelung kann nur auf einen Teil der Hülse aufgebracht sein oder über deren ganze Länge gehen. Diese Hülsenfreiläufe gibt es ebenfalls mit Andruckfedern aus Stahl oder Kunststoff. Freiläufe mit Kunststofffedern haben das Nachsetzzeichen KF ➤ Abschnitt .

 
 

   

Bild 3
Hülsenfreiläufe mit Gleitlagerung, ohne oder mit Rändelung

Fr =  Radiale Belastung
Symbole/00016410_mei_in_0k_0k.gif  Ohne Rändelung
Symbole/00016411_mei_in_0k_0k.gif  Mit Rändelung
Symbole/00016412_mei_in_0k_0k.gif  Gleitlager

 

imageref_22689599883_All.gif

 
   

Bild 4
Hülsenfreilauf mit Wälzlagerung, ohne Rändelung

Fr =  Radiale Belastung
Symbole/00016410_mei_in_0k_0k.gif  Wälzlager

 

imageref_22689601803_All.gif

 
 

Klemmrichtung des Hülsenfreilaufs

imageref_17757187211_All.gif   Ein Pfeil auf der Stirnseite der Hülse zeigt die Klemmrichtung des Hülsenfreilaufs an. Der Freilauf klemmt, wenn die Hülse in Pfeilrichtung gedreht wird.  
 

Belastbarkeit

 

Freiläufe mit Stützlagerung nehmen radiale Kräfte auf

 

Abhängig von der Ausführung (ohne oder mit Lagerung) können Hülsenfreiläufe entweder nur Drehmomente oder zusätzlich auch radiale Belastungen übertragen ➤ Abschnitt , ➤ Bild 3 und ➤ Bild 4. Bei Freiläufen ohne Lagerung müssen radiale Kräfte durch zusätzliche Lager abgestützt werden.

 
 

Übertragbares Drehmoment

Die Steifigkeit
Widerstand gegen Verlagerung oder Verschiebung unter Last im Bereich der elastischen Verformung, vom Lagerspiel und der Lagerbauart abhängig.
des Gehäuses bestimmt das übertragbare Drehmoment

 

Zum Übertragen des Drehmoments wird ein steifes Gehäuse
Siehe Anschlußmaße
voraus­gesetzt. Somit hängt das übertragbare Drehmoment vom Gehäuse- und Wellenwerkstoff, von der Wellenhärte, von der Gehäusewanddicke und von den Gehäuse- und Wellentoleranzen ab. Bei der Berechnung des Drehmoments sind das maximale Antriebsmoment und Trägheitsmoment der beschleunigten Massen zu berücksichtigen.

 
 

Grenzbeanspruchung

Grenzbelastung nicht überschreiten

 

Bei Hülsenfreiläufen mit Gleitlagern darf im Betriebszustand das Produkt aus tatsächlicher Drehzahl n und Radiallast Fr den Wert der angegebenen Grenzbeanspruchung (Fr · n)max nicht überschreiten. Die angegebenen Grenzdrehzahlen in den Produkttabellen sowie die zulässige Radiallast bestimmen die Anwendungsgrenzen.

 
 

Schaltgenauigkeit und Schaltfrequenz

Der Freilauf darf nicht überlastet werden

 

Um den Freilauf nicht zu überlasten, muss die Trägheit des Gesamt­systems berücksichtigt werden. Die hohe Schaltgenauigkeit ergibt sich aus der Einzelanfederung der Nadelrollen, die den ständigen Kontakt zwischen Welle, Nadelrollen
Zylindrische Wälzkörper mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis (DIN 5402, Teil 3).
und Klemmfläche sicherstellt. Die Schaltgenauigkeit wird beeinflusst durch die Schaltfrequenz, Schmierung, Einbautoleranzen, Umgebungskonstruktion, elastische Verformung
Ergibt sich in belasteten Wälzlagern zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen, solange der Werkstoff dem Hookeschen Gesetz genügt.

Siehe Kaltverschweißen
der Anschlussteile und den Antrieb durch die Welle oder das Gehäuse. Die beste Genauigkeit
Durch Toleranzen beschriebene Abweichung des Istmaßes vom Nennmaß. Bei Profilschienenführungen parallele Abweichung der Bezugsflächen innerhalb angegebener Toleranzen.

Siehe
Laufgenauigkeit
Maßgenauigkeit
ergibt sich, wenn der Antrieb über die Welle erfolgt.

 

Hohe Schaltfrequenzen durch geringe Masse

 

Hohe Schaltfrequenzen resultieren aus der geringen Masse und dem damit verbundenen niedrigen Trägheitsmoment der Klemmelemente.

 
 

Reibmoment und Reibleistung

 

Zum Verlauf des Reibmoments ➤ Bild 5. Die Reibleistung im Leerlauf hängt davon ab, ob sich die Welle oder der Außenring dreht ➤ Bild 6.

 
   

Bild 5
Leerlauf-Reibmoment, abhängig vom Wellendurchmesser

MR =  Leerlauf-Reibmoment
d =  Wellendurchmesser

 

imageref_22690137227_All.gif

 
   

Bild 6
Reibleistung im Leerlauf, abhängig von der Drehzahl

NR =  Leerlauf-Reibleistung
n =  Drehzahl
nGA =  Grenzdrehzahl bei umlaufendem Außenring
nGW =  Grenzdrehzahl bei drehender Welle

 

imageref_22690139147_All.gif

 
 

Drehender Außenring

Durch die Fliehkraft können die Nadelrollen
Zylindrische Wälzkörper mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis (DIN 5402, Teil 3).
von der Welle abheben

 

Dreht sich der Außenring, nimmt die Reibleistung mit steigender Drehzahl zunächst zu, sie fällt aber durch die Fliehkraft der Nadeln allmählich gegen Null. Hier ist die Drehzahl erreicht, bei der zwischen den Nadelrollen
Zylindrische Wälzkörper mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis (DIN 5402, Teil 3).
und der Welle kein Reibschluss mehr vorhanden ist. Durch die weiter steigende Fliehkraft heben die Nadeln dann von der Welle ab.

 
 

Ausgleich von Winkelfehlern

 
imageref_17757187211_All.gif   Die Konzentrizität ist die grundsätzliche Voraussetzung für die Funktion des Freilaufs. Die Funktion ist nur dann gewährleistet, wenn der Konzentrizitätsfehler zwischen Stützlager
Lager, die radiale und einseitig axiale Kräfte oder nur einseitig axiale Kräfte übertragen.
und Welle gering gehalten wird.
 
 

Schmierung

 

Zur Erstbefettung wird ein Fett
Siehe
Schmierstoff
Fettöle
Fettpatrone
Schmierfrist
Fettsäure
nach GA26 verwendet

 

Die Freiläufe sind mit einem Lithiumseifenfett
Schmierfett auf Basis von Lithiumseife, Mineralöl und/oder Syntheseöl.
nach GA26 befettet. Die Erstbefettung reicht in vielen Fällen für die Gebrauchsdauer
Unter Gebrauchsdauer wird die tatsächlich erreichte Lebensdauer verstanden. Die Gebrauchsdauer kann von der errechneten Lebensdauer abweichen.
der Lager. Für Anwendungen mit Ölschmierung sind unbefettete Freiläufe lieferbar. Diese Freiläufe sind konserviert. Für allgemeine Anwendungen (Mischbetrieb von Klemmen und Überholen) hat sich die Schaeffler-Erstbefettung bewährt. Zur optimalen Funktion kann es erforderlich sein, unterschied­liche Schmierstoffe zu verwenden. Die Eignung des Schmierstoffs ist dann durch Versuche abzusichern.

 
imageref_18348417035_All.gif   Für Anwendungen, bei denen ein Betriebszustand (Überholen oder Klemmen) stark überwiegt, sollte auf eine Sonderbefettung zurückgegriffen werden. In diesem Fall bitte bei Schaeffler rückfragen.  

Eine Fettgebrauchsdauer kann nicht berechnet werden

 

Für Hülsenfreiläufe ist keine Berechnung der Fettgebrauchsdauer oder der Schmierfrist
Siehe Schmierstoff-Wechselfrist
möglich. Wird nachgeschmiert, ist mit Öl zu schmieren, oder es sollte generell auf Ölschmierung umgestellt werden. Bei Temperaturen < –10 °C und Drehzahlen > 0,7 nG sind Schmierstoffempfehlungen anzufordern. Bei Temperaturen über +70 °C ist mit Öl zu schmieren. Der Ölstand ist so zu wählen, dass der Hülsenfreilauf bei Stillstand und waagerechter Achse ungefähr 1/3 in das Ölbad eintaucht.

 

Einsetzbare Schmieröle

 

Geeignete Schmieröle
Schmieröl ohne besondere Wirkstoffe. Erhältlich als Destillat oder Raffinat. Übliche Gruppierung:
- leichtes Maschinenöl, ISO VG 32
- mittelschweres Maschinenöl, IVS VG 68
- schweres Maschinenöl, ISO VG 100, 150 und 220.
sind CL und CLP nach DIN 51517 oder HL und HLP nach DIN 51524. Viskositätsklassen ➤ Tabelle 1.

 

Verträglichkeit mit Kunststoffkäfigen

 

Werden Lager mit Kunststoffkäfig verwendet, ist sicherzustellen, dass beim Einsatz von Syntheseölen oder Schmierfetten auf Syntheseölbasis sowie bei Schmierstoffen mit einem hohen Anteil an EP‑Zusätzen die Verträglichkeit des Schmierstoffs mit dem Käfigmaterial gegeben ist.

 
 

   
Tabelle 1
Viskositätsklassen
 

Betriebstemperatur
Viskositätsklasse
°C
von
bis
+15
+30
ISO VG 10
+15
+90
ISO VG 32
+60
+120
ISO VG 100

 
 

Abdichtung

 
 

Hülsenfreiläufe (mit und ohne Lagerung) werden ohne Abdichtung
Siehe Dichtungen
geliefert. Verunreinigungen (Staub, Schmutz und Feuchtigkeit) beeinflussen die Funktion und Gebrauchsdauer
Unter Gebrauchsdauer wird die tatsächlich erreichte Lebensdauer verstanden. Die Gebrauchsdauer kann von der errechneten Lebensdauer abweichen.
der Freiläufe nachteilig.

 
 

Abdichtung der Lagerstelle mit Dichtringen G oder SD

Wirkungsvolle Dicht­elemente zur Abdichtung
Siehe Dichtungen
offener Hülsenfreiläufe bei Verschmutzungsgefahr

 

Bei Verschmutzungsgefahr sind Dichtringe der kostengünstigen Baureihen G oder SD einzubauen ➤ Link . Die Dichtringe sind als berührende Dich­tungen ausgeführt und werden vor dem Freilauf angeordnet. Sie schützen die Lagerstelle sicher vor Verunreinigungen, Spritzwasser und übermäßigem Verlust von Schmierfett. Die Dichtringe sind auf die geringen radialen Abmessungen der Hülsenfreiläufe abgestimmt und mit breiteren Innen­ringen der Baureihe IR kombinierbar. Sie sind sehr montagefreundlich, da sie einfach in die Gehäusebohrung gepresst werden.

 
 

Drehzahlen

 

Drehzahlen für drehende Welle oder umlaufenden Außenring

 

Die Grenzdrehzahlen nGW und nGA in den Produkttabellen gelten für Öl- und Fettschmierung. Die Grenzdrehzahl nGW gilt bei drehender Welle, nGA bei umlaufendem Außenring.

 
 

Geräusch

 
 

Schaeffler Geräuschindex

 

Der Schaeffler Geräuschindex (SGI) ist für diese Lagerart noch nicht verfügbar    ➤ Link. Die Einführung und Aktualisierung der Daten für diese Baureihen erfolgt sukzessiv.

 
 

Temperaturbereich

 
 

Mögliche Betriebstemperaturen der Hülsenfreiläufe ➤ Tabelle 2.

 
   
Tabelle 2
Zulässige Temperaturbereiche
 

Betriebstemperatur
Hülsenfreiläufe
imageref_19988082955_All.gif
   
–10 °C bis +70 °C, begrenzt durch den Schmierstoff

 
imageref_18348417035_All.gif   Sind Temperaturen zu erwarten, die außerhalb der angegebenen Werte liegen, bitte bei Schaeffler rückfragen.  
 

Käfige

 
 

Zur Führung der Wälzkörper
Siehe Rollkörper
werden sowohl für den Freilauf als auch für integrierte, wälzgelagerte Stützlagerungen Kunststoffkäfige eingesetzt.

 
 

Lagerluft

 

Anstelle der Radialluft gilt der Hüllkreisdurchmesser Fw

 

Für Lager ohne Innenring ist anstelle der radialen Lagerluft
Bei drehbewegten, nicht eingebauten Lagern: der Betrag der gegenseitigen, spannungsfreien Verschiebung beider Lagerringe in der Lagerebene (radiale Lagerluft) oder in der Lagerachse (axiale Lagerluft).
Bei längsbewegten Lagern: der Betrag der Verschiebung des Lagers quer zur Bewegungsrichtung.
das Maß des Hüllkreisdurchmessers Fw maßgebend. Der Hüllkreis ist der innere Begrenzungskreis der Nadelrollen
Zylindrische Wälzkörper mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis (DIN 5402, Teil 3).
bei spielfreier Anlage an der Außen­laufbahn. Bei Hülsenfreiläufen mit Wälzlagerung liegt der Hüllkreisdurchmesser Fw der Lager im eingebauten Zustand (im massivem Lehrring) etwa in der Toleranzklasse F8. Obere und untere Abmaße des Hüllkreisdurchmessers für die Toleranzklasse F8 ➤ Tabelle 3.

 
   
Tabelle 3
Abmaße des Hüllkreis­durchmessers der wälzgelagerten Hülsenfreiläufe
 

Hüllkreisdurchmesser Fw
Toleranzklasse F8
mm
Toleranz des Hüllkreisdurchmessers Fw
oberes Abmaß
unteres Abmaß
über
bis
μm
μm
3
6
+28
+10
6
10
+35
+13
10
18
+43
+16
18
30
+53
+20
30
50
+64
+25

 
 

Abmessungen, Toleranzen

 
 

Abmessungen und Toleranzen
Siehe auch
Laufgenauigkeit
Maßgenauigkeit
der Hülsenfreiläufe sind nicht genormt. Die dünnwandigen Außenhülsen passen sich der Maß- und Formgenauigkeit der Gehäusebohrung an.

 
 

Nachsetzzeichen

 
 

Die Bedeutung der in diesem Kapitel verwendeten Nachsetzzeichen
Ergänzt das Kurzzeichen besteht aus Buchstaben und Ziffern, verschlüsselt sind darin zum Beispiel die Varianten einer Baureihe.
zeigt ➤ Tabelle 4 sowie medias interchange http://www.schaeffler.de/std/1B69.

 
   
Tabelle 4
Nachsetzzeichen und ihre Bedeutung
 

Nachsetz­zeichen
Bedeutung der Nachsetzzeichen
- Stahlfeder
Standard
KF
Andruckfedern aus Kunststoff
R
Außenmantel gerändelt
RR
Hülsenfreilauf Corrotect-beschichtet
Sonderausführung,
auf Anfrage

 
 

Aufbau der Produktbezeichnung

 

Beispiele zur Bildung der Produktbezeichnung

 

Die Bezeichnung der Hülsenfreiläufe folgt einem festgelegten Schema. Beispiele ➤ Bild 7 und ➤ Bild 8.

 
   

Bild 7
Hülsenfreilauf ohne Lagerung, ohne Rändelung: Aufbau des Kurzzeichens


 

imageref_22689467531_de.gif

 
   

Bild 8
Hülsenfreilauf mit Lagerung, Andruckfedern aus Kunststoff, mit Rändelung: Aufbau des Kurzzeichens


 

imageref_22689472267_de.gif

 
 

Dimensionierung

 
 

Die Größe wird anhand der Tragfähigkeit des Hülsenfreilaufs im Verhältnis zu den Belastungen und den Anforderungen an die Lebensdauer
Siehe nominelle Lebensdauer
und Betriebssicherheit bestimmt ➤ Abschnitt .

 
 

Gestaltung der Umgebungskonstruktion

 
 

Ausführung der Gehäusebohrung

Außenhülse auf ganzem Umfang und ganzer Breite abstützen

 

Als Gehäusewerkstoff eignen sich Stahl, Leichtmetall oder Kunststoff. Damit die Leistungsfähigkeit der Hülsenfreiläufe voll genutzt werden kann und die geforderte Lebensdauer
Siehe nominelle Lebensdauer
erreicht wird, müssen die Außenhülsen im Gehäuse
Siehe Anschlußmaße
ausreichend starr unterstützt werden. Die Abstützung für die Außenhülse in der Gehäusebohrung ist als zylindrische Sitzfläche auszuführen. Die Sitzflächen für die Außenhülse und die Laufbahn für die Wälzkörper
Siehe Rollkörper
bzw. den Innenring (wenn die Lagerung nicht als Direktlagerung ausgeführt ist) sollen nicht durch Nuten, Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen unterbrochen sein. Die Genauigkeit
Durch Toleranzen beschriebene Abweichung des Istmaßes vom Nennmaß. Bei Profilschienenführungen parallele Abweichung der Bezugsflächen innerhalb angegebener Toleranzen.

Siehe
Laufgenauigkeit
Maßgenauigkeit
der Gegenstücke muss bestimmten Anforderungen entsprechen, die Bohrungstoleranzen für die Gehäusebohrung (empfohlene Toleranzklassen) hängen vom Gehäusewerkstoff ab ➤ Tabelle 5 und ➤ Tabelle 6. Die Oberflächengüte der Gehäusebohrung soll Ramax 0,8 betragen. Die Zylinderformtoleranz der Gehäusebohrung in Metallgehäusen sollte innerhalb der Toleranzqualität IT5/2 liegen.

 
imageref_17757187211_All.gif   Durch den dünnwandigen Mantel erhalten die Freiläufe ihre genaue Form erst in einer festen Passung. Die Genauigkeit
Durch Toleranzen beschriebene Abweichung des Istmaßes vom Nennmaß. Bei Profilschienenführungen parallele Abweichung der Bezugsflächen innerhalb angegebener Toleranzen.

Siehe
Laufgenauigkeit
Maßgenauigkeit
der Aufnahmebohrung bestimmt deshalb im Wesentlichen die Formgenauigkeit der Hülse und damit die Funktion des Freilaufs.
 

Schlupffase an der Gehäusebohrung vorsehen

 

Zur beschädigungsfreien Montage der Hülsenfreiläufe muss die Gehäusebohrung eine Schlupffase von 15° haben.

 
   
Tabelle 5
Ausführung der Gehäusebohrung
 

Baureihe
Feder
Bohrung
Gehäusewerkstoff
Stahl
Gusseisen
Leichtmetall
max. Bohrung
in Kunststoff2)
HF, HFL
Stahl
N6 Ⓔ (N7 Ⓔ)1)
R6 Ⓔ (R7 Ⓔ)1)
-
HF..-KF, HFL..-KF
Kunststoff
N7 Ⓔ
R7 Ⓔ
-
HF..-R, HFL..-R
Stahl
- - D
0–0,05
HF..-KF-R, HFL..-KF-R
Kunststoff
- - D
0–0,05
HFL0606-KF-R, HFL0806-KF-R
Kunststoff
- - D
0–0,05

 
 
______
 1    Die Klammerwerte sind anwendbar, wenn das zulässige Drehmoment Md per nach Produkttabelle nur bis zu 50% genutzt wird.
 
 
 2    Richtwerte, abhängig vom verwendeten Kunststoff. Außendurchmesser D ➤ Maßtabelle.
 
 

Mindestwanddicke für Metallgehäuse

Maximal zulässiges übertragbares Drehmoment

 

Für Metallgehäuse wird das maximal zulässig übertragbare Moment Md per max in Abhängigkeit vom Durchmesserverhältnis QA nach ➤ Bild 9 (Stahlgehäuse) oder nach ➤ Bild 10 (Aluminiumgehäuse) bestimmt, siehe Berechnungsbeispiele.

 
 

Richtwerte für QA max bei Gehäusewerkstoff aus Stahl und Aluminium ➤ Tabelle 6.

 
   
Tabelle 6
Richtwerte
 

Gehäusewerkstoff
Durchmesserverhältnis
QA max
Stahl
0,8
Aluminium
0,6

 
imageref_17757187211_All.gif   Die Vergleichsspannung σv darf die Streckgrenze des Gehäusewerkstoffs nicht überschreiten.  
 

Stahlgehäuse

 

Für die Hülsenfreiläufe HF0612 soll das maximal zulässige übertragbare Drehmoment Md per max ermittelt werden ➤ Bild 9:

 
 
 

Berechnungsbeispiel

 

Hülsenfreilauf
HF0612
Gehäuse
Stahl
Toleranz der Gehäusebohrung
N6 Ⓔ ➤ Tabelle 5
Zulässige Gehäusespannung (Rp0,2) σv
450 N/mm2
Durchmesserverhältnis QA des Gehäuses
0,9
Zulässiges Drehmoment Md per
nach Produkttabelle

 
 
 

Berechnung

 

 

Md per max
=
60% Md per

   

   
=
0,6 · 1,76 Nm

   

   
=
1,056 Nm

   

 

 
   

Bild 9
Stahlgehäuse

Elastizitätsmodul E = 210 000 N/mm2
QA =  Durchmesserverhältnis Gehäuse
DAi =  Gehäusebohrung
DAa =  Gehäuseaußendurchmesser
Md per =  Zulässiges Drehmoment
Md per max =  Maximal zulässiges übertragbares Drehmoment
σv =  Vergleichsspannung

 

imageref_22689476619_All.gif

 
 

Aluminiumgehäuse

 

Für den Hülsenfreilauf HF1616 soll das Durchmesserverhältnis QA des Gehäuses ermittelt werden ➤ Bild 10:

 
 
 

Berechnungsbeispiel

 

Hülsenfreilauf
HF1616
Gehäuse
Aluminium
Toleranz der Gehäusebohrung
R6 Ⓔ ➤ Tabelle 5
Zulässige Gehäusespannung (Rp0,2) σv
250 N/mm2
Maximal zulässiges übertragbares
Drehmoment Md per max
10 Nm
Zulässiges Drehmoment Md per
nach Produkttabelle

 
daraus folgt Md per max/Md per
50%

 
 
 

Berechnung

 

 

QA
=
DAi/DAa ≦ 0,7

   
DAa

DAi/0,7 = 22 mm/0,7

   

   
=
31,5 mm

   

 

 
   

Bild 10
Aluminiumgehäuse

Elastizitätsmodul E = 70 000 N/mm2
QA =  Durchmesserverhältnis Gehäuse
DAi =  Gehäusebohrung
DAa =  Gehäuseaußendurchmesser
Md per =  Zulässiges Drehmoment
Md per max =  Maximal zulässiges übertragbares Drehmoment
σv =  Vergleichsspannung

 

imageref_22689594891_All.gif

 
 

Mindestwanddicke für Kunststoffgehäuse

imageref_17757187211_All.gif   Für Kunststoffgehäuse sind Hülsenfreiläufe mit teilweise oder durch­gehend gerändeltem Außenmantel zu verwenden (Nachsetzzeichen R).  
 

  Der Richtwert für die Mindestwanddicke bei Kunststoffgehäusen ist:

Formel 1
 
imageref_10903639691_All.gif

Legende

 
smin
 mm
Mindestwanddicke
D
 mm
Außendurchmesser des Freilaufs
Fw
 mm
Hüllkreis.
 
 

Axiale Sicherung

Eine feste Passung genügt im Allgemeinen zur axialen Festlegung

 

Hülsenfreiläufe sind sehr montagefreundlich und lassen einfache Anschlusskonstruktionen zu. Die Hülsenfreiläufe werden nur in die Gehäusebohrung gepresst und benötigen keine weitere axiale Fixierung. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass die Vorgaben nach ➤ Tabelle 5 eingehalten werden.

 
 

Gestaltung der Welle/Laufbahn

Laufbahn als Wälzlagerlaufbahn ausführen

 

Hülsenfreiläufe HF/HFL werden meist ohne Innenring eingesetzt. Um die Funktion der Hülsenfreiläufe zu gewährleisten, muss die Laufbahn für die Wälzkörper
Siehe Rollkörper
auf der Welle als Wälzlagerlaufbahn ausgeführt (gehärtet und geschliffen) sein. Die Oberflächenhärte der Laufbahnen muss 670 HV bis 840 HV betragen, die Einhärtungstiefe CHD ausreichend tief sein (CHD ≧ 0,3 mm). Gestaltung der Laufbahnen ➤ Tabelle 7. Ist die Welle nicht als Laufbahn ausführbar, können die Lager mit den Innenringen IR oder LR kombiniert werden.

 

Schlupffase an der Welle vorsehen

 

Zur beschädigungsfreien Montage der Lager muss die Welle eine Schlupffase von 10° bis 15° bei einer Breite von ca. 1 mm haben.

 
   
Tabelle 7
Ausführung der Welle
 

Baureihe
Feder
Welle
Toleranz­klasse1)
Rundheit­toleranz
Paralle­litäts­toleranz
empfoh­lener Mitten­rauwert
Ramax (Rzmax)
max.
max.
μm
HF, HFL
Stahl
h5 (h6)2)
IT3
IT3
0,4 (2)
HF..-KF, HFL..-KF
Kunst­stoff
h8
HF..-R, HFL..-R
Stahl
h5 (h6)2)
HF..-KF-R, HFL..-KF-R
Kunst­stoff
h8
HFL0606-KF-R ,
HFL0806-KF-R
Kunst­stoff
h9

 
 
______
 1    Es gilt die Hüllbedingung Ⓔ.
 
 
 2    Die Klammerwerte sind anwendbar, wenn das zulässige Drehmoment Md per nur bis zu 50% genutzt wird.
 
 

Ein- und Ausbau

 
imageref_17757187211_All.gif   Hülsenfreiläufe vor Staub, Schmutz und Feuchtigkeit schützen; Verunreinigungen beeinflussen die Funktion und Gebrauchsdauer
Unter Gebrauchsdauer wird die tatsächlich erreichte Lebensdauer verstanden. Die Gebrauchsdauer kann von der errechneten Lebensdauer abweichen.
der Freiläufe nachteilig. Einpresskräfte niemals über die Wälzkörper
Siehe Rollkörper
leiten. Die Hülsenfreiläufe dürfen beim Einpressen nicht verkantet werden, da dies zu Beschädigungen an den Nadelrollen
Zylindrische Wälzkörper mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis (DIN 5402, Teil 3).
und Laufbahnen führen kann.
 

Transportsicherung

 

Hülsenfreiläufe werden normalerweise bei kleinen Stückzahlen einzeln verpackt. Bei der Abnahme größerer Stückzahlen werden die Freiläufe lagerichtig auf Blister gesteckt und so geliefert. Die Blister dienen dann gleichzeitig als Transportsicherung.

 

Entnahme der Hülsenfreiläufe aus der Verpackung

 

Hülsenfreiläufe erst unmittelbar vor der Montage aus der Original­verpackung entnehmen. Werden Freiläufe aus einer Sammelverpackung mit Trockenkonservierung entnommen, Verpackung anschließend sofort wieder verschließen. Die schützende Dampfphase bleibt nur in der geschlossenen Verpackung erhalten. Unbefettete Hülsenfreiläufe sind konserviert. Die Ölschmierung muss nach dem Einpressen entsprechend den Vorgaben erfolgen.

 
 

Hülsenfreiläufe aufbewahren:

 
 
  • in trockenen, sauberen Räumen mit möglichst konstanter Raum­temperatur
  • bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von maximal 65%.
 

Lagerfähigkeit

 

Die Lagerfähigkeit befetteter Hülsenfreiläufe ist durch die Haltbarkeit des Schmierfetts begrenzt.

 

Einbau mit Einpressdorn

 

Hülsenfreiläufe sind ausschließlich mit einem speziellen Montagedorn in die Aufnahmebohrung zu pressen. Dabei ist auf die Klemmrichtung des Freilaufs zu achten. Die Klemmrichtung ist auf der Stirnseite der Hülse durch einen Pfeil gekennzeichnet.

 
 

Der Hülsenfreilauf klemmt, wenn die Hülse in Pfeilrichtung gedreht wird.

 
 

Funktionsprüfung

Freiläufe ohne Rändelung

 

Die Funktion dieser Freiläufe wird in einem Gehäuse
Siehe Anschlußmaße
mit der nach ➤ Bild 9 ermittelten Mindestwanddicke – oder stärker – geprüft. Dazu müssen die Gehäusebohrungs- und Wellentoleranzen eingehalten werden ➤ Tabelle 5 und ➤ Tabelle 7.

 

Freiläufe mit Rändelung

 

Die Funktion dieser Freiläufe wird im nichteingepressten Zustand geprüft. Prüfkriterien sind hier Klemmwirkung und Leerlauf.

 
imageref_18348417035_All.gif   Bestehen Fragen zum Einbau der Hülsenfreiläufe, bitte bei Schaeffler rückfragen.  
 

Schaeffler-Montagehandbuch

Hülsenfreiläufe sehr sorgfältig behandeln

 

Damit die Hülsenfreiläufe ihre Funktion einwandfrei erfüllen und die vorgesehene Gebrauchsdauer
Unter Gebrauchsdauer wird die tatsächlich erreichte Lebensdauer verstanden. Die Gebrauchsdauer kann von der errechneten Lebensdauer abweichen.
ohne Beeinträchtigung erreichen, müssen sie sorgfältig behandelt werden.

 
imageref_21602891659_de.gif   Das Schaeffler-Montagehandbuch MH 1 informiert umfassend über die sachgemäße Lagerung, Montage, Demontage und Wartung
Pflegen und Schmieren von Geräten und Maschinen.
rotatorischer Wälzlager
Einbau- oder anschlußfertiges, oft genormtes Maschinenelement zur Übertragung von Bewegungen, Kräften und Kippmomenten, bei sehr gutem Wirkungsgrad. Wälzlager bestehen aus Wälzkörpern, Käfigen, Laufbahnen auf Ringen, Schienen oder Wagen und Schmierstoff und gegebenenfalls Abdichtungen und Zubehör.
http://www.schaeffler.de/std/1B68. Daneben enthält es Angaben, die der Konstrukteur für den Ein‑ und Ausbau und die Wartung
Pflegen und Schmieren von Geräten und Maschinen.
der Lager schon bei der Gestaltung der Lagerstelle beachten muss. Das Buch liefert Schaeffler auf Anfrage.
 
 

Rechtshinweis zur Datenaktualität

 

Die Weiterentwicklung der Produkte kann auch zu technischen Änderungen an Katalogprodukten führen

 

Im Mittelpunkt des Interesses von Schaeffler stehen die Optimierung und die Weiterentwicklung seiner Produkte und die Zufriedenheit seiner Kunden. Damit Sie sich als Kunde bestmöglich über diesen Fortschritt und den aktuellen technischen Stand der Produkte informieren können, veröffentlichen wir Produktänderungen gegenüber der gedruckten Ausgabe in unserem elektronischen Produktkatalog.

 
imageref_18350433803_All.gif   Änderungen der Angaben und Darstellungen dieses Katalogs behalten wir uns daher vor. Dieser Katalog gibt den Stand bei Drucklegung wieder. Neuere Veröffentlichungen unsererseits (in Printmedien oder digital) gehen automatisch diesem Katalog vor, soweit sie dasselbe Thema betreffen. Bitte prüfen Sie daher stets über unseren elektronischen Produktkatalog, ob aktuellere Informationen oder Änderungshinweise für Ihr gewünschtes Produkt verfügbar sind.  
   
  
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