Freistich DIN 509 – Technisches Zeichnen

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Letztens hat mich ein findiger Leser gefragt, was ein Freistich ist. Also habe ich diesen Artikel mit allen wichtigen Informationen dazu geschrieben.

Nach DIN 509 werden Form und Maße eines Freistichs festgelegt.

Ein Freistich ist eine lokale Freidrehung an einem Werkstück mit einer speziellen genormten Form.

Diese Freidrehung kann entweder in die Planfläche (axialer Freistich), in die Zylinderfläche (radialer Freistich), oder in Plan- und Zylinderfläche zugleich erfolgen.

Freistich DIN 509 – Formen

In der DIN 509 sind vier verschiedene Formen von Freistichen genormt:

• DIN 509 Form E – Radialeinstich
  Anwendung, wenn die Planfläche weiter bearbeitet werden soll, wie z.B. beim Radialrundschleifen
  
• DIN 509 Form F – kombinierter Radial- & Axialeinstich
  Üblicher Standard, wenn sowohl Planfläche als auch die Zylinderfläche weiter bearbeitet werden sollen wie z.B. bei Anlageschultern für Kugellager.
  
• DIN 509 Form G – kombinierter Radial- & Axialeinstich
  Geeignet für geringer belastete Werkstücke wenn möglichst kleiner Übergang notwendig ist. Form G ist platzsparend aber besitzt höhere Kerbwirkung.
  
• DIN 509 Form H – kombinierter Radial- & Axialeinstich
  Aufgrund des stärker ausgerundeten Übergangs wird die Kerbwirkung im Vergleich zu Form G verringert. Geeignet für höher belastete Werkstücke.

Willst du eine Nabe auf eine Welle schieben, so kommst du in dem meisten Fällen mit dem Freistich der Form F zurecht.

Maße für Freistiche nach DIN 509

Hinweis: Die Freistiche der Radien r (Toleranz +/- 0,1) nach Reihe 1 sind bevorzugt zu verwenden.

Wozu benötigt man einen Freistich?

1. Werkzeugauslauf

Ein Freistich an einem Drehteil ist immer dann sinnvoll, wenn die Plan- oder Zylinderfläche weiter bearbeitet werden soll. Der Freistich gibt dem Bearbeitungswerkzeug den notwendigen Werkzeugauslauf.

Das trifft vor allem auf die nachfolgende Bearbeitung mit Drehmeißel oder Schleifscheiben zu. Auch entstehen z.B. beim Schleifen einer Passung unerwünschte Radien am Ende des Werkzeugeingriffs, die durch einen vorher gesetzten Freistich verhindert werden.

2. Montierbarkeit

Weiterhin ist ein Freistich nach DIN 509 dann sinnvoll, wenn eine Baugruppe montiert werden soll und eine definierte Anschlag- oder Funktionsfläche notwendig ist. Bei „normaler“ Fertigung eines Drehteils entstehen nämlich aufgrund des Werkzeugschneidenradiusses immer kleine Radien an Durchmesserübergängen.

Beispiel

Wie im Bild unten dargestellt soll eine Nabe auf eine Welle geschoben werden. Zwischen Welle und Nabe gibt es eine genaue Passung. Die Welle besitzt einen Absatz als Anschlag, bis zu dem die Nabe geschoben werden soll.

Besitzt jetzt die Welle an diesem Absatz einen Übergangsradius, so wird es nicht möglich sein die Nabe bis „auf Anschlag“ gegen den Absatz zu schieben. Ohne Freistich gibt es eine Kollision zwischen Welle und Nabe. Erst durch Hinzufügen eines Freistiches z.B. nach DIN 509 – Form F kann die Nabe richtig montiert werden.

Freistiche sind vor allem da notwendig, wo großzügige Fasen und Radien am Gegenstück nicht möglich sind.

3. Bauteilfestigkeit

Außerdem sind Freistiche sinnvoll um den Kraftfluss im Bauteil zu lenken und damit Spannungsspitzen an kritischen Übergängen zu reduzieren. Durch die Konstruktion von definierten Entlastungskerben kannst du die Bauteilspannung aufgrund Kerbwirkung reduzieren.

Freistiche bemaßen – technische Zeichnung

DIN Freistiche kannst du entweder vollständig zeichnen und bemaßen, oder die vereinfachte Darstellung wie unten gezeigt verwenden.

Ohne gesonderte Bemaßung erhält ein Freistich eine Oberflächenrauheit Rz ≤ 25 µm bzw. Ra ≤  3,2 µm. Abweichende Oberflächenrauheiten müssen näher gekennzeichnet werden.

Gewindefreistich

Gewindefreistiche sind in der DIN 76 genormt und weichen von den hier gezeigten Freistichen ab.

Solltest du Informationen zu einem Gewindefreistich benötigen, so kannst du dich auch bei Keller&Kalmbach (Link) (Katalog Seite 10 und fort folgende) informieren.