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Die Erfindung betrifft eine Verschleißschutzhülse aufweisend einen sich axial erstreckenden Hülsenabschnitt mit einer zylindrischen Dichtungsgleitfläche, einen sich radial vom Hülsenabschnitt wegerstreckenden Flanschabschnitt und einen den Hülsenabschnitt mit dem Flanschabschnitt verbindenden Sollbruchabschnitt zur Erleichterung des Abtrennen des Flanschabschnitts von dem Hülsenabschnitt.
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Die
JP 2000-337392 A beschreibt eine Metallhülse, die auf eine Mantelfläche einer Welle aufzubringen ist und einen zylindrischen Abschnitt und einen Flansch aufweist. Die äußere Oberfläche ist gehärtet, so dass sie vor Verschleiß schützende Eigenschaften aufweist. Die Metallhülse wird durch Schlagen des Flansches auf die Welle aufgezogen. Zwischen dem zylindrischen Abschnitt und dem Flansch verläuft eine umlaufende, nutförmige Sollbruchstelle, so dass der Flansch nach dem Aufziehen der Metallhülse auf die Welle entfernt werden kann und nur noch der zylindrische Abschnitt, der die gehärtete Oberfläche aufweist, auf der Welle verbleibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verschleißschutzhülse zu schaffen, bei der die Lösbarkeit eines Flanschabschnitts von einem Hülsenabschnitt verbessert ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Verschleißschutzhülse aufweisend einen sich axial erstreckenden Hülsenabschnitt mit einer zylindrischen Dichtungsgleitfläche, einen sich radial vom Hülsenabschnitt wegerstreckenden Flanschabschnitt und einen den Hülsenabschnitt mit dem Flanschabschnitt verbindenden Sollbruchabschnitt zur Erleichterung des Abtrennen des Flanschabschnitts von dem Hülsenabschnitt, des Weiteren aufweisend eine am Flanschabschnitt vorgesehene Anrisseinrichtung zur Erleichterung des radialen Einreißens des Flanschabschnitts bis an den Sollbruchabschnitt.
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Verschleißschutzhülsen können aus dünnwandigem und/oder korrosionsbeständigem Stahl hergestellt sein und werden beispielsweise entweder im Rahmen einer Reparatur von eingelaufenen bzw. beschädigten Gegenlaufflächen oder als Erstausrüstung von Wellen eingesetzt. Die Verschleißschutzhülsen weisen wenigsten eine Dichtungsgleitfläche auf. Insbesondere für Dichtlippen von Radialwellendichtringen können die Verschleißschutzhülsen wenigsten eine nach außen weisende Dichtungsgleitfläche aufweisen. In diesem Fall wird mit anderen Worten die wenigsten eine Dichtungsgleitfläche von der Mantelfläche des Hülsenabschnitts gebildet. Die Verschleißschutzhülsen können einen radial ausgerichteten, insbesondere radial nach außen ausgerichteten Flanschabschnitt aufweisen, der zur Montage der Verschleißschutzhülse dient. Mittels des Flansches kann die Verschleißschutzhülse insbesondere mit Überdeckung und insbesondere in einem kalten Zustand auf eine Welle aufgezogen werden. Ein Aufziehen kann durch Schläge, insbesondere durch Hammerschläge auf eine Schlagkappe erfolgen. Die Schlagkappe kann beispielsweise als einfaches Rohrstück ausgebildet sein, das an dem Flansch anliegt und mit dem Flansch der Verschleißschutzhülse voran auf ein Wellenende aufgetrieben wird. Durch das Schlagen auf die Schlagkappe und damit den Flansch wird ein Hülsenabschnitt der Verschleißschutzhülse, der die Gegenlauffläche bzw. die Dichtungsgleitfläche aufweist, mit dem Flansch auf die Welle gezogen.
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Je nach Einsatzbedingung und Platzverhältnis ist es wünschenswert den Flansch nach der Montage der Verschleißschutzhülse zu entfernen. Hierzu ist eine Nut als Sollbruchstelle und/oder als axiale Begrenzung der Lauffläche zwischen dem Hülsenabschnitt und dem Flansch bzw. Flanschabschnitt der Verschleißschutzhülse eingebracht.
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Zum Entfernen des Flansches nach der Montage der Verschleißschutzhülse wird bisher der Flansch mittels einer Zange oder Blechschere so vorgeschädigt, dass er bis in die umlaufende Nut einreißt. Der gesamte Flansch kann dann abtrennend entlang dieser Nut von dem Hülsenabschnitt entfernt werden. Hierbei muss mit entsprechender Sorgfalt gehandelt werden, um Beschädigungen der Dichtungslauffläche und damit potentiell verursachte Ausfälle der Radialwellendichtung zu vermeiden.
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Indem die Verschleißschutzhülse eine am Flanschabschnitt vorgesehene Anrisseinrichtung zur Erleichterung des radialen Einreißens des Flanschabschnitts bis an den Sollbruchabschnitt aufweist, kann der Flanschabschnitt von dem Hülsenabschnitt besser gelöst werden. So kann auch die Gefahr eine Beschädigung der Dichtungslauffläche reduziert werden.
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Die Anrisseinrichtung kann durch eine oder mehrere Aussparungen, Wanddickenreduzierungen und/oder Werkstoffänderungen in der Verschleißschutzhülse bzw. dem Flanschabschnitt gebildet werden. Die eine oder mehreren Aussparungen, Wanddickenreduzierungen und/oder Werkstoffänderungen können auf beiden Oberflächen des Flanschabschnitts, alternativ nur an der dem Hülsenabschnitt zugewandten Oberfläche oder nur an der gegenüberliegenden, dem Hülsenabschnitt abgewandten Oberfläche vorgesehen sein. Durch die Anrisseinrichtung wird eine bevorzugte Risslinie vorgegeben, entlang welcher der Flanschabschnitt insbesondere von einer Umfangskante des Flanschabschnitts beginnend bis hin zum Sollbruchabschnitt, der zur Erleichterung des Abtrennens des Flanschabschnitts von dem Hülsenabschnitt dient, eingerissen werden kann. Der nach dem Einreißen geöffnete Flanschring kann dann entlang des Sollbruchabschnitts von dem Hülsenabschnitt der Verschleißschutzhülse abgezogen werden. So kann mit anderen Worten der nach dem Einreißen geöffnete Flanschring von dem Hülsenabschnitt der Verschleißschutzhülse sozusagen abgeschält werden.
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Die Risslinie kann als Pfad verstanden werden, entlang dem der Flanschring aufreißen soll. Diese Risslinie bzw. dieser Pfad kann durch eine vorgegebene Form bzw. vorgegebenen Bahnverlauf das Einreißen des Flansches in eine gewünschte Richtung lenken. Im einfachsten Falle kann die Risslinie bzw. der Pfad entlang einer geraden Strecke folgen, die in radialer Richtung von der Umfangskante des Flanschabschnitts zum Sollbruchabschnitt, der zur Erleichterung des Abtrennen des Flanschabschnitts von dem Hülsenabschnitt dient, führt. Die Risslinie bzw. der Pfad kann jedoch beispielsweise auch entlang einer spiralförmigen Bahn von der Umfangskante des Flanschabschnitts zum Sollbruchabschnitt führen. Statt einer einzigen Risslinie bzw. eines einzigen Pfades können an dem Flanschabschnitt auch zwei oder mehrere Risslinien bzw. Pfade vorgesehen sein. Mehrere Risslinien bzw. Pfade können über den Umfang des Flanschabschnitts in gleichmäßigen Abständen verteilt angeordnet sein.
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Die Anrisseinrichtung kann einen wanddickenreduzierten Pfad in dem Flanschabschnitt aufweisen, der sich zwischen einer Umfangskante und dem Sollbruchabschnitt, insbesondere durchgehend von einer Umfangskante des Flanschabschnitts bis an den Sollbruchabschnitt, in radialer Richtung erstreckt. Der wanddickenreduzierte Pfad kann unterbrechungsfrei d. h. durchgehend von einer Umfangskante des Flanschabschnitts bis an den Sollbruchabschnitt laufen. Der wanddickenreduzierte Pfad kann in einer anderen Ausgestaltung sich nur über einen Teil des Laufes von Umfangskante zu Sollbruchabschnitt erstrecken. Es können auch mehrere Teilpfade aufeinanderfolgend und in einem Abstand voneinander sich zwischen Umfangskante und Sollbruchabschnitt nahtartig bzw. perforationsartig erstrecken.
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Der wanddickenreduzierte Pfad kann durch eine in den Flanschabschnitt eingebrachte Nut gebildet werden. Neben einer radial umlaufenden Nut als Sollbruchstelle kann erfindungsgemäß mindestens eine zweite Nut vorgesehen sein, die quer über den Montageflansch bis in die umlaufende Nut der Sollbruchstelle eingebracht ist. An dieser einen Nut oder an mehreren solcher Nuten, die als Quernuten ausgebildet sein können, kann der Flansch definiert eingerissen und dieser Riss weiter bis in die umlaufende Nut der Sollbruchstelle d. h. des Sollbruchabschnitts geführt werden. Die Nut bzw. die mehreren Nuten können bei der Herstellung der Verschleißschutzhülsen in den Flanschabschnitt eingebracht bzw. mit diesem zusammen gefertigt werden. Die Nut bzw. die mehreren Nuten können in gleicher Art wie der Sollbruchabschnitt ausgebildet und/oder in analoger Weise zum Sollbruchabschnitt hergestellt sein.
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Die Nut kann eine durch Prägen oder Abtragen, insbesondere durch Abtragen mittels eines Laserbearbeitungswerkzeugs erzeugte Nut sein. Mit anderen Worten wird die Verschleißschutzhülse zunächst mit einer konstanten und/oder gleichmäßigen Wandstärke des Flanschabschnitts hergestellt und anschließend der eine oder die mehreren wanddickenreduzierten Pfade bzw. die eine Nut oder die mehreren Nuten umformend oder materialabtragend in die Oberfläche des Flanschabschnitts eingebracht. Alternativ können die Nut bzw. die Nuten auch gleichzeitig mit dem Formen des Montageflanschs im Umformwerkzeug erfolgen, so dass ein separater Verfahrensschritt nicht erforderlich ist. Die Tiefe der Nuten kann in beiden Fällen über ihren Verlauf konstant oder veränderlich sein. Die Tiefe der Nut kann beispielsweise die halbe Dicke der Wandstärke des Flanschabschnitts betragen. Die Tiefe der Nut im Flanschabschnitt kann der Tiefe des Sollbruchabschnitts d. h. der umlaufenden Nut zwischen Flanschabschnitt und Hülsenabschnitt entsprechen.
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Alternativ oder ergänzend zu einem wanddickenreduzierten Pfad kann die Anrisseinrichtung eine Aussparung in dem Flanschabschnitt aufweisen. Mehrere wanddickenreduzierte Pfade und Aussparungen können sich abwechseln, insbesondere perforationsartig abwechseln. Eine einzelne Aussparung kann mit einem einzelnen wanddickenreduzierten Pfad kombiniert sein.
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Beispielsweise kann eine einzelne Aussparung an einer Umfangskante des Flanschabschnitts eingebracht sein, die sich nur über einen Teil der Flanschhöhe erstreckt. An diese Aussparung kann sich ein wanddickenreduzierter Pfad anschließen, der die Aussparung mit dem Sollbruchabschnitt verbindet.
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Alternativ kann im Bereich der Umfangskante des Flanschabschnitts ein wanddickenreduzierter Pfad eingebracht sein, der sich nur über einen Teil der Flanschhöhe erstreckt. An diesen wanddickenreduzierten Pfad kann sich eine Aussparung, insbesondere eine schlitzförmige Aussparung anschließen, die den wanddickenreduzierten Pfad im Bereich der Umfangskante mit dem Sollbruchabschnitt verbindet.
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Die Aussparung kann ein sich radial erstreckender Schlitz, insbesondere randoffener Schlitz in dem Flanschabschnitt sein. Der Schlitz kann sich in einem mittleren Bereich des Flanschabschnitts erstrecken. Der Schlitz kann sich insbesondere in einem mittleren Bereich des Flanschabschnitts bis zum Sollbruchabschnitt erstrecken. Dabei kann der Schlitz durch einen geschlossenen Wandabschnitt des Flansches von der Umfangskante des Flansches abgegrenzt sein. Der Schlitz kann sich bei einer randoffenen Ausbildung von der Umfangskante des Flansches ausgehend durchgehend d. h. ununterbrochen bis zum Sollbruchabschnitt erstrecken. Der randoffene Schlitz wird insoweit von einem umfangseitigen Einschnitt im Flansch gebildet.
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In einer Weiterbildung kann die Aussparung eine im Bereich einer Umfangskante des Flanschabschnitts eingebrachte Kerbe sein. Die Kerbe kann insbesondere eine U-förmige oder V-förmige bzw. keilförmige Aussparung sein. Das spitze Ende der keilförmigen Aussparung bildet einen Kerbgrund.
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Die Kerbe kann einen Kerbgrund aufweisen, an den sich ein bis an den Sollbruchabschnitt führender wanddickenreduzierter Pfad in dem Flanschabschnitt anschließt. Alternativ oder ergänzend kann die Kerbe einen Kerbgrund aufweisen, an den sich eine bis an den Sollbruchabschnitt führende Aussparung, insbesondere ein Schlitz in dem Flanschabschnitt anschließt. In diesen Fällen endet die Kerbe bzw. befindet sich der Kerbgrund in einem mittleren Umfangsbereich des Flansches, so dass der Kerbgrund nicht bis zum Sollbruchabschnitt reicht.
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Die Kerbe kann einen bis an den Sollbruchabschnitt heranreichenden Kerbgrund aufweisen. Dabei bildet die Kerbe insoweit einen randoffenen keilförmigen oder V-förmigen Schlitz in Form einer umfangseitigen Einschnitts im Flansch, der bis zum Sollbruchabschnitt geführt ist.
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Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführung einer Verschleißschutzhülse mit einer Anrisseinrichtung,
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2 eine Teilschnittansicht der ersten Ausführung durch die Anrisseinrichtung nach der ersten Ausführung gemäß 1,
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3 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht auf die Anrisseinrichtung nach der ersten Ausführung gemäß 1,
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4a–4c vergrößerte perspektivische Teilansichten auf variierte Ausführungen von Anrisseinrichtungen.
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Die in der 1 dargestellte Verschleißschutzhülse 1 weist einen Hülsenabschnitt 3 mit einer zylindrischen Dichtungsgleitfläche 5 auf. Der Hülsenabschnitt 3 bzw. dessen Symmetrieachse 7 erstreckt sich in einer axialen Richtung. Von dem Hülsenabschnitt 3 erstreckt sich ein Flanschabschnitt 9. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Flanschabschnitt 9 von einem Rand des Hülsenabschnitts 3 radial nach außen. Der Hülsenabschnitt 3 ist mit dem Flanschabschnitt 9 über einen Sollbruchabschnitt 11 verbunden. Der Sollbruchabschnitt 11 ist ausgebildet, ein Abtrennen des Flanschabschnitts 9 von dem Hülsenabschnitt 3 zu erleichtern. Der Sollbruchabschnitt 11 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als eine an der äußeren Mantelfläche umlaufende Ringnut 11a ausgebildet. Die Verschleißschutzhülse 1 weist ferner eine am Flanschabschnitt 9 vorgesehene Anrisseinrichtung 13 auf. Die Anrisseinrichtung 13 ist ausgebildet, ein radiales Einreißen des Flanschabschnitts 9 bis an den Sollbruchabschnitt 11 zu erleichtern.
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Die in 1 dargestellte Ausführung der Anrisseinrichtung 13 bildet einen wanddickenreduzierten Pfad 15 in dem Flanschabschnitt 9. Der Pfad 15 erstreckt sich zwischen Umfangskante 17 und Sollbruchabschnitt 11. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Anrisseinrichtung 13 bzw. der Pfad 15 durchgehend von der Umfangskante 17 des Flanschabschnitts 9 bis an den Sollbruchabschnitt 11 ausgebildet. Der Pfad 15 erstreckt sich in radialer Richtung von außen nach innen. Der Pfad 15 mündet in den Sollbruchabschnitt 11.
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In der in 1 gezeigten Variante ist die Anrisseinrichtung 13 bzw. der wanddickenreduzierte Pfad 15 durch eine in den Flanschabschnitt 9 eingebrachte Nut 19 gebildet.
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Die Nut 19 ist in 2 in einer Teilschnittansicht dargestellt. Die 2 zeigt einen Teil des Hülsenabschnitts 3 im Schnitt mit dem als Ringnut 11a ausgebildeten Sollbruchabschnitt 11. Die in den Flanschabschnitt 9 als Anrisseinrichtung 13 eingebrachte Nut 19 weist eine Tiefe T1 auf, die der Tiefe T2 des Sollbruchabschnitts 11 bzw. der Ringnut 11a in der Oberfläche 21 der Verschleißschutzhülse 1 entspricht. Die Oberfläche 21 bildet in dieser Gestaltung die Dichtungsgleitfläche 5. Die Nut 19 erstreckt sich ausgehend von der Umfangskante 17 des Flanschabschnitts 9 bis an den Sollbruchabschnitt 11 bzw. in die Ringnut 11a hinein.
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In der 3 ist die in 2 dargestellte Ausführungsform nochmals in einer vergrößerten, perspektivischen Teilansicht gezeigt.
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Die 4a zeigt eine Variante zu der Ausführungsform gemäß den 1 bis 3. Die Anrisseinrichtung 13 gemäß 4a weist eine Aussparung 23 auf. Die Aussparung 23 ist in dieser beispielhaften Variante als ein sich radial erstreckender Schlitz 25 aufgebildet. Der Schlitz 25 ist randoffen d. h. die Umfangskante 17 ist durch den Schlitz 25 unterbrochen. Der Schlitz 25 kann bis zur Ringnut 11a hin laufen. Mit anderen Worten ist der Pfad 15 bis zur Ringnut 11a als Aussparung 23 ausgebildet. Der Schlitz 25 kann aber auch nur über eine Teilstrecke, beispielsweise die halbe Strecke des Pfades 15 als Aussparung 23 ausgebildet sein und anschließend in eine Nut 19 analog der Ausgestaltung nach den 1 bis 3 übergehen.
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Die 4b zeigt eine andere Variante zu der Ausführungsform gemäß 4a. Die Anrisseinrichtung 13 gemäß 4b weist als Aussparung 23 eine im Bereich der Umfangskante 17 des Flanschabschnitts 9 eingebrachte Kerbe 27 auf. Die Kerbe 27 weist einen Kerbgrund 29 auf, an den sich ein bis an den Sollbruchabschnitt 11, bzw. die Ringnut 11a führender wanddickenreduzierter Pfad 15 und/oder eine Aussparung 23, insbesondere ein Schlitz 25 anschließt. Statt die Kerbe 27, wie in 4c dargestellt, mit ihrem Kerbgrund 29 in einem oberen oder mittleren Bereich des Flanschabschnitts 9 enden zu lassen, kann der Kerbgrund 29 bis zum Sollbruchabschnitt 11, bzw. bis zu der Ringnut 11a heruntergeführt sein.
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Die 4c zeigt eine weitere Variante zu den Ausführungsformen gemäß 4a und 4b. Die Anrisseinrichtung 13 gemäß 4c weist mehrere Aussparungen 23 auf, die perforationsartig von einander beabstandet sind. Die Aussparungen 23 müssen nicht zwingend als Langlöcher ausgebildet sein, sondern können alternative beispielsweise als Kreislöcher ausgebildet sein. Statt einer, wie in 4c dargestellten, randoffenen der Umfangskante 17 nächstliegenden Randaussparung 31 kann eine geschlossene Aussparungen 23 in der Nähe einer geschlossenen Umfangskante 17 vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verschleißschutzhülse
- 3
- Hülsenabschnitt
- 5
- Dichtungsgleitfläche
- 7
- Symmetrieachse
- 9
- Flanschabschnitt
- 11
- Sollbruchabschnitt
- 11a
- Ringnut
- 13
- Anrisseinrichtung
- 15
- Pfad
- 17
- Umfangskante
- 19
- Nut
- 21
- Oberfläche
- 23
- Aussparung
- 25
- Schlitz
- 27
- Kerbe
- 29
- Kerbgrund
- 31
- Randaussparung
