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Technisches
Gebiet
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Diese Anmeldung bezieht sich allgemein
auf einen Montageflansch zur Aufnahme einer Lagerschale. Insbesondere
bezieht sich die Anmeldung auf einen Montageflansch mit flexiblen
Taschen.
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Hintergrund
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Ein Lager ist eine Verbindung, um
zu gestatten, das verbundene Glieder sich relativ zueinander drehen.
Oft ist eines der Glieder fest und das Lager wirkt als eine Unterstützung für das sich
drehende Glied. Lager weisen Wälzelemente
auf, die viele Formen annehmen können,
die jedoch prinzipiell als Kugeln oder Rollen klassifiziert sind.
Die Rollen können genauso
eine Vielzahl von Formen annehmen, die prinzipiell gleichförmige Zylinder,
Trommeln oder Kegel sind, und zwar abhängig von der Anwendung.
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Ein einzigartiges Merkmal von Wälzelementlagern
ist, dass ihre Nutzungslebensdauer typischerweise nicht durch Abnutzung
bestimmt wird sondern vielmehr durch eine Ermüdung der Betriebsflächen aufgrund
wiederholter Spannungen, die mit der Anwendung assoziiert sind.
Es ist allgemein akzeptiert, dass ein Ermüdungsversagen von Wälzelementlagern
als eine Folge von progressiven Ausbrüchen oder Pitting (Grübchenbildung)
der Oberflächen
der Wälzelemente
und der Oberflächen
der entsprechenden Lagerbahnen auftreten. Diese Ausbrüche und/oder
das Pitting bewirken, dass die Wälzelemente
fressen, wodurch sie übermäßige Wärme, Druck und
Reibung erzeugen.
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Typischerweise wird eine Lagerschale
in einem Lagergehäuse
oder in einem Montageflansch mit einer Übergangspassung eingebaut,
und zwar basierend auf den Konstruktionsanforderungen. Jedoch ist
der Montageflansch typischerweise nicht ausgelegt, sich gleichförmig elastisch
während
des Einbaus der Lagerschale zu formen. Wenn beispielsweise eine
Lagerschale in den Flansch pressgepasst wird, verformen sich Regionen
mit einer großen
radialen Steifigkeit weniger als Regionen mit einer geringen radialen
Steifigkeit. Entsprechend wird eine nicht gleichförmige Spannung
auf die Lagerschale aufgebracht, wenn die Schale in einen Montageflansch
mit einer nicht durchgängigen
Form eingepresst wird. Als solches wird die Lagerschale verformt,
so dass sie lokale radiale Vorsprünge hat. Die Vorsprünge sind hohe
Punkte in der Schale, über
die die Wälzelemente
der Lagerrollen müssen,
was ein Ermüdungsversagen
der Schale und der Rollen bewirkt, was einen Schaden an den Lagern
zur Folge hat.
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Ein Versuch, die Nachteile anzusprechen, die
von nicht gleichförmigen
Spannungen verursacht werden, ist offenbart im US-Patent 3 692 372
von Pineo. Pineo offenbart eine außen liegende Lagerbahn, die
an einem Motorrahmen unter Verwendung einer ringförmigen Lagertragplatte
befestigt ist. Die Tragplatte weist einen axial verdickten Ansatzteil
auf, durch den eine Schmierungsöffnung
läuft.
Drei Einschnitte isolieren drei Seiten des axial verdickten Ansatzes
von dem Rest der Lagertragplatte, wodurch eine gleichförmige radiale
thermische Ausdehnung der äußeren Lagerbahn
gestattet wird.
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Jedoch spricht Pineo nicht die Ausdehnung eines
Flansches mit einer radial ungleichen Dicke an, die auftritt, wenn
ein Montageflansch Ansätze
zur Anbringung an anderen Komponenten hat. Weiterhin spricht Pineo
nicht die um gleichförmige
Ausdehnung an, die während
der Presspassung einer Lagerschale in den Montageflansch auftritt.
Schließlich
spricht Pineo nicht die Probleme an, die auftreten, wenn die aufgebrachten
lasten nicht nur axial sind sondern auch radial sind.
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Die vorliegende Anmeldung ist darauf
gerichtet, einen oder mehrere der Nachteile des Standes der Technik
zu überwinden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein Montageflansch zur Aufnahme einer
Lagerschale eines Wälzlagers
bzw. Rollenlagers wird offenbart. Der Montageflansch weist eine
Ausnehmung auf, die bemessen ist, die Lagerschale aufzunehmen. Eine
radiale Wand wird durch die Ausnehmung und einen Außenumfang
des Montageflansches definiert. Die radiale Wand weist mindestens eine
Region mit größerer radialer
Dicke auf als die radiale Dicke einer anderen Region. Die mindestens eine
Region mit radialer Dicke definiert mindestens einen Ansatz. Der
Montageflansch weist auch mindestens eine flexible Tasche in dem
mindestens einen Ansatz auf. Die flexible Tasche ist konfiguriert, um
eine im Wesentlichen gleichförmige
radiale Verformung des Montageflansches vorzusehen, wenn die Lagerschale
in die Ausnehmung eingepasst wird.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines
Montageflansches mit einer im Wesentlichen gleichförmigen elastischen
Verformung wird auch offenbart. Der Montageflansch weist einen Außenumfang
und eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Lagerschale auf. Das Verfahren
weist die Abschätzung
der radialen Steifigkeit der radialen Wand auf, die von der Ausnehmung
und von dem Außenumfang
des Montageflansches definiert wird. Die radiale Wand kann mindestens
eine Region von größerer radialer
Dicke aufweisen als die radiale Dicke einer anderen Region, wodurch
die radiale Steifigkeit beeinflusst wird. Das Verfahren weist auch
das Ausformen von mindestens einer flexiblen Tasche bzw. Entlastungstasche
in der radialen Wand des Montageflansches mit hoher radialer Steifigkeit
auf.
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Es sei bemerkt, dass sowohl die vorangegangene
allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung
nur beispielhaft und erklärend
sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die vorangegangenen und anderen Merkmale
des Montageflansches wer den aus der folgenden spezielleren Beschreibung
des Montageflansches offensichtlich, wie er in den beigefügten Zeichnungen
veranschaulicht ist.
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1 ist
eine diagrammartige Querschnittsdarstellung einer hydraulisch betätigten Pumpe
mit fester Verdrängung,
die ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel
eines Montageflansches aufweist;
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2 zeigt
eine Perspektivansicht des beispielhaften Ausführungsbeispiels des Montageflansches
der 1;
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3 ist
eine Querschnittsansicht eines weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiels
eines Montageflansches; und
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4 ist
eine perspektiveartige Draufsicht eines weiteren beispielhaften
Ausführungsbeispiels eines
Montageflansches.
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Detaillierte
Beschreibung
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Ausführungsbeispiele des Montageflansches
werden nun mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, in denen
gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente zeigen. Ebenfalls entspricht
in den Figuren die am weitesten links liegende Ziffer von jedem
Bezugszeichen der Figur, in der das Bezugszeichen das erste Mal
verwendet wird.
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Mit Bezug auf 1 ist eine Hydraulikpumpe 100 mit
fester Verdrängung
und variabler Lieferung gezeigt. Die Pumpe 100 könnte jedoch
eine andere Bauart einer Pumpe sein, die dem Fachmann bekannt ist.
Die Pumpe 100 könnte
eine Pumpe sein, die in einem hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten
Brennstoffeinspritzeinheitssystem (HEUI-System) verwendet wird.
Die Pumpe 100 weist ein Gehäuse 102 auf, welches
verschiedene Komponenten enthält.
Innerhalb des Pumpengehäuses 102 ist
eine Anordnung, die eine sich drehende Welle 104 aufweist,
die direkt mit dem Ausgang eines Motors über einen Getriebeantriebsmechanismus oder
andere Mittel gekoppelt ist, so dass die Drehgeschwindigkeit der
Welle 104 direkt proportional zur Antriebswelle des Motors
ist. Eine Taumelplatte 106 mit fe stem Winkel ist an der
Welle 104 angebracht. Die Drehung der Taumelplatte 106 verursacht,
dass sich eine Vielzahl von parallel angeordneten Kolben 108 von
links nach rechts hin und her bewegt. In diesem Beispiel weist die
Pumpe 100 Kolben 108 auf, die andauernd zu der
Taumelplatte 106 durch einzelne Rückstellfedern 110 gedrückt werden.
Ein Ende von jedem Kolben 108 wird in Kontakt mit der Taumelplatte 106 in
herkömmlicher
Weise gehalten. Weil die Taumelplatte 106 einen festen
Winkel hat, bewegen sich die Kolben 108 über eine
festgelegte Distanz einer Hin- und Herbewegung mit jeder Drehung der
Welle 104. Somit kann die Pumpe 100 als eine Pumpe
mit fester Verdrängung
angesehen werden. Jedoch bestimmt ein Steuerventil, ob das verdrängte Strömungsmittel
zu einem Hochdruck-Gebiet über ein
Rückschlagventil 112 gedrückt wird,
oder in ein Niederdruck-Gebiet 114 über einen Überlaufanschluss 115 geleitet
wird.
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Ein Montageflansch 116,
der eine Lagerschale 118 enthält, ist an dem Gehäuse 102 durch (nicht
gezeigte) Verbindungsbolzen bzw. Verbindungsschrauben angebracht,
die sich durch das Gehäuse 102 von
einem Montageflansch 116 erstrecken. Andere Befestigungsschemata
können
verwendet werden, einschließlich
beispielsweise eines Flansches, mit Gewinde versehenen Haltern,
wie beispielsweise Muttern, usw.. Die Lagerschale 118 ist die äußere Bahn
eines Kegelrollenlagers mit Rollen 122 und einer inneren
Bahn 124. Die innere Bahn 124 ist an der Welle 104 befestigt.
Andere Arten von Lagern können
verwendet werden, wie beispielsweise Zylinderrollenlager, Kugellager
und Rollenlager.
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2 zeigt
den Montageflansch 116 der 1 getrennt
vom Pumpengehäuse 102.
Der Montageflansch 116 weist eine ebene Stirnseite 202 auf, um
mit dem Pumpengehäuse 102 zusammen
zu passen. Eine Flachdichtung oder ein O-Ring können zwischen der ebenen Stirnseite 202 und
dem Pumpengehäuse 102 angeordnet
werden, um eine Strömungsmittelleckage
aus dem Montageflansch 116 zu eliminieren, und Verunreinigungen
davon abzuhalten, in den Montageflansch 116 einzutreten.
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Ein äußerer Umfang 204 erstreckt
sich um den Montageflansch 116 herum, wobei er die Außenwand
des Montageflansches bildet. Der Montageflansch 116 weist
eine Ausnehmung 206 auf, um eine Lagerschale aufzunehmen,
wie beispielsweise eine äußere Bahn
eines Rollenlagers. Weil die Ausnehmung 206 konfiguriert
ist, ein Rollenlager aufzunehmen, kann die Ausnehmung 206 eine
runde Konfiguration haben. Die Ausnehmung 206 weist eine Grundfläche 208 auf,
die einen Unterteil der Ausnehmung 206 bildet. Die Grundfläche 208 weist
typischerweise eine Bohrung 210 auf, die sich dort hindurch
erstreckt, die im Wesentlichen konzentrisch mit der Ausnehmung 206 ausgeformt
ist. Die Bohrung 210 gestattet, dass eine Welle, wie beispielsweise die
Welle 104 der 1,
sich durch den Montageflansch 116 erstreckt. Wie es jedoch
dem Fachmann offensichtlich sein würde, muss der Montageflansch 116 nicht
die Grundfläche 208 haben,
sondern die Ausnehmung 206 könnte ein Durchgangsloch sein, welches
gestattet, dass ein Lager und eine Welle am Platz festgelegt werden
könnten.
Bei einer solchen Konfiguration könnte das Lager am Platz durch
eine Reibpassung, durch eine Passfeder, durch einen Steg in der
Ausnehmung 206 oder durch andere Mittel gehalten werden,
wie es dem Fachmann offensichtlich sein würde. Zusätzlich kann eine Kombination
von zwei oder mehr Lagerausnehmungen in einer Konfiguration aus
einstellbarem Gehäuse
und Flansch für
andere Anwendungen in Betracht gezogen werden.
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Die Ausnehmung 206 weist
eine innere Wand 212 auf, die sich umlaufend um die Ausnehmung 206 erstreckt
und diese definiert. Die Distanz zwischen der inneren Wand 212 und
dem äußeren Umfang 204 definiert
eine Wanddicke, die als eine radiale Dicke gemessen wurde. Es ist
in 2 zu sehen, dass
die Wanddicke von der Lage der Messung abhängig variieren kann.
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Der Montageflansch 116 weist
Ansätze 214 auf,
die eine Wanddicke haben, die größer ist,
als die Wanddicke an anderen Bereichen. Die Veränderung der radialen Wanddicke
kann eine ungleichförmige radiale
Verformung der inneren Wand 212 zur Folge haben, wenn radiale
Kräfte
an der inneren Wand 212 aufgebracht werden, wie beispielsweise
wenn eine Lagerschale in die Ausnehmung 206 pressgepasst wird,
wie unten beschrieben.
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Die Ansätze 214 weisen jeweils
Montagelöcher 216 auf,
die sich durch den Montageflansch 116 erstrecken. Die Montagelöcher 216 können glattgebohrte
oder mit Gewinde versehene Löcher
sein, die konfiguriert sind, um einen Befestigungsbolzen bzw. eine
Befestigungschraube aufzunehmen, um den Montageflansch 116 beispielsweise
an einem Motor anzuschrauben. Jedoch müssen die Ansätze 214 keine
Montagelöcher
haben. Die Ansätze 214 bilden Bereiche
mit gesteigertem Widerstand gegen eine radiale Verformung, wenn
eine Last radial auf die innere Wand 212 der Ausnehmung 206 aufgebracht wird.
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Der Montageflansch 116 kann
vier mit Gewinde versehene Schraubenlöcher 218 aufweisen, die
ein Quadrat oder ein Rechteck um die Ausnehmung 206 bilden.
Die Schraubenlöcher 218 sind
konfiguriert, um Befestigungschrauben aufzunehmen, die sich durch
das Pumpengehäuse
erstrecken, um den Montageflansch 116 an dem Pumpengehäuse 202 anzubringen.
Ein Bediener kann die ebene Stirnseite 202 des Montageflansches 116 gegen
die damit zusammenfassende Stirnseite des Pumpengehäuses 102 ziehen,
in dem er die Befestigungsschrauben festzieht, wobei sicher die
ebene Stirnseite 204 mit einer Flachdichtung oder einer
Dichtung abgedichtet wird. Entsprechend kann die Möglichkeit
einer Leckage reduziert werden. Ein Strömungsmitteldurchlassloch 220 kann
konfiguriert sein, um mit einem Strömungsmitteldurchlass in dem
Pumpengehäuse 102 ausgerichtet
zu sein, um zu ermöglichen, das
Strömungsmittel
ordnungsgemäß durch
den Montageflansch 116 fließt, wie benötigt. Wie es jedoch dem Fachmann
offensichtlich wäre,
müssen
die Schraubenlöcher 218 und
das Strömungsmitteldurchlassloch 220 nicht
in dem Montageflansch 116 vorgesehen sein, und zwar abhängig von
der Anwendung. Weiterhin können
zusätzliche
Löcher
oder Durchlässe
in dem Montageflansch vorgesehen werden, falls nötig.
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Eine Spannung oder eine radiale Verformung
kann auftreten, wenn eine radiale Belastung auf der inneren Wand 212 aufgebracht
wird. Die radiale Be lastung könnte
die Spannung sein, die beispielsweise als eine Folge der thermischen
Ausdehnung aufgebracht wird, wenn die Lagerschale und der Flansch
aus unterschiedlichen Materialien geformt sind, oder wenn eine Lagerschale
in die Ausnehmung 206 pressgepasst wird. Eine Presspassung,
wie sie hier bezeichnet wird, soll irgendeine Übergangspassung mit einschließen. Das
Niveau der Spannung oder Verformung wird durch die Enge der Passung
bestimmt. Beispielsweise würde
eine enge Übergangspassung
beträchtlich
die Spannung steigern, während
eine lockere Übergangspassung nur
geringfügig
die Spannung steigern würde.
Die Passung wird basierend auf Überlegungen
bei der Anwendung bestimmt und kann leicht unter Verwendung von
bekannten Verfahren abgeleitet bzw. festgelegt werden, wie der Fachmann
erkennen würde.
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Weil die Wanddicke des Montageflansches 116 variiert,
variiert auch die Spannung. Typischerweise haben Regionen mit einer
vergrößerten radialen
Wanddicke, wie beispielsweise die Ansätze 214, eine niedrigere
Spannung als Regionen mit einer geringeren Wanddicke. Wenn eine
Lagerschale in einen Montageflansch pressgepasst wird, setzt die
Lagerschale den Montageflansch unter Spannung. Genauso bringt, wenn
die Lagerschale eine radiale Belastung auf die inneren Wand 212 aufbringt,
die inneren Wand 212 eine nach innen gerichtete radiale
Belastung auf die Lagerschale auf. Typischerweise bringen die Regionen
des Montageflansches 116 mit einer geringeren Spannung
eine größere Spannung auf
die Lagerschale auf, wie es dem Fachmann offensichtlich sein wird.
Entsprechend ist die Region der Lagerschale, die den Ansätzen 214 benachbart ist,
mehr unter Spannung, als die Region der Lagerschale benachbart zu
den Bereichen des Montageflansches 116 mit der geringeren
Wanddicke.
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Um eine gleichförmige Spannung auf den Montageflansch
und auf die Lagerschale aufzubringen, können flexible Taschen bzw.
Vertormungstaschen 222 in dem Montageflansch 116 in
den Regionen geformt werden, die am meisten Widerstand gegen Spannung
bieten. Obwohl zwei flexible Taschen gezeigt sind, die an dem Montageflansch 116 ausgeformt
sind, wird der Fachmann erkennen, dass eine geringere oder größere Anzahl
von flexiblen Taschen verwendet werden kann, und zwar abhängig von
der Konstruktion.
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Die flexiblen Taschen 222 haben
eine innere Taschenwand 224 und eine äußere Taschenwand 226.
Die innere Taschenwand 224 kann konzentrisch mit dem Umfang
der Ausnehmung 206 sein. Die äußere Wand kann irgendeine geeignete
Form haben, die eine Spannungsentlastung vorsieht. Die flexible Tasche 222 gestattet,
dass die innere Wand 212 sich gleichförmig ausdehnt, wenn eine Lagerschale
in die Ausnehmung 206 pressgepasst wird. Entsprechend ist
die Lagerschale einer gleichförmigen
Spannung untennrorfen und kann ihre Konzentrizität beibehalten. Als solches
kann die Rollenlebensdauer und die Lebensdauer der Lagerschale beträchtlich
verlängert werden.
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Die innere Taschenwand 224 und
die äußere Taschenwand 226 können parallel
zur inneren Wand 212 sein und können die gleiche Tiefe wie
die Ausnehmung 206 haben. Wenn entsprechend die Ausnehmung 206 ein
Durchgangsloch ist, können
die flexiblen Taschen 222 ebenfalls Durchgangslöcher sein.
Jedoch müssen
die flexiblen Taschen 222 nicht die gleiche Tiefe wie die
Ausnehmung 206 haben, sondern können viel weniger tief oder
viel tiefer sein, wie es dem Fachmann offensichtlich sein würde. Weiterhin
können
die innere Taschenwand 224 und/oder die äußere Taschenwand 226 verjüngt oder geneigt
sein, solange die flexiblen Taschen 222 eine gleiche radiale
Verformung unter Belastung bieten.
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Die flexiblen Taschen 222 können nicht
in den Ansätzen 214 zentriert
sein. Dies kommt wegen der Nähe
der flexiblen Taschen 222 zu den Schraubenlöchern bzw.
Bolzenlöchern 218.
Obwohl die Schraubenlöcher
weit genug entfernt von der Ausnehmung 206 konstruiert
bzw. angeordnet werden können,
so dass sie einen zu vernachlässigenden
Effekt auf die Spannung haben, könnte
die Spannung, wenn sie mit einer flexiblen Tasche kombiniert wird bzw.
durch diese verstärkt
wird, übermäßig groß werden,
was eine übermäßige Verformung
in der Richtung der Ansätze
gestattet. Entspre chend können
die flexiblen Taschen 222 außerhalb der Mitte ausgeformt
werden, um eine gleichmäßige Spannungsentlastung
zu bieten.
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Der Montageflansch 116 kann
auch Entlastungsnuten 228 aufweisen, die in der inneren
Wand 212 ausgeformt sind. Die Entlastungsnuten 228 können eine
umlaufende Spannungsentlastung für
den Montageflansch 116 vorsehen, wenn eine Lagerschale
in die Ausnehmung des Montageflansches gepresst wird. Die Entlastungsnuten 228 können parallel
zu der Achse der kreisförmigen
Ausnehmung geformt werden und sich entlang der Länge der inneren Wand 212 erstrecken.
Die Entlastungsnuten 228 können entweder gegossen werden
oder maschinell spanend bearbeitet werden und als Strömungsmittelpfad
dienen.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Anordnung 300 aus Schale
und Flansch. Die Anordnung 300 aus Schale und Flansch weist
einen Montageflansch 302 und eine Lagerschale 304 auf.
Der Montageflansch 302 kann der Flansch sein, der mit Bezugnahme
auf 2 beschrieben wird.
In diesem Ausführungsbeispiel
hat die Lagerschale 304 eine verjüngte innere Wand 306.
Die verjüngte
innere Wand 306 ist die innere Lagerbahn, gegen die die Rollenlager
rollen. Eine verjüngte
innere Wand kann verwendet werden, um axiale Wellenbelastungen zu tragen.
Obwohl die innere Wand 306 als verjüngt gezeigt ist, könnte sie
auch zylindrisch sein, wobei sie den gleichen Innendurchmesser an
beiden Enden der inneren Wand 306 hat.
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In dem Ausführungsbeispiel der 3 ist die Lagerschale 304 direkt
gegen eine Grundfläche 308 des
Montageflansches 302 gepasst. Wenn er in einer Pumpe mit
fester Verdrängung
verwendet wird, wie sie in 1 gezeigt
ist, werden sowohl radiale Belastungen als auch axiale Belastungen
auf den Montageflansch 302 aufgebracht. Die Grundfläche 308 kann
die Chance der Verschiebung der Lagerschale 304 während der
Anwendung verringern oder eliminieren, und zwar abhängig von
dem Einflusswert bzw. Übermaßwert und
dem Flanschmaterial. Der Montageflansch 302 kann eine Entlastungsnut
oder einen Einstich 310 für Spannungen und Dehnungen aufweisen,
die sich in Umfangsrichtung entlang des Schnittes der Grundfläche 308 und
der inneren Wand 311 des Montageflansches 302 erstreckt.
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Die Lagerschale kann eine Fase 312 haben, die
ausgeformt ist, um bei der Zentrierung der Lagerschale 304 auf
den Montageflansch 302 zu helfen, und um eine Führungskante
beim gleitenden Einführen
der Lagerschale in den Montageflansch vorzusehen. Die Phase kann
auch eine Rundung oder ein Kantenbruch sein. Ein Ansatz 314 erstreckt
sich von dem Montageflansch 302. Eine flexible Tasche 316 ist
so gezeigt, dass sie in dem Ansatz 314 ausgeformt ist,
um eine gleichförmige
elastische Verformung für
die Lagerschale 304 vorzusehen, da die Lagerschale 304 in
den Montageflansch 302 pressgepasst ist. Wenn der Montageflansch
eine Basisfläche 308 aufweist,
kann die flexible Tasche 316 sich ungefähr auf die Tiefe der Grundfläche 308 erstrecken.
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In 3 erstreckt
sich die Lagerschale 304 über eine ebene Stirnseite 318 des
Montageflansches 302. Entsprechend kann die Lagerschale 304 verwendet
werden, um den Montageflansch 302 und die Lagerschale 304 mit
einer damit zusammen passenden Struktur auszurichten, wie beispielsweise
mit dem Pumpengehäuse.
Wie es jedoch einem Fachmann offensichtlich sein würde, muss
sich die Lagerschale nicht über
die ebene Stirnseite 318 heraus erstrecken sondern kann
bündig
mit der ebenen Stirnseite 318 oder darunter sein.
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4 ist
eine Ansicht einer alternativen Anordnung 400 aus Schale
und Flansch mit einer flexiblen Tasche. In 4 nimmt der Flansch 402 eine
Lagerschale 404 auf. In einem Ansatz 406 des Montageflansches 402 ist
eine flexible Tasche 408 ausgeformt. In dem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
der 4 ist die flexible
Tasche 408 nicht von gleichförmiger Form. Die flexible Tasche 408 kann
eine innere Wand 410 aufweisen, die im Wesentlichen konzentrisch
mit der Lagerschale 404 ist, und eine äußere Wand 412, die
im Wesentlichen konzentrisch mit der Lagerschale 404 entlang
nur eines Teils der äußeren Wand
ist. Ein Schraubenloch 414 kann auch in dem Ansatz 406 geformt
sein. Wenn es in Verbindung mit der flexiblen Tasche 408 gesehen
wird, kann das Bolzenloch 414 ein Element einer Dehnungsentlastung vorsehen.
Alternativ kann das Bolzenloch 414 eine Tiefe, eine Größe und einer
Anordnung haben, die nicht irgendeine Dehnungsentlastung vorsieht.
Wenn weiterhin das Bolzenloch 414 außerhalb der Mitte in dem Ansatz 406 geformt
wird, kann die flexible Tasche 408 irgendeine nicht durchgängige Spannungsentlastung
kompensieren, die in dem Montageflansch 402 vorgesehen
wird, und zwar durch das Bolzenloch 414. Die flexible Tasche 408 kann
egal welche Form, Lage oder Konfigurationen haben, die erforderlich
ist, um eine gleichförmige
Spannungsentlastung vorzusehen. Der Ansatz 406 kann auch ein
Montageloch 416 aufweisen, welches verwendet wird, um den
Montageflansch an anderen Komponenten anzubringen.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die Größe und Form einer flexiblen
Tasche, die benötigt
wird, um eine gleichförmige
elastische radiale Verformung vorzusehen, kann basierend auf einer
Anzahl von Faktoren bestimmt werden. Ein Faktor ist das Material
des Montageflansches. Beispielsweise kann ein Montageflansch aus
Gusseisen eine andere Verformung haben als ein Montageflansch aus
rostfreiem Stahl. Weil jedes Material unterschiedliche Eigenschaften
hat, wird das Material basierend auf der Anwendung bestimmt.
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Sobald das Material ausgewählt wurde,
wird die Montageflanschgeometrie basierend auf den Konstruktionsanforderungen
bestimmt. Beispielsweise kann der Montageflansch ausgelegt werden,
so dass er zu einer existierenden Struktur passt. Entsprechend kann
der Montageflansch Montagelöcher und/oder
Bolzenlöcher
an speziellen Stellen haben, und kann eine damit zusammen passende
Oberfläche
haben, die konfiguriert ist, so dass sie zu einer anderen Komponente
und/oder einer anderen Dichtung passt. Ebenfalls kann abhängig davon,
ob der Montageflansch axialen und radialen Belastungen oder nur
radialen Belastungen unterworfen wird, der Monta geflansch eine Grundfläche haben,
die in einer Ausnehmung ausgeformt ist. Die bestimmte Geometrie
wird dann für
eine übermäßige lokale
radiale Steifigkeit bewertet, und Entlastungsnuten für Spannungen
und Dehnungen können
in dem Montageflansch zur strukturellen Integrität ausgeformt werden.
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Basierend auf der Steifigkeitsbewertung
können
flexible Taschen dann in notwendigen Form und Größen hinzugefügt werden,
um eine gleichmäßige Dehnungsentlastung
vorzusehen. Die Form und die Größe der flexiblen
Taschen können
beispielsweise unter Verwendung einer Finite-Elemente-Analyse bestimmt
werden, um den Einfluss der flexiblen Taschen auf die Spannung und
die Dehnung des Montageflansches zu bestimmen. Die flexiblen Taschen können auch
eine ordnungsgemäße Tiefe
haben, so dass sie effektiv eine gleichförmige Verformung ergeben. In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
haben die flexiblen Taschen ungefähr die gleiche Tiefe wie die
Ausnehmung.
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Eine Lagerschale kann in den Montageflansch
unter Verwendung von bekannten Verfahren eingepasst werden. Die
strukturelle Analyse kann dann bezüglich der pressgepassten Lagerschale ausgeführt werden,
um zu überprüfen, ob
die Schale nicht irgendwelche ungleichförmigen Verformungen zeigt.
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Die Modellierung und die Bestimmung
von übermäßig steifen
Gebieten und die Zugabe von flexiblen Ausschnitten bzw. Ausschnitten
für größere Flexibilität können unter
Verwendung von üblichen Computermodellierungsprogrammen
ausgeführt werden,
die eine Finite-Elemente-Analyse ausführen können, wie beispielsweise PRO-ENGINEER
und IDEAS. Bei der Anwendung kann ein Montageflansch unter Verwendung
von bekannten Prozessen hergestellt werden, wie beispielsweise durch
Gießen oder
durch maschinelle spanende Bearbeitung.
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Flexible Taschen, die in einem Montageflansch
ausgeformt sind, verringern die Variation der radialen Steifigkeit
in dem Montageflansch. Flexible Ta schen können in dem Flansch an den
besonders steifen Gebieten eingeformt werden, um die radiale Steifigkeit
auf einen gleichförmigen
Wert abzusenken. Wenn entsprechend eine Lagerschale in einen Montageflansch
gepresst wird, kann der Montageflansch sich gleichförmig elastisch
mit der Lagerschale verformen, so dass die Lagerschale ihre ursprüngliche
präzise
Form beibehält.
Als solches rollen die Rollenelemente und die Lagerschale sanft
aneinander. Ein solcher Montageflansch kann bei irgendeinem System
verwendet werden, welches einen Lagermontageflansch zum Halten eines
Lagers um eine sich drehende Welle erfordert.
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Flexible Taschen können auch
einen zusätzlichen
Vorteil eines verringerten Gewichtes einer Komponente und einer
verbesserten Gießbarkeit
der gegossenen/modellierten Strukturen aufgrund der Eigenschaften
des Füllens,
der Abkühlung
und der Befestigung ergeben. Indem man Materialien ausschneidet,
die nachteilig die Dehnung des Montageflansches beeinflussen, kann
das Gewicht des Montageflansches verringert werden, was insbesondere bei
großen
Komponenten wichtig sein kann.
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Der Montageflansch könnte mit
einer Lagerschale für
irgendein Lager verwendet werden. Das Lager kann einen Anti-Reibungs-Lager
sein und kann irgendeine Art von Wälzkörper aufweisen, wie beispielsweise
Kugeln, Kegel, Zylinder, Trommeln oder Rollen. Die flexiblen Taschen
könnten
in irgendeinem Montageflansch verwendet werden, wo eine gleichförmige Dehnung
wichtig ist.
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Andere Ausführungsbeispiele des Montageflansches
werden dem Fachmann aus der Betrachtung der Beschreibung und der
hier offenbarten praktischen Ausführung offensichtlich werden,
einschließlich
Kombinationen von Taschen und der Veränderung der Form der äußeren seitlichen
Oberflächen.
Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur
als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang der Beschreibung
durch die folgenden Ansprüche
angezeigt wird.