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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, die gestattet, 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 basierend auf den Konstruktionsanforderungen eingebaut. Jedoch ist der Montageflansch typischerweise nicht so ausgelegt, dass er sich gleichförmig elastisch während des Einbaus der Lagerschale verformt. 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 Lager rollen 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 ungleichförmige Ausdehnung an, die während des Presspassens 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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Aus
US 6 045 268 A ist ein Lagerflansch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
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Weiter ist aus
DE 41 15 217 A1 eine Lagerungseinheit bekannt, bei der die Steifigkeit eines Lagergehäuses durch das Vorsehen von Taschen in solchen Umfangsbereichen vermindert wird, in denen die Lagereinheit bei einem steif ausgebildeten Lagergehäuse die Hauptlast zu tragen hätte.
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Die vorliegende Anmeldung ist darauf gerichtet, einen oder mehrere der Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere ein sanftes Rollen der Wälzelemente sicherzustellen.
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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 werden 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 festem 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 Halter, wie beispielsweise Mutter, 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 Belastung 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. Verformungstaschen 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 unterworfen 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. Entsprechend 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 Montageflansch 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 Taschen 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.
