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QUERVERWEIS ZU ZUGEHÖRIGEN ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Nutzung der Priorität der vorläufigen US Patentanmeldung Nr. 61/042,364, eingereicht am 4. April 2008, und der vorläufigen US Patentanmeldung Nr. 61/051,730, eingereicht am 9. Mai 2008, die hierin durch Inbezugnahme vollständig eingebunden sind.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verbindungsanordnungen. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindungs- oder Flanschanordnung mit verbesserter Wartbarkeit.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Verbindungs- und Flanschanordnungen werden in vielen unterschiedlichen technologischen Gebieten verwendet und leiden unter verschiedenen Nachteilen und Problemen. Beispielsweise werden bei Auspuffflanschen, die in der Automobilindustrie verwendet werden, Kosten zunehmend ein kritischer Faktor in der Herstellung von Autoteilen und viele Firmen versuchen, ihre Kosten durch Verringerung ihrer Arbeits- oder Materialausgaben zu reduzieren. Ein weiteres Problem, dem Hersteller ausgesetzt sind, besteht darin, dass ihre Auspuffsysteme Emissionsstandards über eine vorgegebene Zeitdauer erfüllen müssen. Deshalb müssen einzelne Teile in Auspuffsystemen, wie etwa Auspuffflansche, während einer Gewährleistungsdauer vollständig funktionsfähig sein, was eine sehr schwierige Aufgabe darstellen kann.
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Ein weiteres Problem, dem Hersteller von Auspuffflanschen ausgesetzt sind, besteht in der Beschädigung infolge Korrosion. Derzeit werden Auspuffflansche vollständig unter Verwendung von Standard-Kohlenstoffstahl oder Edelstahl hergestellt, aber diese beiden Materialien weisen inhärente Nachteile auf. Edelstahl-Auspuffflansche weisen eine adäquate Korrosionswiderstandsfähigkeit auf, sind jedoch teuer in der Herstellung und daher sind die Kosten eines Ersetzens von Edelstahl-Auspuffflanschen verhältnismäßig hoch. Andererseits sind Kohlenstoffstahl-Auspuffflansche kosteneffizient, korrodieren jedoch üblicherweise schnell und sind deshalb während der Gewährleistungsdauer schwer zu warten.
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Es ist daher wünschenswert, eine neue Verbindungsanordnung zu schaffen, die wenigstens einen der Nachteile der bekannten Verbindungsanordnungen überwindet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, wenigstens einen Nachteil der bisherigen Verbindungs- oder Flanschanordnungen zu überwinden oder zu mindern.
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Gemäß einem breiten Aspekt wird eine Flanschanordnung geschaffen, die umfasst: einen ersten Flanschabschnitt mit einem Anschluss zum Aufnehmen eines ersten Endes eines Rohrs; einen zweiten Flanschabschnitt mit einem Anschluss zum Aufnehmen eines zweiten Rohrs; einen Satz Verbinder, die sich durch die ersten und zweiten Flanschabschnitte hindurch erstrecken; und einen Satz von Verbindungsabschnitten, die mit einem des ersten oder zweiten Flanschabschnittes zusammenwirken zum Aufnehmen des Satzes von Verbindern, um die ersten und zweiten Flanschabschnitte aneinander zu sichern.
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Gemäß einem zweiten breiten Aspekt wird eine Verbindungsanordnung geschaffen, die umfasst: ein erstes Teil; ein zweites Teil; einen Satz von Verbindern; und einen Satz von Befestigungsabschnitten, die mit einem des ersten oder zweiten Teils zum Aufnehmen des Satzes Verbinder zusammenwirken, um die ersten und zweiten Flanschabschnitte aneinander zu sichern.
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Gemäß einem noch weiteren breiten Aspekt wird ein Verbindungsabschnitt zur Verwendung mit einer Anordnung, die wenigstens einen Flanschabschnitt aufweist, geschaffen, wobei der Befestigungsabschnitt umfasst: einen Anschlagabschnitt; und einen Eingriffsabschnitt, der mit dem Anschlagabschnitt verbunden ist, zum Zusammenwirken mit dem wenigstens einen Flanschabschnitt und zum Aufnehmen eines Verbinders zum Sichern der Anordnung; wobei der Befestigungsabschnitt einfach aus dem wenigsten einen Flanschabschnitt bei Bedarf herausschlagbar ist.
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Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten beim Studium der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenschau mit den beigefügten Figuren ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, worin:
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1a eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Flanschanorndung ist;
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1b eine axonometrische Projektion einer Ausführungsform eines Befestigungsabschnitts ist;
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1c eine axonometrische Projektion einer weiteren Ausführungsform eines Befestigungsabschnitts mit Rillen ist;
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1d eine axonometrische Projektion einer Ausführungsform eines Befestigungsabschnitts ist, in der der Befestigungsabschnitt einen exzentrischen Abschnitt zum Verhindern einer Drehung des Befestigungsabschnitts aufweist;
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1e ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Befestigungsabschnitts ist, in der der Eingriffsabschnitt sich nicht in einen Flanschkörper hinein erstreckt;
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2a ein Querschnitt einer Ausführungsform einer Flanschanordnung ist, in der der Satz von Befestigungsabschnitten und der Satz von Löchern entsprechend verjüngte Oberflächen aufweisen;
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2b ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Flanschanorndung ist, in der die Befestigungsabschnitte sich durch den ersten Flanschkörper und in den zweiten Flanschkörper hinein erstrecken;
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3a–3d Ausführungsformen zeigen, in denen ein oder mehrere Einkerbungen vorgesehen sind, um einen Befestigungsabschnitt vom ersten Flanschkörper wegzudrücken;
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4 ein Querschnitt einer Ausführungsform einer Flanschanordnung ist, die ferner eine korrosionswiderständige Abschirmung aufweist;
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5a eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Flanschanordnung ist, in der der erste Abschnitt einen Vorsprung zum Eingriff in einen zurückgesetzten Abschnitt im zweiten Abschnitt aufweist;
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5b eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Flanschanordnung ist, in der der erste Abschnitt einen Vorsprung mit einer vergrößerten Störrippe zum Eingreifen in einen zurückgesetzten Abschnitt des zweiten Abschnitts aufweist;
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5c eine Ansicht der in 5b dargestellten Ausführungsform entlang der Linie 5c ist;
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5d eine axonometrische Projektion eines Befestigungsabschnitts mit einem verjüngtem Eingriffsabschnitt ist;
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6 eine Reihe schematischer Diagramme ist, die ein Verfahren zur Vor-Anordnung von Flachdichtungen zeigt;
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7a–7d eine Reihe von Diagrammen ist, die eine Flanschanordnung mit einer Abschirmung zeigen, die mit einer schrägen Kante des zweiten Flanschabschnitts in Eingriff steht; und
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8 eine perspektivische Ansicht eines Befestigungsabschnitts mit einer teilweisen Abschirmung ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Allgemeinen schafft die vorliegende Erfindung eine Verbindungs- oder Flanschanordnung mit einem Befestigungsabschnitt, der eine verbesserte Wartbarkeit und in einigen Ausführungsbeispielen eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit aufweist.
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Es versteht sich, dass die beschriebene Flanschanordnung in einer beliebigen Umgebung verwendet werden kann, in der Flanschanordnungen erforderlich sind, wie etwa in der petrochemischen Industrie, der Wasserbearbeitungsindustrie und insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie für Abgasflansche. Bei der Verwendung in einem Kraftfahrzeug können die Flanschordnung und der Befestigungsabschnitt sowie ähnliche Ausführungsformen bei einer beliebigen Flanschverbindung verwendet werden, bei der eine verbesserte Wartbarkeit vorteilhaft wäre.
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Unter Bezugnahme auf 1a wird eine perspektivische Ansicht eine Ausführungsform einer Flanschanordnung 10 dargestellt. Die Flanschanordnung 10 oder der Abgasflansch umfassen einen ersten Abschnitt 12, einen zweiten Abschnitt 22, einen Satz von Befestigungsabschnitten, oder Auswerfern, 18 und einen Satz Verbinder, wie etwa Bolzen, 26. Der erste Abschnitt 12 weist einen ersten, oder einen ersten Abschnitt, Flanschkörper 14 auf, der einen Anschluss zum Verbinden mit einem ersten Rohr 16 schafft, das beispielsweise sich in Richtung auf einen Antrieb (nicht dargestellt) erstrecken kann. Der erste Flanschkörper 14 weist ferner einen Satz Löcher 15 für einen Eingriff mit dem Satz von Befestigungsabschnitten 18 auf.
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Der zweite Abschnitt 20 weist einen zweiten, oder einen zweiten Abschnitt, Flanschkörper 22 auf, der einen Anschluss zum Verbinden mit einem zweiten Rohr 24 schafft. Der zweite Flanschkörper 22 umfasst einen Satz von Löchern 25, die mit dem Satz von Löchern 15 sowie Befestigungsabschnitten 18 korrespondieren. Wenn der erste Abschnitt 12 und der zweite Abschnitt 22 gepaart werden, wird der Satz von Verbindern 26 durch die Sätze von Löchern 25 und 15 gesteckt und gelangt in Eingriff mit den entsprechenden des Satzes von Befestigungsabschnitten 18. Auch wenn dies in 1 nicht dargestellt ist, kann eine Flachdichtung zwischen den ersten 12 und den zweiten 20 Abschnitten eingelegt werden, um zwischen den beiden Oberflächen eine dichtere Abdichtung zu schaffen, wie dies nachstehend mit Bezug auf 2, 5, 7a und 7b beschrieben ist. Es versteht sich, dass in einer alternativen Ausführungsform die Befestigungsabschnitte 18 mit dem zweiten Flanschkörper 22 in Eingriff bringbar sind, während sich die Verbinder vom ersten Abschnitt 12 erstrecken.
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Wie in 1b, die eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Befestigungsabschnitts ist, dargestellt, weist der Befestigungsabschnitt 18 einen Eingriffsabschnitt 9, der in ein entsprechendes Loch, oder einen zurückgesetzten Abschnitt, 15 in den ersten Flanschkörper 14 eingreift, einen anliegenden, oder einen Anschlag-, Abschnitt 8, der am ersten Flanschkörper 14 anliegt, und eine Bohrung 7 auf, die mit einem entsprechenden Verbinder 26 in Eingriff ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Eingriffsabschnitt 9 axial mit dem Anschlagabschnitt 8 verbunden. In einer Ausführungsform erstreckt sich die Bohrung 7 nicht vollständig durch den Anschlagabschnitt, was den eingesetzten Verbinder 26 vor Schmutz schützt, und die Befestigungsabschnitte 18 können am ersten Flanschkörper 14 gesichert sein, so dass sie während des Transports des ersten Abschnitts 12 sich nicht lösen. Ein flacher Abschnitt des Eingriffsabschnitts 9 beschränkt oder verhindert, dass der Befestigungsabschnitt 18 sich dreht, oder verringert das Ausmaß der Drehung, innerhalb des Lochs 15. Ferner kann der Befestigungsabschnitt 18 derart am ersten Flanschkörper 14 gesichert sein, dass dann, wenn der zweite Abschnitt 20 vom ersten Abschnitt 12 gelöst werden soll, die Befestigungsabschnitte 18 einfach aus dem ersten Flanschkörper 14 herausgeschlagen oder herausgedrückt werden können. Ein Entfernen der Befestigungsabschnitte 18 ermöglicht es, dass neue Komponenten, wie etwa ein neuer zweiter Abschnitt 20, bei Bedarf verhältnismäßig einfach installiert werden können. Es versteht sich, dass es erforderlich ist, neue Befestigungsabschnitte 18 im ersten Flanschkörper 14 anzuordnen, bevor der neue zweite Abschnitt 20 installiert wird. In einer alternativen Ausführungsform erstreckt sich die Bohrung 7 vollständig durch sowohl den Eingriffsabschnitt 9 als auch den Anschlagabschnitt 8, wie es in 2b dargestellt ist.
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In einer weiteren Ausführungsform, die in 1c dargestellt ist, kann der Befestigungsabschnitt 18 am ersten Flanschkörper 14 durch Vorsehen von Rillen 19 oder einer Rändelung an dem Eingriffsabschnitt jedes des Satzes von Befestigungsabschnitten 18 gesichert sein.
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In einer noch weiteren Ausführungsform zeigt 1d einen Befestigungsabschnitt 18, in dem der Eingriffsabschnitt 9 einen konzentrischen Abschnitt 6, der relativ zur Bohrung 7 konzentrisch ist, sowie einen exzentrischen Abschnitt 4 aufweist, der relativ zu der Bohrung 7 exzentrisch ist. Der Befestigungsabschnitt 18 ist zum Zusammenwirken mit dem ersten Flanschkörper vorgesehen, der entsprechend geformt ist, um den Eingriffsabschnitt 9 aufzunehmen. Der exzentrische Abschnitt 6 verhindert eine Drehung an dem Befestigungsabschnitt 18 um die Achse des Lochs 7.
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In einer weiteren Ausführungsform zeigt 1e einen Befestigungsabschnitt 18 mit einem Eingriffsabschnitt 9, der eine kreisförmige Ausnehmung aufweist. In diese Ausführungsform erstreckt sich die Bohrung 7 zumindest teilweise durch den Anschlagabschnitt 8, nicht jedoch durch den Eingriffsabschnitt 9. Die kreisförmige Ausnehmung nimmt einen entsprechend hervorstehenden Abschnitt 13 des ersten Flanschkörpers 14 auf, wodurch eine Presspassung erzeugt wird, die ein ungewolltes Entfernen oder Drehen des Befestigungsabschnitts 18 verhindert. Allerdings kann der Befestigungsabschnitt 18 einfach herausgeschlagen oder herausgedrückt werden aus dem ersten Flanschkörper 14 für eine verbesserte Wartbarkeit.
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2a zeigt einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform einer Flanschanordnung 10 mit ersten 12 und zweiten 20 Abschnitten in einer gepaarten Position. In dieser Ausführungsform können der erste Flanschkörper 14 und der zweite Flanschkörper 22 aus einem Material wie etwa Kohlenstoffstahl hergestellt werden. Wie dargestellt ist der erste Abschnitt 12 mit dem zweiten Abschnitt 20 mit einer Dichtung 38 zwischen den ersten 14 und zweiten 22 Flanschabschnitten gepaart und der erste 12 und zweite 20 Abschnitt sind durch den Satz von Befestigungsmitteln 26, die mit dem Satz von Befestigungsabschnitten 18 in Eingriff sind, arretiert. In dieser Ausführungsform umfasst jeder des Satzes von Befestigungsabschnitten 18 einen verjüngten Eingriffsabschnitt 30 und jedes einzelnen des Satzes von Löchern 15 ist entsprechend verjüngt, so dass der Satz von Befestigungsabschnitten 18 mit dem ersten Flanschkörper 14 zusammenwirkt oder am ersten Flanschkörper 14 gesichert werden kann, wenn die beiden zusammengedrückt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann der Satz von Befestigungsabschnitten 18 am ersten Flanschkörper 14 durch vorsehen von Rillen oder einer Rändelung 19 am Eingriffsabschnitt jedes des Satzes von Befestigungsabschnitten 18 gesichert sein.
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2b zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Flanschanordnung 10 mit ersten 12 und zweiten 20 Abschnitten in einer gepaarten Position. In dieser Ausführungsform sind die Eingriffsabschnitte 9 der Befestigungsabschnitte 18 größer als die Breite des ersten Abschnitts 12 und erstrecken sich durch den ersten Abschnitt 12 und in den zweiten Abschnitt 20, der entsprechend zurückgesetzt ist, um die Eingriffsabschnitte aufzunehmen. Die Eingriffsabschnitte 9 halten eine Dichtung 38 an Ort und Stelle und dienen als Barriere zu externen Elementen, stellen somit einen Schutz der Flanschanordnung gegen korrosionsverursachende Verschmutzung dar. Zudem schaffen die Eingriffsabschnitte 9 der Flanschanordnung 10 eine zusätzliche Quelle an Lastaufnahmefähigkeit. Das Zusammenwirken der Eingriffsabschnitte 9 mit dem zweiten Abschnitt 20 unterstützt die Verbindung gegen Scheren und Biegen, was die Stärke der Flanschanordnung 10 ohne Verwendung elastischerer und typischerweise teurerer Materialien erhöht. Darüber hinaus ist weniger der Verbinder 26 exponiert und ungesichert, wenn die Verbinder 26 in den Befestigungsabschnitten 18 gesichert sind, und die Verbinder 26 sind daher weniger anfällig gegenüber der hohen Hitze und Dehnung, der eine Flanschanordnung üblicherweise ausgesetzt ist, insbesondere in einer Kraftfahrzeugumgebung. Dies ermöglicht es, Materialien für die Verbinder 26 auszuwählen, die unter Bedingungen mit hoher Hitze eine größere übliche Dehnung aufweisen. In den meisten bekannten Flanschanordnungen gibt es keinen Befestigungsabschnitt 18 und daher ist das Ende des Verbinders 26 hinter der Kante des ersten Flanschkörpers exponiert. Dies kann zu einem höheren Verschleißgrad oder einer höheren Beschädigung des Verbinders 26 unter Betriebsbedingungen führen.
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Bezugnehmend auf 3a bis 3d sind weitere Ausführungsformen dargestellt, in denen ein Befestigungsabschnitt 18 in ein Loch im ersten Flanschkörper 14 eingreift. 3a zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform, in der die Kante des Flanschkörpers 14 einen Einkerbungsabschnitt 32 benachbart zum Befestigungsabschnitt 18 aufweist. In dieser Ausführungsform kann der Befestigungsabschnitt 18 unter Verwendung eines Werkzeugs, wie etwa eines Schraubenziehers, eines Abziehers oder eines ähnlichen Werkzeugs, vom ersten Flanschkörper 14 und den Verbindern 26 gelöst werden, da der Einkerbungsabschnitt 32 eine zurückgesetzte Zugriffsfläche schafft, in die das Werkzeug eingesetzt werden kann. Wie in 3b bis 3d dargestellt kann der Flanschkörper 14 bis zu drei Einkerbungsabschnitte oder Schlitze aufweisen, wobei das Werkzeug eingesetzt werden kann, um den Befestigungsabschnitt 18 vom ersten Flanschkörper 14 wegzudrücken/wegzubrechen.
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Alternativ hierzu kann der Satz von Befestigungsabschnitten 18 auch aus dem ersten Flanschkörper 14 unter Verwendung verschiedener Verfahren herausgeschlagen werden, wenn dies während einer Wartung erforderlich ist. In einem Verfahren können die Verbinder 26 entfernt oder abgeschraubt und der Verbindungsabschnitt 18 kann herausgeschlagen werden. In einem anderen Verfahren kann der Kopf der Verbinder 26 weggeschnitten und der Stamm der Verbinder 26 und des Verbindungsabschnitts 18 kann aus den Löchern herausgeschlagen werden. In einem noch weiteren Verfahren kann der Befestigungsabschnitt 18 durch Ziehen des Befestigungsabschnitts 18 aus dem ersten Flanschkörper 14 entfernt werden.
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Bezugnehmend auf 4 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Flanschanordnung 40 dargestellt. In dieser Ausführungsform umfasst die Flanschanordnung 40 einen ersten Abschnitt 42 und einen zweiten Abschnitt 44, wobei die Abschnitte einen ersten 46 bzw. einen zweiten 48 Flanschkörper umfassen. Die ersten 42 und zweiten 44 Abschnitte werden durch einen Satz Verbinder 52 festgehalten, die durch einen Satz Befestigungsabschnitte 54 arretiert sind. Der zweite Flanschkörper 48 ist vorzugsweise aus einem Material wie etwa Kohlenstoffstahl hergestellt, während der erste Flanschkörper 46 ebenfalls aus Kohlenstoffstahl mit einer korrosionsbeständigen Abschirmung 50 oder einer Hülle, hergestellt aus rostfreiem Stahl, hergestellt ist. Die Abschirmung 50 hilft beim Schutz der Flanschanordnung 40 gegenüber Außeneinwirkungen wie etwa der Umgebung oder korrosionsverursachenden Fremdkörpern. Die Abschirmung 50 kann über den ersten Flanschkörper 46 platziert oder am ersten Flanschkörper 46 geklebt, gesichert oder befestigt sein. Eine Flachdichtung kann zwischen die beiden Flanschkörper eingesetzt sein, um eine dichtere Abdichtung zwischen den Oberflächen der Flanschkörper zu schaffen. Es versteht sich, dass die Abschirmung in alternativen Ausführungsformen am zweiten Flanschkörper 48 angebracht sein kann.
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In einer alternativen Ausführungsform kann ein Rostschutz zwischen die Abschirmung und den ersten Flanschkörper eingebracht werden, um einen weiteren Schutz gegen Rost zu schaffen. In einer noch weiteren Ausführungsform kann man, um die Menge Rost verursachender Schmutzteilchen am Eintritt zwischen die Abschirmung 50 und den ersten Flanschkörper 46 zu verringern, über die Kante zwischen der Abschirmung 50 und dem ersten Flanschkörper 46 hämmern, um eine bessere Abdichtung zu schaffen.
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Bezugnehmend auf 5 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform dargestellt, der die Paarung zwischen einem ersten Abschnitt 62 und einem zweiten Abschnitt 66 zeigt. Ein erster Flanschkörper 60 des ersten Abschnitts 62 ist mit einem zweiten Flanschkörper 64 des zweiten Abschnitts 66 mit einer dazwischen angeordneten Dichtung 68 zum Schaffen einer dichteren Abdichtung zwischen den Oberflächen des ersten 60 und zweiten 64 Flanschkörpers gepaart. Ein Befestigungsabschnitt 70, der einen verjüngten Eingriffsabschnitt 72 aufweist, ist in einem Loch im ersten Flanschkörper 60 angeordnet zum Aufnehmen eines Verbinders (nicht dargestellt), der die ersten 60 und zweiten 64 Flanschkörper arretiert. Der zweite Flanschkörper 64 weist einen zurückgesetzten Abschnitt 76 auf, der einen Vorsprung 74 aufnimmt, der sich vom ersten Flanschkörper 60 erstreckt. Der Vorsprung 74 kann sich bis zur gesamten Dicke der Flanschverbindung erstrecken und das Zusammenwirken des Vorsprungs 74 und des zurückgesetzten Abschnitts 76 helfen beim Ausrichten des ersten 60 und des zweiten 66 Abschnitts relativ zu einander, und wirken wie eine Eingriffsrippe zum Sichern der Dichtung 68 während der Anordnung der Flanschordnung und halten die Dichtung 68 nach der Anordnung fest. Zu dem verschafft die Wechselwirkung der Vorsprünge 74 mit den zurückgesetzten Abschnitten 76 der Flanschanordnung zusätzliche Lastaufnahmefähigkeit durch Unterstützung der Verbindung gegen Scheren und Biegen, was die Stärke der Flanschanordnung ohne Verwendung elastischerer und typischerweise teurerer Materialien erhöht.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass, wenn die Vorsprünge 74 die Last des Systems tragen, die Stärkeanforderungen an die Verbinder verringert sind. Die Vorsprünge 74 schaffen ferner einen Schutz der Flanschanordnung gegenüber korrosionsverursachenden Schmutzteilchen, da sie als Barriere für externe Elemente dienen. In einer weiteren Ausführungsform kann der Befestigungsabschnitt 70 eine weitere Bedeckung des Verbinders hinter die anliegende Kante des ersten Flanschkörpers 60 schaffen. In einer alternativen Ausführungsform umfasst der erste Flanschkörper 60 einen zurückgesetzten Abschnitt zum Aufnehmen eines Vorsprungs, der sich vom zweiten Flanschkörper 64 erstreckt.
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In einer alternativen Ausführungsform, die bereits diskutiert worden ist und in 2b dargestellt ist, ist, anstelle das der Vorsprung 74 einem Teil des ersten Flanschkörpers 60 bildet, der Vorsprung 74 durch den Befestigungsabschnitt 70 geschaffen, indem der Eingriffsabschnitt des Befestigungsabschnitts 70 in den zurückgesetzten Abschnitt 76 des zweiten Flanschkörpers 64 sich erstreckt, einschließlich bis zur vollen Dicke der Flanschverbindung.
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5b zeigt eine weitere Ausführungsform, in der der Vorsprung 74 eine vergrößerte Interferenzrippe 75 aufweist, die die Dichtung 68 durch eine Interferenzpassung während und nach der Anordnung der Flanschanordnung in Position hält. 15 zeigt eine Ansicht entlang der Linie 5c in 5b des ersten Flanschkörpers 60 mit Lippen 75, die sich aus den Vorsprüngen 74 erstrecken.
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In 5d ist eine weitere Ausführungsform eines Befestigungsabschnitts 70 dargestellt. In dieser Ausführungsform kann der Befestigungsabschnitt 70 ein Merkmal eines vorherrschenden Drehmoments aufweisen, das als Verriegelungsmerkmal wirkt. Ein Vorteil besteht darin, dass es kosteneffizienter ist, dieses Merkmal am Befestigungsabschnitt 70 als an anderen Teilen der Flanschanordnung anzuordnen, wodurch die Kosten des gesamten Flansches und/oder der gesamten Flanschanordnung verringert werden.
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Bezugnehmend auf 6 wird ein Verfahren zur Vormontage einer Flachdichtung geschaffen. Die Flachdichtung 80 ist anfangs über einen Vorsprung 82, der an einem Flanschkörper 84, typischerweise dem Ersatzflanschkörper, angeordnet ist, platziert. Die Flachdichtung 80 kann dann gebördelt werden, so dass die Kante der Flachdichtung 80 leicht nach unten gebogen ist, so dass die Flachdichtung gewissermaßen arretiert ist.
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Bezugnehmend auf 7a bis 7d sind Teilansichten einer weiteren Ausführungsform dargestellt. In 7a weist die Flanschanordnung 90 einen ersten Flanschkörper 92 und einen zweiten Flanschkörper 94 auf. Eine Flachdichtung 96 ist zwischen dem ersten Flanschkörper 92 und dem zweiten Flanschkörper 94 anordnet, zur Unterstützung beim Schaffen einer dichteren Abdichtung zwischen den beiden Flanschkörpern, wenn diese miteinander gepaart werden. Der erste Flanschkörper 92 weist eine Abschirmung 98 auf, die einen zusätzlichen Schutz für die Flanschanordnung 90 schafft. Die Abschirmung 98 ist ähnlich zur Abschirmung 50, die in der Beschreibung zur 4 erläutert worden ist.
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In einer Ausführungsform, wenn ein Flansch aus einer Mischung aus Kohlenstoff- oder Edelstahl und hexagonalem Boron-Nitrid („hBN”) hergestellt wird, steigt das hBN Material an die Oberfläche und weg vom Kohlenstoff- oder Edelstahl, wenn der Flansch gesintert wird, um die schützende äußere Abschirmung um den Flanschkörper zu schaffen, so dass die Abschirmung 98 aus hBN gebildet ist. Die Abschirmung 98 oder Hülle reduziert oder verhindert Korrosion, indem sie die Verbindung vor korrosions- und/oder erosionsverursachenden Fremdkörpern schützt. Im Allgemeinen schafft das hBN-Material einen verbesserten Schutz gegenüber üblichem Kohlenstoff- oder Edelstahl.
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Wie in 7b dargestellt, kontaktiert die Abschirmung 98, wenn der erste Flanschkörper 92 in Richtung auf den zweiten Flanschkörper 94 gedrängt wird, einen schrägen Abschnitt 100 des zweiten Flanschkörpers 94, um eine Dichtung zu erzeugen, die festgehalten wird, wenn die Verbinder mit dem Befestigungsabschnitt vollständig in Eingriff gelangen.
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In einigen Fällen kann die Kante der Abschirmung 98 bei der Beförderung beschädigt werden, wenn sie mit dem Flanschkörper 92 transportiert wird, da ein Teil der Abschirmung über die Kante des ersten Flanschkörpers 92 übersteht. 7c und 7d zeigen ein Verfahren zum Vermeiden einer derartigen Beschädigung. 7c zeigt diese Ausführungsform, in der vor der Auslieferung die Abschirmung 98 über den ersten Flanschkörper 92 mit einer kleinen Lücke 102 zwischen dem ersten Flanschkörper 92 und der Abschirmung 98 angeordnet und mit ausreichender Reibung zusammengehalten wird, um während des Versands intakt zu bleiben, wobei die Reibung aber nicht ausreicht, um zu verhindern, dass ein Verbinder den Flansch während des Anordnens spannt. Auf diese Weise ist die Kante der Abschirmung 98 mit der Kante des ersten Flanschkörpers 92 ausgerichtet, so dass weniger Befürchtung oder Angst vorhanden ist, dass die Kante der Abschirmung 98 während der Beförderung beschädigt wird. In dieser Position kann ein Befestigungsabschnitt 104 teilweise mit einem Loch im ersten Flanschkörper 92 in Eingriff sein.
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Wie in 7d dargestellt kann, sobald der erste Flanschkörper 92 und die Abschirmung ausgeliefert sind, ein Verbinder zusammenwirkend mit dem Befestigungsabschnitt 104 festgezogen werden, wodurch der erste 92 und zweite 94 Flanschkörper relativ zueinander festgezogen werden und eine Dichtung zwischen der Abschirmung 98 und dem schrägen Abschnitt 100 des zweiten Flanschkörpers bilden. Die Dichtung zwischen dem ersten 92 und zweiten 94 Flanschkörper verringert oder verhindert den Eintritt von korrosionsverursachendem Schmutz in die Verbindung. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, kann eine Flachdichtung auch zwischen dem ersten 92 und zweiten 94 Flanschkörper angeordnet sein, um eine dichtere Abdichtung zu schaffen.
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Bezugnehmend auf 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Befestigungsabschnitts 110 mit einer teilweisen Abschirmung 112 dargestellt. Wie bei den anderen Ausführungsformen wird der Eingriffsabschnitt 114 des Befestigungsabschnitts 110 in ein Loch in einen Flanschkörper eingesetzt, um einen Verbinder aufzunehmen, der verwendet wird, um die Flanschabschnitte zusammen zu verspannen, um eine Flanschanordnung zu bilden. Wenn der Befestigungsabschnitt 110 in Eingriff mit dem Flanschkörper kommt, bedeckt die teilweise Abschirmung 112 den Verbindungsabschnitt zwischen den ersten und zweiten Flanschkörpern teilweise, um die Flanschanordnung vor möglicher Korrosion und Erosion zu schützen. In dieser Ausführungsform befindet sich die teilweise Abschirmung 112 aus Gründen der Kostengünstigkeit der Flanschanordnung über der Fläche, die einer Korrosion oder Erosion über am empfindlichsten ist. Würden beispielsweise der Befestigungsabschnitt 110 in der in 5a dargestellten Ausführungsform verwendet werden, schafft die teilweise Abschirmung 112 eine Abdeckung für die Verbindung zwischen dem ersten 60 und dem zweiten 64 Flanschkörper.
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In einer weiteren Ausführungsform können die Flanschkörper aus Pulvermaterial gefertigt sein, so dass die Löcher im Flanschkörper mit einer beliebigen Dimensionierung ausgeformt sein können. Auf diese Weise können die Löcher so geformt sein, dass sie zu einer beliebigen Form oder Größe eines Verbinders oder eines Befestigungsabschnitts passen. Ferner kann ein Vorsprung eine beliebige Bemessung oder Form aufweisen. Daher kann die Geometrie der Vorsprünge und Löcher zum Verändern der Lastaufnahme-Charakteristika der Flanschanordnung ausgewählt werden, um die Lastaufnahmeanforderungen für verschiedene Bedingungen zu erfüllen. Beispielsweise kann die Geometrie der Vorsprünge so entworfen sein, dass sie die Last in der speziellen Flanschanwendung aufnimmt, so, wie ein Doppel-T-Träger dazu ausgestaltet ist, eine Biegelast aufzunehmen.
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In einer anderen Ausführungsform können die Flanschkörper Mittel zum Aufnehmen eines oder mehrer zusätzlicher Stifte aufweisen, wie etwa von Stiften, die aus Pulvermetall hergestellt sind, oder von Passstiften, um die Gesamtscherstärke zu erhöhen. Dies ermöglicht ferner eine Durchmesserverringerung jedes des Satzes von Verbindern, wodurch die Kostenwirksamkeit der Flanschanordnung verbessert wird. Der Stift oder die Stifte können ein separates Teil bilden oder integral mit einem oder beiden Flanschabschnitten ausgebildet sein.
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In einer noch weiteren Ausführungsform können, wenn der Flansch aus Pulvermetall hergestellt wird, das Gewicht und die Kosten des Flanschkörpers kontrolliert werden, da die Lastaufnahmeanforderungen durch andere Bereiche oder Teile der Flanschanordnung wahrgenommen werden und dies schafft ein verbessertes Verfahren zum Fokussieren der Lastaufnahme, während eine verbesserte Wartbarkeit geschaffen wird. Dies kann das Gewicht in diesen Bereichen erhöhen, aber in Bereichen mit geringerer Last kann die Gewichtsstruktur dieser Bereiche entsprechend angepasst werden, um Gewicht und Kosten zu verringern.
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In einer weiteren Ausführungsform werden die in den vorgenannten Ausführungsformen beschriebenen Merkmale auf einen Krümmerflansch angewendet. Die Nutzung der in den vorgenannten Ausführungsformen beschriebenen Merkmale einschließlich der Verwendung des Satzes von Befestigungsabschnitten in einem Krümmerflansch wie etwa (1) stempel- oder rohrförmigen/angefertigten Flanschen oder (2) gegossenen Krümmerflanschen schafft eine verbesserte Wartbarkeit im Vergleich zu herkömmlichen Krümmerflanschen. In dieser Ausführungsform erstreckt sich ein Satz von Verbindern durch einen ersten Teil oder Abschnitt, wie etwa einen Krümmerflansch, und einen zweiten Teil oder Abschnitt wie etwa einen Antriebsblock. Ein Satz von Befestigungsabschnitten greift ein in oder wechselwirkt mit entweder dem ersten oder zweiten Teil und nimmt den Satz von Verbindern auf, um das erste und zweite Teil aneinander zu sichern.
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In der vorstehenden Beschreibung sind zum Zwecke der Erklärung viele Details aufgeführt worden, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsformen der Erfindungen zu ermöglichen. Allerdings ist es für den Fachmann klar, dass diese speziellen Details nicht erforderlich sind, um die Erfindung auszuführen. Genauer genommen sind die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung lediglich als Beispiele gedacht. Veränderungen, Abwandlungen und Variationen der einzelnen Ausführungsformen können vom Fachmann bewirkt werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der ausschließlich durch die hier beigefügten Ansprüchen definiert ist.
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ZUSAMMENFASSUNG:
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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung, die ein erstes Teil und ein zweites Teil umfasst, die zusammen angeordnet werden sollen. Das erste und zweite Teil werden über einen Satz von Verbindern und einen Satz von Befestigungsabschnitten aneinander gesichert. Der Satz von Befestigungsabschnitten wirkt mit einem des ersten oder zweiten Teils zusammen und nimmt den Satz von Verbindern auf.
