专利名称：将一装置机械的安装到一轴上的系统和方法
相关申请的相互参照本申请请求对2003.07.28提交的序号为60/490,863(代理人文件号为2003P09184US)的未决的美国临时专利申请拥有优先权，该申请被本文完整地参考引用。
背景一个装置如风机被固定在一台机械如电机的轴上时，它必须被固定得使它不能在轴向或径向上移动。如
图1所示，某些传统的系统和将装置如风机固定在电机轴上的方法需用固定螺钉和链槽。一条键槽须用机加工直接在风机上制出并在轴上割出。该风机被钻孔和攻丝以便接纳固定螺钉。该风机被装在轴上并用一普通键在径向上固定。该键被一与风机所设键槽成横向的固定螺钉固定。这个固定螺钉保持风机在轴向上的位置。可以理解用这种传统的系统和方法来将某一装置安装到电机轴上所造成的缺点键槽和固定螺钉会增加应力集中，从而有效地增加风机结构在运转时所受到的应力。过高的应力会使可靠性减少，从而增加电机的总体运转费用。
可以理解，对于这样一个问题即将风机那样的装置安装到电机轴上会在运转时受到过高的毁灭性的应力，传统的系统曾力图加以补救，但都失败了。例如，某些传统的系统和方法在配装风机和轴时采用较小的过盈，但这需要较紧密的机加工公差。另外一些传统的系统采用较强材料制造的风机来将风机机械地安装。但是可以理解这些传统的方法和系统都是特别花钱而效率差的。因此，需要有一种有效而可行的系统和方法来将风机那样的装置机械地安装到电机轴上而在该装置运转时不会受到增加的应力。
综述本发明可以不需固定螺钉或链槽便可沿轴向和径向将一个装置如风机固定到电机轴上。在将风机固定到电机轴上时不用键槽和固定螺钉可使风机在运转时所受到的应力减少。
人们会获得这个系统和方法允许更有效地使用那些用来制造和机加工风机的材料。还会知道本发明允许用较宽松的公差来机加工将风机装到电机轴上的固定件并使用较少花钱的材料。本行业具有一般技能的人都将会认识到本发明可以降低风机的应力，使用较少花钱的材料来减少风机的制造费用，允许采用较大的过盈(较松的机加工公差)，减少维护费用并提供增加的风机寿命。
附图的简要说明通过下面结合附图对某些示范实施例所作详细说明将可了解本发明有种类繁多的潜在实施例可以应用。在附图中图1A为传统的链槽/固定螺钉安装法的剖视图。
图1B为传统的键槽/固定螺钉安装法的装配图。
图2A为本发明的风机机械式安装的示范实施例的剖视图。
图2B为本发明的风机机械式安装的示范实施例的装配图。
图3为本发明的风机和机械固定件的示范实施例的详图。
图4-5为本发明的风机的机械式安装的示范实施例的外部详图。
图6为本发明的风机的机械式安装的示范实施例的内部详图。
图7为本发明的机械固定件的示范实施例的详图。
图8为本发明所设用来接纳机械固定件的凹槽的示范实施例的详图。
定义下列术语在本文中使用时适用所附的定义连结-固紧、固定、及/或连接的工艺方法。
键槽-用来接纳链的槽。
键-一种能迅速约束两个物体如风机和轴的元件。
机加工-用机械来切割、成形及/或光整的过程。
电机-一种将电能变为机械能用来转动轴的装置。
固定件-依靠该件将一物连结。
安装-安置在一凸起的位置上及/或连结。
可拆卸地-能从一个所占的地方或位置拆去。
固定螺钉-一种用来插入到链槽内的螺钉，在将键安装到轴上的传统的系统和方法中使用。
详细说明图2A为本发明的将风机204装在轴202上的机械固定件的剖视图。须知图2A中所示出的构件都设在电机的内部。图2B为风机204的装配图。如图所示，没有像图1中的传统安装方法那样使用键槽和固定螺钉来安装风机。而是在一个示范的实施例中，沿着风机204的内圆盘部、在两个相对而相距180度的位置上设有机械固定件206。
人们会获得这种固定件206能够将风机固定在轴上而限制其径向和轴向的移动。在一示范的实施例中，固定件206被安装在风机204上一个应力低的位置上，这样在这些区域内应力集中的影响就不会提高风机内的总体应力水平。本行业的具有一般技能的员工将会认识到在本发明的可替代的实施例中，在一风机上各处的应力可以不同，因此可选择不同的位置来将固定件206连结到风机204上。
图3为包括一对固定件306的风机304的示范实施例的详细的前视图300。在本实施例中，固定件306被连结到风机302的内圆盘部305上。如所在风机302上的应力产生于每一个固定件306固定在彼此成180度的相对部分上。如图所示，两个固定件被安置在风机304的Y-Y垂直线两端。
如图所示，在本发明一个示范的实施例中，固定件306包括两个制造好的钢楔块308。每一个楔块各有一个孔307以便插入螺栓而将固定件306固定到风机304上。可以理解固定元件如垫圈可被用螺栓安装和张紧以便将固定件306固定到风机304上。有一中间件310被定位在两个楔块306之间以便给固定件306提供附加的支承。可以理解在一示范的实施例中，固定件306是由钢制成；但在本发明的可替代的实施例中，固定件306也可由其他硬化的材料如钛制成。
图4为将风机404固定到轴402上的固定件406的示范实施例的外部视图400。如图所示，固定件406包括被一中间件410隔开的两个钢楔块408。通过风机404上的一个孔和每一个楔块408上的相应孔各可插入一个螺栓。可以理解固定元件如螺栓可被制出螺纹以便旋紧地将风机404固定到固定件406上。从每一个楔块406还各延伸出一个孔环408以便保护每一个螺栓和固定元件。
在轴402内用机加工制出一条楔块槽405和一条中间件槽403。可以理解楔块槽405和中间件槽403的尺寸比例都应精确地制出以便给固定件406的固定提供密配合，从而在电机运转时确保风机的保持连结。楔块槽405被这样机加工使它可将每一个楔块408牢靠地固定在位。中间件槽403被这样机加工使它可将中间件410牢靠地固定在位。
图5为将风机504固定到轴502上的固定件506的示范实施例的外部视图。如图所示，固定件506包括被一个中间件510隔开的两个楔块508。通过风机504上的一个孔和每一楔块508上的相应孔各可插入一个螺栓。可以理解固定元件如螺母可被制出螺纹以便旋紧地将风机504固定到固定件506。从每一个楔块508还各延伸出一个孔环512以便保护每一个螺栓和固定元件。
在轴502内用机加工制出一条楔块槽505和一条中间件槽503。可以理解楔块槽505和中间件槽503的尺寸比例都应精确地制出以便给固定件506的固定提供密配合，从而在电机运转时确保风机504的保持连结。楔块槽505被这样机加工使它可牢靠地将每一个楔块508固定在位。中间件槽503被这样机加工使它可牢靠地将中间件510固定在位。
图6为本发明的风机604和固定件606的示范实施例的内部详图。如图所示，固定件606包括被一个中间件610隔开的两个楔块608。通过风机604上的一个孔和在每一个楔块608上的相应孔各可插入一个螺栓616。可以理解固定元件如螺母614可被制出螺纹以便旋紧地将风机504固定到固定件506。从每一个楔块608还各伸出一个孔环612以便保护每一个螺栓和固定元件。
在轴602内用机加工制出一条楔块槽605和一条中间件槽603。可以理解楔块槽605和中间件槽603的尺寸比例都应精确地制出以便给固定件606的固定提供密配合，从而在电机运转时确保风机604的保持连结。楔块槽605被这样机加工使它可将每一个楔块牢靠地固定在位。中间件槽603被这样机加工使它可将中间件610牢靠地固定在位。
可以理解窄边618和宽边620应各被机加工成一条与轴602凹槽605内底边的内凹曲率相当的内凹曲线。窄边618的曲率应与凹槽605内底边的曲率匹配以便确保固定件606与轴602凹槽605之间的密配合。
图7为本发明的固定件706的示范实施例的详细的装配图。如图所示，固定件706包括两个制造好的钢楔块708。每一个楔块708各有一个孔以便插入一个螺栓将固定件固定到一个装置如风机上。有一中间件710位在两个楔块708之间以便给固定件706提供增添的支承。可以理解固定件706由钢制成，但在本发明的可替代的实施例中可包括由其它硬化材料如钛制成的固定件706。
可以理解窄边718和宽边720应各被机加工成与轴602凹槽605内底边的内凹曲率相当的内凹曲线。窄边718的曲率应与凹槽605内底边的曲率匹配以便确保固定件706与轴602凹槽605之间的密配合。
图8为本发明所设用来接纳固定件的凹槽的示范实施例的详图800。如图所示，在轴802内用机加工制出一条楔块槽805和一条中间件槽803。可以理解楔块槽805和中间件槽803的尺寸比例都应精确地制出以便给固定件806的固定提供密配合，从而在电机运转时确保所固定的装置如风机的保持连结。楔块槽805被这样机加工使它可将固定件的每一个楔块牢靠在固定在位。中间件槽803被这样机加工使它可将中间件810牢靠地固定在位。
在阅读上述关于某些示范实施例的详细说明和附图后，本行业的行家显然还可作出其他实施例。应该知道众多的变化、修改和另外的实施例都是可能的，因此所有这些变化、修改和实施例都应被认为是在本申请的精神和范围之内。例如，不管本申请任何部分(如题目、领域、背景、综述、摘要、附图等)的内容，除非清楚地作相反的说明，无须在请求享有优先权的任何申请的任何权利要求内包含任何详细说明的或图示的活动或元件、这些活动的任何详细顺序或这些元件的任何详细的相互关系。另外，任何活动可被重复，任何活动可由多个实物完成，及/或任何元件可被复制。再者，任何活动或元件可被排除，活动的顺序可能变化，及/或元件的相互关系可能变化。因此，本说明和附图要被认为是说明性的，并不是限制性的。另外，当本文说明任何数目或范围时，除非清楚地另外说明，该数目或范围只是大概的。当本文说明任何范围时，除非清楚地另外说明，该范围包括其内的所有数值和所有子范围。在本文中已被引用参考的任何资料中的任何信息(如美国专利，美国专利申请书，论文等)仅仅是为了参考引用的，就这个意义上讲，在这种信息和本文中的其它说明及附图之间不存在抵触。即使有抵触，包括会使任何寻求优选权的权利要求无效的抵触，此时，在这种出于参考而引用的资料中的任何这种抵触的信息明确地不被本文参考引用。
权利要求
1.一种将一装置固定到一轴上的系统，包括一个装置；一个固定到该装置上的硬化材料的固定件；一根包含一条轴向槽和一条径向槽的轴，其中该固定件可插入到该轴向和径向槽内以固定并防止该装置的移动。
2.权利要求1的系统，其特征在于，该固定件具有硬化材料的一第一楔块；硬化材料的一第二楔块；一个置于该第一和第二楔块之间的中间件，其中该第一楔块、第二楔块和中间件组成一个硬化材料的单一构件。
3.权利要求1的系统，其特征在于，该装置为一台风机。
4.权利要求1的系统，其特征在于，该轴被包含在一台电机内。
5.权利要求1的系统，其特征在于，还包括多个设在该装置内的孔，其中每一个装置孔都对应于设在该固定件的第一楔块和第二楔块内的一个孔；一个能通过该装置的每一个相应孔和该固定件的每一个楔块上的孔的带螺纹的螺栓；及一个用来拧紧该螺栓以将该装置固定到该固定件上的固定元件。
6.权利要求5的系统，其特征在于，该固定元件为一螺母。
7.权利要求1的系统，其特征在于，还包括该轴的一个具有给定曲率的内凹形状的外表面；及该固定件的一个具有与该轴上径向槽的给定曲率的内凹形状相当的内凹形状的接触边，其中该相当的具有给定曲率的内凹形状使该固定件和该轴上径向槽之间能有一个牢固的配合从而防止径向和轴向移动。
8.权利要求1的系统，其特征在于，至少两个固定件将该装置固定到该轴上。
9.权利要求1的系统，其特征在于，该硬化材料为电镀钢。
10.一种将一装置固定到一轴上的方法，包括提供一个装置；将一个硬化材料的固定件安置到该装置上；将该固定件固定到该装置上；及将该固定件插入到一轴上的一条轴向槽和一条径向槽内，其中该固定件固定该装置以防止该装置的轴向和径向移动。
11.权利要求10的方法，其特征在于，该固定件具有硬化材料的一第一楔块；硬化材料的一第二楔块；及一个置于该第一和第二楔块之间的中间件，其中该第一楔块、第二楔块和中间件组成一个硬化材料的单一构件。
12.权利要求10的方法，其特征在于，该装置为一台风机。
13.权利要求10的方法，其特征在于，该轴被包含在一台电机内。
14.权利要求10的方法，其特征在于，还包括使多个设在该装置内的孔定位到设在该固定件的第一楔块或第二楔块内的每一个对应孔上；使一螺栓通过该装置的每一个对应孔和该固定件每一个楔块的孔；及沿轴向转动该螺栓周围的固定元件，从而将该装置固定到该固定件上。
15.权利要求10的方法，其特征在于，该固定元件为一螺母。
16.权利要求10的方法，其特征在于，还包括在该轴上形成一个具有给定曲率的内凹形状的外表面；在该固定件上形成一个具有与该轴的径向凹槽的特定曲率的内凹形状相应的内凹形状的接触边；将该具有特定曲率的相应内凹形状插入到该固定件和该轴的径向槽之间，从而防止该装置在径向和轴向上移动。
17.权利要求10的方法，其特征在于，还包括将至少两个固定件固定到该装置上。
18.权利要求10的的方法，其特征在于，该硬化材料为电镀钢。
19.一种将一装置固定到一轴上的系统，包括一个装置；一个由硬化材料制成的具有一插入边的固定件以内凹形状固定到该装置上，及一根轴，该轴包含一条具有内凹形状的轴向槽和一条径向槽，其中该固定件沿该插入边可插入到该轴向和径向槽内，该固定件插入边的内凹形状与该轴向槽的内凹形状相应，促使该轴和该固定件之间的牢固配合，从而防止该装置的轴向和径向移动。
20.权利要求19的系统，其特征在于，该固定件具有硬化材料的一第一楔块；硬化材料的一第二楔块；及一个置于该第一和第二楔块之间的中间件，其中第一楔块、第二楔块和中间件组成一个硬化材料的单一构件。
全文摘要
一种机械固定件可在轴向和径向上将一个装置如一台风机(204)固定到一台电机的轴(202)上，而可不需固定螺钉或链槽。这样可减少风机在运转时所受到的应力。本发明的系统的某些示范实施例包括一个装置；一个由硬化材料制成、具有一条内凹形状的插入边的固定件(206)可以固定到该装置上；及一根轴，该轴有一具有内凹形状的轴向槽和一径向槽，其中该固定件可用其插入边插入到该轴向和径向槽内，插入边的内凹形状与轴向槽的内凹形状匹配，可促进该轴和该固定件的牢固配合，从而可防止该装置的轴向和径向移动。
文档编号F16D1/06GK1830130SQ200480022045
公开日2006年9月6日 申请日期2004年7月28日 优先权日2003年7月28日
发明者M·霍多瓦内克 申请人:西门子能量及自动化公司