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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines elastisch verformbarer Membranbalges, bestehend aus ringförmigen, kegelartig geformten, vorzugsweise gewellten Lamellen, wobei die äusseren und die inneren Ränder der ringförmigen Lamellen umgebördelt werden und die jeweils äusseren und die jeweils inneren Ränder der aneinandergereihten Lamellen miteinander verschweisst werden.
Es ist bekannt, Rohre oder Rohrabschnitte balgartig zu verformen, um auf diese Weise ein Rohr oder einen Rohrabschnitt zu erhalten, die im begrenzten Umfang verformbar sind, sei es zur Aufnahme einer Stossenergie wie bei Mantelrohren für Lenksäulen bei Kraftfahrzeugen oder um die Abschnitte eines Rohres winkelig gegeneinander zu verbiegen. Diese balgartige Verformung wird mittels Werkzeugen hergestellt, die auf die entsprechenden Rohrabschnitte von au- ssen und/oder von innen einwirken.
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, seien Druckschriften im folgenden genannt, die solche Werkzeuge und Einrichtungen für diesen Zweck zeigen und beschreiben : US 1 270 402 A DE 20 27 638 C GB 1 341 744 A EP 0 298 832 B1 US 1 614563 A DE 24 07 226 B2 GB 2 268 429 A FR 2 176 707
EMI1.1
US 4 237 713 A DE 30 04 838 A1 US 5 396 789 A DE 30 35 234 C2 US 5 461 767 A DE 32 24 308 C2 In allen diesen Fällen handelt es sich um Vorrichtungen zur Herstellung von Rohren und Rohrabschnitten mit axial aufeinanderfolgenden Querwellen.
Beim Anmeldegegenstand hingegen handelt es sich um einen elastisch verformbaren Membranbalg, der eine Hüllwand darstellt aus nachgiebigen, flexiblen Bestandteilen zur Abdichtung zwischen Teilen mit begrenzter gegenseitiger Beweglichkeit, beispielsweise zur Abdichtung einer Betätigungsspindel innerhalb eines Gehäuses eines Vakuumventiles. Solche Anwendungsformen für Membranbälge dieser Art zeigen beispielsweise US 3 108 780 A ;
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US 4 044 993 A ; CH 531 666 und FR 1 408 365. Solche hochelastische, federnde Membranbälge werden aus einer Vielzahl von ringförmigen Lamellen gefertigt, wobei die Innenränder und die Aussenränder der aneinandergereihten Lamellen verschweisst werden.
Die jeweiligen Randbereiche dieser Lamellen sind flach, so dass im Bereich sowohl der Aussenränder wie auch der Innenränder die Randbereiche aneinander anliegen oder zumindest einen ringförmigen Haarspalt begrenzen. Diese Lamellen sind aus dünnen Blechen gestanzt, und die stirnseitigen Ringflächen der Ränder, deren Breite der Stärke der Lamelle entspricht, stellen Zylinderflächen dar, deren Achse mit der Mittelachse der Lamelle zusammenfällt.
Beim betriebsmässigen Einsatz dieser Membranbälge bewegen und verformen sich die Lamellen, so dass sich die Haarspalte in den Randbereichen etwas öffnen und schliessen. In diesen Haarspalten können sich Festkörper einnisten, die mit der Zeit den Membranbalg beschädigen.
Werden Membranbälge dieser Art im Zusammenhang mit Vakuum- oder gar Hochvakuumanlagen verwendet, so ergibt sich ein weiteres Problem : Eventueller Schmutz, der sich in einem dieser Haarspalte angesetzt hat, kann nicht entfernt werden, auch nicht mit erheblichem Reinigungsaufwand. Gelangt nun ein solcher Schutzteil in ein Vakuum oder gar in ein Hochvakuum, so wird dieses unweigerlich zerstört. Diese ringförmigen Haarspalte sowohl im äusseren wie auch im inneren Randbereich besitzen aufgrund ihrer Grösse eine Kapillarwirkung und saugen Schmutzteile regelrecht an.
Aus der US-PS 2, 534, 123 ist weiters ein nach einem Verfahren der eingangs genannten Art hergestellter Membranbalg bekannt, bei dem die äusseren und inneren Ränder der Lamellen vor dem Verschweissen umgebördelt werden. Diese Umbördelungen der einzelnen Lamellen sind in einem ersten Abschnitt aufeinander zu gerichtet und in einem zweiten Abschnitt nach aussen gerichtet, wobei diese Abschnitte der einzelnen Lamellen parallel zueinander und zu einer senkrecht auf die Längsachse des Membranbalges stehenden Ebene verlaufen. Nachdem miteinander Verschweissen der Lamellen werden diese zweiten Abschnitte der Umbördelungen abgeschliffen. Der Herstellungsaufwand eines derartigen Membranbalges ist somit relativ hoch.
Ausgehend von diesem Stand der Technik zielt die Erfindung nun darauf ab, einen aus ringförmigen, miteinander verschweissten Lamellen gebildeten Membranbalg so auszubilden, dass seine Randbereiche sowohl aussen wie auch innen offene Ringräume bilden, die gereinigt werden können, ohne jedoch die Verformbarkeit solcher Membranbälge zu beeinträchtigen, wobei der Membranbalg einfach herstellbar ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die stirnseitigen Ringflächen der Ränder der Lamellen in eine Ebene umgebördelt werden, die zur Längsmittelachse der Lamellen bzw. des daraus gebildeten Membranbalges rechtwinkelig steht, und dass diese stirnseitigen Ringflächen benachbarter Lamellen aneinander angelegt werden und mit-
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einander verschweisst werden.
Zweckmässigerweise sind die Umbördelungen der Ränder einer Lamelle nach entgegengesetzten Seiten gerichtet, und zwar jeweils nach aussen. Tangenten, die an die umgebördelten Ränder gelegt werden und die rechtwinkelig zur Ebene stehen, in der die stirnseitigen Ringflächen liegen, sind dabei parallel zur Längsmittelachse der Lamelle.
Um die Erfindung zu veranschaulichen, wird sie anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben, ohne die Erfindung darauf einzuschränken. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Membranbalg, an dessen beiden Enden Anschlussstücke festgelegt sind ; die Fig. 2 und 3 eine obere und eine untere Lamelle eines Lamellenpaares zur Herstellung ei- nes Membranbalges nach Fig. 1, und zwar im Querschnitt ; Fig. 4 nach Art einer Explosionszeichnung axial aufeinanderfolgende Lamellen in einem ge- genüber den anderen Figuren erheblich vergrösserten Massstab.
Der in Fig. 1 im Längsschnitt gezeichnete Membranbalg 1, der endseitig Anschlussstücke 2 und 3 trägt, besteht aus einer Vielzahl von paarweise miteinander verbundenen oberen Lamellen 4 und unteren Lamellen 5. Diese ringförmigen Lamellen 4 und 5 sind zweckmässigerweise gewellt gestaltet und besitzen eine flache, konische Form. Zur Bildung eines Membranbalges, wie in Fig. 1 dargestellt, werden diese ringförmigen, aneinandergereihten Lamellen 4 und 5 entlang ihrer Ränder aussen und innen verschweisst. Die Bleche, aus welchen die Lamellen 4 und 5 ausgestanzt und geprägt bzw. geformt sind, sind sehr dünn.
Um das Wesen der Erfindung anschaulich zu machen, sind nun solche Lamellen in Fig. 4 in einem grösseren Massstab dargestellt. Es ist daraus erkennbar und ersichtlich, dass die jeweils inneren Ränder 6 und auch die jeweils äusseren Ränder 7 umgebördelt sind, und zwar nach entgegengesetzten Seiten und jeweils nach aussen, und zwar in einem solchen Ausmass, dass die stirnseitige Ringfläche 8 dieser Ränder 6 und 7 in jeweils einer Ebene E liegen, die rechtwinkelig steht zur Längsmittelachse 9 der jeweiligen Lamelle 4,5. Aufgrund des relativ dünnen Bleches, aus welchem solche Lamellen gefertigt sind, ist die radiale Breite dieser Ringflächen 8 sehr klein. Tangenten T, die an die umgebördelten Ränder 6,7 gelegt werden und die rechtwinkelig zur Ebene E stehen, in der die stirnseitige Ringfläche 8 liegt, sind dabei parallel zur Längsmittelachse 9 der Lamellen 4,5.
Bei der Fertigung eines Membranbalges werden nun die zu verbindenden Lamellen 4 und 5 so aneinandergefügt und aneinandergereiht, dass diese stirnseitigen Ringflächen 8 unmittelbar aneinander anliegen, und diese Flächen werden dann miteinander verschweisst. Dank dieses Vorschlages werden bei einem dermassen aufgebauten Membranbalg 1 offene Ringräume in den Randbereichen gewonnen, aus welchen Schmutz entfernt werden kann. Sollte sich in diesen offenen Ringräumen ein Festpartikel einnisten, so kann er hier keinen mechanischen Schaden
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anrichten, da bei der betriebsmässigen Beanspruchung des Membranbalges die randseitigen Zonen der einzelnen Lamellen einander nicht mehr berühren.
Diese offenen Ringräume, die aufgrund der umgebördelten Ränder erzielt werden können, sind aus Fig. 1 deutlich ersichtlich und sind sowohl an der Aussenseite des Membranbalges wie auch inseitig vorhanden.
Aufgrund der dünnen Bleche, die zur Herstellung der Lamellen verwendet werden, ist die Fertigung solcher Membranbälge der erfindungsgemässen Art eine Präzisionsarbeit, da die stirnseitigen Ringflächen 8 der einzelnen Lamellen ja nur geringe radiale Ausdehnung besitzen, deren Grösse von der Stärke des verwendeten Ausgangsmaterials (Blech) vorgegeben ist.