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Masehinenzylinder und Verfahren zu seiner Herstellung.
Die Erfindung bezieht sich auf die bekannte Art von Maschinenzylindern, die ein Dehngefäss mit aus Metallmembranen zusammengesetzten Kammern bilden, und ihr wesentliches Kennzeichen besteht darin, dass je zwei dauerbiegefeste Ringmembranen derart am Aussenumfang miteinander und am Innenumfang mit den Membranen der Nachbarkammer fest verbunden sind, dass sie sich beim Zu- sammendrücken des Zylinders ganz aneinanderlegen, zum Zwecke, einen schädlichen Raum zu vermeiden.
Es sind zwar auch balgartige Maschinenzylinder bekannt, deren ausdehnbare Elemente je aus zwei Ringen bestehen, von denen jedoch der eine als starrer, gewölbter Metallring ausgebildet ist, während der zweite Ring, der ein Lederring ist, allein als Arbeitsmembran wirkt. Beim Zusammendrücken des
Balges legen sich die Ledermembranen gegen die starren, gewölbten Metallringe an, so dass der schädliche
Raum tunlichst verringert wird.
Von diesen Anordnungen unterscheidet sich der Maschinenzylinder gemäss der Erfindung dadurch, dass seine Arbeitskammern von je zwei flachen Ringelementen gebildet sind, die beide als elastische Metall- membranen an der Bildung des Hubvolumen beteiligt sind, so dass ihre Durchbiegungen bei sonst gleichen
Verhältnissen nur halb so gross ausfallen, wie die Durchbiegung der allein an der Bildung des Hubvolumen beteiligten Ledermembran. Überdies ermöglicht die Verwendung metallischer Baustoffe, insbesondere
Stahl, für beide Membranen die Verbindung durch Löten, Schweissen od. dgl., so dass jeder Lässigkeits- verlust vermieden ist.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, u. zw. stellt die Fig. 1 einen Maschinen- zylinder im Axialschnitt dar, während die Fig. 2 beispielsweise die Herstellung eines solchen Zylinders veranschaulicht.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den unteren Endring des mit zwei ausdehnbaren Kammern ausgestatteten
Zylinders. Mit 2, 3 sind die ringförmigen Stahllamellen der ersten ausdehnbaren Kammer bezeichnet, die an ihrem äusseren Umfang miteinander (z. B. durch Löten oder Schweissen) fest verbunden sind.
An ihrem Innenrand ist die Lamelle 2 mit der oberen Stirnseite des Endringes 1, die Lamelle. 3 hingegen mit der unteren Stirnfläche des Zwischenringes 4 fest verbunden, z. B. verlötet oder versehweisst. In analoger Weise sind die beiden Ringlamellen 5,6 der zweiten Kammer miteinander mit dem Zwischen- ring 4 bzw. dem oberen Endring 7 verbunden. Die Zahl der ausdehnbaren Kammern eines Zylinders kann natürlich durch weitere Zwischenring und Lamellenpaare beliebig erhöht werden.
Da sich die Lamellen 2, 3 bzw. 5, 6 bei zusammengedrücktem Zylinderbalg ganz aneinanderlegen, ist der tote Raum auf ein Mindestmass herabgesetzt. An Stelle des Schweissens oder Lötens kann jede beliebige bekannte Art der Verbindung treten, insbesondere können die Zwischenring durch entsprechende
Bördelung der Lamellen ersetzt werden. Es ist jedoch wichtig, dass durch die Art der gewählten Ver- bindung die Dauerbiegefestigkeit nicht herabgesetzt wird und im Material weder schädliche Spannungen noch Änderungen des Gefüges eintreten.
Wie dies beispielsweise beim Löten geschieht, sei unter Bezugnahme auf Fig. 2 dargelegt :
Als Lot wird z. B. eine Silberlegierung verwendet, deren Schmelzpunkt 30-40'unter dem
Rekristallisationspunkt des Lamellenmaterials liegt. Auf den Unterteil 8 der Lötvorrichtung werden die Teile des Zylinders in der bei Fig. 1 beschriebenen Reihenfolge aufgebracht. Um die Lamellen beim
Glühen gegen Einfallen zu schützen, sind sie aussen durch den Rand des Unterteils bzw. durch Zwischen- ringe 10 abgestützt. Sämtliche Lötzonen s verlaufen schwach konisch, so dass das Lot gut einfliessen kann. Die ganze Anordnung wird mittels eines Deckels 9 niedergespannt.
Alle Stellen, welche mit Lot
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in Berührung kommen könnten, jedoch nicht abbinden dürfen, sind gut zu schwarzen. Nunmehr wird die ganze Anordnung auf die Schmelztemperatur des Lotes erhitzt und das Lot durch eine Öffnung o im Deckel eingegossen. Zwecks guter Oberflächendurchdringung ist es ratsam, die Schmelztemperatur des Lotes längere Zeit zu halten. Bei der dann einsetzenden gemeinsamen Abkühlung aller Teile bindet das Lot ab : Der ganze Vorgang muss unter möglichstem Luftabschluss geschehen, und es darf die Temperatur keinesfalls so hoch geführt werden, dass sich die Eigenschaften des Stahles (Zusammensetzung, Kohlenstoffgehalt usw. ) ändern können. Das Verfahren bietet auch die Gewähr dafür, dass zusätzliche schädliche Spannungen im Material nicht eintreten können.
Statt des eben beschriebenen Verfahrens kann man das Lot auch in Form ausgewalzter Folien in den Lötzonen beilegen und dann die ganze Anordnung, wie oben beschrieben, erhitzen.
Da sich beim Betrieb des Zylinders in den Expansionsperioden die Spannungen in den Lötzonen (insbesondere innen) anhäufen, muss dafür Sorge getragen werden, dass ein gleichmässiges Einfliessen dieser Spannungen in die gesamte Verbindungsfläche gewährleistet ist. Zu diesem Zweck laufen die beim dargestellten Ausführungsbeispiel ringartigen Zwischenglieder in den Anschlusszonen bei a konisch zu und sind dadurch derart biegsam gestaltet, dass beim Arbeiten des Zylinders ein Einfliessen der auftretenden Membranspannung in die gesamte Verbindungsfläche und dadurch eine gleichmässige Aufnahme dieser Spannungen in der Verbindungszone gewährleistet ist.
Dabei kann man die aus den Biegespannungen auf die Lotverbindung übertragenen Kräfte durch Ausbildung und Bemessung der biegsam gestalteten Zonen so klein halten, dass das zwischenliegende Lot durch die Steifigkeit des Ringes oder sonstigen Maschinenteiles nicht reisst.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Maschinenzylinder, der durch ein Dehngefäss mit aus Metallmembranen zusammengesetzten Kammern gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei dauerbiegefeste Ringmembranen derart am Aussenumfang miteinander und am Innenumfang mit den Membranen der Nachbarkammer fest verbunden sind, dass sie sich beim Zusammendrücken des Zylinders ganz aneinanderlegen, zum Zwecke, einen schädlichen Raum zu vermeiden.