DE1199560B

DE1199560B - Laminated metallic bellows

Info

Publication number: DE1199560B
Application number: DES83635A
Authority: DE
Inventors: Rolf Heinz Werner Kroekel
Original assignee: EG&G Sealol Inc
Current assignee: EG&G Sealol Inc
Priority date: 1962-02-09
Filing date: 1963-02-06
Publication date: 1965-08-26

Description

Lamellierter metallischer Balg Die Erfindung bezieht sich auf einen lamellierten metallischen dehnbaren Balg, der aus einer Anzahl von als Membranen dienender, flexibler Metallringscheiben gleicher Größe zusammengesetzt ist, von denen jeweils zwei benachbarte Ringscheiben aufeinanderliegen und an ihrem äußeren Umfang und jede dieser beiden Ringscheiben an ihrem inneren Umfang ni it je einer weiteren benachbarten Ringscheibe gasdicht durch Schweißung verbunden sind, so daß die koaxial zueinander angeordneten Ringscheiben des Membranbalges abwechselnd über ihren äußeren und ihren inneren Umfang in gasdichter Verbindung stehen.Laminated metallic bellows The invention relates to a laminated metallic expandable bellows which is composed of a number of flexible metal ring disks of the same size serving as membranes, of which two adjacent ring disks lie on top of one another and on their outer circumference and each of these two ring disks on their inner one peripheral ni it depending another adjacent annular disc gastight are connected by welding so that the coaxially arranged ring disks of the membrane bellows are provided alternately on their outer and its inner periphery in a gas-tight connection.

Bei diesen bekannten Balgen besteht die Gefahr, daß sich beim Schweißen ein Gaspolster zwischen den jeweils zueinander gehörenden Metallringscheiben bildet. Die Scheiben liegen dann nicht dicht aufeinander, was die Festigkeit des Balges, insbesondere bei hohen Druckdifferenzen im Innen- und Außenbereich des Balges, herabsetzt. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile des bekannten Balges zu vermeiden.With these known bellows there is a risk that the welding forms a gas cushion between the respective metal ring disks belonging to one another. The discs are then not close to one another, which reduces the strength of the bellows, especially in the case of high pressure differences in the inner and outer areas of the bellows. The object of the invention is to avoid these disadvantages of the known bellows.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß je- weils diejenige der beiden Ringscheiben, die dem niedrigen Druck -beispielsweise dem Atmosphärendruck - ausgesetzt ist, mit Gasaustrittsöffnungen versehen ist.According to the invention, this takes place in that in each case that of the two annular disks which is exposed to the low pressure - for example atmospheric pressure - is provided with gas outlet openings.

Durch diese Gasaustrittsöffnungen wird der Raum zwischen den zueinander 'gehörenden Scheiben entlüftet, so daß die Scheiben unmittelbar aufeinander zu liegen vermögen und sich gegeneinander abstützen. Der auf die eine Scheibe wirkende überdruck wird daher teilweise auf die andere zugehörige Scheibe übertragen. Die aufzunehmenden Kräfte werden im wesentlichen gleichmäßig von beiden zueinander gehörenden Scheiben getragen, so daß die Festigkeit beider Scheiben voll ausgenutzt werden kann.Through these gas outlet openings, the space between the one another 'Belonging disks vented so that the disks lie directly on top of one another ability and support each other. The overpressure acting on one disc is therefore partially transferred to the other associated disk. The ones to be recorded Forces are essentially uniform from the two disks belonging to one another worn so that the strength of both discs can be fully exploited.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Biegsamkeit und damit die Funktionsfähigkeit des lamellierten metallischen Balaes - trotz erheblich höherer Druckbeanspruchung als bisher - erhalten bleibt.In this way it is achieved that the flexibility and thus the functionality of the laminated metallic Balaes - despite considerably higher compressive stress than before - is maintained.

In den F i g. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.In the F i g. 1 to 3 an embodiment of the invention is illustrated.

F i g. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch einen aus Ringscheiben zusammengesetzten Balg; F i g. 2 zeigt - gegenüber F i g. 1 etwas verkleinert - einen vertikalen Querschnitt durch den Balg und F i g. 3 zeigt - gegenüber F i g. 1 etwas vergrößert - einen abgebrochenen Querschnitt durch zwei Membranscheiben, die aus je zwei dünnen Metallscheiben zusammengesetzt sind. Der Balg weist gemäß F i g. 1 zwei Endflansche 11 und 12 auf, die mit zentralen Bohrungen 13 bzw. 14 versehen sind. Zwischen den Flanschen 11 und 12 sind eine Anzahl von Membranen angeordnet, die generell mit dem Bezugszeichen 10 versehen sind. Sie bilden zusammen mit den Flanschen 11 und 12 ein gasdichtes Gehäuse, das den Flanschen 11 und 12 erlaubt, sich in Achsrichtung aufeinander zu oder voneinander weg zu bewegen. Dabei erfahren die Membranen eine elastische Verbiegung.F i g. 1 shows an axial section through a bellows composed of annular disks; F i g. 2 shows - compared to FIG. 1 somewhat reduced in size - a vertical cross-section through the bellows and FIG. 3 shows - compared to FIG. 1 somewhat enlarged - a broken cross-section through two membrane disks, each composed of two thin metal disks. According to FIG. 1 has two end flanges 11 and 12 which are provided with central bores 13 and 14, respectively. A number of membranes, which are generally provided with the reference number 10 , are arranged between the flanges 11 and 12. Together with the flanges 11 and 12, they form a gas-tight housing which allows the flanges 11 and 12 to move toward or away from each other in the axial direction. The membranes experience elastic bending.

Wie aus der F i g. 1 zu ersehen ist, sind die Meinbran-Ringscheiben 10 von gleicher Größe und Form. Sie können aus Metallblechen ausgestanzt sein und weisen die Bezugszeichen 30, 31, 32, 33 auf. Die Scheiben haben eine zentrale Bohrung, die im Durchmesser ungefähr der Bohrung 13 bzw. 14 der Flansche 11 und 12 entspricht. Jede Membran, z. B. 31, besteht aus zwei Ringscheiben 25, 26 gleicher Stärke. Wenn z. B. die Membran eine zentrale Bohrung von 63,5 mm Durchmesser und einen Außenumfang von 95 mm hat, verwendet man zweckmäßigerweise metallische Ringscheiben, die eine Stärke von 0,1 mm aufweisen. Eine dieser beiden Ringscheiben, z. B. die Scheibe 15, ist mit einer oder mehreren öffnungen 171 17 B versehen. Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier öffnungen 17, 17 A, 17 B und 17 C vorgesehen. Diese öffnungen weisen beispielsweise einen Durchmesser von 0,5 mm oder "#,.,eniger auf.As shown in FIG. 1 can be seen, the Meinbran washers 10 are of the same size and shape. They can be punched out of sheet metal and have the reference numerals 30, 31, 32, 33 . The disks have a central bore, the diameter of which corresponds approximately to the bore 13 and 14 of the flanges 11 and 12. Each membrane, e.g. B. 31, consists of two annular discs 25, 26 of the same thickness. If z. For example, if the membrane has a central bore of 63.5 mm in diameter and an outer circumference of 95 mm, it is advisable to use metallic ring disks that are 0.1 mm thick. One of these two washers, e.g. B. the disk 15 is provided with one or more openings 171 17 B. In the case of the one shown in FIG. 2, four openings 17, 17 A, 17 B and 17 C are provided. These openings have, for example, a diameter of 0.5 mm or "#,., Smaller".

Die Membranscheiben 30, 31, 32 und 33 sind dem Atmosphärendruck ausgesetzt. Die Mernbran-Ringscheibe 16 ist jedoch dem höheren Gas- oder Flüssigkeitsdruck - ausgesetzt, der im Inneren des Balges wirksam ist. Die öffiui,#-,eii 17 und 17B sind eben-L, falls dem Atmosphärendrück ausgesetzt.The membrane disks 30, 31, 32 and 33 are exposed to atmospheric pressure. The Mernbran washer 16 is, however, exposed to the higher gas or liquid pressure - which is effective inside the bellows. The öffiui, # -, eii 17 and 17B are even-L if exposed to atmospheric pressure.

Wenn die öffnungen 17, 17 A usw. nicht vor-C ocsc'ien wären, würde sich einz Gastasche zwisc'Ien den Lnr-nellen 15 und 16 bilden. Beim Zusamm,--ischweißen des inneren Umfanges nach dem Zusaminenschweißen des äußeren Umfanges oder umgekehrt würde das eingeschlossene Gas expandieren und die beiden Lamellen entsprechend deformieren. Es würde dann die eine Lamelle nicht auf der anderen zur Auflage kommen. Auf diese Weise würde die Meinbran auch an Biegsamkeit einbüßen. Wenig biegsame Membranen sind jedoch für einen metallischen Balg unbrauchbar.If the openings 17, 17 A etc. were not in front of the cylinder, a gas pocket would form between the lines 15 and 16 . When the inner circumference is welded together after the outer circumference has been welded together or vice versa, the enclosed gas would expand and deform the two lamellae accordingly. One lamella would then not come to rest on the other. In this way the Meinbran would also lose its flexibility. However, less flexible membranes are useless for a metallic bellows.

Normalerweise wird man den Zusammenbau des Balges an der einen Flanschseite beginnen und die Lamellen Zug um Zug befestigen.Usually one will be assembling the bellows on one side of the flange start and fasten the slats step by step.

Wenn die Berührungsflächen zweier Lamellen vollständig miteinander verschweißt sind, werden sie kräftemäßig wie eine einzige Lamelle beansprucht, die die gleiche Stärke wie die beiden zusammen-C, C Ceschweißten Lamellen aufweist. Deshalb dürfen die beiden aufeinanderlie-enden Lamellen nicht auf ihrer ganzen Berührungsfläche miteinander verschweißt werden. Der Vorteil der Verwendung von zwei Lamellen gegenüber der einer einzigen Lamelle, die doppelt so stark wie jede dieser Lamellen ist, kann nur dann erreicht werden, wenn sich die beiden Lamellen relativ gegeneinander bewegen, können.When the contact surfaces of two slats are completely interconnected are welded, they are stressed in terms of force like a single lamella, the has the same thickness as the two fins welded together-C, C C. Therefore, the two lamellas lying on top of one another must not cover their entire contact area are welded together. The advantage over the use of two slats that of a single lamella twice as strong as each of those lamellae can can only be achieved if the two slats move relative to each other, can.

Bei dem abgebrochenen Querschnitt durch den Balg gemäß F i g. 3 zeigt die obere Membran, was sich ereignet, wenn die beiden Ringscheiben A und D zusammen an ihrem inneren und äußeren Umfang bei E und F verschweißt werden. Es bildet sich dann nämlich infolge der Schweißhitze bei G eine Gastasche, so daß die Ringscheibe A nicht auf der Ringscheibe D aufliegt und diese dadurch nicht stärkt. Jede Scheibe, die sich nicht auf einer anderen abstützt, kann nur die Hälfte der Kräfte aufnehmen, wie eine aus zwei sieh aufeinander abstützenden Scheiben bestehende Membran. Wenn jedoch eine kleine öffnung H in einer Ringscheibe, z. B. B, vorgesehen ist, dann kann sich keine Gastasche bilden. Die Ringscheiben B und J können sich deshalb aufeinander abstützen und auf diese Weise größere Kräfte aufnehmen.In the broken cross-section through the bellows according to FIG. 3 shows the upper membrane what happens when the two ring disks A and D are welded together at their inner and outer circumference at E and F. A gas pocket then forms as a result of the welding heat at G , so that the annular disk A does not rest on the annular disk D and thereby does not strengthen it. Each disc that is not supported on another can only absorb half of the forces, like a membrane consisting of two discs supporting one another. However, if a small opening H in an annular disc, e.g. B. B, is provided, then no gas pocket can form. The ring disks B and J can therefore support one another and in this way absorb greater forces.

Die öffnungen sind zweckmäßig in den aus F i j.-2 ersichtlichen Lagen angeordnet und dort mit 17, 17 A, 17 B, und 17 C vorgesehen, um das Gas entweichen zu lassen, das zwischen den Ringscheiben 15 und 1.6 (F i g. 1) bei der Hitzebehandlung durch das Schweißen entsteht. Die dadurch erreichte größere Widerstandsfähigkeit gegenüber einer höheren Druckbeanspruchung wird also nicht mit einer Verringerung der Biegsamkeit der Lamellen des Balges erkauft.'Das Verschweißen der zwei eine Lamelle bildenden Ringscheiben am inneren und am äußeren Umfang beeinträchtigt die Biegsamkeit nur ganz C P a ringfüg gig.The openings are expediently arranged in the positions shown in FIG. 2 and provided there with 17, 17 A, 17 B, and 17 C in order to allow the gas to escape that is between the annular disks 15 and 1.6 ( FIG 1) arises during heat treatment by welding. The thus achieved greater resistance to a higher compressive stress is thus not with a reduction in the flexibility of the fins of the bellows erkauft.'Das welding of the two one slat forming the annular discs on the inner and outer peripheral impair the flexibility only very C P a ringfüg gig.

Claims

Patent claim: Laminated metallic, extensible bellows, consisting of the same from a number of the diaphragms serving, flexible metal annular discs size of which lie on one another in each case two adjacent ring discs and on its outer circumference and each of these two annular discs at its inner periphery with one another adjacent Annular disks are connected gas-tight by welding, so that the coaxially arranged pairs of annular disks of the Meinbran bellows are alternately in a gastight connection over their outer and inner circumference, characterized in that each of the two annular disks which is exposed to the lower pressure, for example atmospheric pressure , is provided with gas outlet openings (17, 17 A, 17B, 17C) . Contemplated publications: USA. Patent Nos 2,657,074, 2,797,112, 2,207,146th.