DE2237919C3

DE2237919C3 -

Info

Publication number: DE2237919C3
Application number: DE19722237919
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7012 Schmiden Feucht
Original assignee: FA OTTO EGELHOF 7012 FELLBACH
Current assignee: FA OTTO EGELHOF 7012 FELLBACH
Priority date: 1972-08-02
Filing date: 1972-08-02
Publication date: 1979-03-22
Also published as: DE2237919A1; DE2237919B2

Description

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Bei Temperatur- sowie auch bei Druckweggebern mit größerer Metallbalglänge, insbesondere solchen, bei denen die Balglänge größer als der doppelte äußere Durchmesser ist, besteht die Gefahr, daß der Balg seitlich ausknickt Ist der Balg, wie dieses in der Regel der Fall ist, von einer äußeren Hülse umgeben, oder ist der Balg auf einem inneren Führungselement, z. B. einer inneren Hülse, geführt kommen die inneren oder äußeren Wellenränder zum Anliegen an das äußere oder innere Führungselement Infolge der Regelbewegungen des Balges reiben die Wellenränder an den Führungselementen. Dieses führt zu Abrieb und gegebenenfalls zu einer raschen Zerstörung der Metallbälge, die in der Regel nur eine Wandstärke von 0,1 bis 0,2 mm haben.For temperature and pressure transducers with a larger metal bellows length, especially those at where the bellows length is greater than twice the outer diameter, there is a risk that the bellows buckles laterally Is the bellows, as is usually the case, surrounded by an outer sleeve, or is the bellows on an inner guide element, e.g. B. an inner sleeve, the inner or come out outer corrugation edges to rest against the outer or inner guide element as a result of the regular movements of the bellows, the edges of the shaft rub against the guide elements. This leads to abrasion and possibly to a rapid destruction of the metal bellows, which are usually only a wall thickness of 0.1 to 0.2 mm.

Eine weitere Gefahrenstelle der Metallbälge befindet sich an den Enden derselben, an denen sie mit einem Anschlußteil, z. B. einem Gehäuse oder einem Gehäuseteil verlötet werden. Im allgemeinen werden die Metallbälge, die in der Regel aus Messing, Tombak oder Phosphorbronce bestehen, weich mit den anschließenden Teilen verlötet In vielen Fällen hält jedoch infolge von Umweltbedingungen eine Weichlötstelle den Korrosionsanforderungen nicht stand. In diesem Falle wird der Metallbalg mit den anschließenden Teilen hart verlötet. Bei den verhältnismäßig hohen Temperaturen, bei denen die Hartlötung stattfindet, glühen jedoch bei der üblichen Endenausbilduhg der Metallbälge die Wellen derselben aus und verlieren damit ihre Federeigenschaft Der Metallbalg wird dadurch unbrauchbar. Another danger point of the metal bellows is located at the ends of the same at which they are connected to a connector, e.g. B. a housing or a housing part be soldered. In general, the metal bellows, usually made of brass, tombac or Phosphor bronze are made, softly soldered to the adjoining parts. In many cases, however, lasts as a result of environmental conditions, a soft solder joint did not meet the corrosion requirements. In this case the metal bellows is hard-soldered to the adjoining parts. At the relatively high temperatures, in which the brazing takes place, however, glow with the usual end design of the metal bellows Waves of the same and thus lose their spring properties. This makes the metal bellows unusable.

Es sind geteilte Metallbälge bekannt (»Technische Rundschau« vom 24.2.1967), die durch besondere Zwischenstücke unterbrochen und voneinander getrennt sind, weiche auf einer inneren Stange geführt sind ' und dadurch den Balg gegen Ausknicken sichern.There are divided metal bellows known ("Technische Rundschau" of February 24, 1967), which by special Intermediate pieces are interrupted and separated from each other, which are guided on an inner rod 'and thereby secure the bellows against kinking.

Bei einer ähnlichen bekannten Ausführungsform (US-PS 32 47 731) ist ein als starrer Zylinder ausgebildetes Zwischenstück in einem gelenkig aufgehängten oder geführten Ring derart geführt, daß der in Einzelbälge unterteilte und durch das Zwischenstück zusammengehaltene Balg eine durch den Ring gesteuerte Ausbiegung ausführen kann.In a similar known embodiment (US-PS 32 47 731) is designed as a rigid cylinder Intermediate piece guided in an articulated suspended or guided ring in such a way that the individual bellows divided and held together by the intermediate piece bellows a deflection controlled by the ring can perform.

Alle diese Ausführungen sind jedoch wegen der •zusätzlichen Teile und der aufwendigen Herstellung und Verbindung sehr kostspielig. Außerdem wird der Balg bei hartgelöteter Ausführung durch die Hartlötung in seinen Eigenschaften ungünstig beeinflußtHowever, all these designs are because of the • additional parts and the complex production and Connection very expensive. In addition, in the brazed version, the bellows is brazed in its properties adversely affected

gjrjo lyAjtgro bekannte Bauart 'FR-PS !4 27 907^ sieht einen gegossenen oder durch mechanische Bearbeitung hergestellten Balg aus Kunststoff vor. Dieser Balg besteht zwar im wesentlichen aus einem Stück, in seinem mittleren Teil weist er jedoch einen in eine Nut eingesetzten Führungsring auf, auf dessen Rückseite der Balg eine aus Vollr>aterial bestehende Totfalte bildet Auch ein solcher Balg ist teuer herzustellen.gjrjo lyAjtgro known type 'FR-PS! 4 27 907 ^ sees a cast or machined bellows made of plastic. That brat Although it consists essentially of one piece, in its central part it has one in a groove inserted guide ring, on the back of which the bellows forms a dead fold made of solid material Such a bellows is also expensive to manufacture.

Schließlich ist es bekannt (FR-PS 13 15 666), nachgiebige Rohre mit unterschiedlich breiten wellenförmigen Ausbuchtungen zu versehen, um ihnen bei ausreichender Streifigkeit eine genügende Flexibilität auch bei Beanspruchungen auf Krümmung zu geben. Als Metallbälge für Temperatur- oder Druckweggeber sind diese Rohre jedoch nicht geeignetFinally, it is known (FR-PS 13 15 666), flexible tubes with different widths undulating To provide bulges in order to give them sufficient flexibility with sufficient streakiness To give stress on curvature. As metal bellows for temperature or pressure transducers however, these pipes are not suitable

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Metallbälge zu ermöglichen, die bei einfacher und billiger Herstellung auch bei größerer Balglänge sicherstellen, daß die auftretenden Knickb<*anspi. rhungen zu keinen Schäden der Bälge führen. Des weiteren wird angestrebt, daß auch bei einer Hartiotung oder bei einer sonstigen thermischen Beanspruchung der Bälge von den anschließenden Teilen her keine Gefährdung der Balgwellen stattfindetThe invention is based on the object to enable metal bellows that are easier and cheaper Manufacture, even with larger bellows length, ensure that the kinks that occur temptations to none Damage the bellows. Furthermore, the aim is that even with a Hartiotung or with a other thermal stress on the bellows from the connecting parts does not pose a risk to the Bellows waves takes place

Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß Wellen und Zwischenteil als einstückig durchgehender Metallbalg hergestellt sind und die Gleitfläche des Zwischenteils einen solchen Durchmesser aufweist, daß beim Anliegen der Gleitfläche am relativ festen Teil die Wellen des Balges einen radialen Abstand vom relativ festen Teil haben. Der nicht-gewellte Zwischenteil des Balges hat vorteilhaft im nicht durchgebogenen Zustande selbst einen Abstand von dem relativ festen Teil, der vorzugsweise sehr klein gehalten ist Infolge der einstückigen Ausführung des Metallbalges und des Fortfalls besonderer Zwischenstücke und deren Verlötung mit den Balgteilen läßt sich eine sehr einfache und billige und zugleich sehr zuverlässige, störungsfreie Konstruktion erzielen.The invention accordingly consists essentially in the fact that the shaft and the intermediate part are made in one piece continuous metal bellows are made and the sliding surface of the intermediate part such a diameter has that when the sliding surface rests on the relatively fixed part, the waves of the bellows have a radial Distance from the relatively solid part. The non-corrugated intermediate part of the bellows advantageously does not have bent states themselves a distance from the relatively solid part, which is preferably very small is held due to the one-piece design of the metal bellows and the elimination of special spacers and their soldering to the bellows parts can be a very simple and cheap and at the same time very achieve reliable, trouble-free construction.

Bei relativ großer Führungslänge der Gleitfläche (Techn, Rundschau) kann an den Führungsstellen während der Hubbewegungen des Metallbalges kaum ein Abrieb stattfinden, wodurch die Lebensdauer des Metallbalges erheblich verlängert werden kann. Auch kann der als Führungselement dienende feste Teil vorteilhaft zugleich weitgehend den Raum ausfüllen, der das den Metallbalg beaufschlagende Medium aufnimmt, und vorzugsweise eine innere Hülse mit innererWith a relatively large guide length of the sliding surface (Techn, Rundschau), at the guide points Hardly any abrasion takes place during the lifting movements of the metal bellows, which reduces the service life of the Metal bellows can be lengthened considerably. The fixed part serving as a guide element can also be used advantageously at the same time largely fill the space that accommodates the medium acting on the metal bellows, and preferably an inner sleeve with inner

Führung oder auch eine äußere Hülse mit äußerer Führung des Balges sein. Je nachdem, welcher dieser beiden Fälle vorliegt, ist entweder eine innere Gleitfläche des Zwischenteiles, die wirkungsmäßig radial einwärts über den inneren Umfang der Balgwellen, oder eine äußere Gleitfläche, die wirkungsmäßig radial auswärts über den äußeren Umfang der Balgwellen vorsteht, vorgesehen. In der Regel genügt als Differenz für ein solches Vorstehen ein Bruchteil von 1 mm, z. B. 0,1 mm. Gegebenenfalls kann auch durch entsprechendes Abkröpfen des Führungsteiles auf einen unterschiedlichen Durchmesser die Führung des Zwischenteiles am Führungsteil erzielt werden, ohne daß der Balg unterschiedlichen Durchmesser aufweist.Guide or an outer sleeve with external guidance of the bellows. Depending on which of these in both cases is either an inner sliding surface of the intermediate part, which is effective radially inward over the inner circumference of the bellows shafts, or an outer sliding surface that is operative protruding radially outward over the outer circumference of the bellows shafts are provided. Usually enough as the difference for such a protrusion a fraction of 1 mm, e.g. B. 0.1 mm. If necessary, by appropriately cranking the guide part onto one different diameter the leadership of the intermediate part can be achieved on the guide part without the bellows has different diameters.

Um die Wellen der Metallbälge gegen die durch Hartlötungen an den Anschlußstellen erzeugten oder aus sonstigen Gründen von den Anschlußstellen her wirkenden hohen Temperaturen zu schützen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen den Wellen des Balges und der oder den Anschlußstellen desselben ein von usti Wellen freies oder im wesentlichen freies Zwischenteil zwischengesrhaltet. In der Regel genügt es, wenn die Länge des vorzugsweise ebenfalls von dem Balgmaterial gebildeten Zwischenteiles — ähnlich wie die mit einer Gleitfläche versehenen mittleren Zwischenteile — eine Länge hat, die etwa dem Innendurchmesser der Balgwellen entspricht. Doch kann unter Umständen auch eine größere Länge notwendig sein, um die Gefahr eines Ausglühens der an den Zwischenteil anschließenden Wellen zu vermeiden.In order to protect the corrugations of the metal bellows against the high temperatures generated by brazing at the connection points or acting for other reasons from the connection points, a further feature of the invention is that between the corrugations of the bellows and the connection point (s) of the same is free of usti waves or a substantially free intermediate part is interposed. As a rule, it is sufficient if the length of the intermediate part, which is preferably also formed by the bellows material - similar to the middle intermediate parts provided with a sliding surface - has a length which corresponds approximately to the inner diameter of the bellows shafts. However, under certain circumstances a greater length may also be necessary in order to avoid the risk of the corrugations adjoining the intermediate part burning out.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Hierbei zeigtIn the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown

F i g. ί die Ansicht eines Metallbalges mit einem mittleren Zwischenteil und zwei Endzwischenteilen, teilweise im Schnitt,F i g. ί the view of a metal bellows with a middle intermediate part and two end intermediate parts, partly in section,

F i g. 2 eine Einzelheit aus F i g. 1 entsprechend dem durch den Kreis X angedeuteten Schnitt in größerem Maßstabe,F i g. 2 shows a detail from FIG. 1 corresponding to the section indicated by the circle X on a larger scale,

F i g. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung der in F i g. 1 durcl. den Kreis Z angedeuteten Einzelheit, wobei die Ausführung nach F i g. 1 bis 3 eine innere Abschluß- und Führungshülse aufweist,F i g. 3 is an enlarged sectional view of the FIG. 1 durcl. the circle Z indicated detail, the execution according to F i g. 1 to 3 has an inner closure and guide sleeve,

Fig.4 die Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit äußerer Abschluß- und Führungshülse und4 shows a view of a second embodiment of the invention with an outer closure and guide sleeve and

F i g. 5 eiiie Einzelheit entsprechend dem Kreis Y in F i g. 4 in größerem Maßstabe.F i g. 5 a detail corresponding to the circle Y in FIG. 4 on a larger scale.

In der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 ist der Metallbaig 10 mit den Wellen 11 von innen beaufschlagt, indem der Innenraum 12 oes Metallbalges 10 durch ein rohr- oder hülsenförmiges, zugleich als Balgträger dienendes 7ührungselement abgeschlossen ist Der Metallbalg 10 ist an seinem einen Ende mit dem als Balgträger dienenden inneren Abschluß- und Führungselement 13 durch eine Hartlötstelie verbunden, indem das Ende des Metallbalges, z. B. bei 16, flanschartig aufgebogen und mittels eines Ringes 17 und der Hartlötstelie 14 an dem Element 13 angelötet ist. In gleicher oder ähnlicher Weise kann eine am anderen Balgende angeordnete Lötstelle zur Verbindung des Balges 10 mit einem Abschlußglied ausgebildet sein.In the embodiment according to FIG. 1 to 3, the metal baig 10 is acted upon by the shafts 11 from the inside, by the interior 12 oes metal bellows 10 by a tubular or sleeve-shaped, at the same time as a bellows support Serving 7ührungselement is completed The metal bellows 10 is at one end with the as Bellows support serving inner closure and guide element 13 connected by a hard soldering by the end of the metal bellows, e.g. B. at 16, bent up like a flange and by means of a ring 17 and the Hartlötstelie 14 is soldered to the element 13. In the same or a similar way, one can work on the other Bellows arranged solder joint for connecting the bellows 10 to a terminating member.

Wie ersichtlich, sind die Wellen 11 des Metallbajgss 10 durch Zwischenteile 18 und 19 von den Lötstellen 14 und 15 getrennt, indem der Metallbalg 10 über die Länge L] ohne Wellen ausgeführt ist Die Länge L\ soll hierbei so groß sein, daß sich die relativ hohen Hartlöttemperaturen nicht negativ auf die Federungseigenschaften der Wellen 11 des Metallbalges 10, z. B. aus Tombak oder Phosphorbronce, auswirken können. Wie VersucheAs can be seen, the shafts 11 of the metal bellows 10 are separated from the soldering points 14 and 15 by intermediate parts 18 and 19, in that the metal bellows 10 is designed without waves over the length L]. The length L \ should be so great that the relative high brazing temperatures do not negatively affect the resilience of the waves 11 of the metal bellows 10, for. B. from tombac or phosphor bronze can have an effect. Like attempts

ίο ergeben haben, soll die Länge L\ etwa dem Innendurchmesser c/des Balges entsprechen.ίο, the length L \ should correspond approximately to the inner diameter c / of the bellows.

Abstandes a zwischen zwei Weilenmitten oder zwei anliegenden Wellenspitzen betragen soll.
Biegt sich der MetaUbalg 10, etwa infolge von axialen Knickbeanspruchungen, einseitig durch, kommt der Zwischenteil 20 mit der Außenfläche der als Führungselement dienenden Innenhülse 13 hi Berührung und verhindert dadurch, daß sich die Wellenspitzen 21 an die Innenhülse anlegen und somit bei der Regelbewegung des Metallbalges abgerieben und inf'-'.ge der geringen Wandstärke des Metallbalges, z. B von nur 0,1 bis 0,2 mm, durchgerieben werden. Bei der langen Führung L₂ des Zwischenteiles 20 ist ein schädlicher Abrieb dieses Zwischenteiles selbst nicht zu befürchten.The distance a between two shaft centers or two adjacent shaft peaks should be.
If the metal bellows 10 bends on one side, for example as a result of axial buckling loads, the intermediate part 20 comes into contact with the outer surface of the inner sleeve 13 serving as a guide element and thus prevents the shaft tips 21 from resting against the inner sleeve and thus during the normal movement of the metal bellows abraded and inf '-'. ge the small wall thickness of the metal bellows, z. B of only 0.1 to 0.2 mm, can be rubbed through. With the long guide L _{2 of} the intermediate part 20, there is no risk of damaging abrasion of this intermediate part itself.

In der unbelasteten Normalstellung hat der Zwischenteil 20 einen kleinen Abstand von der Innenhülse 13, so daß normalerweise, d. h. bei nicht durchgebogenem Metallbaig. auch der Zwischenteil 20 nicht auf der Innenhülse 13 reibtIn the unloaded normal position, the intermediate part 20 has a small distance from the inner sleeve 13, see above that normally, d. H. if the metal baig is not bent. also the intermediate part 20 is not on the Inner sleeve 13 rubs

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 und 5 unterscheidet sich von demjenigen nach F i g. 1 dadurch, daß anstelle eines inneren Abschluß- und Führungselementes 13 in Form einer Innenhülse ein äußeres Abschluß- und Führungselement 22 in Form einer Außenhülse vorgesehen ist die den Metallbaig 10 zylindrisch nach außen umschließt Der Balg 10 wird in diesem Falle statt von innen von außen vom Raum 12a her mit dem Regelmedium beaufschlagt Während sich hinsichtlich der Zwischenteile 18 und 19 an den Enden des Metallbalges gegenüber der Ausführungsform nach Fig 1 prinzipiell nichts ändert ist anstelle des nach innen über die Wellen 11 vorspringenden Zwischenteils 20 ein radial nach außen über die Wellen 11 etwas vorspringender Zwischenteil 23 vorgesehen, wobei — sinngemäß entsprechend dem Durchmesser d\ — der Durchmesser d\ wieder mindestens um 0,1 mm größer als der Außendurchmesser c/der Wellen 11 sein soll. Die Länge Li kann der Länge La entsprechen. Gegebenenfalls ist die Länge L\ der Zwischenteile 18 und 19 zweckmäßig etwas größer als die Länge L₁, und zwar mit Rücksicht darauf, daß infolge der Umschließung des Metallbalges 10 durch die Außenhülse 22 die Wärmeabfuhr von den Hartlötstellen 14 und 15 stärker gehemmt istThe embodiment according to FIG. 4 and 5 differs from that according to FIG. 1 in that instead of an inner closure and guide element 13 in the form of an inner sleeve, an outer closure and guide element 22 in the form of an outer sleeve is provided which encloses the metal baig 10 cylindrically to the outside While the intermediate parts 18 and 19 at the ends of the metal bellows do not in principle change anything compared to the embodiment according to FIG A protruding intermediate part 23 is provided, whereby - correspondingly corresponding to the diameter d \ - the diameter d \ should again be at least 0.1 mm larger than the outer diameter c / of the shafts 11. The length Li can correspond to the length La. If necessary, the length L \ of the intermediate parts 18 and 19 is appropriately somewhat greater than the length L ₁ , taking into account that, as a result of the surrounding of the metal bellows 10 by the outer sleeve 22, the dissipation of heat from the brazed joints 14 and 15 is more inhibited

Im übrigen gilt fti»· die Ausführung nach F i g. 4 und 5 Gleiches wie für die Ausführung nach F i g. 1 bis 3.Otherwise, the execution according to FIG. 4 and 5 The same as for the embodiment according to FIG. 1 to 3.

Bei größerer Länge des Metallbalges, insbesondere wenn dieser das Dreifache des äußeren Balgdurchmessers überschreitet '.önnen zwei oder mehrere mittlere Zwischentei'e 20 vorgesehen werden.If the length of the metal bellows is greater, especially if it is three times the outer bellows diameter two or more middle intermediate parts 20 can be provided.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Metal bellows, especially for temperature displacement transducers, with a bellows length significantly exceeding the inner shaft diameter of the bellows and at least one intermediate part which interrupts the shafts of the bellows in a central region and serves to guide the sliding guide on a relatively fixed part, in particular the bellows carrier, characterized in that Shafts (11) and intermediate part (20, 23) are made as a one-piece continuous metal bellows (10) and the sliding surface of the intermediate part has a diameter (d \, d \) such that when the sliding surface rests on the relatively solid part (13, 22 ) the shafts (11) of the bellows (10) have a radial distance from the relatively fixed part.

2. Metallbaig according to claim 1, characterized in that ii <J3 the relatively solid part (13; 22) for WaptikmsJ ·· »*» n | i> CntiHinnpaUmanl fi »i- A ^ n \ Λ *** η} 1 1 Vl ITbIIUUlIg UI ₁ JI Ul 11 U l * gi> l ~ l W1 IWl * l IUl UW (I ITlVLUlI bellows (10) sleeve-shaped with a slightly compared to the diameter (du d \) of the sliding surface (20, 23) of the intermediate part formed different diameters and fixedly connected to one end of the metal bellows (at 14).

3. Metallbaig according to claim 1 or 2, characterized in that when connecting the metal bellows by brazing to other parts between the shafts (11) of the bellows (10) and the or the Connection parts i (14, 15) are free from shafts (11) or a substantially free intermediate part (18, 19) is interposed

4. Metal bellows according to any one of claims 1 to 3, characterized in that ύ. £ length (U, L ') corresponds to the intermediate part (18, 19) at least approximately to the inner diameter (d) OCE Balgwelien (11)