KR102612132B1 - 멤브레인 벨로우즈 - Google Patents

Abstract

멤브레인 벨로우즈는 외부 가장자리들 (3) 과 내부 가장자리들 (2) 을 갖는 다수의 멤브레인 (1) 을 포함하고, 이때 상기 멤브레인 벨로우즈의 중앙 세로축 (5) 의 방향으로 잇따르는 멤브레인들 (1) 은 교대로 그들의 내부 가장자리들 (2) 의 영역에서 그리고 그들의 외부 가장자리들 (3) 의 영역에서 서로 용접된다. 상기 멤브레인 벨로우즈의 슬라이딩 안내 장치는 적어도 2개의 환상부품 (10, 11) 을 구비한다. 상기 적어도 2개의 환상부품 (10, 11) 은 원주방향으로 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 둘레로 각각 최대 180°에 걸쳐 연장되고, 각각 안내 섹션 (12), 및 상기 안내 섹션 (12) 으로부터 상기 세로축 (5) 쪽으로의 방향으로 떨어져 있는 고정 섹션 (13) 을 구비하고, 상기 고정 섹션은 2개의 이웃한 멤브레인들 (1) 사이에 있는 중간공간 (6) 안으로 돌출한다. 상기 안내 섹션 (12) 은 방사상으로, 두 이웃한 멤브레인들 사이로 상기 고정 섹션 (13) 이 돌출해 있는 상기 두 이웃한 멤브레인들 (1) 밖으로 연장되고, 상기 안내 섹션은 상기 멤브레인 벨로우즈를 그의 세로방향 연장부의 적어도 일 부분에 걸쳐 둘러싸는 관 (14) 의 내부 표면 (15) 에서 슬라이딩 안내하기 위한, 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 으로부터 멀리 향한 안내면 (16) 을 가지고 있다.

Description

멤브레인 벨로우즈{MEMBRANE BELLOWS}

본 발명은 외부 가장자리들과 내부 가장자리들을 갖는 다수의 멤브레인을 갖는 멤브레인 벨로우즈에 관한 것이며, 이때 상기 멤브레인 벨로우즈의 중앙 세로축의 방향으로 잇따르는 멤브레인들은 교대로 그들의 내부 가장자리들의 영역에서 그리고 그들의 외부 가장자리들의 영역에서 서로 용접된다.

멤브레인 벨로우즈들은 적용에 있어서 여러 가지의 압력영역들을 분리시키기 위해 일반적으로 플렉시블 밀봉요소로서 이용된다. 이렇게, 멤브레인 벨로우즈들은 예컨대 진공밸브들의 진공 피드스루들 (vacuum feedthroughs) 을 위해 이용되고, 이때 상기 멤브레인 벨로우즈는 상기 밸브의 드라이브 로드 (drive rod) 를 에워싸고, 상기 밸브의 개방 및 폐쇄시 진공 영역을 대기 영역으로부터 분리시킨다. 진공 안으로의 운동 도입을 위한 진공 피드스루들을 위한 적용들 이외에 멤브레인 벨로우즈들은 예컨대 열팽창 또는 조립 허용오차를 흡수하기 위한 컴펜세이터들로서 이용될 수 있다. 그 밖의 적용은 예컨대, 예컨대 진공 펌프와 측정 장치 사이에서, 진공 시스템 안의 진동 디커플링에 있다.

멤브레인 벨로우즈들은 교대로 그들의 외부 가장자리들과 내부 가장자리들에서 서로 용접된 멤브레인들로 구성된다. 제조시 우선 멤브레인쌍들은 그들의 내부 가장자리들에서 서로 용접되고, 그 후 상기 멤브레인쌍들은 서로 나란히 놓이고 그들의 외부 가장자리들에서 서로 용접된다. 이러한 멤브레인 벨로우즈들을 가지고, 축방향에서의 그리고/또는 측 방향에서의 그리고/또는 각 방향에서의 스트로크가 가능하다.

멤브레인 벨로우즈들 이외에 골이 진 벨로우즈들 (corrugated bellows) 이 공지되어 있고, 상기 골이 진 벨로우즈들에 있어서는 관들이 벨로우즈 모양으로 변형되고, 이를 통해 가동성이 달성된다. 골이 진 벨로우즈들의 특별한 형성들은 예컨대 US 4,650,160 A 및 GB 2 062 132 A 에 나타나 있다.

멤브레인 벨로우즈들의 이용시 대개는 상기 멤브레인 벨로우즈의 내부공간과 외면 사이의 압력차이들이 생기고, 이때 상기 멤브레인 벨로우즈의 내부 안의 압력은 상기 멤브레인 벨로우즈 밖에 존재하는 압력보다 작거나 또는 클 수 있다. 이러한 압력차이들에 근거하여 (특히 상기 멤브레인 벨로우즈의 내부에 상기 멤브레인 벨로우즈 밖보다 높은 압력이 우세하면) 그리고/또는 중력에 의해, 상기 멤브레인 벨로우즈의 작은 측면강성에 근거하여, 상기 멤브레인 벨로우즈가 충분히 길다면 상기 멤브레인 벨로우즈의 어느 정도 심한 측면 좌굴 (buckling) 이 생길 수 있다. 이 때문에 예컨대 상기 멤브레인 벨로우즈는 멤브레인들의 내부 가장자리들의 용접의 영역들에서, 상기 멤브레인 벨로우즈의 내부 관통 개구부를 통해 연장되는 로드 (예컨대 진공밸브의 드라이브 로드) 에 기댈 수 있다. 이로써, 상기 로드의 이동시 상기 로드 위의 상기 멤브레인들의 내부 가장자리들의 마찰이 생기고, 이는 상기 멤브레인들의 내부 가장자리들 사이의 용접 이음매들의 마모를 초래하고, 이로 인해 시간이 흘러가면서 이 용접 이음매들의 강도의 손상 및 균열이 발생할 수 있다.

그렇기 때문에 이미 멤브레인 벨로우즈의 세로방향 연장부의 중앙 영역들에서 상기 멤브레인 벨로우즈를 안내 (guide) 하기 위한 안내 부품들이 이용되었다. 이러한 멤브레인 벨로우즈는 US 2002/0175480 A1 에 나타나 있다. 이 문헌에는, 상기 멤브레인 벨로우즈를 통한 내부 관통 개구부를 관통하는 로드의 외부 표면에서 안내하기 위한, 상기 멤브레인 벨로우즈의 내부에 배치된 슬라이딩 안내링들이 나타나 있다. 상기 슬라이딩 안내링들은 밖으로 튀어나와 있는 돌출부들을 구비하고, 상기 돌출부들은 상기 멤브레인 벨로우즈의 이웃한 멤브레인들 사이의 공간 안으로 돌출하고, 상기 멤브레인 벨로우즈의 축방향에서의 이동에 맞서 상기 슬라이딩 안내링을 형상 결합으로 고정시킨다. 두 멤브레인의 내부 가장자리들은 상기 슬라이딩 안내링의 외부 측면 위에 있고, 상기 두 멤브레인 사이에서 각각의 슬라이딩 안내링이 유지된다. 상기 멤브레인 벨로우즈의 압축된 상태에서, 이웃한 멤브레인들의 내부 가장자리들도 상기 슬라이딩 안내링의 외부 측면 위에 배치되어 있다.

CN 203 363 518 U 에 공지된 멤브레인 벨로우즈에 있어서, 상기 멤브레인 벨로우즈의 2개의 섹션 사이에는 견고한 지지링이 용접되어 있다.

JP 2013221596 A 는 가위 모양으로 형성된 안내 부재들을 갖는 벨로우즈를 나타낸다. 그는 많은 비용이 드는 구조에 관한 것이다.

US 4,183,289 A 에는 잡아늘림을 제한하기 위한 장치를 갖는 벨로우즈가 나타나 있다.

본 발명의 목적은 측면 좌굴에 맞서 멤브레인 벨로우즈의 유리한 안내를 가능하게 하는, 상기 도입부에 언급된 종류의 멤브레인 벨로우즈를 제공하는 것이다.

이는 본 발명에 따르면 청구항 1 항의 특징들을 갖는 멤브레인 벨로우즈를 통해 달성된다.

본 발명에 따른 슬라이딩 안내 장치는 적어도 2개의 환상부품 (annular part) 을 구비하고, 상기 환상부품들은 원주방향으로 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로축 둘레로 (=원통 좌표의 z축이 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로축과 서로 같은 상기 원통 좌표의 편각과 관련하여) 각각 180°미만에 걸쳐 연장된다. 상기 환상부품들은 각각 안내 섹션, 및 상기 안내 섹션으로부터 상기 세로축 쪽으로의 방향으로 떨어져 있는 고정 섹션을 가지고 있다. 상기 고정 섹션은 방사상으로 밖으로부터, 그들의 내부 가장자리들의 영역에서 서로 용접된 2개의 이웃한 멤브레인들 사이에 있는 중간공간 안으로 돌출한다. 상기 안내 섹션은 방사상으로, 두 이웃한 멤브레인들 사이로 상기 고정 섹션이 돌출해 있는 이 두 이웃한 멤브레인들 밖으로 연장된다. 상기 안내 섹션은 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축으로부터 멀리 향한 안내면 (guide surface) 을 구비한다. 그는 상기 멤브레인 벨로우즈를 그의 세로방향 연장부 (= 그의 세로축의 방향으로의 상기 멤브레인 벨로우즈의 연장부) 의 적어도 일 부분에 걸쳐 둘러싸는 관의 내부 표면에서 슬라이딩 안내하는 데에 쓰인다.

상기 환상부품들은 이로써 간단한 방식으로 상기 멤브레인 벨로우즈의 외면으로부터 2개의 이웃한 멤브레인들 사이의 중간공간 안으로 끼워 넣어질 수 있고, 이때 유리하게는 상기 각각의 환상부품과 상기 멤브레인들 사이의 스냅 연결 (snap connection) 이 형성되고, 상기 멤브레인들 사이로 상기 환상부품이 끼워 넣어진다. 어떻게 이러한 스냅 연결이 형성될 수 있는가는 하기에서 상세히 설명된다.

본 발명에 따른 형성을 통해, 멤브레인 벨로우즈에 슬라이딩 안내 장치를 추가로 장착하는 것도 간단한 방식으로 가능해질 수 있다.

상기 멤브레인 벨로우즈를 둘러싸는 상기 관의 상기 내부 표면을 따른 슬라이딩 안내를 통해, 상기 멤브레인 벨로우즈를 통한 관통 개구부를 관통하는 로드 (rod) 의 외부 표면을 따른 슬라이딩 안내시 발생하는, 상기 멤브레인 벨로우즈의 내부에서의 입자 (particle) 발생이 방지된다. 이는 진공 안에 발생하는 입자들에 대해 민감한 적용들을 위해 유리하다.

본 발명에 따른 슬라이딩 안내 장치는, 상기 멤브레인 벨로우즈를 통한 관통 개구부를 관통하는 로드가 존재하지 않을 때에도 이용될 수 있고 또는 이러한 로드가 상기 멤브레인들의 내부 가장자리들로부터의 단지 작은 간격을 가지고 있고, 따라서 상기 간격이 너무 작아서 상기 멤브레인 벨로우즈 안에서 내부 슬라이딩 안내링을 사용할 수 없을 때에도 이용될 수 있다.

유리하게는, 상기 고정 섹션은 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축의 방향과 관련하여 적어도 일 측에, 이 측에서 상기 고정 섹션에 인접하는 멤브레인의 융기부와 함께 작용하는 오목부를 구비하고, 또는 이 측에서 상기 고정 섹션에 인접하는 멤브레인의 오목부와 함께 작용하는 융기부를 구비한다. 상기 고정 섹션이 일 측에는, 이 측에서 상기 고정 섹션에 인접하는 멤브레인의 융기부와 함께 작용하는 오목부를 구비하고, 다른 측에는, 이 측에서 상기 고정 섹션에 인접하는 멤브레인의 오목부와 함께 작용하는 융기부를 구비하면 특히 유리하다. 상기 고정 섹션에 이웃한 멤브레인의 상기 할당된 오목부와 상기 고정 섹션의 상기 적어도 하나의 융기부와의 협력 및/또는 이웃한 멤브레인의 상기 할당된 융기부와 상기 고정 섹션의 상기 적어도 하나의 오목부와의 협력을 통해, 상기 고정 섹션은 형상 결합으로, 상기 고정 섹션이 돌출해 있는 상기 두 환상부품 사이의 상기 중간공간 밖으로의 끌어냄에 맞서 유지될 수 있고, 보다 정확히 말하면 멤브레인 벨로우즈에 외부 힘이 작용하지 않을 때 상기 멤브레인 벨로우즈가 차지하는 상기 멤브레인 벨로우즈의 위치와 관련하여 유지될 수 있다. 이하, 상기 멤브레인 벨로우즈의 이 위치는 상기 멤브레인 벨로우즈의 “중립적 위치”라고 불리운다.

이로써, 상기 멤브레인 벨로우즈의 이 중립적 위치에서, 상기 환상부품들은 상기 환상부품들의 상기 고정 섹션들이 끼워 넣어져 있는 상기 멤브레인들 사이의 중간공간 밖으로의 떨어짐에 맞서 형상 결합으로 유지된다. 이로써, 상기 멤브레인 벨로우즈의 이 중립적 위치에 비해 압축된 상기 멤브레인 벨로우즈의 각각의 위치에서, 상기 환상부품들은 마찬가지로 밖으로 떨어짐에 맞서 형상 결합으로 유지된다. 유리하게는, 밖으로 떨어짐에 맞서 상기 환상부품들을 유지시키는 형상 결합은 상기 멤브레인 벨로우즈가 그의 중립적 위치에 비해 상기 멤브레인 벨로우즈의 길이의 특정한 한계값까지 잡아늘려져 있을 때에도 아직 존재한다. 잡아늘림과 압축의 주기들에서의 미리 정해져 있는 수명에 도달하는, 상기 멤브레인 벨로우즈를 위해 명시된 상기 멤브레인 벨로우즈의 최대 잡아늘림에 있어서, 상기 멤브레인 벨로우즈의 길이는 유리하게는 상기 언급된 한계값 아래에 있다.

먼저 기술된 상기 형성을 통해, 상기 환상부품들과 상기 그의 중립적 위치에 있는 멤브레인 벨로우즈 사이의 스냅 연결이 형성될 수 있고, 즉 상기 고정 섹션들은, 그들이 이웃한 멤브레인들 사이의 중간공간 안으로 끼워 넣어지면, 이 멤브레인들의 적어도 하나의 융기부 안으로 그리고/또는 오목부 안으로 찰칵 채워진다.

바람직하게는, 상기 슬라이딩 안내 장치의 상기 적어도 2개의 환상부품의 상기 안내 섹션들은 합쳐서 180°넘게 걸쳐 원주방향으로 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 둘레로 연장되고 (=원통 좌표의 z축이 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로축과 서로 같은 상기 원통 좌표의 180°를 넘는 편각에 걸쳐 연장되고), 이때 상기 적어도 2개의 환상부품의 상기 고정 섹션들은 동일한 두 이웃한 멤브레인들 사이의 중간공간 안으로 끼워 넣어져 있다. 이를 통해, 상기 환상부품들이 상기 세로축 둘레로 원주방향과 관련하여 차지하는 상기 환상부품들의 임의의 위치들에서, 상기 멤브레인들의 외부 가장자리들이 상기 슬라이딩 안내 장치가 배치된 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로방향 연장부의 영역에서 상기 관의 상기 내부 표면으로부터의 간격을 두고 유지되는 것이 안전해질 수 있다.

유리한 실시형태는, 상기 안내 섹션의 상기 안내면이 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축으로부터 멀리 가리키는 방향으로 아치형으로 형성되는 것을 제공한다. 이를 통해 상기 안내면과 상기 관의 상기 내부 표면 사이의 선접촉이 형성될 수 있고, 이를 통해 마찰 및 마모가 감소될 수 있다.

이 문헌의 범위에서 “내부에”와 “외부에”가 언급되면, 이는 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축에 대해 상대적인 위치와 관련되고, 즉 더 내부에 놓여 있는 부품은 더 외부에 놓여 있는 부품보다 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 중앙 세로축 곁에 더 가까이 놓여 있다.

이하, 본 발명의 그 밖의 장점들과 개별내용들은 첨부된 도면에 근거하여 설명된다.

도 1 은 멤브레인 벨로우즈가 그의 중립적 위치에 있는, 두 단부에 부착된 엔드 피스들 (end pieces) 을 갖는 그리고 상기 멤브레인 벨로우즈를 관통하는 로드를 갖는 본 발명에 따른 상기 멤브레인 벨로우즈의 사투상도이고;
도 2 는 환상부품들이 멤브레인들로부터 떼어내져 도시된, 도 1 로부터의 유닛이고;
도 3 은 상기 멤브레인 벨로우즈를 안내하기 위한 관이 상기 엔드 피스들 중 하나에 추가적으로 부착된 것을 나타내는 측면도 (상기 멤브레인 벨로우즈의 세로축에 대해 직각으로) 이고;
도 4 는 도 3 으로부터의 선 AA 를 따른 단면도이고;
도 5 는 도 4 로부터의 확대된 부분 (B) 이고;
도 6 및 도 7 은 상기 멤브레인 벨로우즈의 멤브레인들 중 하나의 사투상도 및 도면;
도 8, 도 9, 도 10 및 도 11 은 도 1, 도 2, 도 4 및 도 5 와 유사한, 하지만 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 중립적 위치에 비해 계속 압축된 상기 멤브레인 벨로우즈의 위치에서의 도면들이고;
도 12, 도 13, 도 14 및 도 15 는 도 1, 도 2, 도 4 및 도 5 와 유사한, 하지만 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 중립적 위치에 비해 계속 잡아늘려진 상기 멤브레인 벨로우즈의 위치에서의 도면들이고;
도 16, 도 17 및 도 18 은 상기 멤브레인 벨로우즈의 가능한 적용에 있어서 도 4, 도 10 및 도 14 와 유사한 세로방향 중앙 단면도들이다.

이하, 본 발명에 따른 멤브레인 벨로우즈의 실시예는 도 1 내지 도 15 에 근거하여 설명된다.

상기 멤브레인 벨로우즈는 다수의 멤브레인 (1) 을 포함하고, 상기 멤브레인들은 멤브레인 디스크들 또는 환상 멤브레인들 또는 라멜라들이라고도 불리울 수 있다. 각각의 멤브레인은 외부 가장자리 (3) 와 내부 가장자리 (2) 를 가지고 있고, 상기 내부 가장자리는 멤브레인 (1) 의 중앙 개구부 (4) 를 제한한다. 상기 멤브레인들의 내부 가장자리 (2) 와 외부 가장자리 (3) 는 원형을 갖는다. 도시된 실시예에서, 바람직한 바와 같이, 모든 멤브레인들은 그들의 내부 가장자리들 (2) 의 동일한 반지름들, 및 그들에 비해 큰, 그들의 외부 가장자리들 (3) 의 동일한 반지름들을 가지고 있다. 상기 멤브레인들은 회전 대칭적으로 형성된다.

멤브레인들 (1) 은 상기 멤브레인 벨로우즈의 중앙 세로축 (5) 에 대해 동심적으로 배치된다. 멤브레인들 (1) 의 중앙 개구부들 (4) 은 함께 상기 멤브레인 벨로우즈를 통한 관통 개구부를 형성한다.

상기 멤브레인들은 물결 모양을 갖는다. 멤브레인들 (1) 의 파형들은 상기 멤브레인들의 바람직하게는 원뿔꼴인 기본형태 위에 겹겹이 쌓인다. 멤브레인들 (1) 의 바깥지름은 이때 이 원뿔꼴 기본형태의 높이 (=세로축 (5) 의 방향으로의 확장부) 보다 5배를 초과하여 크다.

공지된 바와 같이, 교대로 잇따르는 멤브레인들의 바람직하게는 2개의 약간 상이한 형성들이 존재한다. 잇따르는 멤브레인들은 그들의 원뿔꼴 기본형태들이 반대 방향들을 가리키도록 배치된다.

멤브레인들 (1) 은 바람직하게는 0.05mm 내지 0.5mm 의 범위에 있는, 특히 바람직하게는 0.075mm 내지 0.2mm 의 범위에 있는 두께를 갖는 박판으로 구성된다. 예컨대, 멤브레인들 (1) 은, 특히 오스테나이트 또는 페라이트 오스테나이트 형태의, 강철 박판으로 구성된다. 다른 금속들, 예컨대 니켈 베이스 합금 또는 티타늄으로 이루어진 형성이 가능하다.

상기 멤브레인 벨로우즈의 세로축 (5) 의 방향으로 잇따르는 멤브레인들 (1) 은 교대로 그들의 내부 가장자리들 (2) 에서 그리고 그들의 외부 가장자리들 (3) 에서 서로 용접되고, 이를 통해 아코디언 모양의 형성이 발생한다. 이로써, 잇따르는 멤브레인들 (1) 사이에는, 교대로 밖으로 그리고 안으로 개방된 중간공간들 (6, 7) 이 존재한다.

멤브레인들 (1) 의 파형들은 상기 멤브레인 벨로우즈의 중앙 세로축 (5) 의 방향과 관련하여 상기 멤브레인들의 두 측에서의 융기부들과 오목부들을 형성한다. 이로써, 각각의 멤브레인 (1) 의 두 측면 (=큰 면들) 각각에는 융기부들과 오목부들이 형성되고, 상기 융기부들과 오목부들은 세로축 (5) 의 방향에 대해 평행으로 측정된 각각의 높이 또는 깊이를 갖는다. 실시예에서 각각의 측면은 2개의 융기부와 2개의 오목부를 갖는다. 더 많은 또는 더 적은 융기부들 및/또는 오목부들이 제공될 수도 있다. 각각의 측면은 단지 하나의 융기부 또는 단지 하나의 오목부를 가질 수도 있다.

상기 멤브레인 벨로우즈의 두 단부에는, 첨부된 도면들에 따른 형성에 있어서 엔드 피스들 (8, 9) 이 용접된다. 그들은 상기 멤브레인 벨로우즈를 진공 시설의 그 밖의 부품들과 연결하는 데에 쓰인다. 엔드 피스 (8 및/또는 9) 가 생략되고 상기 멤브레인 벨로우즈가 한 단부에서 또는 두 단부에서 직접적으로 상기 진공 시설의 다른 부품들에 용접되는 것도 가능하다.

상기 멤브레인 벨로우즈에 단부측에 용접된 엔드 피스들은 여러 가지의 형태를 가질 수 있다.

상기 멤브레인 벨로우즈의 형성은 지금까지 기술된 것까지는 공지되어 있다.

상기 멤브레인 벨로우즈는 안내 요소에서 안내하기 위한 슬라이딩 안내 장치를 구비하고, 상기 안내 요소는 상기 멤브레인 벨로우즈를 그의 세로방향 연장부의 적어도 일 부분에 걸쳐 둘러싸는 관 (14) 이다. 상기 슬라이딩 안내 장치는 실시예에서 2개의 환상부품 (10, 11) 에 의해 형성된다. 변화된 실시예들에서 상기 슬라이딩 안내 장치는 2개를 초과하는 환상부품들에 의해서도 형성될 수 있다. 각각의 환상부품은 안내 섹션 (12), 및 그로부터 안으로 (=세로축 (5) 쪽으로의 방향으로) 떨어져 있는 고정 섹션 (13) 을 구비한다. 고정 섹션 (13) 은, 그들의 내부 가장자리들 (2) 의 영역에서 서로 용접된 2개의 이웃한 멤브레인들 (1) 사이의 밖으로 개방된 중간공간 (6) 안으로 돌출한다. 고정 섹션들 (13) 은 또한 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로축 (5) 의 방향으로의 이동에 맞서 환상부품들 (10, 11) 을 형상 결합으로 고정시킨다. 상기 슬라이딩 안내 장치의 환상부품들 (10, 11) 의 고정 섹션들 (13) 은 2개의 이웃한 멤브레인들 (1) 사이의 동일한 중간공간 (6) 안으로 돌출한다.

환상부품들 (10, 11) 은 상기 멤브레인들에 대해 동심적으로 놓여 있다.

상기 안내 섹션은 방사상으로 두 멤브레인 (1) 밖으로 연장되고, 상기 두 멤브레인 사이에 중간공간 (6) 이 있고, 상기 중간공간 안으로 이 환상부품 (10, 11) 의 고정 섹션 (13) 이 돌출한다. 이로써 안내 섹션 (12) 은 또한 방사상으로, 이 두 멤브레인 (1) 과 그들의 외부 가장자리들 (3) 의 영역에서 용접된 멤브레인들 (1) 밖으로 연장된다. 상기 멤브레인 벨로우즈가 그의 중립적 위치에 비해 압축된 상기 멤브레인 벨로우즈의 적어도 하나의 위치에서, 안내 섹션 (12) 은 또한 방사상으로, 그들의 외부 가장자리들 (3) 의 영역에서 서로 용접된, 그리고 양쪽에서, 그들의 외부 가장자리들 (3) 의 영역에서 용접되고 양쪽에서 고정 섹션 (13) 에 인접한 두 멤브레인쌍에 이어지는 두 멤브레인쌍 밖으로 연장된다.

환상부품들 (10, 11) 의 안내 섹션들 (12) 은, 상기 멤브레인 벨로우즈를 그의 세로방향 연장부 (=세로축 (5) 의 방향으로의 확장부) 의 적어도 일 부분에 걸쳐 둘러싸는 관 (14) 의 내부 표면 (15) 에서 상기 멤브레인 벨로우즈를 슬라이딩 안내하는 데에 쓰인다. 이러한 관 (14) 은 예컨대 도 4 에 도시된다. 관 (14) 은 여기서 엔드 피스들 중 하나 (8) 에 고정되고, 특히 용접을 통해 고정된다. 관 (14) 의 내부 표면 (15) 과, 각각의 안내 섹션 (12) 의 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로축으로부터 멀리 향한 안내면 (16) 이 함께 작용한다. 상기 멤브레인 벨로우즈를 통한 세로방향 중앙 단면에서 볼 때, 예컨대 도 4 및 도 5 참조할 것, 안내면 (16) 은 실시예에서 아치형으로 형성되고, 예컨대 원호 모양으로 아치형이 되어 있다. 이로써 표면 (15) 과의 선접촉이 달성될 수 있다.

각각의 환상부품 (10, 11) 의 고정 섹션 (13) 이 이웃한 멤브레인들 (1) 사이의 중간공간 (6) 안에서 연장되는 방사상 확장부 (a) 는 안내 섹션 (12) 의 방사상 확장부 (b) 보다 크고, 바람직하게는 2배를 초과하여 크다.

이웃한 멤브레인들 (1) 사이의 중간공간 (6) 안으로 돌출하는, 안내 섹션 (12) 으로부터 안으로 떨어져 있는 고정 섹션 (13) 은 그의 측면들 중 하나에는 융기부 (17) 를 구비하고 마주 보고 있는 측면에는 오목부 (18) 를 구비한다. 상기 멤브레인 벨로우즈를 통한 중앙 세로방향 중앙 단면에서 볼 때, 예컨대 도 4 및 도 5 참조할 것, 융기부 (17) 는 세로축 (5) 에 대해 평행으로 측정된 높이를 가지며, 오목부 (18) 는 세로축 (5) 에 대해 평행으로 측정된 깊이를 갖는다. 고정 섹션 (13) 의 융기부 (17) 는, 이 측에서 고정 섹션 (13) 에 인접하는 멤브레인 (1) 의 오목부 (19) 와 함께 작용한다. 오목부 (18) 는, 이 측에서 고정 섹션 (13) 에 인접하는 멤브레인 (1) 의 융기부 (20) 와 함께 작용한다. 작용하는 외부 힘들 없이 상기 멤브레인 벨로우즈가 차지하는 위치에서, 즉 상기 멤브레인 벨로우즈의 중립적 위치에서, 고정 섹션 (13) 의 융기부 (17) 는 멤브레인 (1) 의 오목부 (19) 안으로 돌출하고, 멤브레인 (1) 의 융기부 (20) 는 고정 섹션 (13) 의 오목부 (18) 안으로 돌출한다. 환상부품들 (10, 11) 은 이를 통해 형상 결합으로, 멤브레인들 (1) 사이의 중간공간 (6) 밖으로의 끌어냄에 맞서 안전해진다.

이 형상 결합은 상기 멤브레인 벨로우즈가 그의 중립적 위치로부터 시작하여 압축될 때에 여전히 존재하고 있다. 도 8 내지 도 11 에는, 상기 멤브레인 벨로우즈의 가능한 한 긴 수명을 달성하기 위해 상기 멤브레인 벨로우즈가 바람직하게는 최대로 압축될 때까지의 상기 멤브레인 벨로우즈의 위치가 도시된다.

도 12 내지 도 15 에는 멤브레인 벨로우즈가 그의 중립적 위치에 비해 팽창된 상기 멤브레인 벨로우즈의 위치가 도시된다. 바람직하게는, 상기 멤브레인 벨로우즈의 긴 수명을 달성하기 위해 상기 멤브레인 벨로우즈는 최대 이 위치까지 팽창된다. 이 위치에서 여전히 형상 결합이 존재하고, 상기 형상 결합은 고정 섹션들 (13) 을 끌어내는 것을 저지하고, 이로써 멤브레인들 (1) 사이의 중간공간 (6) 밖으로 환상부품들 (10, 11) 을 끌어내는 것을 저지한다.

상기 멤브레인 벨로우즈가 최대 도 8 내지 도 11 에 도시된 위치까지 압축되면 그리고 최대 도 12 내지 도 15 에 도시된 위치까지 잡아늘려지면, 압축과 잡아늘림의 주기들의 명시된 개수가 달성된다. 이에 비해 적은 개수의 주기가 충분하면, 상기 멤브레인 벨로우즈는 이에 비해 보다 강하게 압축될 수 있고 그리고/또는 잡아늘려질 수 있다.

환상부품 (10, 11) 이 그의 고정 섹션 (13) 과 함께 멤브레인들 (1) 사이의 중간공간 (6) 안으로 끼워 넣어지면 (보다 정확히 말하면, 끼워 넣어진 상태에서 상기 고정 섹션 (13) 과 상기 이웃한 멤브레인들 (1) 사이에 형상 결합이 존재하는 상기 멤브레인 벨로우즈의 위치에서), 멤브레인들 (1) 은 고정 섹션 (13) 을 끼워 넣을 때 중간공간 (6) 의 확장하에 눌려 펴지고, 그 후 그들의 탄성을 통해 중간공간 (6) 의 축소하에 다시 수축되고, 따라서 융기부들 (17, 20) 과 오목부들 (19, 18) 은 서로 맞물린다. 이로써 환상부품들 (10, 11) 과 멤브레인들 (1) 사이의 스냅 연결이 형성된다.

고정 섹션 (13) 은 그의 측면들 중 하나에서만 융기부 또는 오목부를 구비할 수도 있고, 고정 섹션 (13) 과 멤브레인들 (1) 사이의 형상 결합을 형성하기 위해 상기 융기부 또는 오목부는, 이 측에서 인접하는 멤브레인 (1) 의 오목부 또는 융기부와 함께 작용한다 (상기 멤브레인 벨로우즈의 중립적 위치와 관련하여). 고정 섹션 (13) 은 일 측에 또는 양측에 융기부 뿐만 아니라 오목부도 구비할 수 있다.

유리하게는, 특히 도 5 에서 볼 수 있는 바와 같이, 고정 섹션 (13) 의 측면들의 윤곽들은 상기 멤브레인 벨로우즈의 중립적 위치에서의 인접하는 멤브레인들 (1) 의 윤곽들과 부합한다. 고정 섹션 (13) 이 세로방향 단면과 관련하여, 고정 섹션 (13) 이 중간공간 (6) 에 끼워 넣어 있지 않을 때 중간공간 (6) 이 상기 멤브레인 벨로우즈의 중립적 위치에서 고정 섹션 (13) 의 방사상 확장부에 걸쳐 차지하는 형태에 상응하는 형태를 갖고 형성되면 특히 바람직하다. 즉, 상기 멤브레인 벨로우즈의 중립적 위치에서, 상기 멤브레인 벨로우즈는 끼워 넣어진 고정 섹션 (13) 에 의해 변형을 겪지 않는다. 이로써 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로축 (5) 의 방향으로 측정된 고정 섹션 (13) 의 두께도 방사상 방향에 있어서 세로축 (5) 쪽으로 감소한다.

유리하게는, 환상부품들 (10, 11) 은 상기 멤브레인 벨로우즈를 통한 세로방향 중앙 단면에서 볼 때 T 모양을 가지며, 이때 그는 비대칭적일 수도 있다 (즉, 상기 안내 섹션의 튀어 나온 한 부분은 다른 부분보다 짧다). 원칙적으로 예컨대 L 모양도 가능하다.

튀어 나온 안내 섹션 (12) 이 완전히 생략된다면, 즉 따라서 고정 섹션 (13) 의 외부 정면측 가장자리가 안내 기능을 떠맡는다면, 고정 섹션 (13) 이 멀리 안쪽으로 눌려지지 않아서 그의 외부 가장자리가 방사상으로 멤브레인들 (1) 의 외부 가장자리 (3) 의 내부에 놓여 있는 것이 저지되어야 하고, 예컨대 멤브레인들 (1) 과 고정 섹션 (13) 과의 충분한 형상 결합을 통해 그리고/또는 상기 멤브레인 벨로우즈가 너무 넓게 잡아늘려지지 않음으로써 저지되어야 한다. 고정 섹션 (13) 의 양쪽에 놓여 있는 멤브레인쌍들 (1) 의 적어도 외부 가장자리들 (3) 에 지지될 수 있는 튀어 나온 안내 섹션 (12) 을 갖는 형성을 통해, 안내면 (16) 은 어느 경우든 방사상으로 멤브레인들 (1) 의 외부 가장자리들 (3) 밖에 놓여 있다.

모든 멤브레인들 (1) 이 서로 용접된 후 멤브레인들 (1) 사이로 환상부품들 (10, 11) 을 끼워 넣는 것을 가능하게 하기 위해, 환상부품들 (10, 11) 은 각각 최대 180°에 걸쳐 원주방향으로 세로축 (5) 둘레로 연장된다.

실시예에서 2개의 환상부품 (10, 11) 이 제공되고, 상기 환상부품들은 각각 하프링 (half ring) 으로서 형성되고, 동일한 멤브레인들 (1) 사이에 끼워 넣어진 상태에서 함께, 멤브레인들 (1) 을 완전히 둘러싸는 하나의 링을 형성한다. 멤브레인들 (1) 을 완전히 둘러싸는 이러한 링은, 예컨대 각각 120°에 걸쳐 연장되는 환상부품들을 통해, 2개보다 많은 환상부품들을 통해서도 형성될 수 있다.

동일한 멤브레인들 (1) 사이에 끼워 넣어진 2개 또는 그 보다 많은 환상부품들 (10, 11) 은 합쳐서 어느 경우든 바람직하게는 180°넘게 걸쳐 원주방향으로 세로축 (5) 둘레로 연장된다.

환상부품들 (10, 11) 은 유리한 실시형태에서 플라스틱, 예컨대 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌), PTFE 폴리머 강화됨, PEEK (폴리에텔에텔 케톤) 또는 폴리이미드로 구성된다. 다른 실시형태들에서, 환상부품들 (10, 11) 은 금속으로 형성될 수 있고, 특히 안내면 (16) 의 영역에서, 경우에 따라서는 코팅된다. 플라스틱과 금속성 재료들로 이루어진 조합들도 가능하다.

도 1 내지 도 15 에는 로드 (21) 가 도시되고, 상기 로드는 엔드 피스들 중 하나 (9) 에 고정되고, 예컨대 그와 일체로 형성되고, 멤브레인 벨로우즈 (1) 를 통해 연장되는 관통 개구부를 통해 그리고 다른 엔드 피스 (8) 안의 개구부를 통해 연장된다. 이러한 방식으로, 상기 멤브레인 벨로우즈를 이용해, 엔드 피스 (9) 에 가해진 운동은 로드 (21) 를 통하여 진공 시설의 진공 영역 안으로 전달될 수 있다. 이런 종류의 가능한 적용은 도 16 내지 도 18 에 도시된다. 엔드 피스 (8) 는 진공 챔버의, 단지 일부 섹션들에서 도시된 벽 (22) 에 부착되고, 예컨대 용접되거나 또는 나사결합된다. 벽 (22) 은 로드 (21) 를 관통시키기 위한 개구부를 구비한다. 엔드 피스 (9) 는 (이 경우에 로드 (21) 의 영역 안까지 연장되는) 나사 보어 (threaded bore) 를 갖추고 있고, 상기 나사 보어 안으로 피스톤 로드 (23) 의 단부가 나사결합된다 (이는 도 1 내지 도 15 에 도시되지 않는다). 피스톤 로드 (23) 는 피스톤-실린더 유닛의 피스톤 (24) 에 고정된다.

도면들에는, 실시예에서 두 환상부품 (10, 11) 에 의해 형성되는, 상기 멤브레인 벨로우즈의 하나의 슬라이딩 안내 장치만 도시된다. 상기 멤브레인 벨로우즈의 길이에 의존하여, 1개보다 많은 이러한 슬라이딩 안내 장치가 제공될 수도 있다. 즉, 그러면, 세로축 (5) 의 방향으로 서로 간격을 둔 상이한 중간공간들 (6) 안으로 각각 적어도 2개의 환상부품 (10, 11) 이 끼워 넣어진다.

관 (14) 은 도면들에서 안내 기능이 관 (14) 을 통해 실현되는, 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로방향 연장부의 섹션만 둘러싼다. 하지만 관 (14) 은 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로방향 연장부의 보다 큰 섹션에 걸쳐 또는 전체 멤브레인 벨로우즈에 걸쳐 연장될 수도 있다.

본 발명에 따른 멤브레인 벨로우즈는 그의 관통 개구부를 관통하는 로드 (21) 없이도 이용될 수 있다. 그러면 상기 멤브레인 벨로우즈를 통하여, 예컨대 진공 시설의 2개의 진공영역 사이의 채널 모양의 연결이 만들어내질 수 있다.

1 : 멤브레인 2 : 내부 가장자리
3 : 외부 가장자리 4 : 개구부
5 : 세로축 6 : 중간공간
7 : 중간공간 8 : 엔드 피스
9 : 엔드 피스 10 : 환상부품
11 : 환상부품 12 : 안내 섹션
13 : 고정 섹션 14 : 관
15 : 표면 16 : 안내면
17 : 융기부 18 : 오목부
19 : 오목부 20 : 융기부
21 : 로드 22 : 벽
23 : 피스톤 로드 24 : 피스톤
25 : 피스톤-실린더 유닛

Claims (10)

1. 외부 가장자리들 (3) 과 내부 가장자리들 (2) 을 갖는 다수의 멤브레인 (1) 을 갖는 멤브레인 벨로우즈로서,
   상기 멤브레인 벨로우즈의 중앙 세로축 (5) 의 방향으로 잇따르는 멤브레인들 (1) 은 교대로 상기 멤브레인들의 내부 가장자리들 (2) 의 영역에서 그리고 상기 멤브레인들의 외부 가장자리들 (3) 의 영역에서 서로 용접되고,
   상기 멤브레인 벨로우즈는 상기 멤브레인 벨로우즈를 그의 세로방향 연장부의 적어도 일 부분에 걸쳐 둘러싸는 관 (14) 에서 슬라이딩 안내하기 위한 적어도 하나의 슬라이딩 안내 장치를 구비하고, 상기 슬라이딩 안내 장치는 적어도 2개의 환상부품 (10, 11) 을 구비하고, 상기 환상부품들은 원주방향으로 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 둘레로 각각 최대 180°에 걸쳐 연장되고, 각각 안내 섹션 (12), 및 상기 안내 섹션 (12) 으로부터 상기 세로축 (5) 쪽으로의 방향으로 떨어져 있는 고정 섹션 (13) 을 구비하고, 상기 고정 섹션은 2개의 이웃한 멤브레인들 (1) 사이에 있는 중간공간 (6) 안으로 돌출하고,
   상기 안내 섹션 (12) 은 방사상으로, 두 이웃한 멤브레인들 사이로 상기 고정 섹션 (13) 이 돌출해 있는 상기 두 이웃한 멤브레인들 (1) 밖으로 연장되고, 상기 안내 섹션은 상기 멤브레인 벨로우즈를 상기 멤브레인 벨로우즈의 세로방향 연장부의 적어도 일 부분에 걸쳐 둘러싸는 상기 관 (14) 의 내부 표면 (15) 에서 슬라이딩 안내하기 위한, 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 으로부터 멀리 향한 안내면 (16) 을 가지고 있고,
   상기 고정 섹션 (13) 은 상기 세로축 (5) 의 방향과 관련하여 적어도 일 측에, 이 측에서 상기 고정 섹션 (13) 에 인접하는 멤브레인 (1) 의 융기부 (20) 와 함께 작용하는 오목부 (18) 를 구비하고, 또는 이 측에서 상기 고정 섹션 (13) 에 인접하는 멤브레인 (1) 의 오목부 (19) 와 함께 작용하는 융기부 (17) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 벨로우즈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 안내 장치의 환상부품들 (10, 11) 의 상기 고정 섹션들 (13) 은 상기 멤브레인 벨로우즈에 외부 힘이 작용하지 않는 상기 멤브레인 벨로우즈의 위치에서 형상 결합으로, 상기 두 이웃한 멤브레인들 (1) 사이의 상기 중간공간 (6) 밖으로의 끌어냄에 맞서 유지되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 벨로우즈.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정 섹션 (13) 은 일 측에는, 이 측에서 상기 고정 섹션 (13) 에 인접하는 멤브레인 (1) 의 융기부 (20) 와 함께 작용하는 오목부 (18) 를 구비하고, 다른 측에는, 이 측에서 상기 고정 섹션 (13) 에 인접하는 멤브레인 (1) 의 오목부 (19) 와 함께 작용하는 융기부 (17) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 벨로우즈.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 의 방향으로 측정된 상기 고정 섹션 (13) 의 두께는 방사상 방향에 있어서 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 쪽으로 감소하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 벨로우즈.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 멤브레인들 (1) 은 상기 멤브레인 벨로우즈를 통한 세로방향 중앙 단면에서 볼 때 물결 모양으로 형성되고,
   상기 멤브레인들 (1) 의 파형들은 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 의 방향과 관련하여 상기 각각의 멤브레인 (1) 의 두 측면에서의 융기부들과 오목부들을 형성하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 벨로우즈.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   환상부품들 (10, 11) 은 상기 멤브레인 벨로우즈를 통한 세로방향 중앙 단면에서 볼 때 T 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 벨로우즈.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 안내 장치의 상기 적어도 2개의 환상부품 (10, 11) 의 상기 안내 섹션들 (12) 은 합쳐서 원주방향으로 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 둘레로 180°넘게 걸쳐 연장되고,
   이 적어도 2개의 환상부품들 (10, 11) 의 상기 고정 섹션들 (13) 은 2개의 이웃한 멤브레인들 (1) 사이의 동일한 중간공간 (6) 안으로 끼워 넣어져 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 벨로우즈.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 안내 장치는, 원주방향으로 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 둘레로 각각 180°에 걸쳐 연장되는 2개의 환상부품 (10, 11) 에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 벨로우즈.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   환상부품들 (10, 11) 의 상기 안내 섹션들 (12) 의 안내면들 (16) 은 상기 멤브레인 벨로우즈의 상기 세로축 (5) 으로부터 멀리 가리키는 방향으로 아치형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 벨로우즈.
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