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Patent Searching and Data


Title:
EDGE-WELDED BELLOWS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/192987
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an edge-welded bellows, comprising a plurality of diaphragms (2) and at least one guide part (8) for guiding on the outer surface of a rod (6) extending through an inner through-opening of the edge-welded bellows or for guiding on the inner surface of a tube (14) surrounding the edge-welded bellows. The guide part (8) has a retaining fin (9), which, at the edge thereof, lies between the edges of adjacent diaphragms (2) and is welded thereto, and a guide sleeve (10), which surrounds the longitudinal central axis (7) and has a guide surface (12) for guiding the edge-welded bellows on the outer surface of the rod (6) or the inner surface of the tube (14). The guide sleeve (10) has a wall thickness that is more than three times the wall thickness of the retaining fin. The guide sleeve (10) has a step having a contact surface (11). The retaining fin (9) lies, in a region adjoining the edge thereof, on the contact surface (11) and is interlockingly secured against lifting off from the contact surface (11).

Inventors:
HASLER CHRISTIAN (CH)
Application Number:
PCT/EP2020/052729
Publication Date:
October 01, 2020
Filing Date:
February 04, 2020
Export Citation:
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Assignee:
VAT HOLDING AG (CH)
International Classes:
F16J3/04
Foreign References:
EP2982888A12016-02-10
US4650160A1987-03-17
GB2062132A1981-05-20
US20020175480A12002-11-28
CN203363518U2013-12-25
JP2013221596A2013-10-28
US4183289A1980-01-15
EP2177792A12010-04-21
US2657075A1953-10-27
EP2982888A12016-02-10
Attorney, Agent or Firm:
HOFMANN, Ralf et al. (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Membranbalg mit einer Mehrzahl von Membranen (2) mit äußeren Rändern (2a) und inneren Rändern (2b), wobei in Richtung der Längsmittelachse (7) des Membranbalgs aufeinanderfolgende Membrane (2) wechselweise im Bereich ihrer inneren Ränder (2b) und im Bereich ihrer äußeren Ränder (2a)

miteinander verschweißt sind, wobei der Membranbalg im Weiteren mindestens ein Führungsteil (8) zur Führung auf der äußeren Oberfläche einer eine innere Durchgangsöffnung des Membranbalgs durchsetzenden Stange (6) aufweist, welches eine Halterungslamelle (9), die im Bereich ihres äußeren Randes (9a) zwischen benachbarten Membranen (2) des Membranbalgs liegt und mit diesen benachbarten Membranen (2) verschweißt ist und von der ein eine zentrale Öffnung der Halterungslamelle (9) umgebender innerer Rand (9b) näher bei der Längsmittelachse (7) des Membranbalgs liegt als die inneren Ränder (2b) dieser benachbarten Membrane (2), und eine die

Längsmittelachse (7) umgebende Führungshülse (10) mit einer Führungsfläche (12) zur Führung des Membranbalgs auf der äußeren Oberfläche der Stange (6) aufweist, wobei die Führungshülse die zentrale Öffnung (9c) der

Halterungslamelle (9) durchsetzt und mit der Halterungslamelle (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (10) eine Wandstärke besitzt, die mehr als den dreifachen Wert der Wandstärke der

Halterungslamelle beträgt, und dass die Führungshülse (10) eine durch eine Abstufung ihres Außenurchmessers ausgebildete Stufe aufweist, welche eine Anlagefläche (1 1) ausbildet, und die Halterungslamelle (9) in einem an ihren inneren Rand (9b) anschließenden Bereich an der Anlagefläche (1 1) anliegt und gegen ein Abheben von der Anlagefläche (1 1) formschlüssig gesichert ist.

2. Membranbalg mit einer Mehrzahl von Membranen (2) mit äußeren Rändern (2a) und inneren Rändern (2b), wobei in Richtung der Längsmittelachse (7) des Membranbalgs aufeinanderfolgende Membrane (2) wechselweise im Bereich ihrer inneren Ränder (2b) und im Bereich ihrer äußeren Ränder (2a)

miteinander verschweißt sind, wobei der Membranbalg im Weiteren mindestens ein Führungsteil (8) zur Führung auf der auf der inneren

Oberfläche eines den Membranbalg umgebenden Rohrs (14) aufweist, welches eine Halterungslamelle (9), die im Bereich ihres inneren Randes (9b) zwischen benachbarten Membranen (2) des Membranbalgs liegt und mit diesen benachbarten Membranen (2) verschweißt ist und von der ein äußerer Rand (2a) von der Längsmittelachse (7) des Membranbalgs weiter entfernt liegt als die äußeren Ränder (2a) dieser benachbarten Membrane (2), und eine die Längsmittelachse umgebende Führungshülse (10) mit einer

Führungsfläche (12) zur Führung des Membranbalgs auf der inneren

Oberfläche des Rohrs (14) aufweist, wobei die Führungshülse den äußeren Rand der Halterungslamelle (9) umgibt und mit der Halterungslamelle (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (10) eine Wandstärke besitzt, die mehr als den dreifachen Wert der Wandstärke der Halterungslamelle beträgt, und dass die Führungshülse (10) eine durch eine Abstufung ihres Innendurchmessers ausgebildete Stufe aufweist, welche eine Anlagefläche (11) ausbildet, und die Halterungslamelle (9) in einem an ihren äußeren Rand (9a) anschließenden Bereich an der Anlagefläche (11) anliegt und gegen ein Abheben von der Anlagefläche (11) formschlüssig gesichert ist.

3. Membranbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe in einem Randbereich der Führungshülse (10) liegt und der die kleinere Wandstärke aufweisende Endabschnitt der Führungshülse (10) zur

formschlüssigen Halterung der Halterungslamelle (9) umgebogen ist.

4. Membranbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur formschlüssigen Halterung der Halterungslamelle (9) eine Befestigungshülse (13) auf den Abschnitt der Führungshülse (10), welcher eine kleinere

Wandstärke aufweist, aufgeschoben ist und auf diesem Abschnitt der Führungshülse (10) festgelegt ist, wobei die Halterungslamelle (9) zwischen der Anlagefläche (11) der Stufe und der Befestigungshülse (13) angeordnet ist.

5. Membranbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Führungshülse (10) um mindestens 20% größer ist als der Durchmesser der Führungsfläche (12) der Führungshülse (10).

6. Membranbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungslamelle (9) in einem radialen Bereich, der zwischen dem Bereich der Verbindung der Halterungslamelle (9) mit der Führungshülse (10) und dem Bereich der Verbindung der Halterungslamelle (9) mit den beiden benachbarten Membranen (2) liegt, mindestens eine Öffnung (9d) aufweist.

7. Membranbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungslamelle (9) eine Wandstärke aufweist, die weniger als den fünffachen Wert der Wandstärke der Membrane (2) beträgt, zwischen denen die Halterungsiamelle (9) angeordnet ist.

8. Membranbalg nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die

Wandstärke der Halterungslamelle (9) weniger als die dreifache Wandstärke der Membrane (2) beträgt, zwischen denen die Halterungslamelle (9) angeordnet ist.

9. Membranbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Führungshülse (10) mehr als den fünffachen Wert der Wandstärke der Halterungslamelle (9) beträgt, mit welcher die Führungshülse (10) verbunden ist.

10. Membranbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) der Stufe rechtwinkelig zur Längsmittelachse (7) des Membranbalgs steht.

Description:
Membranbatg

Die Erfindung bezieht sich auf einen Membranbaig mit einer Mehrzahl von

Membranen mit äußeren Rändern und inneren Rändern, wobei in Richtung der Längsmittelachse des Membranbalgs aufeinanderfolgende Membrane wechselweise im Bereich ihrer inneren Ränder und im Bereich ihrer äußeren Ränder miteinander verschweißt sind, wobei der Membranbalg im Weiteren mindestens ein Führungsteil zur Führung auf der äußeren Oberfläche einer eine innere Durchgangsöffnung des Membranbalgs durchsetzenden Stange aufweist, welches eine Halterungslamelle, die im Bereich ihres äußeren Randes zwischen benachbarten Membranen des Membranbalgs liegt und mit diesen benachbarten Membranen verschweißt ist und von der ein eine zentrale Öffnung der Halterungslamelle umgebender innerer Rand näher bei der Längsmittelachse des Membranbalgs liegt als die inneren Ränder dieser benachbarten Membrane, und eine die Längsmittelachse umgebende

Führungshülse mit einer Führungsfläche zur Führung des Membranbalgs auf der äußeren Oberfläche der Stange aufweist, wobei die Führungshülse die zentrale Öffnung der Halterungslamelle durchsetzt und mit der Halterungslamelle verbunden ist.

Außerdem bezieht sich die Erfindung auf einen Membranbalg mit einer Mehrzahl von Membranen mit äußeren Rändern und inneren Rändern, wobei in Richtung der Längsmittelachse des Membranbalgs aufeinanderfolgende Membrane wechselweise im Bereich ihrer inneren Ränder und im Bereich ihrer äußeren Ränder miteinander verschweißt sind, wobei der Membranbalg im Weiteren mindestens ein Führungsteil zur Führung auf der auf der inneren Oberfläche eines den Membranbalg

umgebenden Rohrs aufweist, welches eine Halterungslamelle, die im Bereich ihres inneren Randes zwischen benachbarten Membranen des Membranbalgs liegt und mit diesen benachbarten Membranen verschweißt ist und von der ein äußerer Rand von der Längsmittelachse des Membranbalgs weiter entfernt liegt als die äußeren Ränder dieser benachbarten Membrane, und eine die Längsmittelachse umgebende Führungshülse mit einer Führungsfläche zur Führung des Membranbalgs auf der inneren Oberfläche des Rohrs aufweist, wobei die Führungshülse den äußeren Rand der Flalterungslamelle umgibt und mit der Halterungslamelle verbunden ist.

Membranbälge werden in der Regel als flexibles Dichtungselement eingesetzt, um in einer Anwendung verschiedene Druckbereiche zu trennen. So werden

Membranbälge beispielsweise für Vakuumdurchführungen von Vakuumventilen eingesetzt, wobei der Membranbalg die Antriebsstange des Ventils umhüllt und beim Öffnen und Schließen des Ventils den Vakuumbereich vom

Atmosphärenbereich trennt. Neben Anwendungen für Vakuumdurchführungen zur Bewegungseinleitung ins Vakuum können Membranbälge beispielsweise als

Kompensatoren zur Aufnahme von Wärmeausdehnungen oder Montagetoleranzen eingesetzt werden. Eine weitere Anwendung besteht beispielsweise in der

Schwingungsentkopplung in einem Vakuumsystem, z.B. zwischen einer

Vakuumpumpe und einem Messgerät.

Membranbalge bestehen aus wechselseitig an ihren äußeren und inneren Rändern miteinander verschweißten Membranen. Bei der Herstellung werden zunächst Membranpaare an ihren inneren Rändern miteinander verschweißt und in der Folge die Membranpaare aneinander gereiht und an ihren äußeren Rändern miteinander verschweißt. Mit solchen Membranbälgen ist ein Hub in axialer und/oder lateraler und/oder angularer Richtung möglich.

Neben Membranbälgen sind Wellbälge bekannt, bei denen Rohre balgartig verformt werden, wodurch eine Beweglichkeit erreicht wird. Spezielle Ausbildungen von Wellbälgen gehen beispielsweise aus der US 4,650, 160 A und GB 2 062 132 A hervor.

Beim Einsatz von Membranbälgen kommt es meist zu Druckdifferenzen zwischen dem Innenraum und der Außenseite des Membranbalgs, wobei der Druck im

Inneren des Membranbalgs kleiner oder größer sein kann als der außerhalb des Membranbalgs vorliegende Druck sein kann. Aufgrund von solchen

Druckdifferenzen (insbesondere wenn im Inneren des Membranbalgs ein höherer Druck vorherrscht als außerhalb des Membranbalgs) und/oder durch die Schwerkraft kann es aufgrund der geringen Seitensteifigkeit des Membranbalgs zu einem mehr oder weniger starken seitlichen Ausknicken des Membranbalgs kommen, wenn der Membranbalg ausreichend lang ist. Beispielsweise kann sich hierdurch der

Membranbalg in Bereichen der Verschweißungen der inneren Ränder der

Membrane an eine durch die innere Durchgangsöffnung des Membranbalgs verlaufende Stange (z.B. Antriebsstange eines Vakuumventils) anlegen. Bei einer Verschiebung der Stange kommt es somit zu einer Reibung der inneren Ränder der Membrane auf der Stange, was zu einem Verschleiß der Schweißnähte zwischen der inneren Ränder der Membrane führt, wodurch im Laufe der Zeit Beeinträchtigungen der Festigkeit dieser Schweißnähte und Lecks auftreten können.

Es wurden daher bereits Führungsteile zur Führung des Membranbalgs in mittleren Bereichen seiner Längserstreckung eingesetzt. Aus der US 2002/0175480 A1 gehen ringförmige Führungsteile (=Gleitringe) mit nach außen vorstehenden Vorsprüngen hervor, die in den Raum zwischen benachbarten Membranen des Membranbalgs ragen und das Führungsteil formschlüssig gegen eine Verschiebung in axialer Richtung des Membranbalgs festlegen. Die inneren Ränder der beiden Membrane, zwischen denen ein jeweiliger Gleitring gehalten ist, liegen auf der äußeren

Mantelfläche des Gleitrings auf. Im zusammengedrückten Zustand des

Membranbalgs sind auch die inneren Ränder von benachbarten Membranen über der äußeren Mantelfläche des Gleitrings angeordnet. Ein gewisser Nachteil bei solchen Gleitringen besteht darin, dass der mögliche axiale Hub des Membranbalgs verringert wird. Zudem besitzen solche Gleitringe im Vergleich zu den Membranen eine relativ große Masse, wodurch es zu zusätzlichen dynamischen Belastungen der Membrane kommt. Im in vertikaler Richtung eingebauten Zustand kommt es durch die Masse der Gleitringe auch zu einer unterschiedlichen Ausdehnung des

Membranbalgs unterhalb und oberhalb eines jeweiligen Gleitrings, was sich im Falle des Einsatzes von mehreren Gleitringen verstärkt und ebenfalls zu höheren

Belastungen des Membranbalgs führt. Beim aus der CN 203 363 518 U bekannten Membranbalg ist zwischen zwei

Abschnitten des Membranbalgs ein massiver Abstützring eingeschweißt. Es kommt hier zu ähnlichen Problemen wie zuvor beschrieben.

Die JP 2013221 596 A zeigt einen Balg mit scherenförmig ausgebildeten

Führungsgliedern. Es handelt sich um eine aufwendige Konstruktion.

Aus der US 4 183 289 A geht ein Balg mit einer Einrichtung zur Begrenzung des Auseinanderziehens des Balgs hervor. Es sind hierbei ringförmige Plättchen vorgesehen, deren äußere Ränder zwischen benachbarten Membranen des Balgs liegen und die im Bereich ihrer radial inneren Ränder mit hülsenförmigen Elementen verbunden sind, an deren Enden Anschlagfortsätze angeordnet sind.

Es ist auch bekannt, Membranbalge bei implantierbaren Infusionspumpen zur Abgabe eines Medikaments einzusetzen. Das Medikament befindet sich im Inneren des Membranbalgs, der an der Unterseite durch einen Boden und an der Oberseite durch eine Basisplatte der Infusionspumpe geschlossen ist. Durch einen auf den Boden wirkenden Druck wird der Membranbalg komprimiert und das Medikament dosiert. Um das verbleibende Volumen des Membranbalgs und damit die

verbleibende Medikamentenmenge zu bestimmen, werden elektronische

Resonanzkreise eingesetzt, welche eine Spule im Boden des Membranbalgs umfassen. Zur Erhöhung der Sensitivität eines Resonanzkreises zur Bestimmung des Volumens des Membranbalgs wird in der EP 2 177 792 A1 eine zusätzliche mittlere Platte des Membranbalgs eingesetzt, welche mindestens eine Öffnung zum

Durchtritt des Medikaments aufweist. Zur Befestigung der mittleren Platte dient ein Haltering mit kreuzförmig angeordneten Haltearmen, die in einem zentralen

Verbindungsbereich miteinander verbunden sind und mit denen die Zwischenplatte verschweißt ist. Der Haltering liegt im Bereich seines äußeren Randes zwischen den äußeren Rändern von zwei Membranen und ist mit diesen verschweißt. Eine Führung gegen ein seitliches Ausknicken des Membranbalgs ist bei einer solchen Einrichtung schon aufgrund der Kürze des Membranbalgs nicht erforderlich. Aus der US 2,657,075 A geht ein doppelwandiger Membranbalg mit Paaren von äußeren Membrangen sowie Paaren von inneren Membranen hervor, wodurch geschlossene Lufträume zwischen den äußeren Membranen und inneren

Membranen ausgebildet werden.

Aus der EP 2 982 888 A1 geht ein Membranbalg der eingangs genannten Art hervor. Der Membranbalg weist zur Führung auf einer Stange Führungsteile aus Blech auf, welche jeweils eine Halterungslamelle und eine mit der Halterungslamelle

verbundene Führungshülse aufweisen. Die Halterungslamelle und die Führungshülse besitzen dünne Wandstärken und sind gemäß einer möglichen Ausführungsform miteinander verschweißt. In einer anderen gezeigten Ausführungsform sind die Führungsteile einstückig ausgebildet, und zwar im Querschnitt L-förmig. In analoger Weise ist ein Membranbalg mit Führungsteilen zur Führung an der inneren

Oberfläche eines den Membranbalg umgebenden Rohrs ausgebildet.

Aufgabe der Erfindung ist es einen vorteilhaften Membranbalg der eingangs genannten Art bereitzustellen, dessen mindestens ein Führungsteil stabil

ausgebildet ist und eine gute Führung gegenüber einer den Membranbalg durchsetzenden Stange oder einem den Membranbalg umgebenden Rohr ermöglicht und das einfach herstellbar ist. Erfindungsgemäß gelingt dies durch einen Membranbalg mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2.

Gemäß der Erfindung besitzt die Führungshülse des mindestens einen Führungsteils eine Wandstärke, die mehr als den dreifachen Wert der Wandstärke der

Halterungslamelle des Führungsteils beträgt. Gemäß einer ersten Variante der Erfindung, in welcher das mindestens eine Führungsteil zur Führung des

Membranbalgs auf einer den Membranbalg durchsetzenden Stange dient, weist die Führungshülse eine durch eine Abstufung ihres Außendurchmessers ausgebildete Stufe auf, welche eine, insbesondere rechtwinkelig zur Längsmittelachse stehende, Anlagefläche aufweist. Die Halterungslamelle liegt in einem an ihren inneren Rand anschließenden Bereich an der Anlagefläche an und ist gegen ein Abheben von der Anlagefläche formschlüssig gesichert. Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung, bei welcher das mindestens eine Führungsteil zur Führung des Membranbalgs auf der inneren Oberfläche eines den Membranbalg umgebenden Rohrs dient, weist die Führungshülse des mindestens einen Führungsteils eine durch eine Abstufung ihres Innendurchmessers ausgebildete Stufe auf, welche eine, insbesondere rechtwinkelig zur Längsmittelachse stehende Anlagefläche aufweist. Die Halterungslamelle des Führungsteils liegt in einem an ihren äußeren Rand anschließenden Bereich an der Anlagefläche an und ist gegen ein Abheben von der Anlagefläche formschlüssig gesichert.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung besitzt das mindestens eine Führungsteil im Bereich der Führungshülse eine stabile Ausbildung, wobei die Befestigung zwischen der Führungshülse und der Halterungslamelle vorteilhafterweise ohne Schweißen ermöglicht wird. Es kann hierbei eine exakte Führung auf der den Membranbalg durchsetzenden Stange oder auf der inneren Oberfläche des den Membranbalg umgebenden Rohrs erreicht werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der formschlüssigen Sicherung der

Halterungslamelle an der Anlagefläche der Stufe ist vorgesehen, dass die Stufe in einem Randbereich der Führungshülse liegt und der den kleineren

Außendurchmesser aufweisende Endabschnitt der Führungshülse zur Halterung der Haltelamelle umgebogen ist. Bei der Variante, bei welcher die Führung auf einer den Membranbalg durchsetzenden Stange erfolgt, ist dieser Endabschnitt der Führungshülse somit nach außen (in eine von der Längsmittelachse wegweisende Richtung) umgebogen. In der Variante, in welcher die Führung auf der inneren Oberfläche eines den Membranbalg umgebenden Rohrs erfolgt, ist dieser

Endabschnitt der Führungshülse somit nach innen (in Richtung zur Längsmittelachse) umgebogen.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform zur formschlüssigen Halterung der Halterungslamelle an der Anlagefläche der Stufe ist vorgesehen, dass auf den Abschnitt der Führungshülse, welcher die kleinere Wandstärke aufweist, eine Befestigungshülse aufgeschoben ist und auf diesem Abschnitt der Führungshülse festgelegt ist. Die Flalterungslamelle ist also zwischen der Stufe und der

Befestigungshülse angeordnet. In der Variante, in welcher die Führung auf einer den Membranbalg durchsetzenden Stange erfolgt, ist die Befestigungshülse somit außen auf die Führungshülse aufgeschoben. In der Variante, in welcher die Führung auf der inneren Oberfläche eines den Membranbalg umgebenden Rohrs erfolgt, ist die Befestigungshülse somit innen in die Führungshülse eingeschoben.

Die in Richtung der Längsmittelachse des Membranbalgs gemessene Länge der Führungshülse ist vorzugsweise um mindestens 20% größer als der Durchmesser der Führungsfläche der Führungshülse. Die Führungsfläche der Führungshülse ist in der Variante, in welcher die Führung auf der äußeren Oberfläche einer den

Membranbalg durchsetzenden Stange erfolgt, die innere Oberfläche der

Führungshülse. In der Variante, in welcher die Führung auf der inneren Oberfläche eines den Membranbalg umgebenden Rohrs erfolgt, ist die Führungsfläche die äußere Oberfläche der Führungshülse. Durch diese Ausbildung kann eine stabile Führung erreicht werden, wobei der Gefahr eines Verkantens der Führungshülse entgegengewirkt ist.

Vorteilhafterweise weist die Flalterungslamelle in einem radialen Bereich, der zwischen dem Bereich der Verbindung der Flalterungslamelle mit der Führungshülse und dem Bereich der Verbindung der Halterungslamelle mit den beiden

benachbarten Membranen liegt, mindestens eine Öffnung auf. In der Variante, in welcher die Führung auf einer den Membranbalg durchsetzenden Stange erfolgt, liegt diese mindestens eine Öffnung somit radial außerhalb der Führungshülse. In der Variante, in welcher die Führung auf der inneren Oberfläche eines den

Membranbalg umgebenden Rohrs erfolgt, liegt diese Öffnung somit radial innerhalb der Führungshülse. Durch diese mindestens eine Öffnung kann eine effektive Entlüftung zwischen den durch das Führungsteil getrennten Abschnitten des

Membranbalgs erreicht werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Membranbalgs gemäß einer ersten

Ausführungsvariante der Erfindungmit daran angebrachten Anschlussstücken und einer den Membranbalg durchsetzenden Stange, im komprimierten Endzustand des Membranbalgs;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie AA von Fig. 1 ;

Fig. 3 ein vergrößertes Detail B von Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 1 , im expandierten Endzustand des Membranbalgs;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie CC von Fig. 4;

Fig. 6 ein vergrößertes Detail D von Fig. 5;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie EE von Fig. 5;

Fig. 8 und 9 Schrägsichten aus verschiedenen Blickrichtungen eines Führungsteils des Membranbalgs;

Fig. 10 eine stirnseitige Ansicht und

Fig. 1 1 eine Seitenansicht des Führungsteils;

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie FF von Fig. 11 ;

Fig. 13 ein vergrößertes Detail G von Fig. 12;

Fig. 14, 15, 16 und 17 Darstellungen entsprechend den Fig. 8-11 eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Führungsteils des Membranbalgs;

Fig. 18 einen Schnitt entlang der Linie H H von Fig. 17;

Fig. 19 ein vergrößertes Detail I von Fig. 18;

Fig. 20 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 1 gemäß einer zweiten

Ausführungsvariante der Erfindung;

Fig. 21 einen Schnitt entlang der Linie JJ von Fig. 20;

Fig. 22 ein vergrößertes Detail K von Fig. 21 ;

Fig. 23 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 20 im expandierten Endzustand des Membranbalgs;

Fig. 24 einen Schnitt entlang der Linie LL von Fig. 23;

Fig. 25 ein vergrößertes Detail M von Fig. 24;

Fig. 26 einen Schnitt entlang der Linie NN von Fig. 24; Fig. 27 und 28 Schrägsichten eines der Führungsteile des Membranbalgs gemäß der zweiten Ausführungsvariante der Erfindung;

Fig. 29 und 30 eine stirnseitige Ansicht und eine Seitenansicht des Führungsteils;

Fig. 31 einen Schnitt entlang der Linie OO von Fig. 30;

Fig. 32 ein vergrößertes Detail P von Fig. 31 ;

Fig. 33 einen Ausschnitt eines Schnitts (Schnittlinie analog der Schnittlinie OO in Fig.

30) durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Führungsteils.

Eine erste Ausführungsvariante für einen Membranbalg gemäß der Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. 1 bis 13 erläutert. In den Fig. 1 bis 7 ist der

Membranbalg 1 mit an endseitigen Membranen 2 angebrachten, nur schematisch dargestellten Anschlussstücken 3, 4 und einer eine innere Durchgangsöffnung des Membranbalgs durchsetzenden Stange 6 dargestellt.

Der Membranbalg 1 umfasst eine Mehrzahl von Membranen 2, welche auch als Membranscheiben oder Ringmembrane bezeichnet werden können. Eine jeweilige Membran 2 besitzt einen äußeren Rand 2a und einen inneren Rand 2b. Die äußeren und inneren Ränder 2a, 2b weisen Kreisformen auf.

Günstigerweise sind die Membrane 2 ohne einwirkende äußere Kräfte gewellt und leicht kegelig ausgebildet, wie dies bekannt ist. Die äußeren Ränder 2a aller

Membrane besitzen hierbei die gleichen Durchmesser, ebenso wie die inneren Ränder 2b. Insbesondere sind die Membrane 2 rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Membrane 2 bestehen aus Blech, beispielsweise Stahlblech, mit einer Dicke vorzugsweise im Bereich von 0,07mm bis 0,3mm.

In Richtung der Längsmittelachse 7 des Membranbalgs aufeinanderfolgende

Membrane 1 sind abwechselnd an ihren äußeren Rändern 2b und inneren Rändern 2a miteinander verschweißt, wodurch sich eine ziehharmonikaartige Ausbildung ergibt.

Im Weiteren weist der Membranbalg Führungsteile 8 auf, im Ausführungsbeispiel zwei Führungsteile 8. In Abhängigkeit u.a. von der Länge des Membranbalgs 1 können auch mehr oder weniger Führungsteile 8 vorgesehen sein.

Ein jeweiliges Führungsteil 8 weist eine Halterungslamelle 9 und eine Führungshülse 10 auf. Die Halterungslamelle 9 liegt im Bereich ihres äußeren Randes 9a zwischen den Bereichen der äußeren Ränder 2a von benachbarten, d.h. in Richtung der Längsmittelachse 7 aufeinanderfolgenden Membranen 2 des Membranbalgs. Die aneinander anliegenden äußeren Ränder 2a, 9a dieser benachbarten Membrane 2 und der Halterungslamelle 9 sind miteinander verschweißt. Die Verschweißung kann in analoger Weise ausgebildet sein, wie die Verschweißungen der übrigen an ihren äußeren Rändern 2a miteinander verschweißten benachbarten Membrane 1 des Membranbalgs.

Ausgehend vom äußeren Rand 9a der Halterungslamelle 9 nähert sich die

Halterungslamelle 9 in Richtung zur Führungshülse 10 zunehmend der

Längsmittelachse 7 des Membranbalgs an und überragt hierbei die inneren Ränder 2b der Membrane 2 des Membranbalgs in Richtung zur Längsmittelachse 7. Der innere Rand 9b der Halterungslamelle 9 liegt also näher bei der Längsmittelachse 7 des Membranbalgs als die inneren Ränder 2b der Membrane 2.

Innerhalb des inneren Randes 9b der Halterungslamelle 9 liegt eine zentrale

Öffnung 9c der Halterungslamelle 9.

Die Halterungslamelle 9 weist eine Wandstärke (Blechdicke) auf, die weniger als den fünffachen, vorzugsweise dreifachen, Wert der Wandstärke der Membrane beträgt, zwischen denen die Halterungslamelle 9 angeordnet ist. Die Wandstärke der Halterungslamelle 9 kann der Wandstärke der Membrane 2 entsprechen.

Die Führungshülse 10, welche die zentrale Öffnung 9c der Halterungslamelle 9 durchsetzt, ist im Bereich des inneren Randes 9b der Halterungslamelle 9 mit dieser verbunden. Die Führungshülse weist eine Wandstärke auf, die mehr als den dreifachen, vorzugsweise mehr als den fünffachen, Wert der Wandstärke der Halterungslamelle 9 beträgt.

Zur Verbindung der Führungshülse 10 mit der Halterungslamelle 9 weist die

Führungshülse 10 an ihrer Außenseite eine Stufe auf, die durch eine Abstufung des Außendurchmessers der Führungshülse 10 ausgebildet ist. Die Führungshülse 10 weist also auf der einen Seite der Stufe eine größere Wandstärke und auf der anderen Seite der Stufe eine kleinere Wandstärke auf. Diese Stufe bildet eine rechtwinkelig zur Längsmittelachse 7 stehende Anlagefläche 1 1 aus, d.h. die

Flächennormale auf dieser Anlagefläche 1 1 liegt parallel zur Längsmittelachse 7.

Die Stufe liegt in einem Randbereich der Führungshülse. Dabei weist die

Führungshülse 10 über mindestens 90%, vorzugsweise mindestens 95%, ihrer Längserstreckung den größeren Außendurchmesser und damit die größere

Wandstärke und über den Rest ihrer Längserstreckung den kleineren

Außendurchmesser und damit die kleinere Wandstärke auf. Die Halterungslamelle 9 ist bis zur Anlage an die Anlagefläche 1 1 auf den Abschnitt der Führungshülse 10 mit der kleineren Wandstärke aufgeschoben. Der die kleinere Wandstärke aufweisende Endabschnitt ist im Weiteren nach außen (in eine von der Längsmittelachse 7 weg gerichtete Richtung) umgebogen, wie insbesondere aus Fig. 13 ersichtlich ist. Die Halterungslamelle 9 ist dadurch im Bereich ihres inneren Randes 9b an die

Anlagefläche 1 1 angedrückt und gegen ein Abheben von der Anlagefläche 1 1 formschlüssig gesichert.

Die Innenfläche der Führungshülse 10 bildet eine Führungsfläche 12 zur Führung des Membranbalgs 1 auf der äußeren Oberfläche der Stange 6.

Im Ausführungsbeispiel ist die Stange 6 mit dem Anschlussstück 4 verbunden.

Beispielsweise kann das Anschlussstück 3 über einen in den Figuren nicht

dargestellten Flansch mit einer Vakuumkammer verbunden sein und über die Stange 6 und das Anschlussstück 4 kann ein mit dem Anschlussstück 4 verbundenes Teil im Vakuumbereich der Vakuumkammer bewegt werden. Das Anschlussstück 3 weist Entlüftungsbohrungen 3a auf.

Um die durch die Führungsteile 8 voneinander abgetrennten Bereiche des

Membranbalgs 1 effektiv zu belüften, sind in der Halterungslamelle 9 im Bereich radial außerhalb der Führungshülse 10 Öffnungen 9d vorgesehen. Diese können wie dargestellt von Einbuchtungen des inneren Randes 9b bzw. von Erweiterungen der zentralen Öffnung 9c ausgebildet sein. Andere Arten der Ausbildung von Öffnungen durch die Halterungslamelle 9 im Bereich zwischen der Führungshülse 10 und dem äußeren Rand der Halterungslamelle 9 sind denkbar und möglich.

Der Membranbalg könnte beispielsweise auch zur Verbindung von zwei

Vakuumkammern dienen und die Stange 6 könnte durch eine Öffnung im

Anschlussstück 4, welches über einen Flansch mit der zweiten Vakuumkammer verbunden ist, durchgeführt sein.

Der Membranbalg weist einen vorgeschriebenen maximal komprimierten

Endzustand auf, der in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. Um die Lebensdauer des Membranbalgs nicht zu beeinträchtigen, sollte der Membranbalg nicht über diesen Endzustand hinaus komprimiert werden. In diesem maximal komprimierten

Endzustand sind aufeinanderfolgende Führungsteile 8 des Membranbalgs immer noch in axialer Richtung der Längsmittelachse 7 des Membranbalgs voneinander beabstandet, vgl. Fig. 2.

Der maximal expandierte Endzustand, über den hinaus der Membranbalg nicht expandiert werden sollte, um die Lebensdauer nicht zu beeinträchtigen, ist in den Fig. 4 bis 6 dargestellt.

Eine modifizierte Ausbildung eines Führungsteils gemäß der Erfindung ist in den Fig. 14 bis 19 dargestellt. Abgesehen von den im Folgenden beschriebenen

Unterschieden entspricht die Ausbildung des Membranbalgs derjenigen des anhand der Fig. 1 bis 13 erläuterten Ausführungsbeispiels und die Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels ist insoweit entsprechend heranziehbar.

Der Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht in der

Ausbildung der Führungshülse 10 des mindestens einen Führungsteils 8 und der Befestigung der Halterungslamelle 9 auf der Führungshülse 10. Die durch die

Abstufung des Außendurchmessers ausgebildete Stufe der Führungshülse 10 ist hier weiter vom Rand der Führungshülse entfernt. Günstigerweise beträgt die Länge des Abschnitts mit der kleineren Wandstärke hier mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 20%, der gesamten Länge der Führungshülse. Vorzugsweise sind die Längen der Abschnitte mit der kleineren Wandstärke und der größeren Wandstärke zumindest im Wesentlichen gleich (d.h. der Unterschied beträgt weniger als 10% der Gesamtlänge der Führungshülse).

Die Halterungslamelle 9 ist wiederum bis zur Anlagefläche 11 auf den Abschnitt der Führungshülse 10 mit der kleineren Wandstärke aufgeschoben. Die formschlüssige Halterung der Halterungslamelle 9, um diese gegen ein Abheben von der

Anlagefläche 11 zu sichern, erfolgt hier mittels einer Befestigungshülse 13. Diese ist auf den Abschnitt der Führungshülse 10 mit der kleineren Wandstärke aufgeschoben und zwar bis zur Anlage an der Halterungslamelle 9 (im Bereich des inneren Randes 9b). Die Halterungslamelle 9 liegt also in einem Bereich anschließend an ihren inneren Rand 9b zwischen der Anlagefläche 1 1 der Führungshülse 10 und der stirnseitigen Fläche der Befestigungshülse 13.

Die Befestigungshülse 13 ist auf der Führungshülse 10 klemmend gehalten und/oder mit dieser Stoffs chlüssig verbunden, insbesondere durch eine Verklebung.

Die Länge der Befestigungshülse 13 beträgt vorzugsweise mehr als den doppelten, vorzugsweise mehr als den dreifachen, Wert der Wandstärke der Befestigungshülse 13. Die Befestigungshülse 13 könnte auch als Befestigungsring bezeichnet werden.

Eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung ist in den Fig. 20 bis 32 dargestellt. Abgesehen von den im Folgenden beschriebenen Unterschieden entspricht die Ausbildung der anhand der Fig. 1 bis 13 beschriebenen ersten Ausführungsvariante und die Beschreibung der ersten Ausführungsvariante ist insoweit in entsprechender Weise heranziehbar.

Bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung erfolgt die Führung des

Membranbalgs an der inneren Oberfläche 15 eines den Membranbalg umgebenden Rohrs 14. Die Halterungslamelle 9 liegt hier im Bereich ihres inneren Randes 9b zwischen den Bereichen der inneren Rändern 2b der benachbarten Membranen 2. Die aneinander anliegenden inneren Ränder 2b, 9b dieser benachbarten Membrane 2 des Membranbalgs und der Halterungslamelle 9 sind miteinander verschweißt.

Ausgehend vom inneren Rand 9b der Halterungslamelle 9 entfernt sich die

Halterungslamelle 9 in Richtung zur Führungshülse 10 zunehmend von der

Längsmittelachse 7 des Membranbalgs und überragt hierbei die äußeren Ränder 2a der Membrane 2 des Membranbalgs 1 in eine von der Längsmittelachse 7

wegweisende Richtung. Die Führungshülse 10 umgibt die Längsmittelachse 7 und ist von der Längsmittelachse 7 weiter entfernt als die äußeren Ränder 2a der Membrane 2 des Membranbalgs 1. Der äußere Rand 9a der Halterungslamelle 9 ist mit der Führungshülse 10 verbunden. Die Führungshülse 10 weist hierzu eine durch eine Abstufung ihres Innendurchmessers ausgebildete Stufe auf, welche eine

rechtwinkelig zur Längsmittelachse 7 stehende Anlagefläche 11 bildet. An dieser Anlagefläche 11 liegt die Halterungslamelle 9 in einem an ihren äußeren Rand 9a anschließenden Bereich an. Die Stufe liegt in einem Randbereich der Führungshülse 10, analog wie bei der ersten Ausführungsvariante entsprechend den Fig. 1 bis 13, und zur formschlüssigen Halterung der Führungshülse ist der die kleinere

Wandstärke aufweisende Endabschnitt der Führungshülse umgebogen, in dieser Ausführungsvariante nach innen (in Richtung zur Längsmittelachse 7).

Die Außenfläche der Führungshülse 10 bildet hier die Führungsfläche 12 zur

Führung an der inneren Oberfläche 15 des Rohrs 14.

In dieser Ausführungsvariante weist die Halterungslamelle 9 radial innerhalb der Führungshülse 10 Öffnungen 9d zur Entlüftung auf. Zur Ausbildung der Öffnungen 9d kann der äußere Rand 9a der Halterungslamelle 9 mit Einbuchtungen versehen sein, welche die Öffnungen 9d ausbilden. Andere Arten der Ausbildung von

Öffnungen durch die Halterungslamelle 9 im Bereich zwischen der Führungshülse 10 und dem inneren Rand der Halterungslamelle 9 sind denkbar und möglich.

Auch in dieser zweiten Ausführungsvariante der Erfindung kann in einer Modifikation des mindestens einen Führungsteils die Halterung der Halterungslamellen 9 in Anlage an der Fläche 11 mittels einer Befestigungshülse 13 erfolgen, analog wie beim in den Fig. 14 bis 19 dargestellten Ausführungsbeispiel, vgl. Fig. 33. Die durch die Abstufung des Innendurchmessers ausgebildete Stufe der Führungshülse 12 liegt hierbei weiter vom Rand der Führungshülse 12 entfernt und auf den Abschnitt der Führungshülse, welche die kleinere Wandstärke aufweist, ist innen die

Befestigungshülse 13 aufgeschoben und auf diesem Abschnitt festgelegt. Die Halterungslamelle 9 ist also wiederum zwischen der Anlagefläche 11 und der Befestigungshülse 13 angeordnet, vgl. Fig. 33.

L e g e n d e zu den Hinweisziffern:

Membranbalg

Membran

a äußerer Rand

b innerer Rand

Anschlussstück

a Entlüftungsbohrung

Anschlussstück

Stange

Längsmittelachse

Führungsteil

Halterungslamelle

a äußerer Rand

b innerer Rand

c zentrale Öffnung

d Öffnung

0 Führungshülse

1 Anlagefläche

2 Führungsfläche

3 Befestigungshülse

4 Rohr

5 Oberfläche