Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Metallbalg mit einer rohrförmigen Wandung, herge stellt aus einem dünnwandigen Rohrabschnitt oder aus mehreren ineinander ge fügten dünnwandigen Rohrabschnitten aus Metall, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Metallbalgs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Ein Metallbalg der vorliegenden Art weist eine Anzahl von ringförmigen Wellen auf, die in die rohrförmige Wandung eingeformt sind. Diese Wellen umfassen je- weils eine in Umfangsrichtung der Wandung verlaufende Außenkrempe und zwei an diese anschließende Wellenflanken. Die Wellenflanken einer Welle umschrei ben zusammen mit der zugehörigen Außenkrempe einen Welleninnenraum. Die Wellenflanken zweier benachbarter Wellen schließen jeweils eine in Umfangs richtung der Wandung verlaufende Innenkrempe zwischen sich ein.

Solche Metallbälge sind seit langem bekannt und in vielfältigen Anwendungen im Einsatz. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit der ringförmigen Wellen sind Metallbälge sowohl axial als auch angular und lateral beweglich, aber den noch jederzeit fluiddicht und temperaturbeständig, bei entsprechender Material- wähl auch korrosionssicher.

Üblicherweise sind die Wellen von ringgewellten Metallbälgen in ihrem Profil symmetrisch geformt; in einem axial verlaufenden Schnitt beschreiben sie in etwa eine Sinuswelle oder, meist gebräuchlich, eine gestauchte Sinuswelle, die, von Innenkrempe zu Innenkrempe gesehen, zu einem W-Profil der einzelnen Wellen führt. Für die Herstellung von Metallbälgen der vorliegenden Art wird eine Anzahl von ringförmigen Wellen in ein ein- oder mehrlagiges, zylindrisches oder abgeflach tes, dünnwandiges Rohr eingeformt, und zwar üblicherweise durch hydrauli sches Innenhochdruck-Umformen der Wandung. Hierbei wird ein durch äußere und innere Werkzeuge abgeteilter Rohrabschnitt durch Einleiten einer Flüssig keit in sein Inneres unter Druck verformt. Hierdurch baucht sich die Wandung des Rohrabschnitts aus und bildet eine Vorwelle. Um diesen Vorgang zu kontrol lieren, werden von außen zwei Matrizen-Ringwerkzeuge an die Wandung des Rohrabschnitts angesetzt, die dort verhindern, dass das Rohr an den Stellen, an denen sich Innenkrempen der Wellen ausbilden sollen, durch den Innendruck ra dial aufgeweitet wird. Die Vorwelle formt sich also in einen Zwischenraum zwi schen die beiden Matrizen-Ringwerkzeuge ein, indem sich die Wandung dort si nusförmig ausbaucht. Mit zunehmender Ausbauchung werden die Matrizen- Ringwerkzeuge zueinander hin bewegt, um aus der Vorwelle die erwünschte Welle zu formen.

Die ringförmigen Wellen können nacheinander in einem Einfachwerkzeug oder gleichzeitig in einem Mehrfachwerkzeug gefertigt werden. Alternativ zur hydraulischen Innenhochdruck-Umformung werden insbesondere als Membranbälge bekannte Metallbälge der vorliegenden Art aus einzelnen, im Längsschnitt kegelstumpfförmigen Ringscheiben zusammengesetzt, indem je zwei Ringscheiben umgekehrt orientiert an ihren radial innen liegenden Rändern miteinander verschweißt werden, um ein Membranpaar zu bilden, die dann an ihren äußeren Rändern mit weiteren Membranpaaren verschweißt werden, übli cherweise jeweils mit einer Stirnflachnaht. Diese Ausbildung eines Metallbalgs erlaubt insbesondere einen Bewegungshub bis auf Block und somit eine beson ders kurze Baulänge. Ein Membranbalg, der aus einzelnen Membranscheiben zusammengesetzt ist, verfügt gegenüber einem Metallbalg mit eingeformten, meist omegaförmigen Wellen besondere Eigenschaften, und zwar insbesondere eine niedrigere axiale Steifigkeit und ein sehr günstiges Verhältnis von Hub zu freier Länge des Metall balgs, d.h. der Membranbalg kann mit besonders kurzen Baulängen gefertigt werden. Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften wird ein Membranbalg meist als Volumenausgleichselement oder für Messdosen verwenden.

Die Fertigung eines solchen herkömmlichen Membranbalgs aus einzelnen Membranscheiben, die an ihren radial äußeren und inneren Kanten verschweißt werden, bringt jedoch spezifische Probleme mit sich, denn an den höchstbelas teten Bereichen des Metallbalgs befinden sich dort Schweißnähte, und durch die Schweißvorgänge liegen die Herstellkosten signifikant höher als bei einem Me tallbalg, der durch hydraulisches Innenhochdruck-Umformen gefertigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Metallbalg der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, mit dem die Vorteile eines herkömmlichen Membranbalgs, wie oben beschrieben, mit den Vorteilen eines durch Innenhochdruck-Umformen hergestellten Metallbalgs kom biniert werden.

Gelöst ist diese Aufgabe durch einen Metallbalg mit den Merkmalen des An- spruchs 1 , sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Be vorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Metallbalgs finden sich in den Ansprüchen 2 bis 9; vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 11 bis 15 niedergelegt. Der erfindungsgemäße Metallbalg mit rohrförmiger Wandung, in die eine Anzahl von ringförmigen Wellen eingeformt ist, die jeweils eine in Umfangsrichtung der Wandung verlaufende Außenkrempe und zwei an diese anschließende Wellen flanken umfassen, wobei die Wellenflanken einer Welle zusammen mit der zuge hörigen Außenkrempe einen Welleninnenraum umschreiben und die Wellenflan- ken zweier benachbarter Wellen jeweils eine in Umfangsrichtung der Wandung verlaufende Innenkrempe zwischen sich einschließen, wird gegenüber dem be kannten Stand der Technik somit dadurch modifiziert, dass zumindest in einem Teilabschnitt des Metallbalgs jeweils beide Wellenflanken jeder Welle, in einer die Achse des Metallbalgs einschließenden Schnittebene gesehen, von einem Übergang zur Außenkrempe bis zu einem Übergang der Innenkrempe mit gleich orientierten Krümmungen versehen sind.

Es ergibt sich also eine asymmetrische Ausgestaltung des Wellenprofils, abwei chend von der bisherigen, symmetrischen Omegaform oder Sinusform, und auch abweichend von der im bisherigen Stand der Technik bekannten S-Form, die durch Verschweißen einzelner Membranscheiben entsteht.

Die erfindungsgemäße Wellenform kann als C-Welle bezeichnet werden, da die Krümmungen beider Wellenflanken die gleiche Ausrichtung besitzen und durch gehend gleich orientiert gekrümmt sind, bis sie tangential in die Außen- und In nenkrempen des Metallbalgs übergehen.

Diese neue, erfindungsgemäße Wellenform, die C-Welle, kann, im Unterschied zur herkömmlichen Sinus- oder Omega-Welle, sehr leicht stark gestaucht wer den, und zwar bis auf Krempenkontakt oder sogar darüber hinaus, so dass ein erfindungsgemäßer Metallbalg mit C-Wellen die vorteilhaften Eigenschaften ei nes herkömmlichen Membranbalgs aufweist. Dennoch kann der erfindungsge mäße Metallbalg mit C-Wellen durch Umformen des Rohrabschnitts der rohrför migen Wandung hergestellt werden, und er wird auch vorzugsweise so herge stellt, insbesondere durch hydraulisches Innenhochdruck-Umformen.

Die für die Herstellung eines herkömmlichen Membranbalgs notwendigen Schweißverbindungen zwischen den einzelnen Membranscheiben können erfin dungsgemäß entfallen, so dass letztlich die spezifischen Vorteile eines Memb ranbalgs, die auch der erfindungsgemäße Metallbalg mit C-Wellen aufweist, nicht durch höhere Produktionskosten und nachteilige Schweißnähte in belaste ten Bereichen des Materials erkauft werden müssen. Somit vereinigt die vorlie gende Erfindung die Vorteile zweier herkömmlicher Metallbalgtypen.

Zweckmäßigerweise sind die Wellenflanken des erfindungsgemäßen Metallbalgs solcherart gekrümmt, dass eine der beiden Wellenflanken einer Welle ein im Wesentlichen konvexes und die andere der beiden Wellenflanken ein im We sentlichen konkaves Profil aufweisen, und zwar jeweils in einer die Achse des Metallbalgs einschließenden Schnittebene gesehen und in Bezug auf den Wel- leninnenraum zu verstehen.

Vorzugsweise sind im Wesentlichen alle Wellenflanken des Metallbalgs mit einer gleich orientierten Krümmung versehen, so dass alle Wellen eines erfindungsge mäßen Metallbalgs, gegebenenfalls bis auf endständig angeordnete Vorwellen, in identischer Form ausgebildet sind.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die C- Wellen des erfindungsgemäßen Metallbalgs solcherart geformt, dass die Krüm mungen ihrer Wellenflanken einen im Wesentlichen gleichbleibenden Krüm mungsradius aufweisen.

Um dem erfindungsgemäßen Metallbalg mit C-Wellen möglichst weitgehend die Eigenschaften eines herkömmlichen Membranbalgs zu verleihen, ist es zweck mäßig, wenn das Verhältnis von Balgaußendurchmesser zu Balginnendurchmes ser möglichst groß ist. Vorzugsweise ist ein Verhältnis Da/ Di von 1 ,3 bis zu 1 ,5 anzustreben, was die Eigenschaften eines Membranbalgs, insbesondere eine hohe spezifische Dehnungsaufnahme und somit eine besonders kurze Baulänge oder eine besonders gute Eignung als Volumenausgleichskörper, besonders ausgeprägt umsetzt. Zweckmäßigerweise weist die radiale Ausdehnung der Wellenflanken, also vom Übergang zur Außenkrempe bis zum Übergang zur Innenkrempe, ein Verhältnis von mindestens 3: 1 , besser von mindestens 4: 1 sowie weiter bevorzugt von min destens 5: 1 zur radialen Ausdehnung der Außenkrempen und/oder der Innen krempen auf. Hierdurch sind die C-Wellen, in radialer Richtung gesehen, sehr langgestreckt ausgebildet.

Wie dies auch bei herkömmlichen Metallbälgen mit Omega-Wellen oder sinus förmigen Wellen bekannt ist, kann auch der erfindungsgemäße Metallbalg durch Umformen eines mehrlagigen zylindrischen Rohrabschnitts hergestellt werden; somit kann der erfindungsgemäße Metallbalg mit einer mehrlagigen Wandung versehen sein, trotzdem er die vorteilhaften Eigenschaften eines herkömmlichen Membranbalgs aufweisen kann. Auch insoweit werden die Vorteile von zwei un- terschiedlichen herkömmlichen Bauweisen erfindungsgemäß vereint.

Die Wandung des erfindungsgemäßen Metallbalgs besteht vorzugsweise aus austenitischem Edelstahl oder einer Nickel-Basis-Legierung. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Metallbalgs mit einer rohrförmigen Wandung aus mindestens einem Metallblech umfasst, wie an sich bekannt, das Einformen einer Anzahl von ringförmigen Wellen in ein ein- oder mehrlagiges zylindrisches Rohr, wobei die ringförmigen Wellen jeweils eine in Umfangsrichtung der Wandung verlaufende Außenkrempe und zwei an diese an- schließenden Wellenflanken umfassen, und wobei das Einformen jeder Welle durch hydraulisches Innenhochdruck-Umformen der Wandung rundum in einen Zwischenraum zwischen zwei Matrizen-Ringwerkzeuge erfolgt, die das zylindri sche Rohr umgeben und verhindern, dass das Rohr an den Stellen, an denen sich die Innenkrempen ausbilden sollen, radial aufgeweitet wird. Es handelt sich also um ein an sich herkömmliches hydraulisches Innenhochdruck-Umformen.

Im Unterschied zum Stand der Technik sind allerdings beide Matrizen-Ringwerk zeuge zum Einformen je einer Welle mit Konturen versehen, an die sich die ein zuformende Welle beim Umformen anlegt, wobei die Kontur eines der beiden Matrizen-Ringwerkzeuge im Wesentlichen konvex und die Kontur des anderen der beiden Matrizen-Ringwerkzeuge im Wesentlichen konkav ausgebildet ist. Hierdurch bildet sich beim Einformen der Welle die erfindungsgemäße, oben be schriebene C-Welle aus, bei der beide Wellenflanken vom Übergang zur Au ßenkrempe bis zum Übergang der Innenkrempe mit gleich orientierten Krüm- mungen, insbesondere mit einem im Wesentlichen gleichbleibenden Krüm mungsradius versehen sind. Die sich hierdurch ergebenden erheblichen Vorteile gegenüber dem bisherigen Stand der Technik sind vorstehend beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann nach einer ersten Alternative solcherart umgesetzt werden, dass die Wellen einzeln in die rohrförmige Wandung einge formt werden, indem das zunächst zylindrische Rohr in zwei als Stauchscheibe und Matrizenscheibe ausgebildete Matrizen-Ringwerkzeuge eingeschoben und ein Druckrohr in das zylindrische Rohr eingebracht wird, um einen Rohrabschnitt mit hydraulischem Druck zu beaufschlagen, der sich vom einen zum anderen Matrizen-Ringwerkzeug erstreckt. Wenn dieser Rohrabschnitt durch das Druck rohr mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird, wird der Rohrabschnitt ausge baucht und in den Zwischenraum zwischen den Matrizen-Ringwerkzeugen ein- geformt. Mit zunehmender Umformung des Rohrabschnitts werden die Matrizen- Ringwerkzeuge zueinander hin bewegt. Zum Ende des Umformprozesses liegt die Wandung des umgeformten Rohrabschnitts an den Konturen der Matrizen- Ringwerkzeuge an und nimmt deren Konturen an, so dass sich die erfindungs gemäßen C-Wellen ausformen.

Nach einer zweiten Alternative werden mehrere, vorzugsweise alle Wellen des Metallbalgs gleichzeitig in die rohrförmige Wandung eingeformt, indem das zu nächst zylindrische Rohr in eine Matrize mit einer Anzahl von Matrizen-Ring werkzeugen eingeschoben wird, von denen zwei als vordere und hintere Stauch- scheibe und der Rest als Matrizenscheiben ausgebildet sind. In Höhe der vorde ren Stauchscheibe wird ein vorderer Druckrohrabschnitt in das zylindrische Rohr eingebracht, während in Höhe der hinteren Stauchscheibe ein hinterer Druck rohrabschnitt eingebracht wird, um einen zwischen den beiden Druckrohrab schnitten befindlichen Rohrabschnitt mit hydraulischem Druck zu beaufschlagen. Wenn der Rohrabschnitt mit Hilfe der beiden in diesen eingesetzten Druckrohr abschnitten mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird, wird dessen Wandung in die Zwischenräume zwischen den Matrizen-Ringwerkzeugen eingeformt. Hier bei werden die Matrizen-Ringwerkzeuge mit zunehmender Umformung des Rohrabschnitts zueinander hin bewegt, bis die Wandung des Rohrabschnitts an den Konturen der Matrizen-Ringwerkzeuge anliegt und zu einem Metallbalg mit mehreren Wellen umgeformt ist. Die Wellenflanken nehmen hierbei die Konturen der Matrizen-Ringwerkzeuge an, wodurch sich die erfindungsgemäßen C-Wellen ausbilden. Die erfindungsgemäß im hydraulischen Innenhochdruck-Umformen mit Matrizen- Ringwerkzeugen mit konvexer und konkaver Kontur hergestellten C-Wellen be sitzen einen verhältnismäßig großen Öffnungswinkel zwischen den beiden Wel- lenflanken; die Krümmungsradien der Außenkrempen (und der Innenkrempen) sind für eine optimale Beweglichkeit des Metallbalgs in der Regel noch zu groß. Erfindungsgemäß ist es daher bevorzugt, in einem weiteren Verfahrensschritt, nach dem Einformen aller Wellen und Entfernen der Matrizen-Ringwerkzeuge, den Metallbalg mit seinen C-Wellen zu stauchen, vorzugsweise bis die Außen- und Innenkrempen auf Block anliegen bzw. bei Bedarf sogar darüber hinaus. Hierdurch werden die Krümmungsradien der Außen- und Innenkrempen verklei nert. Wenn der Metallbalg nach dem Stauchen auf Nennlänge auseinandergezo gen wird, stellt sich die volle axiale Beweglichkeit des Metallbalgs ein. Um beim Stauchprozess ein etwaiges Ausknicken von Balgwellen sicher zu ver hindern, ist es bevorzugt, den Metallbalg beim Stauchen durch einen in seinen Innenraum eingebrachten Stützzylinder abzustützen.

Zum Stauchen des Metallbalgs wird vorzugsweise ein Stauchwerkzeug verwen- det, das im Wesentlichen aus einem vorderen Stauchring und einem hinteren Stauchring besteht, welche vor die vorderste und hinter die hinterste Welle des Metallbalgs gesetzt und zueinander hin bewegt werden. Hierbei weist einer der beiden Stauchringe eine konvexe und der andere der beiden Stauchringe eine konkave Anlagefläche für die Wellen des Metallbalgs auf, um die erfindungsge- mäßen C-Wellen beim Stauchen nicht zu beeinträchtigen.

Ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäß ausgebildeten Metallbalg sowie ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Her stellung eines solchen Metallbalgs sind im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsge mäß ausgebildeten Metallbalgs; Figuren 2a bis 2e schematische Schnittdarstellungen unterschiedlicher Verfah rensschritte beim Einformen einer C-Welle mittels hydrauli scher Umformwerkzeuge;

Figuren 3a bis 3c schematische Schnittdarstellungen unterschiedlicher Verfah rensschritte beim simultanen Einformen aller C-Wellen mit entsprechenden hydraulischen Umformwerkzeugen; Figuren 4a und 4b schematische Schnittdarstellungen zweier Verfahrensschritte beim Stauchen des durch hydraulischen Umformen herge stellten Metallbalgs.

Figur 1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäß ausgebildeten Metallbalg 23 mit den erfindungsgemä ßen C-Wellen. Der Schnitt ist hierbei so gelegt, dass er die Mittelachse des vor liegend zylindrisch ausgebildeten Metallbalgs 23 einschließt.

Der Metallbalg besitzt eine rohrförmige Wandung 1 , vorliegend bestehend aus einem Edelstahl-Metallblech, aus dem ein zylindrisches Rohr hergestellt wurde, welches schließlich durch hydraulisches Innenhochdruck-Umformen der Wan dung 1 in den vorliegenden Metallbalg 23 umgeformt wurde. Die rohrförmige Wandung 1 weist eine Anzahl von ringförmigen Wellen 2 auf, die jeweils eine in Umfangsrichtung der Wandung 1 verlaufende Außenkrempe 3 und zwei an diese anschließende Wellenflanken 4a, 4b umfassen. Die beiden Wellenflanken 4a, 4b und die Außenkrempe 3 umschreiben einen Welleninnenraum 5, und die Wellen flanken 4a, 4b‘ zweier benachbarter Wellen 2, 2‘ schließen jeweils eine in Um fangsrichtung der Wandung verlaufende Innenkrempe 6 zwischen sich ein. Wie Figur 1 veranschaulicht, sind alle Wellenflanken 4a, 4b, von einem Über gang zur Außenkrempe 3 bis zu einem Übergang zur Innenkrempe 6, mit gleich orientierten Krümmungen versehen, wobei eine der beiden Wellenflanken 4a, in Bezug auf den Welleninnenraum 5 und in der dargestellten, die Achse 7 des Me tallbalgs 23 einschließenden Schnittebene ein konkaves Profil aufweist, wäh rend die andere Wellenflanke 4b ein konvexes Profil besitzt. Die Wellenflanken gehen ohne Veränderung der Krümmungsorientierung tangential in die Außen- und Innenkrempen über.

Die Wellenflanken 4a, 4b des dargestellten Metallbalgs 23 weisen jeweils einen im Wesentlichen gleichbleibenden Krümmungsradius auf, wodurch die charakte ristische C-Welle entsteht, die dem Metallbalg 23 zumindest weitgehend die vor- teilhaften Eigenschaften eines herkömmlichen Membranbalgs verleiht.

Wie Figur 1 außerdem verdeutlicht, steht eine radiale Ausdehnung 8 der Wellen flanken 4a, 4b zu einer radialen Ausdehnung 9 der Außenkrempen 3 sowie zu einer radialen Ausdehnung 10 der Innenkrempen 6 in einem Verhältnis von etwa 6: 1. Hierdurch - vor allem aber durch das Verhältnis von Balgaußendurchmes ser zu Balginnendurchmesser Da/ Di von größer 1 ,3, besitzt der Metallbalg eine besonders hohe axiale Beweglichkeit und weist insofern sehr gute Eigenschaf ten für die Verwendung als Volumenausgleichselement auf. An dieser Stelle sei angemerkt, dass selbstverständlich auch andere Verwen dungen des erfindungsgemäßen Metallbalgs vorteilhaft sein können, beispiels weise als Entkoppelelement in einer schwingungsbelasteten Rohrleitung; denn durch die asymmetrische Ausgestaltung der erfindungsgemäßen C-Wellen 2 können sich vorteilhafte Effekte auf Eigenfrequenzen des Metallbalgs 23 und so- mit auf etwaige Resonanzen ergeben.

Die Figuren 2a bis 2e sind schematische Schnittdarstellungen eines Umform werkzeugs, in dem schrittweise eine erfindungsgemäße C-Welle durch hydrauli sches Innenhochdruck-Umformen hergestellt wird. Es handelt sich um einen Formwerkzeugsatz, bestehend aus einer Stauchscheibe 11 und einer Matrizen scheibe 12 sowie einem Druckrohr 13 mit einer zentralen Durchgangsbohrung 14 und einer Auslassbohrung 15 für eine Hydraulikflüssigkeit 16. Ein zylindrisches Rohr 17, aus dem der Metallbalg hergestellt werden soll, wird auf das Druckrohr 13 aufgeschoben, während die Stauchscheibe 11 und die Matrizenscheibe 12 radial geöffnet sind. Zwischen zwei O-Ring-Dichtungen 18, die einen Rohrabschnitt 19 des zylindrischen Rohrs 17 zwischen sich abgren- zen, dem zylindrischen Rohr 17 und dem Druckrohr 13 wird eine Druckkammer gebildet, in welche die Hydraulikflüssigkeit 16 eingeleitet wird.

Zuvor wird, wie in Figur 2b dargestellt ist, das Formwerkzeug geschlossen, in dem die Stauchscheibe 11 und die Matrizenscheibe 12 auf das zylindrische Rohr 17 abgesenkt werden. So wird unter anderem gewährleistet, dass das zy lindrische Rohr 17 auch bei Einleiten der Hydraulikflüssigkeit 16 nicht von den O-Ring-Dichtungen 18 abgehoben wird.

Durch Einleiten der Hydraulikflüssigkeit 16 unter hohem Druck wird sodann, wie Figur 2c zeigt, der Rohrabschnitt 19 des zylindrischen Rohrs 17 durch Ausbau chen umgeformt und in einen Zwischenraum 20 zwischen der Stauchscheibe 11 und der Matrizenscheibe 12 eingeformt.

Mit zunehmender Ausbauchung des Rohrabschnitts 19 wird die Stauchscheibe 11 zur Matrizenscheibe 12 hin bewegt, wie anhand Figur 2d gut zu erkennen ist.

Gleichzeitig wird die Ausbauchung, die zu einer Vorwelle wird, gestaucht, so dass sich die Welle 2 mit ihren Wellenflanken 4a, 4b seitlich an die Konturen 21 , 22 der Stauchscheibe 11 und der Matrizenscheibe 12 anlegt. Die Kontur 21 der Stauchscheibe 11 ist konkav geformt, während die Kontur 22 der Matrizen- scheibe 12 konvex geformt ist (was selbstverständlich auch umgekehrt der Fall sein kann). Hieraus ergibt sich dann die konkave Form der Wellenflanke 4a und die konvexe Form der Wellenflanke 4b.

Nach Öffnen des Umformwerkzeugs wird, wie Figur 2e zeigt, das zylindrische Rohr 17 auf dem Druckrohr 13 axial verschoben, um durch Wiederholung des Prozesses eine zweite Welle einzuformen. Das Verfahren wird so oft wiederholt, bis die gewünschte Anzahl an Wellen 2 hergestellt ist. Die Figuren 3a bis 3c zeigen eine alternative Verfahrensweise beim Einbringen der C-Wellen 2 in ein zylindrisches Rohr 17: Es werden alle Wellen 2 gleichzei tig mittels hydraulischem Innenhochdruck-Umformen in das zylindrische Rohr 17 eingebracht:

Zunächst werden, wie Figur 3a zeigt, ein vorderer Druckrohrabschnitt 24 und ein hinterer Druckrohrabschnitt 25 in die beiden Enden des zylindrischen Rohrs 17 eingeschoben, die jeweils mittels O-Ring-Dichtungen 18 das zylindrische Rohr 17 nach außen abdichten. Der hierdurch gebildete Druckraum 26 bleibt aufgrund von Durchgangsbohrungen 14 zugänglich und kann so mit hydraulischem Druck beaufschlagt werden.

In Höhe der beiden O-Ring-Dichtungen 18 werden eine vordere Stauchscheibe 27 mit einer konvexen Kontur 28 und eine hintere Stauchscheibe 29 mit einer konkaven Kontur 30 angesetzt. Zwischen der hinteren Stauchscheibe 29 und der vorderen Stauchscheibe 27 befinden sich in regelmäßigen Abständen meh rere Matrizenscheiben 12, 12‘, 12“, die ebenfalls mit ihren radial innenliegenden Spitzen, welche letztendlich die Innenkrempen 6 der Wellen 2 bilden, an das zy lindrische Rohr angesetzt sind.

In Figur 3b ist dargestellt, wie der Druckraum 26 durch Einleiten von Hydraulik flüssigkeit 16 und mit Druck beaufschlagt wird. Hierdurch baucht sich das zy lindrische Rohr 17 radial nach außen aus, wobei die radial inneren Spitzen der Matrizenscheiben 12, 12‘, 12“ ein Ausbauchen an dieser Stelle jeweils verhin- dern. Hierdurch wird die Wandung des zylindrischen Rohrs 17 gleichzeitig je weils in den Zwischenraum 20, 20‘, 20“ zwischen den Matrizenscheiben 12, 12‘, 12“ bzw. Stauchscheiben 27, 28 eingeformt, wobei, wie bei der Einwellenfor mung aus dem Beispiel der Figuren 2a bis 2e, die Zwischenräume 20, 20‘, 20“ sukzessive durch Zusammenfahren der Matrizen-Ringwerkzeuge 12, 12‘, 12“, 27, 29 verkleinert werden.

Die in Figur 3b bereits teilweise ausgebildeten Vorwellen werden, wie Figur 3c zeigt, durch vollständiges Zusammenfahren der Matrizen-Ringwerkzeuge, unter Aufrechterhaltung des hydraulischen Drucks im Druckraum 26, in die Konturen 22, 28, 30 der Matrizen-Ringwerkzeuge eingeformt, wodurch sich die erfin dungsgemäßen C-Welle ergeben. Der Umformprozess ist nun abgeschlossen, und das zum Metallbalg 23 mit ringförmigen Wellen 2 gewordene, ehemals zy- lindrische Rohr 17 kann entnommen werden.

Die Figuren 4a und 4b zeigen eine vorteilhafte Nachbehandlung des eigentlich bereits fertig umgeformten Metallbalgs 23 mit C-Wellen 2, wiederum in einer schematischen Schnittdarstellung.

Der Metallbalg 23 wird zunächst auf einen Stützzylinder 31 geschoben, um ihn gegen laterale und angulare Bewegungen zu stabilisieren. Sodann wird ein vor derer Stauchring 32 mit konvexer Anlagefläche 33 an einem Ende des Metall balgs an seine vorderste Welle 2 angesetzt. Gleichzeitig wird am anderen Ende des Metallbalgs, an seiner hintersten Welle 2, ein hinterer Stauchring 34 mit ei ner konkaven Anlagefläche 35 angesetzt. Diesen Ausgangszustand zeigt Figur 4a.

Wie in Figur 4b dargestellt ist, werden die beiden Stauchringe 32, 34 zusam- mengefahren und der Metallbalg mitsamt seinen Wellen 2, 2‘, 2“ gestaucht, vor zugsweise bis die Außen- und Innenkrempen 3, 6 auf Kontakt aneinander anlie- gen - bei Bedarf sogar noch darüber hinaus, so dass die Krempen 3, 6 in ihren Radien auf ein gewünschtes Maß verkleinert werden. Der Stützzylinder 31 ver hindert hierbei ein Ausknicken des Metallbalgs. Durch das Stauchen können also die erwünschten Radien der Außenkrempen 3 und der Innenkrempen 6 er zielt werden. Im Ergebnis liegt ein Metallbalg vor, wie er in Figur 1 dargestellt ist. Bezugszeichenliste:

1 rohrförmige Wandung 19 Rohrabschnitt

2 Welle 20 Zwischenraum

3 Außenkrempe 21 Kontur (von 11) 4a, 4b Wellenflanken 22 Kontur (von 12)

5 Welleninnenraum 23 Metallbalg

6 Innenkrempe 24 Druckrohrabschnitt (vorderer)

7 Achse des Metallbalgs 25 Druckrohrabschnitt (hinterer)

8 radiale Ausdehnung von 4a, 4b 26 Druckraum

9 radiale Ausdehnung von 3 27 Stauchscheibe (vordere)

10 radiale Ausdehnung von 6 28 Kontur (von 27)

11 Stauchscheibe 29 Stauchscheibe (hintere)

12 Matrizenscheibe 30 Kontur (von 29)

13 Druckrohr 31 Stützzylinder

14 Durchgangsbohrung 32 Stauchring (vorderer)

15 Auslassbohrung 33 Anlagefläche (von 32)

16 Hydraulikflüssigkeit 34 Stauchring (hinterer)

17 zylindrisches Rohr 35 Anlagefläche (von 34)

18 O-Ring-Dichtung Da Außendurchmesser (von 23)

Di Innendurchmesser (von 23)