DE2257116C3 - Faltenbalgdichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Faltenbalgdichtung mit mehreren in Reihe geschalteten, fluchtend angeordneten zylindrischen Einzelbälgen, die an ihren Enden durch Zwischenscheiben miteinander verbunden sind, und mit in Längsrichtung verlaufenden Begrenzungsstangen, die jeweils zwei aufeinanderfolgenden Zwischenscheiben zugeordnet sind, wobei jede Begrenzungsstange durch mindestens eine der beiden aufeinanderfolgenden Zwischenscheiben hindurchgleitbar ist und mittels eines Begrenzungsanschlags in Anlage mit dieser Zwischenscheibe bewegbar ist.

Eine bekannte Faltenbalgdichtung dieser Art (»Die Technik«, 1964, Heft 11, S. 750, Bild 1) besteht aus zwei hintereinander angeordneten Einzelbälgen, die an ihren beiden axialen Enden jeweils mit einer Zwischenscheibe verbunden sind. Jedem der Einzelbälge sind außerdem drei über den Umfang verteilte Begrenzungsstangen zugeordnet. Sämtliche Begrenzungsstangen sind mit der mittleren Zwischenscheibe fest verbunden, während die beiden äußeren Zwischenscheiben auf den Begrenzungsstangen gleitbar sind.

Auf den Begrenzungsstangen sind Anschläge vorgesehen, die die Streckung und Stauchung der Einzelbälge begrenzen.

Bei der bekannten Faltenbalgdichtung sind die Begrenzungsstangen der beiden Einzelbälge axial fluchtend und hintereinander angeordnet, so daß die Faltenbalgdichtung, bedingt durch die Begrenzuugsstangen, im gestauchten Zustand genauso groß wie im gedehnten Zustand ist. Außerdem ist es ^Kei der bekannten Faltenbalgdichtung praktisch nicht möglich, mehr als zwei Einzelbälge hintereinander anzuordnen, so daß nur ein relativ beschränkter Hub durci. die Faltenbalgdichtung erzielbar ist.

Eine andere bekannte Faltenbalgdichtung (DT-PS 1 023 942) ist zwar aus mehr als zwei Einzelbälgen zusammengesetzt; in diesem Fall sind jedoch die Einzelbälge radial ineinander angeordnet und an teleskopisch ineinander verschiebbaren Hülsen befestigt. Hierdurch bedingt, besitzt die Faltenbalgdichtung verhältnismäßig große radiale Abmessungen, und auch die axiale Länge der Gesamtdichtung ist wegen der lneinanderschachtelung der Einzelbälge relativ beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus Einzelbälgen zusammengesetzte Faltenbalgdichtung zu schaffen, die auch bei einer sehr großen axialen Länge im ausgefahrenen Zustand auf eine sehr kleine axiale Länge zusammengeschoben werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Faltenbalgdichtung der eingangs angegeoenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedem Einzelbalg mindestens je eine Begrenzungsstange mit einer der Länge aller Bälge in zusammengedrückter Stellung entsprechenden Länge zugeordnet ist und daß die Begrenzungsstangen der aufeinanderfolgenden Einzelbälge jeweils versetzt zueinander und in zusammengedrückter Stellung alle Zwischenscheiben durchsetzend angeordnet sind, wobei die an beiden mit Begrenzungsanschlägen versehenen Begrenzungsstangen mit jeweils einem Anschlag durch die Ausnehmungen der ihnen nicht zugeordneter. Zwischenscheiben frei hindurchbewegbar sind.

Da bei der erfindungsgemäßen Faltenbalgdichtung die unmittelbar aufeinanderfolgenden Einzelbälgen zugeordneten Begrenzungsstangen versetzt zueinander angeordnet, mit einem Anschlag durch die ihnen nicht zugeordneten Zwischenscheiben frei hindurchbewegbar sowie innerhalb der ihnen jeweils zugeordneten beiden Zwischenscheiben gleitend verschiebbar sind, sind die Begrenzungsstangen gewissermaßen »ineinanderschiebbar«, so daß sie im gestauchten Zustand der Faltenbalgdichtung über den Umfang verteilt nebeneinanderliegen. Die axiale Länge der gesamten Faltenbalgdichtung im gestauchten Zustand ist daher nicht größer als die Länge einer einzelnen Begrenzungsstange, deren axiale Länge wiederum der axialen Länge eines ausgedehnten Einzelbalges entspricht. Darüber hinaus können drei oder mehr Einzelbälge ohne Schwierigkeiten hintereinander angeordnet werden, so daß sich eine beliebig große axiale Länge der Faltenbalgdichtung erzielen läßt.

An Hand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine axiale Schnittansicht einer zusammengesetzten Faltenbalgdichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig.l,

F i g. 3a eine Schnittansichl entlang der Linie 3a-3a in Fig.l,

F i g. 3b eine Schnittansicht entlang der Linie 3b-3b von F i g. 1,

F i g. 3c eine Schnittansicht entlang der Linie 3c-3c von F i g. 1,

F i g. 3d eine Schnittansicht entlang der Linie 3d-3d von F i g. 1,

F i g. 3e eine Schnittansicht entlang der Linie 3e-3e von Fig. 1,

F i g. 4 eine schematische Darstellung der Faltenbalgdichtung aus F i g. 1, wenn sich <*ie Dichtung in eingezogener Lage befindet,

F i g. 5 die schematische Darstellung von F i g. 4, wobei ein Einzelbalg vollständig ausgedehnt und die anderen Einzelbälge in einem unterschiedlichen Ausdehnungszustand sind.

In F i g. 1 ist eine zusammengesetzte Dichtungseinheit 10 gezeigt, die so aufgebaut ist, daß die Öffnung zwischen einer bewegbaren Stange 12 oder Welle und einem die Stange 12 aufnehmenden Gehäuse abgedichtet ist.

Die Dichtungseinheit 10 enthält eine zusammengesetzte Faltenbalgdichtung 16, die später beschrieben wird, und endet an einem Ende an eir.sm Montageflansch 18, der z. B. am Gehäuse 14 mit Hilfe von Schrauben 20 befestigt werden kann.

Ein angeflanschtes Führungsrohr 22 ist konzentrisch um die Faltenbalgdichtung 16 angeordnet und wird wie gezeigt durch die Schrauben 20 gehalten. F i g. 2 zeigt Entlüftungs- und Schmierungsmittelschlitze 58 im Rohr 22. Der Zweck des Führungsrohres 22 besteht darin, die Scherungsbewegung der Faltenbalgdichtung 16 zu begrenzen, die bei Bewegung unter Druck verursacht werden kann. Das Führungsrohr führt den äußeren Teil des Faltenbalgs. Dadurch wird eine Reibung n\.r am größten Kreisumfang und bei geringster Belastung verursacht. '

Die Faltenbalgdichtung 16 endet an ihrem anderen Ende mit einer Dichtungsmanschette 42, die auf der Stange 12 angebracht und in ihrer Lage durch eine Feststellschraube 44 gehalten wird. Die Dichtung zwischen der Stange 12 und der Manschette 42 wird durch einen O-Ring 46 gebildet, der die Stange umgreift und in einer Ringnut in der Manschette 42 angeordnet ist.

Die zusammengesetzte Faltenbalgdichtung besteht aus mehreren zylindrischen Einzelbälgen 24, 26, 28 und 30. Das End~ eines jeden Einzelbalges ist in einer vollständig abgedichteten Weise mit einer ringförmigen Zwischenscheibe 32, 34, 36, 38 und 40 verbunden. Aufeinanderfolgende Einzelbälge wie z. B. 24 und 26 sind mit einer gemeinsamen Zwischenscheibe, wie der Scheibe 34 verbunden. Die Einzelbälge sind mit den Zwischenscheiben z. B. durch Schweißstellen 60 verbunden.

Die Einzelbälge 24 und 30 können aus mehreren kreisförmigen Scheiben gebildet sein, die abwechselnd am inneren und äußeren Kreisrand zusammenge- so schweißt sind, um dann den Faltenbalg wie in F i g. 1 gezeigt, zu bilden. Andererseits kann man sie aber auch aus nahtlosen kreisförmig und gerippten Rohren herstellen, wie z.B. in der US-PS 2 196 676 erläutert ist. Die Art der zu verwendenden Einzelbälge und des speziellen zu benutzenden Materials muß natürlich auf die Zusammensetzung, den Druck und die Temperatur des abzudichtenden Mediums abgestimmt sein.

Betrachtet man nun F i g. 2 und 3a bis 3e im Hinblick auf Fig. 1, so sind mehrere Begrenzungsstangen 48, 48a bis 54, 54a parallel zu der Achse der Faltenbalgdichtung 16 längs der Stange 12 angeordnet und verschiedenartig in Schlitze oder Einlauföffnungen eingelassen, die in den Zwischenscheiben 32 bis 40 vorgesehen sind. An jedem Ende der Stange ist ein Begrenzungsanschlag 56 angeformt. Dies ist in F i g. 1,2,4 und 5 gezeigt. In F i g. 2 sieht man, daß die Begrenzungsanschläge gerieft sein können, um dicht an der Stange 12 zu liegen; gleichwohl sind sie aber bezüglich der Achse frei bewegbar. Die aufeinanderfolgenden Zwischenscneibenpaare, z. B. die Scheiben 32 und 34, haben Schlitze, in denen ein Paar Begrenzungsstangen 48 und 48a aufgenommen sind, um eine freie axiale Bewegung der Stangen zwischen den Zwischenscheiben und eine Bewegung der Zwischenscheiben selbst zu ermöglichen. Falls aber die Begrenzungsanschläge die Zwischenscheiben berühren, werden die Zwischenscheiben an einer weiteren Trennung gehindert Diese Konstruktion sorgt für eine Leerlaufverbindung zwischen den Begrenzungsstangen und Zwischenscheiben und damit eine wirksame Kontrolle der relativen axialen Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Zwischenscheiben und damit der Kontraktion und Expansion der Dichtungsteile. Der Rest der Zwischenscheiben, z. B. die Scheiben 36, 38 und 40, haben öffnungen für die Begrenzungsstangen 48 und 48a und erlauben die freie axiale Bewegung der Stangen und Begrenzungsanschläge 56 über die in den Scheiben geformten Öffnungen hinaus.

Wie in Fig. 3a bis 3e gezeigt und schematisch in F i g. 4 und 5 dargestellt, ist der Abstand der Zwischenscheiben 32 und 34 durch die Begrenzungsstangen 48 und 48a begrenzt. Der Abstand der Scheiben 34 und 36 ist durch die Begrenzungsstangen 50 und 50a begrenzt, der Abstand der Scheiben 36 und 38 durch die Begrenzungsstangen 52 und 52a und der Abstand der Scheiben 40 und 38 durch die Begrenzungsstangen 54 und 54a.

Es soll bemerkt werden, daß nur zwei Begrenzungsstangen zwischen jedem Paar von Zwischenscheiben gezeigt sind. In einer großen Faltenbalgeinheit könnte man drei oder mehr Begrenzungsstangen jeweils nach dem gezeigten Grundprinzip benutzen; dagegen genügt eine Begrenzungsstange bei einer kleinen Faltenbalgeinheit.

Weiterhin sei bemerkt, daß die Faltenbalgeinheit 16 an dem Gehäuse 14 hermetisch abgedichtet befestigt werden kann, indem man den als Anschlagkörper dienenden Flansch 18 statt mit Schrauben 20 mit einer Umfangsschweißnaht an dem Gehäuse befestigt und die als Anschlagkörper dienende Dichtungsmanschette 42 mit der Stange 12 ebenfalls mit einer Umfangsschweißnaht verbindet, statt die Feststellschrauben 44 und den O-Ring 46 zu benutzen.

Die Arbeitsweise der Faltenbalgdichtung 16 ist insbesondere aus F i g. 4 und 5 ersichtlich. Wenn die Stange 12 anfängt, sich vom Gehäuse 14 wegzubewegen, ist die Ausdehnung der Einzelbälge 26 bis 30 so lange ungehindert, bis die Begrenzungsanschläge 56 einer bestimmten Begrenzungsstange, z. B. der Stange 48, auf ein bestimmtes Scheibenpaar, z. B. die Scheiben 32 und 34, stößt. Eine weitere Ausdehnung der Einzelbälge, z. B. von 24, wird daraufhin verhindert, und eine weitere Auslenkung der Stange 12 führt zu einer Zugspannung in der Begrenzungsstange 48 und nicht in dem Einzelbalg 24. Dieselbe Wirkung tritt bei allen Einzelbälgen auf, da die Scheiben durch die entsprechenden Begrenzungsstangen zurückgehalten werden.

In F i g. 5 ist die vollständige Expansion der Einzelbälge 24 dargestellt, während der Rest der Einzelbälge nur teilweise ausgedehnt ist. Dabei wird die Expansion der Einzelbälge nur durch die Begrenzungsstangen und durch Gewicht, Größe und Stärke eines jeden Einzelbalges begrenzt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Faltenbalgdichtung mit mehreren in Reihe geschalteten, fluchtend angeordneten zylindrischen Einzelbälgen, die an ihren Enden durch Zwischenicheiben miteinander verbunden sind, und mit in Längsrichtung verlaufenden Begrenzungsstangen, die jeweils zwei aufeinanderfolgenden Zwischenicheiben zugeordnet sind, wobei jede Begrenzungs- ι ο Stange durch mindestens eine der beiden aufeinanderfolgenden Zwischenscheiben hindurchgleitbar ist und mittels eines Begrenzungsanschlags in Anlage mit dieser Zwischenscheibe bewegbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß jedem Einzelbalg (24 bis 30) mindestens je eine Begrenzungsstange (48 bis 54) mit einer der Länge aller Bälge in zusammengedrückter Stellung entsprechenden Länge zugeordnet ist und daß die Begrenzungsstangen (48 bis 54) der aufeinanderfolgenden Einzelbälge (24 bis 30) jeweils versetzt zueinander und in zusammengedrückter Stellung alle Zwischenscheiben (32 bis 40) durchsetzend angeordnet sind, wobei die an beiden Enden mit Begrenzungsanschlägen (56) versehenen Begrenzungsstangen mit jeweils einem Anschlag durch die Ausnehmungen der ihnen nicht zugeordneten Zwischenscheiben frei hindurchbewegbar sind.

2. Faltenbalgdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Einzelbälge (24 bis 30) hintereinander angeordnet sind.

3. Faltenbalgdichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die an den beiden axialen Enden der Faltenbalgdichtung angeordneten Zwischenscheiben (32, 40) jeweils an einem Anschlagskörper (42, 18) befestigt si.id, an die sich die äußeren Enden der Begrenzungsstangen (48 bis 54) anlegen können.