DE102017124162B4

DE102017124162B4 - Metal bellows and method for producing a metal bellows

Info

Publication number: DE102017124162B4
Application number: DE102017124162.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schill
Original assignee: Boa Metal Solutions GmbH
Current assignee: Boa Metal Solutions De GmbH
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2025-03-27
Anticipated expiration: 2037-10-18
Also published as: WO2019076987A1; DE102017124162A1; EP3698072A1

Abstract

Metallbalg (10), mit einer sich um eine Längsachse (12) erstreckenden und einen Balginnenraum (14) umschließenden Balgwandung (16), wobei die Balgwandung (16) Innenfalten (18) und Außenfalten (20) aufweist, die über Wandungsflanken (22) miteinander verbunden sind, wobei die Innenfalten (18) und die Außenfalten (20) derart geformt sind, dass diese jeweils einen Ringraum (24, 25) einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungsflanken (22), die Innenfalten (18) und die Außenfalten (20) einstückig miteinander ausgebildet sind, wobei die Balgwandung (16) an den Außenfalten (20) eine geringere Wandstärke aufweist als an den Innenfalten (18).

Metal bellows (10), with a bellows wall (16) extending around a longitudinal axis (12) and enclosing a bellows interior (14), wherein the bellows wall (16) has inner folds (18) and outer folds (20) which are connected to one another via wall flanks (22), wherein the inner folds (18) and the outer folds (20) are shaped such that they each enclose an annular space (24, 25), characterized in that the wall flanks (22), the inner folds (18) and the outer folds (20) are formed integrally with one another, wherein the bellows wall (16) has a smaller wall thickness at the outer folds (20) than at the inner folds (18).

Description

Die Erfindung betrifft einen Metallbalg mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Metallbalgs.The invention relates to a metal bellows having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing a metal bellows.

Metallbälge und Verfahren zur Herstellung von Metallbälgen sind aus dem Stand der Technik bekannt, wobei eine Bauweise von Metallbälgen darin besteht, dass ein Metallrohr durch Innendruck beaufschlagt und zu einem Metallbalg verformt wird (Faltenbalg), wie beispielsweise in DE 20 2011 102 549 U1 beschrieben. Dadurch lassen sich Metallbälge kostengünstig herstellen. Bei einer weiteren Bauweise wird ein Metallbalg durch mehrere gewellte Scheiben gebildet, wobei benachbarte Scheiben wechselweise an deren Innenseite und an deren Außenseite miteinander verschweißt werden (Membranbalg), wie zum Beispiel in DE 20 2013 007 501 U1 beschrieben. Dadurch können bessere Verformungseigenschaften des Balges, bspw. höhere mögliche Längungen erzielt werden.Metal bellows and methods for producing metal bellows are known from the prior art, whereby one construction of metal bellows consists in that a metal tube is subjected to internal pressure and deformed into a metal bellows (bellows), as for example in DE 20 2011 102 549 U1 This allows metal bellows to be manufactured cost-effectively. In another design, a metal bellows is formed by several corrugated discs, with adjacent discs being welded together alternately on their inside and outside (membrane bellows), as in DE 20 2013 007 501 U1 This allows for better deformation properties of the bellows, e.g., higher possible elongations.

Bei einem Faltenbalg ist von Nachteil, dass dessen Verformung, beispielsweise dessen Längung, und dessen Haltbarkeit vergleichsweise begrenzt sind. Bei einem Membranbalg ist von Nachteil, dass dessen Herstellung durch Verschweißen konstruktiv aufwändig und daher vergleichsweise teuer ist. JP 2012 - 167 748 A und JP 2010 - 281 443 A zeigen jeweils einen Metallbalg, an dessen Außenfalte sich jeweils ein Ringraum befindet. JP S56 - 20 863 A zeigt einen Balg mit Ringraum an den Innenfalten und Außenfalten gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. FR 1 258 822 A zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faltenbalges durch Beaufschlagen des Innenraums mit einem Wirkmedium.The disadvantage of a bellows is that its deformation, such as its elongation, and its durability are comparatively limited. The disadvantage of a diaphragm bellows is that its production through welding is complex and therefore comparatively expensive. JP 2012 - 167 748 A and JP 2010 - 281 443 A each show a metal bellows with an annular space on the outer fold. JP S56 - 20 863 A shows a bellows with annular space at the inner folds and outer folds according to the preamble of claim 1. FR 1 258 822 A shows a device for producing a bellows by applying an active medium to the interior.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Herstellung eines hinreichend haltbaren und verformbaren Metallbalgs zu ermöglichen.The invention is based on the object of enabling a cost-effective production of a sufficiently durable and deformable metal bellows.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen Metallbalg mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach sind am Metallbalg die Innenfalten und die Außenfalten derart geformt, dass diese insbesondere in deren radialen Endbereichen (Faltenendbereich) jeweils einen Ringraum einschließen.The invention solves the problem by means of a metal bellows having the features of claim 1. According to this, the inner folds and the outer folds on the metal bellows are shaped in such a way that they each enclose an annular space, particularly in their radial end regions (fold end region).

Auf diese Weise ist ein Metallbalg geschaffen, der vorteilhafte Verformungseigenschaften aufweist, so können große Axialbewegungen ausgeglichen und eine hohe Längung und Verkürzung (Kompression) erreicht werden. Dies gelingt auf Grund der Tatsache, dass durch die Ausgestaltung der Innenfalten und der Außenfalten mit Ringräumen die auf die Falten wirkenden Belastungen, bspw. bei axialer Verformung (z.B. Verkürzung), reduziert sind. Dies hat Vorteile beim Einsatz des Metallbalgs, da eine verbesserte Haltbarkeit erzielt werden kann. Zudem ist durch die Falten mit Ringräumen eine kostengünstige Herstellung des Metallbalgs durch Innenhochdruckumformung (oftmals auch „Hydroforming“ bezeichnet) und Stauchen des Metallbalgs ermöglicht, da eine Beschädigung der Falten vermieden werden kann. Mit anderen Worten weist der vorgeschlagene Metallbalg in seiner Verwendung die Vorteile eines Membranbalges auf, ist jedoch kostengünstiger herstellbar. Die Innenfalten können auch als „innere Falten“ und die Außenfalten auch als „äußere Falten“ bezeichnet werden.This creates a metal bellows with advantageous deformation properties, allowing large axial movements to be compensated for and achieving high elongation and shortening (compression). This is achieved due to the fact that the design of the inner folds and the outer folds with annular spaces reduces the loads acting on the folds, for example during axial deformation (e.g., shortening). This has advantages when using the metal bellows, as it can improve durability. In addition, the folds with annular spaces enable cost-effective production of the metal bellows through internal high-pressure forming (often referred to as "hydroforming") and upsetting of the metal bellows, as damage to the folds can be avoided. In other words, the proposed metal bellows has the advantages of a diaphragm bellows in its application, but is more cost-effective to manufacture. The inner folds can also be referred to as "inner folds" and the outer folds as "outer folds."

Die Falte, die den Ringraum einschließt, kann im Querschnitt die Form einer Schlaufe, Öse oder dergleichen aufweisen. Der Ringraum kann nicht ausschließlich, bspw. abschnittsweise, einen kreisförmigen, elliptischen oder ovalen Querschnitt aufweisen. Hierbei sind symmetrische oder unsymmetrische Ausgestaltungen möglich. Bei dem vorliegenden Metallbalg handelt es sich insbesondere um einen durch Innenhochdruckumformung hergestellten und anschließend verformten, insbesondere gestauchten, Faltenbalg.The fold enclosing the annular space may have a cross-sectional shape in the form of a loop, eyelet, or the like. The annular space may not exclusively have a circular, elliptical, or oval cross-section, for example, in some sections. Symmetrical or asymmetrical configurations are possible. The present metal bellows is, in particular, a bellows manufactured by internal high-pressure forming and subsequently deformed, in particular compressed.

Der Übergang von benachbarten Wandungsflanken zu einer an diesen Wandungsflanken ausgebildeten Falte, z.B. von zwei benachbarten Wandungsflanken zu einer Außenfalte, ist insbesondere derart ausgebildet, dass Abschnitte benachbarter Wandungsflanken direkt aneinander anliegen (Kontaktbereich). Dieser Kontaktbereich liegt an der diesen Wandungsflanken zugewandten Seite des Ringraums. Durch das direkte Anliegen ist der Ringraum geschlossen. Die benachbarten Wandungsflanken können im Kontaktbereich einen Linienkontakt (z.B. Kreislinie) oder einen flächigen Kontakt (z.B. Kreisring) ausbilden.The transition from adjacent wall flanks to a fold formed on these wall flanks, e.g., from two adjacent wall flanks to an outer fold, is particularly designed such that sections of adjacent wall flanks directly abut one another (contact area). This contact area is located on the side of the annular space facing these wall flanks. This direct contact closes the annular space. The adjacent wall flanks can form linear contact (e.g., a circular line) or planar contact (e.g., a circular ring) in the contact area.

Diese Kontaktbereiche bewirken eine Begrenzung der Biegebelastung an den jeweils den Wandungsflanken radial gegenüberliegenden Begrenzungen der Ringräume der Innen- und Außenfalten durch Umlenkung der Balg-Axial-Bewegungen in ein Abrollen der aneinander angrenzenden Wandungsflanken aufeinander.These contact areas limit the bending load at the boundaries of the annular spaces of the inner and outer folds, which are radially opposite the wall flanks, by deflecting the bellows axial movements into a rolling of the adjacent wall flanks against each other.

Im Konkreten sind die Innenfalten und Außenfalten insbesondere kontinuierlich miteinander verbunden, und zwar über zwischenliegende Wandlungsflanken. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Wandungsflanken, die an eine identische Falte angrenzen, kann auch als „Teilung“ bezeichnet werden. Bezogen auf die Längsachse ist die Innenfalte radial innen und die Außenfalte radial außen angeordnet (radiale Richtung orthogonal zur Längsachse orientiert). Die Innenfalte bildet ein „Tal“. Die Außenfalte bildet einen „Berg“. Eine Außenfalte und die an diese Außenfalte angrenzenden Wandungsflanken bilden eine Wellung. Entlang der Längsachse benachbarte Wellungen sind über eine Innenfalte miteinander verbunden.Specifically, the inner folds and outer folds are continuously connected to each other via intermediate transition flanks. The distance between two adjacent wall flanks that border an identical fold can also be referred to as a "split." Relative to the longitudinal axis, the inner fold is arranged radially inward and the outer fold radially outward (radial direction oriented orthogonally to the longitudinal axis). The inner fold forms a "valley." The outer fold forms a "mountain." An outer fold and The wall flanks adjacent to this outer fold form a corrugation. Adjacent corrugations along the longitudinal axis are connected by an inner fold.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung können die Innenfalten und/oder die Außenfalten den Ringraum jeweils unmittelbar umschließen. Dies bedeutet, dass die Wandungen der Falten direkt an die Ringräume grenzen. Hierdurch ist eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Falten ohne weitere Bestandteile ermöglicht (Außenfalte/Innenfalte und/oder Ringraum frei von weiteren Bestandteilen). Zudem umschließen die Innenfalten und/oder die Außenfalten den Ringraum jeweils insbesondere vollständig. Auch dies trägt zu einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung bei.Within the scope of a preferred embodiment, the inner folds and/or the outer folds can each directly enclose the annular space. This means that the walls of the folds directly border the annular spaces. This enables a structurally simple design of the folds without additional components (outer fold/inner fold and/or annular space free of additional components). In addition, the inner folds and/or the outer folds each completely enclose the annular space. This also contributes to a structurally simple design.

In vorteilhafter Weise können die Wandungsflanken gleichsinnig oder gegensinnig gewellt sein. Dadurch ist die Stabilität der Wandungsflanken erhöht. Zudem ist von Vorteil, dass bei Kompression des Metallbalgs benachbarte Wandungsflanken flächig, ggf. großflächig, aneinander anliegen können. Die Wandungsflanken können im Querschnitt S-förmig oder schlangenlinienförmig (mäanderförmig bzw. hin- und hergehend) ausgebildet sein.Advantageously, the wall flanks can be corrugated in the same or opposite directions. This increases the stability of the wall flanks. Another advantage is that, when the metal bellows is compressed, adjacent wall flanks can be in contact with each other, possibly over a large area. The wall flanks can be S-shaped or serpentine (meandering or back-and-forth) in cross-section.

In zweckmäßiger Weise können die Wandungsflanken kontinuierlich in die Innenfalten und/oder die Außenfalten übergehen. Mit anderen Worten sind die Wandungsflanken und die Außenfalten und die Innenfalten einstückig ausgebildet. Somit kann eine Schwächung der Wandungsflanken und/oder der Falten in Form von Sollbruchstellen vermieden werden. Insbesondere sind die Wandungsflanken und/oder die Falten frei von radialen Schweißnähten (Schweißnaht entlang der Längsachse des Metallbalges kann vorhanden sein).Conveniently, the wall flanks can merge continuously into the inner folds and/or the outer folds. In other words, the wall flanks and the outer folds and the inner folds are formed as a single piece. This prevents weakening of the wall flanks and/or the folds in the form of predetermined breaking points. In particular, the wall flanks and/or the folds are free of radial weld seams (a weld seam along the longitudinal axis of the metal bellows may be present).

Im Konkreten weist die Balgwandung an den Außenfalten eine geringere Wandstärke auf als an den Innenfalten. Dadurch ist die Balgwandung insbesondere auf Grund der Innenhochdruckumformung an den Außenfalten elastischer als an den Innenfalten, wobei die Ausgestaltung der Außenfalten mit Ringräumen die Außenfalten vor Überlastung schützt.Specifically, the bellows wall has a thinner wall thickness at the outer folds than at the inner folds. This makes the bellows wall more elastic at the outer folds than at the inner folds, particularly due to the internal high-pressure forming process. The design of the outer folds with annular spaces protects the outer folds from overloading.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Ringraum in radialer Richtung eine Höhe (Höhe des Ringraums orthogonal zur Längsachse) aufweisen, die weniger als 50 Prozent, vorzugsweise weniger als 30 Prozent, weiter vorzugsweise weniger als 20 Prozent, der Höhe zwischen Außenfalte und Innenfalte beträgt. Dadurch lässt sich eine hinreichende Entlastung der Falten erzielen, ohne die Herstellung oder die Verformung des Metallbalgs im Betrieb zu sehr einzuschränken.In a preferred embodiment, the annular space can have a height in the radial direction (height of the annular space orthogonal to the longitudinal axis) that is less than 50 percent, preferably less than 30 percent, and more preferably less than 20 percent, of the height between the outer fold and the inner fold. This allows sufficient relief of the folds without excessively restricting the production or deformation of the metal bellows during operation.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines Metallbalgs, wie voranstehend beschrieben, gelöst. Danach zeichnet sich der Metallbalg durch folgende Schritte aus:

- Einlegen eines Metallrohrs (Halbzeug) in ein Formwerkzeug,
- Verformen des Metallrohrs zu einem Metallbalg durch Beaufschlagen des Metallrohrinnenraums mit einem unter Druck stehenden Wirkmedium, wobei durch Zusammenwirken mit Formelementen des Formwerkzeugs Innenfalten, Außenfalten und Wandungsflanken des Metallbalgs ausgebildet werden, und
- Stauchen des Metallbalgs entlang dessen Längsachse, wobei die Innenfalten und die Außenfalten derart verformt werden, dass diese jeweils einen insbesondere geschlossenen Ringraum einschließen oder bilden.

The aforementioned object is also achieved by a method for producing a metal bellows as described above. The metal bellows is characterized by the following steps:

- Inserting a metal tube (semi-finished product) into a forming tool,
- deforming the metal tube into a metal bellows by applying a pressurised active medium to the interior of the metal tube, whereby internal folds, external folds and wall flanks of the metal bellows are formed by interaction with the forming elements of the forming tool, and
- Compressing the metal bellows along its longitudinal axis, whereby the inner folds and the outer folds are deformed in such a way that they each enclose or form a particularly closed annular space.

Hinsichtlich der mit dem Verfahren erzielbaren Vorteile wird auf die voranstehenden Ausführungen zum Metallbalg verwiesen.With regard to the advantages that can be achieved with the process, reference is made to the above statements on the metal bellows.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung können während des Verformens des Metallrohrs zu einem Metallbalg die Wandungsflanken derart verformt werden, dass diese gleichsinnig oder gegensinnig gewellt sind. Dadurch wird den Wandungsflanken die gewellte Struktur auf konstruktiv besonders günstige Weise aufgebracht, wobei diese Aufbringung gemeinsam innerhalb lediglich eines Arbeitsschrittes erfolgt. Durch die gewellte Struktur wird die Steifigkeit der Wandungsflanken erhöht.In a preferred embodiment, during the forming of the metal tube into a metal bellows, the wall flanks can be deformed such that they are corrugated in the same or opposite directions. This allows the corrugated structure to be applied to the wall flanks in a particularly advantageous manner, with this application taking place in a single work step. The corrugated structure increases the rigidity of the wall flanks.

In vorteilhafter Weise kann das Stauchen des Metallbalgs dadurch erfolgen, dass die Formelemente des Formwerkzeugs entlang der Längsachse des Metallbalges verfahren werden, insbesondere bis die Wandungsflanken und/oder die Formelemente miteinander auf Block liegen. Dadurch ist in einem Arbeitsschritt eine zuverlässige Aufbringung von Merkmalen auf den Metallbalg ermöglicht, wobei das „auf Block liegen“ zuverlässig das Ende der Verformung signalisiert. Mit anderen Worten werden die Formelemente des Formwerkzeugs entlang der Längsachse des Metallbalges aufeinander zu bewegt, bis die Wandungsflanken und/oder die Formelemente miteinander auf Block liegen und eine weitere Stauchung des Metallbalges nicht möglich ist. Dabei liegt ein Formwerkzeug zwischen zwei Wandungsflanken, die über eine Innenfalte oder eine Außenfalte miteinander verbunden sind.Advantageously, the metal bellows can be compressed by moving the forming elements of the forming tool along the longitudinal axis of the metal bellows, in particular until the wall flanks and/or the forming elements are in contact with one another. This enables features to be reliably applied to the metal bellows in a single work step, with the "contacting" reliably signaling the end of the deformation. In other words, the forming elements of the forming tool are moved towards one another along the longitudinal axis of the metal bellows until the wall flanks and/or the forming elements are in contact with one another and further compression of the metal bellows is not possible. In this case, a forming tool lies between two wall flanks that are connected to one another via an inner fold or an outer fold.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung können das Verformen des Metallrohrs zu einem Metallbalg und das Stauchen des Metallbalgs durch dasselbe Formwerkzeug erfolgen. Dadurch ist die kostengünstige Herstellung des Metallbalgs abermals begünstigt, da lediglich ein Formwerkzeug benötigt und eine Handhabung des Metallbalgs zum Umlagern in ein weiteres Werkzeug nicht erforderlich ist. Durchlaufzeiten, apparative Hilfsmittel zur Umlagerung und Stellfläche in einer Fertigung können eingespart werden.In a preferred embodiment, the deformation of the metal tube into a metal bellows and the compression of the metal bellows can be carried out by the same forming tool. This further facilitates the cost-effective production of the metal bellows, as only one mold is required, eliminating the need to handle the metal bellows for transfer to another mold. Throughput times, equipment required for transfer, and floor space in a production facility can be saved.

Zur weiteren Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung eines Metallbalgs können die im Zusammenhang mit dem Metallbalg beschriebenen Maßnahmen dienen.The measures described in connection with the metal bellows can be used to further develop the process for producing a metal bellows.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert, wobei gleiche oder funktional gleiche Elemente teilweise nur einmal mit Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:

1 eine Ausführungsform des Metallbalgs in einer schematischen Schnittansicht (Teilschnitt).

The invention is explained in more detail below with reference to the figures, in which identical or functionally identical elements are sometimes provided with only one reference numeral. They show:

1 an embodiment of the metal bellows in a schematic sectional view (partial section).

1 zeigt einen Metallbalg, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Der Metallbalg 10 weist eine sich um eine Längsachse 12 erstreckende und einen Balginnenraum 14 umschließende Balgwandung 16 auf. Die Balgwandung 16 weist Innenfalten 18 und Außenfalten 20 auf, die über Wandungsflanken 22 miteinander verbunden sind. 1 shows a metal bellows, designated overall by the reference numeral 10. The metal bellows 10 has a bellows wall 16 extending around a longitudinal axis 12 and enclosing a bellows interior 14. The bellows wall 16 has inner folds 18 and outer folds 20, which are connected to one another via wall flanks 22.

Die Innenfalten 18 und die Außenfalten 20 sind derart geformt, dass von den Innenfalten 18 und von den Außenfalten 20 jeweils ein Ringraum 24, 25 eingeschlossen ist. Der entlang der Längsachse 12 orientierte innenliegende Abstand 26 zwischen zwei benachbarten Wandungsflanken 22 nimmt zur Außenfalte 20, also ausgehend von der Innenfalte 18 nach radial außen, zunächst ab, bis Abschnitte der Wandungsflanken 22 in einem Kontaktbereich 28 direkt aneinander anliegen und einen flächigen Kontakt ausbilden. Im Ringraum 24 nimmt der Abstand 26 wieder zu. Mit anderen Worten folgt auf einen Bereich, in dem benachbarte Wandungsflanken 22 voneinander beabstandet sind (beabstandeter Bereich 27), nach außen der Kontaktbereich 28 und darauf der Ringraum 24.The inner folds 18 and the outer folds 20 are shaped such that an annular space 24, 25 is enclosed by the inner folds 18 and the outer folds 20, respectively. The inner distance 26 between two adjacent wall flanks 22, oriented along the longitudinal axis 12, initially decreases towards the outer fold 20, i.e., starting from the inner fold 18 radially outward, until sections of the wall flanks 22 directly abut one another in a contact area 28, forming a flat contact. In the annular space 24, the distance 26 increases again. In other words, an area in which adjacent wall flanks 22 are spaced apart from one another (spaced area 27) is followed outwards by the contact area 28 and then the annular space 24.

Entsprechendes gilt für den entlang der Längsachse 12 orientierten außenliegenden Abstand 29 zwischen zwei benachbarten Wandungsflanken 22. Der außenliegende Abstand 29 nimmt nach radial innen zunächst ab, bis Abschnitte der Wandungflanken 22 in einem Kontaktbereich 28' direkt aneinander anliegen und einen flächigen Kontakt ausbilden. Im Ringraum 25 nimmt der Abstand 29 wieder zu. Mit anderen Worten folgt auf einen Bereich, in dem benachbarte Wandungsflanken 22 voneinander beabstandet sind (beabstandeter Bereich 27) nach innen der Kontaktbereich 28' und darauf der Ringraum 25.The same applies to the outer distance 29 between two adjacent wall flanks 22, oriented along the longitudinal axis 12. The outer distance 29 initially decreases radially inward until sections of the wall flanks 22 directly abut one another in a contact area 28', forming a flat contact. In the annular space 25, the distance 29 increases again. In other words, an area in which adjacent wall flanks 22 are spaced apart from one another (spaced area 27) is followed inward by the contact area 28' and then the annular space 25.

Im Querschnitt bilden die Innenfalte 18 und Außenfalte 20 jeweils eine Öse, Schlaufe oder Schleife aus. Eine Innenfalte 18 bildet ein Tal 30. Eine Außenfalte 20 bildet einen Berg 32. Eine Außenfalte 20 und die an diese Außenfalte 20 angrenzenden Wandungsflanken 22 bilden eine Wellung 34. Die Außenfalten 20 umschließen den Ringraum 24 jeweils unmittelbar und vollständig. Die Innenfalten 18 umschließen den Ringraum 25 unmittelbar und vollständig.In cross-section, the inner fold 18 and outer fold 20 each form an eyelet, loop, or loop. An inner fold 18 forms a valley 30. An outer fold 20 forms a peak 32. An outer fold 20 and the wall flanks 22 adjacent to this outer fold 20 form a corrugation 34. The outer folds 20 each directly and completely enclose the annular space 24. The inner folds 18 directly and completely enclose the annular space 25.

Die Wandungsflanken 22 sind gleichsinnig gewellt. Dies bedeutet, dass die Wandungsflanken 22 derart gewellt sind, dass benachbarte Wandungsflanken 22 bei Kompression des Metallbalgs 10 größtenteils aneinander anliegen. Die Wandungsflanken 22 weisen im Querschnitt ein schlangenlinienförmiges Profil auf.The wall flanks 22 are corrugated in the same direction. This means that the wall flanks 22 are corrugated in such a way that adjacent wall flanks 22 largely abut one another upon compression of the metal bellows 10. The wall flanks 22 have a serpentine profile in cross-section.

Die Wandungsflanken 22, die Innenfalten 18 und die Außenfalten 20 gehen kontinuierlich ineinander über, sind also einstückig ausgebildet. Die Wandungsflanken 22, die Innenfalten 18 und/oder die Außenfalten 20 sind somit frei von radialen Schweißnähten. Die Balgwandung 16 weist an den Außenfalten 20 eine geringere Wandstärke auf als an den Innenfalten 18.The wall flanks 22, the inner folds 18, and the outer folds 20 merge seamlessly into one another, thus forming a single piece. The wall flanks 22, the inner folds 18, and/or the outer folds 20 are thus free of radial weld seams. The bellows wall 16 has a thinner wall thickness at the outer folds 20 than at the inner folds 18.

Der Ringraum 24, 25 weist in radialer Richtung jeweils eine Höhe 36 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel weniger als 20 Prozent der Höhe zwischen einer Außenfalte 20 und der Innenfalte 18 beträgt.The annular space 24, 25 each has a height 36 in the radial direction, which in the present embodiment is less than 20 percent of the height between an outer fold 20 and the inner fold 18.

Das Verfahren zum Herstellen eines Metallbalgs 10 arbeitet folgendermaßen:

Zunächst wird ein insbesondere mit einer Längsnaht verschweißtes Metallrohr, das ein Halbzeug für einen noch zu fertigenden Metallbalg 10 darstellt, in ein Formwerkzeug (nicht dargestellt) eingelegt (manuelles oder maschinelles Einlegen).

The method for manufacturing a metal bellows 10 works as follows:

First, a metal tube, which is welded in particular with a longitudinal seam and which represents a semi-finished product for a metal bellows 10 yet to be manufactured, is inserted into a forming tool (not shown) (manual or mechanical insertion).

Anschließend erfolgt ein Verformen des Metallrohrs zu einem Metallbalg 10 durch Beaufschlagen des Metallrohrinnenraums mit einem unter Druck stehenden Wirkmedium, beispielsweise einem Wasser-Öl-Gemisch. Durch Zusammenwirken mit Formelementen des Formwerkzeugs (nicht dargestellt) werden Innenfalten 18, Außenfalten 20 und Wandungsflanken 22 des Metallbalgs 10 ausgebildet.The metal tube is then deformed into a metal bellows 10 by subjecting the interior of the metal tube to a pressurized active medium, for example, a water-oil mixture. Through interaction with forming elements of the forming tool (not shown), inner folds 18, outer folds 20, and wall flanks 22 of the metal bellows 10 are formed.

Danach erfolgt ein Stauchen des Metallbalgs 10 entlang dessen Längsachse 12, wobei die Innenfalten 18 und die Außenfalten 20 derart verformt werden, dass diese jeweils den innenliegenden Ringraum 24, 25 einschließen. Die Innenfalten 18, die Außenfalten 20 und/oder der Ringraum 24, 25 können die voranstehend bereits beschriebenen Eigenschaften aufweisen.The metal bellows 10 is then compressed along its longitudinal axis 12, whereby the inner folds 18 and the outer folds 20 are deformed in such a way that they each enclose the inner annular space 24, 25. The inner folds 18, the outer folds 20 and/or the annular space 24, 25 can have the properties already described above.

Während des Verformens des Metallrohrs zu einem Metallbalg 10 werden die Wandungsflanken 22 derart verformt, dass diese gleichsinnig oder gegensinnig (nicht dargestellt) gewellt sind. Nach Verformung weisen die Wandungsflanken 22 im Querschnitt eine Schlangenlinienform auf.During the deformation of the metal tube into a metal bellows 10, the wall flanks 22 are deformed such that they are corrugated in the same or opposite directions (not shown). After deformation, the wall flanks 22 have a serpentine cross-section.

Das Stauchen des Metallbalgs 10 erfolgt dadurch, dass die Formelemente des Formwerkzeugs (nicht dargestellt) entlang der Längsachse 12 des Metallbalgs 10 derart verfahren und aufeinander zu bewegt werden, bis die Wandungsflanken 22 und/oder die Formelemente miteinander auf Block liegen.The upsetting of the metal bellows 10 is carried out by the forming elements of the forming tool (not shown) being moved along the longitudinal axis 12 of the metal bellows 10 and towards one another until the wall flanks 22 and/or the forming elements are in contact with one another.

Das Verformen des Metallrohrs zu einem Metallbalg 10 und das Stauchen des Metallbalgs 10 erfolgen durch dasselbe Formwerkzeug (nicht dargestellt).The deformation of the metal tube into a metal bellows 10 and the compression of the metal bellows 10 are carried out by the same forming tool (not shown).

Claims

Metal bellows (10), with a bellows wall (16) extending around a longitudinal axis (12) and enclosing a bellows interior (14), wherein the bellows wall (16) has inner folds (18) and outer folds (20) which are connected to one another via wall flanks (22), wherein the inner folds (18) and the outer folds (20) are shaped such that they each enclose an annular space (24, 25), characterized in that the wall flanks (22), the inner folds (18) and the outer folds (20) are formed integrally with one another, wherein the bellows wall (16) has a smaller wall thickness at the outer folds (20) than at the inner folds (18).

Metal bellows (10) after Claim 1 , characterized in that the inner folds (18) and/or the outer folds (20) each directly enclose the annular space (24, 25).

Metal bellows (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that the wall flanks (22) are corrugated in the same or opposite directions.

Metal bellows (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the annular space (24, 25) has a height (36) in the radial direction which is less than 50 percent, preferably less than 30 percent, more preferably less than 20 percent, of the height between the outer fold (20) and the inner fold (18).

A method for producing a metal bellows (10) according to one of the preceding claims, characterized by the following steps: - Inserting a metal tube into a forming tool, - Deforming the metal tube into a metal bellows (10) by applying a pressurized active medium to the interior of the metal tube, wherein inner folds (18), outer folds (20), and wall flanks (22) of the metal bellows (10) are formed by interaction with forming elements of the forming tool, and - Upsetting the metal bellows (10) along its longitudinal axis (12), wherein the inner folds (18) and the outer folds (20) are deformed such that they each enclose an annular space (24, 25).

Procedure according to Claim 5 , characterized in that during the deformation of the metal tube into a metal bellows (10) the wall flanks (22) are deformed in such a way that they are corrugated in the same or opposite directions.

Procedure according to Claim 5 or 6 , characterized in that the upsetting of the metal bellows (10) takes place in that the forming elements of the forming tool are moved along the longitudinal axis (12) of the metal bellows (10), in particular until the wall flanks (22) and/or the forming elements lie on one another.

Method according to one of the Claims 5 until 7 , characterized in that the deformation of the metal tube into a metal bellows (10) and the compression of the metal bellows (10) are carried out by the same forming tool.