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Die Erfindung betrifft einen einen in seinem Volumen veränderbaren, luftgefüllten Raum abdichtenden Faltenbalg nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Faltenbalg findet bei einer Scheibenbremse Verwendung, wo er einen Führungsholm gegenüber der Umgebung vor Witterungseinflüssen und Verschmutzungen schützt, der der Befestigung eines Bremssattels der Scheibenbremse an einem fahrzeugseitigen Bremsträger dient, bei gleichzeitiger Verschiebbarkeit.
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Dabei ist der Faltenbalg üblicherweise formschlüssig am Führungsholm gehalten, so dass praktisch eine luftdichte Anlage entsteht, die insbesondere beim Verschieben des Bremssattels relativ zum Führungsholm insofern problematisch ist, als sich das Volumen des vom Faltenbalg umschlossenen Bereichs verändert. Die Luft kann jedoch nicht nach außen entweichen und bläht den Faltenbalg entsprechend auf.
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Vor allem bei einem Bremsbelagwechsel, bei dem in sehr kurzer Zeit der Bremssattel entlang dem Führungsholm verschoben wird, kann es beim Montieren eines neuen Bremsbelages zu einer Beschädigung des Faltenbalgs kommen, was einen zwingend notwendigen Austausch des Faltenbalges erfordert.
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Überdies ergeben sich auch rein funktionale Probleme durch den luftdichten Anschluss, da ein aufgeblähter Faltenbalg wie eine Luftfeder wirkt, die den Bremsbelag an eine Bremsscheibe der Scheibenbremse drückt. Während des Fahrbetriebs liegt dann der Bremsbelag ständig an der Bremsscheibe an, was zum Heißlaufen der Bremse führen kann, mit den sich daraus ergebenden, insbesondere sicherheitsrelevanten Problemen.
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Ein weiterer Einsatz eines Faltenbalges erfolgt zur Abdichtung einer Stellspindel bzw. deren Durchgang durch eine Verschlussplatte.
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Um im Aufnahmeraum des Bremssattels angeordnete funktionsrelevante Bauteile, wie eine Zuspanneinrichtung, vor Korrosion durch Witterungseinflüsse zu schützen, ist dieser Aufnahmeraum weitgehend druckdicht verschlossen, wobei die dem Bremsbelag zugewandte Seite des Aufnahmeraumes durch die Verschlussplatte verschlossen ist.
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Stellspindeln, die mittels der Zuspanneinrichtung gegen den Bremsbelag drückbar sind, sind durch die Verschlussplatte geführt und hier jeweils mittels eines Faltenbalges abgedichtet, der luftdicht einerseits an der Stellspindel und andererseits an der Verschlussplatte befestigt ist.
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Eine betriebsbedingte Erwärmung der im Aufnahmeraum befindlichen Luft führt ebenso wie die bereits erwähnten Verstellvorgänge bei einer Wartung der Bremse zu Druckunterschieden im Aufnahmeraum gegenüber der Umgebung.
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Dies führt dazu, dass die Faltenbälge durch einen Überdruck aufgebläht und bei Unterdruck angesaugt, d.h. in den Aufnahmeraum eingezogen werden.
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Bei einem Aufblähen in Richtung des Bremsbelages besteht die Gefahr, dass die Faltenbälge mit heißen Bauteilen der unmittelbaren Umgebung in Kontakt kommen und dadurch beschädigt werden. Die Gefahr einer Beschädigung wird noch dadurch erhöht, dass die Faltenbälge durch das Aufblähen einer entsprechenden mechanischen Belastung unterliegen.
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Somit kann es durch die genannten Beanspruchungen zu einem vorzeitigen Ausfall der Faltenbälge kommen, die ihrer eigentlichen Funktion dann nicht mehr nachkommen können, so dass es im weiteren Verlauf zu Beschädigungen der Bauteile im Aufnahmeraum kommt.
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Außer einer Innendruckerhöhung des Aufnahmeraumes durch Erwärmung kommt es bislang auch zu einer Innendruckerhöhung bei einem Bremsbelagwechsel. Hierbei werden die als Gewinderohre ausgebildeten Stellspindeln zurückgeschraubt, wobei sich das Volumen des Aufnahmeraumes verringert, was zu einem Innendruckanstieg führt. Durch ein Einführen neuer Bremsbeläge können die in einen Belagschacht zur Aufnahme des zugeordneten Bremsbelags ragenden Faltenbälge beschädigt werden.
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In jedem Fall wird durch den Über- bzw. Unterdruck im Aufnahmeraum eine vorschriftsmäßige Faltung der Faltenbälge verhindert, so dass deren Standzeit, unabhängig von einer akuten Beschädigung, beeinträchtigt ist.
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Bei den bekannten, im Einsatz befindlichen Scheibenbremsen werden die erwähnten Druckunterschiede, wenn überhaupt, nur über einen längeren Zeitraum ausgeglichen und zwar über eine Diffusion durch Elastomerteile, wie sie Bestandteil der Abdichtung des Aufnahmeraumes sind.
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In der
DE 70 47 641 U ist ein Faltenbalg offenbart, mit einem umlaufenden Kanal, der Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen aufweist, wobei in dem Kanal ein luftdurchlässiger Filter angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Faltenbalg der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass seine Funktionssicherheit verbessert und seine Standzeit erhöht wird.
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Diese Aufgabe wird durch einen Faltenbalg mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dadurch, dass der Hüllkörper des Faltenbalges einen weitgehend geschlossenen Kanal aufweist, der sich umfänglich erstreckt, besteht dauerhaft bei uneingeschränkter Funktion des Faltenbalges ein Druckausgleich zwischen dem umhüllten Raum und der Umgebung, also der Atmosphäre. Die Angabe „weitgehend geschlossen“ bezieht sich lediglich darauf, dass in dem Kanal mindestens eine Lufteintritts- und mindestens eine Luftaustrittsöffnung vorgesehen ist.
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Bezogen auf den zum Stand der Technik beschriebenen Faltenbalg wird wirksam verhindert, dass dieser weder durch eine betriebsbedingte Erwärmung des Raumes, noch durch ein Ansaugen beim Abkühlen der Bremse, z.B. einen Außentemperaturwechsel, beeinträchtigt wird. Eine Behinderung des Faltvorganges ist damit ausgeschlossen.
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Dies gilt gleichermaßen für die beschriebene Gefahr einer Beschädigung des Faltenbalges durch Kontakt mit benachbarten heißen Bauteilen bzw. einer durch das Aufblähen gegebenen mechanischen Belastung. Im Umkehrschluss wird durch die Erfindung eine größere Wärmebelastbarkeit des Faltenbalges möglich, woraus sich insgesamt eine Erhöhung der Standzeit des Faltenbalges ergibt.
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Auch die zu schützenden Bauteile im Innern des gebildeten Raumes unterliegen nun nicht mehr der Gefahr einer Beschädigung, wie sie durch defekte Faltenbälge gegeben wäre, so dass die Nutzungsdauer beispielsweise der besagten Scheibenbremse insgesamt erhöht wird.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Lufteintrittsöffnung und die Luftaustrittsöffnung versetzt zueinander angeordnet, wobei die Lufteintrittsöffnung in einer Wandung des Kanals vorgesehen ist, die dem Raum zugewandt ist, während die Luftaustrittsöffnung in der Wand des Kanals angeordnet ist, die an die Umgebung angrenzt.
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Durch die versetzte Anordnung der Öffnungen wird wirksam verhindert, dass Spritzwasser oder dergleichen von außen nach innen dringen kann.
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Prinzipiell denkbar ist es, den Kanal im Sinne einer Labyrinthdichtung mit mehreren konzentrischen Wänden zu versehen, die luftdurchlässig zueinander angeordnet sind, beispielsweise ebenfalls durch versetzt zueinander positionierte Öffnungen.
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Diese können radial eingebracht sein, was zu bevorzugen ist. Denkbar ist aber auch eine axiale Ausrichtung, in jedem Fall jedoch so, dass eine luftdurchlässige Verbindung zwischen dem geschlossenen Raum und der Umgebung gewährleistet ist.
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Je nach Anwendungsfall und Herstellung kann das Material des Faltenbalges verschieden sein, vor allem des Kanales, der wiederum aus einem anderen Material bestehen kann als das des sich anschließenden übrigen Dichtelementes.
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Denkbar sind als Materialien Metall, Kunststoff, insbesondere Elastomer, der durch Spritzformen ausgebildet ist. Auch Gießen oder Fräsen ist als eine Fertigungsmöglichkeit in Erwägung zu ziehen.
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Um einen sicheren Schutz vor einem Eindringen von Schmutz oder Spritzwasser zu gewährleisten, sind die Luftöffnungen sehr klein dimensioniert, wobei insbesondere die Öffnungen zur Umgebung hin, also die Luftaustrittsöffnungen, in ihrem Querschnittsabmaß gering gehalten sein sollen, was insoweit unproblematisch ist, als für einen Luftdurchlass zum Druckausgleich ein sehr geringer Öffnungsquerschnitt ausreicht.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten, Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 einen Faltenbalg in einer perspektivischen Ansicht
- 2 den Faltenbalg gemäß 1 in einem Längsschnitt
- 3 eine Einzelheit des Faltenbalges, schaubildlich dargestellt,
- 4 eine Einzelheit nach 3 in einem Schnitt.
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In den 1 und 2 ist ein Faltenbalg 1 dargestellt, mit einer Vielzahl parallel und abständig verlaufender, umfänglicher Falten 3, wobei der Faltenbalg 1, gemäß dem Gattungsbegriff, in Funktion einen in seinem Volumen veränderbaren luftgefüllten Raum abdichtet.
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Dabei bilden die Falten 3 in ihrer Gesamtheit einen Hüllkörper, der, nach der Erfindung, einen weitgehend geschlossenen Kanal 2 besitzt, der mit mindestens einer Lufteintrittsöffnung 5 und mindestens einer Luftaustrittsöffnung 4 versehen ist.
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Außenseitig wird der Kanal 2 von einer Außenfläche 7 und innenseitig von einer Innenfläche 6 begrenzt, wobei die Innenfläche 6 die Lufteintrittsöffnung 5 und die Außenfläche 7 die Luftaustrittsöffnung 4 aufweisen.
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Im Beispiel ist der Kanal 2 zwischen zwei Falten 3 positioniert, wobei der Kanal 2 einstückig mit den angrenzenden Falten 3 ausgebildet sein kann. Denkbar ist aber auch, den Kanal 2 als separates Teil herzustellen, wie in den 3 und 4 dargestellt, und in einem weiteren Verfahrensschritt mit den benachbarten Falten 3 zu verbinden.
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Wie erwähnt, ist in den 3 und 4 ein Kanal 2 als Einzelheit abgebildet, wobei vor allem in der 4 die Anordnung der Lufteintrittsöffnung 5 zur Luftaustrittsöffnung 4 deutlich erkennbar ist, nämlich versetzt zueinander und zwar gegenüberliegend. Ein unmittelbarer Luftdurchgang ist somit nicht möglich, sondern nur unter Umleitung, entsprechend dem Verlauf des ringförmigen inneren Hohlraums.
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In den Beispielen ist der Kanal 2 als Kreisring ausgebildet. Abweichend davon kann auch eine unrunde Form vorgesehen sein. D.h., oval oder mehreckig, je nach Kontur des zu umhüllenden Bauteiles.
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Auch der Querschnitt des Kanals 2 ist den Anforderungen anzupassen, also eckig, rund oder oval.
