DE102018122104B3

DE102018122104B3 - Verfahren zur Herstellung eines Faltenbalgs

Info

Publication number: DE102018122104B3
Application number: DE102018122104.5A
Authority: DE
Inventors: Falk Eulitz
Original assignee: Kunststoff Schwanden AG
Current assignee: Kunststoff Schwanden AG
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2019-12-24
Anticipated expiration: 2038-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faltenbalgs, bei dem die Faltenaußenkanten zumindest in einer Teilhöhe (TH) aus einer Hartkomponente aus Kunststoff gebildet werden, wohingegen die dazu versetzt liegende Falteninnenkante oder ein Falteninnenkantenabschnitt aus einer aus Kunststoff bestehenden Weichkomponente gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faltenbalgs.
Unter einem Faltenbalg wird üblicherweise ein elastischer, sich ziehharmonikaartig zusammenfaltbarer Schlauch verstanden, der gedehnt oder durch Zusammenpressen verkürzt werden kann. Faltenbälge können die unterschiedlichsten Querschnittsformen aufweisen. Häufig bestehen sie aus einem rotationssymmetrischen Körper, in dem die erwähnten Falten in Längsrichtung versetzt zueinander liegend ausgeformt sind, damit sie sich ziehharmonikaartig auseinanderziehen bzw. zusammenfalten lassen. Grundsätzlich sind aber auch andere von einem rotationssymmetrischen Körper abweichende Querschnittsformen bekannt.
Faltenbälge können verwendet werden, um mechanisch ineinander schiebbare Maschinenteile, Lager in Gelenken oder beispielsweise auch Kabel vor Fremdeinflüssen wie beispielsweise Verschmutzung etc. zu schützen.
Häufig werden derartige Faltenbälge auch als Druck- oder Saugkanal verwendet, um Flüssigkeiten oder Gase, allgemein fließfähige Medien zu transportieren.
Obgleich grundsätzlich auch Faltenbälge aus metallischen Materialien bekannt sind, werden überwiegend Faltenbälge verwendet, die aus Kunststoffen, häufig thermoplastischen Elastomeren hergestellt sind. Ferner sind Faltenbälge bekannt, die aus Gummi oder sogar aus Leder hergestellt sind.
Die Faltenbälge können dabei so aufgebaut sein, dass die einzelnen nach außen vorstehenden Faltenkanten, die nachfolgend auch teilweise Faltenaußenkanten genannt werden, als umlaufende in sich geschlossene Faltenkanten ausgebildet sind, zu denen in Längsrichtung des Faltenbalges benachbart dann eine Falteninnenkante zu liegen kommt, also eine Vertiefung, bevor sich eine nächste seitlich versetzt liegende und nach außen vorstehende Faltenkante, eine so genannte Faltenaußenkante anschließt.
Grundsätzlich bekannt sind aber auch spiralförmige Faltenbälge, bei denen beispielsweis eine, zwei oder mehrere nach außen vorstehende Faltenaußenkanten spiralförmig in Längsrichtung des Faltenbalges umlaufend vorgesehen ist bzw. sind. Auch dadurch kommen in Längsrichtung des Faltenbalges jeweils Faltenaußenkantenabschnitte im Abstand benachbart zueinander zu liegen, und zwar unter Aufnahme eines Falteninnenkantenabschnittes dazwischen.
Derartige spiralförmige Faltenbälge können also ähnlich einer Gewindeschraube ein-, zwei- oder mehrgängig ausgebildet sein, so dass nicht nur eine spiralförmige Faltenaußenkante sondern beispielsweise zwei oder mehrere in Axialrichtung oder Längsrichtung des Faltenbalgs versetzt zueinander liegende Faltenaußenkanten (oder noch mehr) ausgebildet sind.
Herkömmliche Faltenbälge weisen dabei häufig den Nachteil auf, dass sie keine ausreichende Formstabilität aufweisen, primär nicht bei einem im Innenraum des Faltenbalges herrschenden Überdruckes sondern vor allem bei einem im Innenraum des Faltenbalges herrschenden Unterdruckes. Vor allem dann, wenn ein entsprechender Faltenbalg in eingebauter Position mit den ihn tragenden Anschlussstellen eine Bewegung ausführt, können Unterdrucksituationen im Inneren des Faltenbalges dazu führen, dass der Faltenbalg nach innen eingeformt wird, also zusammenfällt.
Von daher sind schon die unterschiedlichsten Vorschläge bekannt geworden, um diese Nachteile auszugleichen.
Um die Betriebssicherheit und Dichtigkeit eines Faltenbalges um Faltenbälge mit erhöhter Stabilität herzustellen, sind wie erwähnt bereits Faltenbälge aus metallischen Materialien vorgeschlagen worden. So ist gemäß der DE 2 255 070 A bereits ein metallischer Faltenbalg vorgeschlagen worden, wie er insbesondere in Kernreaktoranlagen eingesetzt werden kann. Zur Erhöhung der Stabilität ist vorgesehen, dass der Faltenbalg Verstärkungsringe umfasst, wobei diese Verstärkungsringe längs eine Linie mit dem oberen Teil des Scheitels des Faltenbalgs, also der Faltenaußenkanten oder dem unteren Teil der Sohle des Faltenbalgs, also den Falteninnenkanten in Berührung steht, wenn die Faltenbalgmomente ihre natürliche Länge einnehmen.
Gemäß der DE 528 412 A ist ein nahtloser metallischer Faltenbalg für höhere Drücke mit ringförmig in sich geschlossenen Parallelfalten und mit in die Falten eingelegten Profilringen bekannt geworden, wobei die Profilringe aus geschlossenen Metallringen bestehen, welche während der Verformung des Faltenbalgs weiter profiliert und in die Falten eingewalzt sind.
Verstärkungsmaßnahmen für einen Faltenbalg sind beispielsweise auch aus der DE 2 255 070 A als bekannt zu entnehmen. Gemäß dieser Vorveröffentlichung wird ein Faltenbalg vorgeschlagen, der einen aus elastischem Material bestehenden Schlauch umfasst, bei welchem im Bereich der Außenfalten eine spreizende innere Armierung und vorzugsweise im Bereich der Innenfalten eine äußere Armierung vorgesehen ist. Die innere Armierung kann beispielsweise aus einem Stahldraht gebildet sein.
Schließlich wird gemäß der DE 37 35 452 A1 ein Faltenbalg beschrieben, dessen Abdeckung aus extrudiertem Polyurethan bestehen kann, wobei im Innenraum des Faltenbalges mit der Abdeckung des Faltenbalges verbundene Stützrahmen vorgesehen sind. Die Stützrahmen sind dabei auf der Innenseite der Faltenaußenkanten mit diesen beispielsweise verschweißt, eventuell über eine vulkanisierbare Beschichtung.
Obgleich hierdurch eine gewisse Formstabilität erzielt werden kann, ist der Herstellungsaufwand gleichwohl beachtlich.
Nur der Vollständigkeit halber wird auch auf die folgende Veröffentlichungen verwiesen, nämlich auf DE 10 2004 061 102 A1 , DE 20 2013 100 893 U1 , DE 198 57 389 A1 sowie DE 75 08 681 U .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Faltenbalgs zu schaffen, der eine ausreichende Formstabilität, insbesondere auch bei im Faltenbalg herrschenden Unterdrücken aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Rahmen der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Faltenbalgs vorgeschlagen, der mittels einer sogenannten 2K-Technik hergestellt werden kann.
Dabei weist das Herstellverfahren eine Reihe von Vorteilen auf, die es ermöglichen, einen optimalen Faltenbalg herzustellen, und dies im Wesentlichen in zwei Verfahrensschritten unter Verwendung unterschiedlicher Werkzeuge oder Werkzeugteile.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es dann möglich, beispielsweise einen Faltenbalg herzustellen, der wie nachfolgend beschrieben, aufgebaut ist. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens kann ein Faltenbalg hergestellt werden, der zumindest in einer Teilhöhe nach außen vorstehende Faltenbalgrippen aufweisen kann, die die so genannten Faltenaußenkanten bilden, aus einer Hartkomponente hergestellt oder bestehen aus einer Hartkomponente, beispielsweise aus einem spritzfähigen Kunststoffmaterial. Zwischen zwei benachbarten Faltenbalgrippen wird dann bevorzugt in dem Abstandsraum zwischen jeweils zwei benachbarten Hartkomponenten eine demgegenüber weichere Komponente angespritzt, die nachfolgend auch als Weichkomponente bezeichnet wird. Diese zwischen zwei Scheiteln oder Scheitelabschnitten des Faltenbalgs ausgebildete Weichkomponente bildet letztlich jene elastischen Wandabschnitte des Faltenbalges, die seine Harmonika ähnliche Struktur erzeugen, aufgrund dessen der Faltenbalg durch Aufbringung von Kräften verkürzt oder verlängert werden kann.
Obgleich dabei die Weichkomponente entweder auf der Außenseite oder alternativ auch auf der Innenseite der Hartkomponenten unter Erzeugung einer durchgängigen Faltenbalgumhüllung an oder umspritzt werden könnte, ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass die die Faltenbalg ähnliche Elastizität erzeugende Weichkomponente nur in den zwischen zwei in Längsrichtung des Faltenbalges beabstandeten Faltenbalgrippen (also Faltenbalgaußenkanten) vorgesehen und ausgebildet ist.
Wird der Faltenbalg bevorzugt so hergestellt, dass die Faltenbalgaußenkanten, also die Faltenbalgrippen jeweils bevorzugt als umlaufende geschlossene Ringe ausgebildet sind, so wird der Faltenbalg durch eine Vielzahl derartiger vorzugsweise in Umfangsrichtung geschlossener Hartkomponenten-Ringe gebildet, die in Längsrichtung des Faltenbalges beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Faltenbalgrippen dann die demgegenüber weichere, aus der so genannten Weichkomponente bestehende Faltenbalgumhüllungsabschnitte oder -wand gebildet ist. Dadurch ergibt sich ein insgesamt in Längsrichtung des Faltenbalgs geschlossene Struktur, wodurch dann der Innenraum vom Außenraum in Radialrichtung getrennt ist.
Möglich ist grundsätzlich auch, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens ein Faltenbalg mit einer spiralförmigen Faltenbalgstruktur hergestellt wird, so dass beispielsweise die Faltenbalgrippen oder Faltenbalgrippen bildende Hartkomponente spiralförmig umlaufend verläuft, wobei dann zwischen zwei in Längsrichtung des Faltenbalges seitlich beabstandete Faltenbalgrippen-Abschnitte (also Faltenbalgaußenkanten-Abschnitte) die Weichkomponente, also die ebenfalls spiralförmig umlaufende Faltenbalginnenkante ausgebildet ist. Eine derartige spiralförmige Struktur kann vergleichbar einer Gewindestruktur von Schrauben ein-, zwei- oder allgemein auch mehrgängig ausgebildet sein, so dass nicht nur eine sondern beispielsweise zwei oder mehr voneinander jeweils beabstandete spiralförmige Faltenbalgaußenkanten vorgesehen sein können, die nur über die jeweilige dazwischen befindliche Weichkomponenten verbunden sind.
Ein derartiger Faltenbalg lässt sich bevorzugt im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens herstellen, beispielweise unter Anwendung der sogenannten 2K-Technik.
Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt mittels eines Spritzwerkzeuges die Hartkomponente in einem Spritzvorgang unter Verwendung eines entsprechend zumindest zweigeteilten Werkzeuges und einem Werkzeugkern erstellt werden, wobei die Hartkomponente unter Erzeugung der Formaußenkanten oder der so genannten Faltenbalgrippen positionsrichtig erzeugt werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden dann unter Verwendung eines weiteren Werkzeugs die entsprechenden Weichkomponenten angeformt, d.h. in einem entsprechenden Hohlraum im Werkzeug eingespritzt werden, wodurch der insgesamt in Umfangs- und Längsrichtung geschlossene Faltenbalg erzeugt wird. Ein im Rahmen der Erfindung hergestellter Faltenbalg kann von daher so ausgestaltet sein, dass er hohen Anforderungen Rechnung trägt.
So kann ein entsprechend hergestellter Faltenbalg beispielsweise in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges eingebaut werden, in welchem er eine thermische Beständigkeit bis beispielsweise 130°C aufweisen und dabei auch Öl und/oder Kraftstoffresistent ausgebildet sein muss.
Der erfindungsgemäß hergestellte Faltenbalg zeichnet sich aber vor allem auch dadurch aus, dass er nahezu jede beliebige Querschnittsform aufweisen kann, beispielsweise nicht zwingend rund sein muss, sondern auch rechteckförmig, n-polygonal etc. Auch eine Ausbildung, bei der einzelne Wandabschnitte gerade oder bogenförmig gestaltet sind, ist möglich.
Dabei kann der beschriebene und im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Faltenbalg beispielsweise Belastungen mit bis zu 1 bar Unterdruck standhalten, ist also insoweit immer noch formstabil, so dass seine Querschnittsform nicht durch den Umgebungsdruck zusammenfallen kann, also der Faltenbalg zusammengedrückt wird.
Gleichwohl kann der beschriebene Faltenbalg auch Auslenkungen mit beispielsweise 20 mm bis 30 mm in allen Richtungen vollziehen, wobei Längenänderungen von beispielsweise +/- 20 mm bis 30 mm möglich sind.
Ferner wird angemerkt, dass auf einen so hergestellten Faltenbalg einwirkende Torsionskräfte auch gut aufgenommen werden können.
Im Rahmen des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens kann der darüber hergestellte Faltenbalg vollständig aus Kunststoff gebildet sein, wobei er, wie erläutert, Stabilisierungseinrichtungen oder Stabilisierungselemente zum einen und elastische Einrichtungen bzw. Elemente zum anderen umfasst. Die Stabilisierungseinrichtungen oder Elemente dienen dazu, dass die Struktur auch bei einem Unterdruck innerhalb des Faltenbalges erhalten bleibt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Dabei zeigen im Einzelnen:

1: eine erste perspektivische Darstellung eines Faltenbalgs, wie er im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann;
2: eine entsprechende Darstellung zu 1 teilweise im Schnitt;
3: eine auszugsweise Längsschnittdarstellung durch einen Teil des Faltenbalges zur Erläuterung dessen Aufbaus;
4: eine schematische Längsschnittdarstellung durch ein Werkzeug zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Herstellprozesses für den beschriebenen Faltenbalg;
5: in Ergänzung zu 4 eine Darstellung, bei der die Faltenaußenkanten in Form von Faltenbalgrippen gegossen sind;
6: eine entsprechende Darstellung zu 5, nachdem die äußeren Werkzeugteile oder Werkzeughälften entfernt oder abgehoben wurden, und zwar unter Zurücklassung der rippenförmigen Außenkanten in Form einer Hartstoffkomponente am Außenumfang des inneren Werkzeugkerns;
7: eine entsprechende Längsschnittdarstellung durch ein zweites Werkzeug zur Durchführung eines zweiten Verfahrensschrittes zur endgültigen Herstellung des beschriebenen Faltenbalgs;
8: eine entsprechende Darstellung zu 7, und zwar nachdem die die Falteninnenkanten bildenden Faltenbalgwandabschnitte in Form einer Weichkomponente an den eine Hartkomponente bildenden Rippen angegossen wurden;
9: eine entsprechende Darstellung zu 8 zur Verdeutlichung, dass anschließend die äußeren Werkzeugteile des zweiten Werkzeugs vom Werkzeugkern in Radialrichtung abgehoben werden;
10: eine Darstellung zur Verdeutlichung des Abziehens des im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens endgültig hergestellten Faltenbalges vom Werkzeug in einem ersten Schritt;
11: eine entsprechende Darstellung zu 10 zur Verdeutlichung des Abziehens einer nächsten Falteninnenkante vom Werkzeug; und
12: eine zu 7 abweichende Längsschnittdarstellung zur Verdeutlichung eines leicht abgewandelten Beispiels für einen ebenfalls im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens herstellbaren Faltenbalges.

In 1 ist ein erstes Beispiel eines Faltenbalges 1 in einer räumlichen Darstellung und in 2 teilweise im Schnitt gezeigt, wobei dieser Faltenbalg mittels nach nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird.
Der gezeigte Faltenbalg 1 umfasst wie üblich, mehrere in Längsrichtung L des Faltenbalges (wobei die Längsrichtung L nicht zwingend gerade, sondern auch kurvig verlaufen kann etc.) versetzt zueinander liegende Faltenbalgrippen 3', die voneinander beabstandet sind. Die jeweiligen Faltenbalgrippen 3' sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 als umlaufende Rippen 3' ausgebildet. Jeweils zwischen zwei in Längsrichtung L versetzt zueinander liegenden Faltenbalgrippen 3' ist eine Faltenbalgsenke 5' vorgesehen. Der jeweilige Außendurchmesser der Faltenbalgrippen 3' ist also größer als der jeweilige Außendurchmesser der Faltenbalgsenken 5'. Dadurch ergibt sich eine Ziehharmonika-Struktur.
Die erwähnten Rippen 3' und die Senken 5' werden nachfolgend teilweise auch als Faltenaußenkanten 3 bzw. als Falteninnenkanten 5 bezeichnet. Dabei kann die jeweilige Faltenaußenkante 3 oder Falteninnenkante 5 einen mehr oder weniger beliebigen Krümmungsradius im Schnitt (also im Längsschnitt durch den Faltenbalg 1) aufweisen, muss also nicht „scharfkantig“ ausgebildet sein. Mit anderen Worten können die Außenkanten im Längsquerschnitt konvex und die Falteninnenkanten im Längsquerschnitt konkav mit entsprechenden Krümmungs- und Bogenabschnitten gebildet sein, wie dies in einem auszugsweisen Schnitt durch einige Faltenaußenkanten 3 und Falteninnenkanten 5 gemäß der auszugsweisen Schnittdarstellung nach 3 gezeigt ist.
An den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten 1a und 1b des Faltenbalgs können entsprechende bevorzugt umlaufende Anbindungsteile 7a und 7b vorgesehen oder ausgebildet sein, worüber der Faltenbalg dann je nach Verwendung entsprechend ein- oder angebaut werden kann, d.h. an in 1, 2 und 3 nicht näher gezeigten Bauteilen. In Betracht kommt beispielsweise die Verwendung als Ansaug-Faltenbalg in Kraftfahrzeugen, ohne dass die Anwendung hierauf beschränkt ist.
Aus der teilweise im Schnitt wiedergegebenen Darstellung gemäß 2 und 3 ist zu ersehen, dass der Faltenbalg mit einer bestimmten Struktur aufgebaut ist.
Der gezeigte Faltenbalg umfasst nämlich die bereits erwähnten gemäß Beispiel nach 1 und 2 voneinander versetzt und damit getrennt angeordnete Faltenbalgrippen, d.h. die sogenannten Faltenaußenkanten 3, die eine im Querschnitt dreidimensionale Struktur aufweisen, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel im Querschnitt einer Trapezform nachempfunden oder angenähert sind, wobei die Außenbegrenzung im Schnitt eher konvex gestaltet ist.
Diese Faltenbalgrippen bilden eine sogenannte Hartkomponente, die verhindert, dass der beschriebene Faltenbalg bei in seinem Inneren 9 herrschenden Unterdruck unabhängig von seiner Querschnittsform nicht in sich zusammenfallen kann. Mit anderen Worten sind die Faltenbalgrippen von ihrer Dimensionierung und/oder von dem verwendeten Material abhängig so steif und fest gestaltet, dass der gesamte Faltenbalg bezüglich seiner Querschnittsform formstabil ist.
An den beiden Seitenflanken 11 einer jeweiligen Faltenbalgrippe ist bevorzugt ein Stufenansatz 13 ausgebildet, an welchem die im Schnitt jeweils nach außen hin konkave Faltenbalgsenke in Form der erwähnten Falteninnenkante 5 beginnt bzw. endet.
Somit sind im gezeigten Beispiel gemäß 1, 2 und 3 auch die in Längsrichtung L vorgesehenen Faltenbalgsenken 5 voneinander beabstandet und getrennt und jeweils nur mit den dazwischen befindlichen Faltenbalgrippen 3 verbunden, vorzugsweise an deren Seitenflächen oder Seitenflanken 11, d.h. insbesondere an den dort ausgebildeten Stufenansätzen 13. Diese Stufenansätze 13 befinden sich in einem mittleren Bereich der Höhe H der Rippen oder Rippenkörper 3'. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der jeweilige Stufen- oder Auflageansatz 13, an welchem die Quererstreckung des Rippenkörpers 3' schmäler ist als in dem darunterliegenden Abschnitt der jeweiligen Rippe 3 in einem Bereich vorgesehen, der vorzugsweise mehr als 10 % der Höhe H einer entsprechenden Rippe 3 entspricht und vorzugsweise niedriger als 90 % der Höhe H der jeweiligen Rippe 3 ist. Der entsprechende Stufenansatz 13 liegt also bevorzugt oberhalb von 1/10 insbesondere 2/10, 3/10, 4/10, 5/10, 6/10, 7/10, oder 8/10 der Höhe H des zugehörigen Rippenkörpers 3', d.h. der Rippe 3. Bevorzugt liegt die Höhe dieser Stufenkante 13 unterhalb von 9/10, insbesondere unterhalb von 8/10, 7/10, 6/10, 5/10, 4/10, 3/10 und insbesondere unterhalb von 2/10 der Höhe H der Rippe 3 und zwar jeweils von der dem Innenraum 14 des Faltenbalges 1 näher liegenden Basis 3a aus betrachtet.
Da diese Faltenbalgsenken 5 aus einer gegenüber der erwähnten Hartkomponente sehr viel weicheren und elastischen Weichkomponente gebildet sind, sind diese Faltenbalgsenken, die zudem einen dünneren Wandquerschnitt aufweisen als die Faltenbalgrippen, elastisch komprimiert und voneinander in Längsrichtung L dehnbar, so dass darüber der gewünschte Harmonika-Effekt zu Stande kommt, der eine elastische Faltenbalgkonstruktion ausmacht.
Abweichend zu herkömmlichen Faltenbälgen wird aber die harmonikaähnliche Elastizität des Faltenbalges nur durch die Faltenbalgwandabschnitte 15 (die also die Faltenbalgsenken 5 bilden) erzeugt, wohingegen die Faltenbalgrippen 3 demgegenüber als starre oder eher starre Struktur in Längsrichtung L für sich genommen nicht verformbar sind oder im Wesentlichen nicht verformbar sind.
An den gegenüberliegenden Stirnseiten 1a und 1b sind ferner noch die erwähnten Anbindungsteile 7a und 7b mit einem jeweiligen ersten nachfolgenden Faltenbalgwandabschnitt 15 mit einer darauf folgenden ersten Faltenbalggerippe 3 verbunden.
Die Verbindung der einzelnen elastischen Faltenbalgwandabschnitte 15 nach Art von Faltenbalginnenkanten oder - senken 5 mit den eher unverformbaren und die Hartkomponente bildenden Faltenbalgrippen oder -außenkanten 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel weder formschlüssig noch kraftschlüssig, sondern materialschlüssig gebildet und zwar mittels eines Zweikomponenten- oder eines Mehrkomponenten-Spritzgießens. Mit anderen Worten kann der gezeigte Faltenbalg als Spritzgussteil hergestellt werden und zwar bevorzugt aus zumindest zwei oder mehreren verschiedenen Kunststoffen.
Hierdurch lässt sich eine gewünschte Hart-Weich-Verbindung erzielen, bei der auf eine eher harte und nicht oder kaum verformbare Faltenbalgrippe eine Weichkomponente folgt, auf die dann wiederum eine Hartkomponente folgt, wobei die Weichkomponenten jeweils an den Hartkomponenten angespritzt sind.
Nachfolgend wird erläutert, wie beispielsweise ein Faltenbalg hergestellt werden kann. Gemäß der Darstellung nach 4 kann dazu ein Werkzeug verwendet werden, wie es in 4 im schematischen Schnitt gezeigt ist.
Dieses erste Werkzeug 17 weist einen Werkzeugkern 21 auf, der im Querschnitt grundsätzlich der Querschnittsform des herzustellenden Faltenbalges entspricht.
Der Werkzeugkern 21 weist dabei an seinem umlaufenden Außenumfang 21a in Längsrichtung L des Werkzeuges und damit des herzustellenden Faltenbalges im Längsschnitt konkave Vertiefungen 21b auf. Zumindest zwei äußere Werkzeughälften 23 sind so auf diesen Werkzeugkern 21 zu bewegbar, bis die entsprechenden äußeren Werkzeugteile 23 (hier beispielsweise die erwähnten Werkzeughälften 23) den inneren Werkzeugkern 21 voll umschließen.
Wie aus 4 auch zu ersehen ist, ist die nach innen weisende Oberfläche 24 (kurz Innenfläche 24 genannt) der äußeren Werkzeugteile 23 im Längsschnitt wellenförmig gestaltet, und weist dazu in Richtung des Werkzeugkerns vorstehende Wellenberge 24a und demgegenüber zu dem Werkzeugteil 21 beabstandet liegende äußere Wellentäler 24b auf.
Die Wellenberge 24a tauchen in einer Teiltiefe in die entsprechenden konkaven Vertiefungen 21b am Außenumfang 21a eingebrachten konkaven Vertiefungen 21b ein, und zwar bevorzugt vollflächig, so dass hier zwischen den äußeren Werkzeugteilen/Werkzeughälften 23 und den Vertiefungen 21b im Werkzeugkern 22 keine beim Gießen mit Kunststoff befüllbaren Hohlräume verbleiben.
In 4 sind die äußeren Werkzeugteile voll auf den Werkzeugkern aufgesetzt, wobei die Wellenberge 24a in die konkaven Vertiefungen 21b des Werkzeugkerns 21 eingreifen, da sie in derselben Abstandsfolge in Längsrichtung L angeordnet sind wie die Wellenberge 24a.
Durch die spezifische Oberflächenform der Innenfläche 24 der äußeren Werkzeugteile 23 werden dadurch Hohlräume 23a gebildet, die durch die Wellentäler 24b der äußeren Werkzeugteile 23 und die im gezeigten Ausführungsbeispiel im Längsschnitt gerade verlaufenden Oberflächenabschnitte 21c gebildet sind.
Die so gebildeten Aufnahmeräume 23a, die in Längsrichtung L voneinander beabstandet und getrennt sind, weisen somit eine Querschnittsform im Längsquerschnitt auf (wie aus 3 ersichtlich ist), die letztlich der Querschnittsform der herzustellenden Faltenbalgrippen 3' entspricht.
In dieser Position wird über nicht näher gezeigte und zu den Aufnahmeräumen 23a führende Spritzgusskanäle fließfähiger Kunststoff in diese Aufnahmeräume 23b eingespritzt, um in einem ersten Schritt die eine Hartkomponente bildenden Faltenbalgrippen 3' herzustellen. In 5 ist im Schnitt die Situation gezeigt, nachdem die Hohlräume 23a mit einer Hartkomponente befüllt wurden und nunmehr die bereits erwähnten Faltenbalgrippen 3' gebildet sind.
In einem nachfolgenden Schritt werden entsprechend der Pfeildarstellungen 25 in 5 die beiden äußeren Werkzeughälften 23 in entgegengesetzte Richtung vom Werkzeugkern 21 entfernt, wobei die im Längsschnitt in 3 gezeigten auf dem Außenumfang 21a des Werkzeugkerns 21 umlaufenden und als Hartkomponente gebildeten Faltenbalgrippen 3' zurückbleiben. Bevorzugt werden in dem vorausgegangenen Schritt nicht nur die Rippen 3', d.h. die Rippenkörper 3' hergestellt, sondern auch die stirnseitig außenliegenden Anbindungsteile 7a und 7b, die nach Entfernen der äußeren Werkzeugteile 23 ebenfalls auf den Werkzeugkern 21 an der Stelle zurückbleiben, an der sie in der Werkzeugform gespritzt wurden.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird nunmehr ein zweites Werkzeug 19 verwendet, das neben dem gleichen Werkzeugkern 21 (mit den darauf sitzenden bereits gegossenen Rippen oder Rippenkernen 3' und den Anbindungsteilen 7a, 7b) zumindest zwei äußeren Werkzeugteile 123, bevorzugt zwei äußere Werkzeughälften 123 umfasst, welche wiederum auf den Werkzeugkern 21 mit den darauf sitzenden Faltenbalgrippen 3' aufgesetzt wird, bis der Werkezugkern 21 mit den darauf sitzenden Faltenbalgrippen 3' vollständig umschlossen ist. Dies ist in 7 gezeigt. Die nach innen weisende Oberfläche, kurz Innenfläche 124 genannt, des äußeren Werkzeugteils 123 des zweiten Werkzeugs ist ebenfalls wiederum wellenförmig gestaltet, allerdings mit einer abweichenden Kontur zu der wellenförmigen Innenfläche 24 der ersten Werkzeugteile 23.
Wie aus 7 zu ersehen ist, weist dieses zweite Werkzeug 19 an seinem dem Werkzeugkern 21 zuweisenden Seiten eine Oberfläche, kurz Innenfläche 124 auf, die ebenfalls im Längsschnitt wellenförmig oder wellenähnlich gestaltet ist. Die zu dem Werkzeugkern 21 entfernt liegenden Wellentäler 124b in den äußeren Werkzeugteilen 123 entsprechen in ihrer Querschnittsform den Wellentälern 24 in den Werkzeugteilen 23 des ersten Werkzeuges 17, so dass bei aufgesetzten zweiten Werkzeug 19 die hierin eingebrachten Wellentäler 124b eine obere Teilhöhe TH der Rippen 3', d.h. der Rippenkörper 3' bevorzugt vollflächig übergreifen, d.h. zumindest so übergreifen, dass hier keine durch Kunststoffmaterial weiter befüllbaren Hohlräume zurückbleiben.
In Richtung Werkzeugkern unterhalb des erwähnten Stufenansatzes 13 an den Seitenflächen oder -flanken 11 der jeweiligen Rippen 3' bzw. der jeweiligen Rippenkörper 3' weicht die Querschnittsform, d.h. die Innenfläche 124 der Wellenberge 124a von den äußeren Wellenteilen 23 des ersten Werkzeuges 17 ab. Wie aus der Querschnittsdarstellung gemäß 7 zu ersehen ist, sind die Wellenberge 124a mit geringerer Querschnittsfläche und -höhe ausgebildet, so dass zwischen der dem Werkzeugkern 21 zuweisenden Innenfläche 124 und der entsprechenden konkaven Aufnahme 21b im Werkzeugkern 21 zweite Aufnahmeräume 123a gebildet sind. Die Dicke dieses Abstandsraumes 123a ist mehr oder weniger gleichbleibend, ohne dass dies zwingend erforderlich ist. Durch diese Querschnittsform und Querschnittsdicke wird dann letztlich die Form und die Dicke der elastischen Wandabschnitte 15 festgelegt, also der Flächeninnenkanten 5.
Mit anderen Worten sind also die im Längsschnitt gezeigten und in Richtung Werkzeugkern 21 vorstehenden Werkzeugerhebungen oder Wellenberge 124a (die im Querschnitt ebenfalls wiederum konvex gebildet sind) so gestaltet und dimensioniert, dass deren in Richtung des Werkzeugkerns 21 weisende Ober- oder Innenfläche 124 im Bereich dieser Werkzeugerhebungen oder Wellenberge 124a unter Bildung des erwähnten Abstandsraumes 123a vor der konkaven Vertiefung 21b am Außenumfang 21a des Werkzeugkerns 21 endet. Dieser Abstandsraum 123a ist aber nicht nur im Bereich des Werkzeugkerns 21 ausgebildet, sondern erstreckt sich auch noch in den äußeren Werkzeugteilen 123 des zweiten Werkzeugs 19 in einer Basishöhe BH bis zu Beginn der erwähnten Teilhöhe TH, an welcher die äußeren Werkzeugteile 123 des zweiten Werkezugs 19 die jeweiligen Faltenbalgrippen 3 umschließt. Dabei endet der Abstandsraum 123a an den Seitenflanken 11 einer jeweiligen Faltenbalgrippe 3 bevorzugt an einer dort ausgebildeten seitlichen Schulter, an dem sogenannten Stufenansatz 13. In dieser Position kann nunmehr in einem zweiten Schritt eine Weichkomponente in diesem Abstandsraum 123a über nicht näher gezeigte Gusskanäle eingeführt, d.h. gegossen werden. Hierbei wird zumindest ein Zweikomponenten-Spritzgießen angewendet, bei welchem nunmehr diese Weichkomponente an die die Hartkomponente bildenden Faltenbalgrippen 3 angegossen wird und dadurch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den eine Hartkomponente bildenden Faltenbalgrippen 3 und den eine Weichkomponente bildenden Falteninnenkanten 5 erzeugt. In 8 ist die angegossene Weichkomponente in Form der Faltenbalgwandabschnitte 15 ebenfalls schraffiert gezeigt.
Durch die entsprechende Querschnittsform des Abstandsraums 123a wird letztlich die Querschnittsform der Weichkomponente, die das jeweilige elastische Segment des Faltenbalges bildet, also die elastischen Faltenbalgwandabschnitte 15 festgelegt.
Nachdem der Spritzgussvorgang abgeschlossen ist werden die äußeren Werkzeughälften oder -teile 123 des zweiten Werkzeugs 19 wieder entsprechend der voneinander weg weisenden Pfeildarstellungen 31 (siehe 8) nach außen hin abgezogen, so dass nunmehr der fertig hergestellte Faltenbalg 1 von außen sichtbar auf dem Werkzeugkern 21 sitzt, wie dies in 9 dargestellt ist.
Das Entfernen des Faltenbalges 1 vom Werkzeugkern 21 erfolgt in Längsrichtung L des Werkzeugkerns, und zwar bei der Darstellung gemäß 10 bevorzugt von rechts nach links, wobei jede Faltenbalgrippe 3' einzeln nach rechts vom Werkzeugkern 21 abgezogen wird. Dabei wird mit dem rechtsliegenden Anbindungsteil 7b begonnen. Beim Abziehen gemäß der Pfeildarstellung 33 wird dabei das elastische Segment in Form des elastischen Faltenbalgwandabschnittes 15 in Längsrichtung L auseinandergezogen und gedehnt aus der konkaven Vertiefung 21b am Außenumfang 21a des Werkzeugkerns 21 herausgezogen wird.
Danach wird die nächste Rippe 3' entsprechend der Pfeilrichtung 33 abgezogen (11), wobei ebenfalls dadurch wiederum der nächste elastische Faltenbalgwandabschnitt 15 in L-Richtung auseinandergezogen und gedehnt und damit aus der entsprechenden konkaven Vertiefung 21b des Werkzeugkerns 21 angehoben und abgezogen wird.
Wie also ausgeführt muss beim Entformen des Kerns an einer Seite, im gezeigten Ausführungsbeispiel von rechts beginnend jede Rippe 3' einzeln nach rechts vom Werkzeugkern 21 gezogen werden. Damit sich die Weichkomponente (also die Falteninnenkante 5) des Faltenbalgs 1 sauber entformt, also vom Werkzeugkern 21 getrennt werden kann, ist sie in der Längsquerschnittdarstellung V-förmig gestaltet, d.h. die Weichkomponente ist also in Querschnittsform V-förmig an die einzelnen Rippen angespritzt.
Um also die die Faltenbalgwandabschnitte 15 (nämlich letztlich die Falteninnenkanten 5 bildenden Wandabschnitte) entsprechend aus den konkaven Vertiefungen 21b im Werkzeugkern 21 abziehen zu können, sind die Flanken 11 der Rippen 3' und damit die entsprechend ausgerichteten Flanken 15a der Wandabschnitte 15 in einem Winkel α gegenüber einer vertikalen V ausgerichtet, der bevorzugt größer als 3°, insbesondere größer als 4°, 5°, 6°, 7°, 8°, 9°, 10° ist. Dabei muss dieser Winkel nicht größer als beispielsweise 30°, 25°, 20° oder 15° sein. Die entsprechende Ausrichtung der Flanken ist in 10 mit den Bezugszeichen 41 gekennzeichnet.
Die erwähnte Abzugsbewegung des fertig hergestellten Faltenbalgs vom Werkzeugkern 21 kann alternativ oder unterstützend dadurch vollzogen werden, dass der Werkzeugkern 21 in der entgegengesetzten Richtung 35 gegenüber dem Faltenbalg bewegt wird, wie dies in 10 und 11 angedeutet ist. Allerdings ist dies nur bei einem relativ kurzen Faltenbalg besonders vorteilhaft und/oder bei einer besonders großen Abzugsschräge 37 bezüglich des Werkzeugkerns 21 und/oder insbesondere bei kleinen Wellenbergen 24a, da ansonsten die Kräfte am Bauteil beim Abziehen zu groß werden könnten.
Bevorzugt ist dazu der Werkzeugkern 21 entsprechend der gezeigten Längsschnittdarstellung in Abzugsrichtung 33 zumindest leicht konvergierend (konisch) ausgebildet, wie dies durch die Entformungsschräge 37 in 10 angedeutet ist. Dies hat zur Folge, dass die am Außenumfang 21a des Werkzeugkerns 21 in Längsrichtung L versetzt zueinander liegende konkave Vertiefungen 21b von links nach rechts zunehmend weniger tief im Werkzeugkern ausgebildet sind.
Aus dem geschilderten Aufbau ergibt sich, dass der beschriebene Faltenbalg vorzugsweise vollständig aus Kunststoff gebildet ist. Aufgrund der strukturellen Gestaltung mittels der Stabilisierungssegmente in Form der erwähnten Faltenbalgrippen oder Faltenaußenkanten 3 und der elastischen Segmente, die jeweils dazwischen ausgebildet sind, und zwar in Form der erwähnten elastischen Faltenbalgwandabschnitte 15 (die auch als Faltenbalgsenken oder Faltenbalginnenkanten 5 bezeichnet worden sind) ist sichergestellt, dass die Querschnittsform des Faltenbalgs auch bei einem Unterdruck innerhalb des Faltenbalges während seines Einsatzes erhalten bleibt. Denn der beschriebene Faltenbalg kann beispielsweise für Luftströmungen aber auch für Fluidströmungen (z.B. Kraftstoff, Öl etc.) verwendet werden. Dabei kann er entsprechend der verwendeten Kunststoffmaterialien thermisch bis zu 130°C beständig sein. Der Querschnitt des Faltenbalges kann dabei beliebig sein. Die einer Rechteckform angenäherte Querschnittsform entsprechend eines erweiterten Ausführungsbeispiels ist nur eine der möglichen Varianten, wobei der Querschnitt auch rund, oval, n-polygonal sein kann oder unregelmäßige Wandabschnitte aufweisen kann, die teilweise gerade verlaufende Wandabschnitte und gekrümmte Wandabschnitte aufweisen.
Die Stabilisierungselemente in Form der Faltenbalgrippen werden im Rahmen der Erfindung dadurch gebildet, dass diese Faltenbalgrippen eine Höhe und ein mittleres Querschnittsmaß aufweisen, welches zumindest dem doppelten der Wandstärke der elastischen Faltenbalgwandabschnitte 15 entspricht. Allein durch diesen erhöhten Materialquerschnitt sind die Faltenbalgrippen 3 deutlich weniger elastisch als die dazwischen befindlichen Faltenbalgwandabschnitte 15.
Der gewünschte Effekt unter Erzeugung von Stabilisierungselementen und dazwischen befindlichen elastischen Segmenten kann aber alternativ oder kumulativ im Sinne eines verstärkten Effektes dadurch erzielt werden, dass für die Stabilisierungssegmente eine Hartstoffkomponente verwendet wird, deren Elastizität deutlich geringer ist als die für die Faltenbalgwandabschnitte 15 verwendete Weichstoffkomponente.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Zusammenhang mit der Herstellung eines Faltenbalges erläutert worden, der in Längsrichtung L mehrere separate und voneinander versetzt angeordnete und damit nicht verbundene Faltenbalgrippen als Stabilisierungssegmente umfasst, und mehrere jeweils zwischen zwei Stabilisierungssegmenten ausgebildete elastische und damit verformbare Segmente, die durch die erwähnte Faltenbalgwandabschnitte 15 gebildet werden. Mit anderen Worten sind die Faltenaußenkanten 3 und die Falteninnenkanten 5 in Längsrichtung L des Faltenbalges versetzt und jeweils voneinander getrennt, also aufeinanderfolgend separat angeordnet.
Abweichend davon kann aber auch ein entsprechend hergestellter Faltenbalg so ausgebildet sein, dass er zumindest eine oder zwei oder mehrere in Längsrichtung L zueinander versetzt liegende Faltenbalgrippen aufweist, die spiralförmig gestaltet sind und beispielsweise vom linken stirnseitigen Ende zum rechten stirnseitigen Ende des gesamten Faltenbalges 1 verlaufen. Entsprechend würden dann ein, zwei oder mehrere Faltenbalgwandabschnitte vorgesehen sein, die ebenfalls spiralförmig über die Länge L des Faltenbalges 1 hinweg verlaufen, nämlich mit jeweiligem Seitenversatz in Parallelausrichtung zu einer jeweils benachbarten Faltenbalgrippen 3' (zumindest dann, wenn der Faltenbalg gerade verlaufend ausgebildet ist) .
Nachfolgend wird noch auf eine abweichende Ausführungsform in einer Längsschnittdarstellung gemäß 12 verwiesen, die in Abweichung zu 7 eine unterschiedliche Innenkontur für das zweite äußere Werkzeug 26 aufweist.
Bei dieser Ausführungsform ist nämlich der Abstandsraum 123a um jeweils eine Faltenbalgrippe 3 umlaufend ausgebildet. Dies hat zur Folge, dass die in einem ersten Verfahrensschritt hergestellten Faltenbalgrippen 3' nunmehr von der Weichkomponente außenliegend völlig umspritzt werden. Dadurch werden die bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen an dem endgültig hergestellten Faltenbalg sichtbaren Faltenbalgrippen mit einer Schichtkomponente mit umspritzt, die kontinuierlich in den elastischen Faltenbalgwandabschnitt 15 übergeht. Die Funktionsweise und die Eigenschaften des so hergestellten Faltenbalges unterscheiden sich allerdings nicht von den Eigenschaften des anhand von 11 hergestellten Faltenbalges.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand unterschiedlicher Beispiele für darüber herstellbare Faltenbalge erläutert worden, wobei, wie erwähnt, für die Faltenbalgrippen 3' vor allem eine Hartkomponente und/oder für die Falteninnenkanten 5 vor allem eine Weichkomponente jeweils aus Kunststoff verwendet bzw. eingesetzt wird.
Für die Hartkomponente und die Weichkomponente eignen sich grundsätzlich die unterschiedlichsten Werkstoffe. Für die Hartkomponente kommen dabei insbesondere thermoplastische Kunststoffe in Betracht, wie beispielsweise Polypropylen. Dabei kann das verwendete Material wie beispielswiese thermoplastische Kunststoffe insbesondere in Form von Polypropylen mit einem kurzen oder langen Glasfaseranteil bis zu 50 % versetzt sein. Glasfaseranteile auch von bis zu 10 %, bis zu 20 %, bis zu 30 %, oder bis zu 40 % weisen weitere Vorteile auf.
Die Weichkomponente kann bevorzugt aus thermoplastischen Elastomeren (TPE) bestehen. Auch je nach Einsatzzweck eignen sich vor allem thermoplastische Elastomere, die gegebenenfalls die erhöhten Anforderungen an die Temperatur- und/oder Ölbeständigkeit erfüllen.
Die Hartkomponente beispielsweise in Form eines Thermoplasts kann dabei Shore-Werte aufweisen, die bevorzugt über 59 liegen und unter 80. Werte ≥ 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75 und/oder Werte unterhalb von 80, insbesondere unterhalb von 79, 78, 77, 76, 75, 74, 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67, 66, 65 sind dabei möglich.
Die Bestimmung der Shore-Härte nach dem Verfahren A und/oder dem Verfahren D soll nach der DIN ISO 7619-1 erfolgen, die seit dem 01.03.2013 in Kraft ist. Seit dem 01.03.2013 ist die frühere DIN-Norm DIN 53505 und die ISO-Norm 868 harmonisiert worden und dann letztlich in die in Rede stehenden DIN-Norm DIN ISO 5619-1 überführt worden.
Mögliche Zahlenwerte bzw. maximale Grenzen für verschiedene Thermoplaste oder insbesondere Polypropylene sind aus der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen.

Materialzusammensetzung Shore-Härte

PP 59 - 77

PP + 30M.-%GF 62 - 80

PP + 30 M.-%CD 74 - 75

PP + 30 M.-%MF 60 - 74
GF: Glasfaser; CD: Kohlenstoffmehl; MF: Mineralfasern Dabei sind aus der vorstehend genannten Tabelle Beispiele zu entnehmen, wie die Shore-Härte A oder D beispielsweise für Polypropylen ausfallen kann, wenn als Hartkomponente nur Polypropylen verwendet wird, oder beispielsweise gemäß vorstehend genannter Tabelle ein Anteil von Polypropylen zu 70% und zu 30 Masse-% entweder Glasfaser, Kohlestoffmehl oder Mineralfasern verwendet werden.
Grundsätzlich sollte der Anteil von Polypropylen über 50 Masse-% an der gesamten Zusammensetzung der Hartkomponente ausmachen.
Werte oberhalb von 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 % oder gar 95 % können zu guten Ergebnissen führen.
Die verbleibenden Masse-%-Anteile können aus unterschiedlichsten Materialien bestehen, beispielsweise aus den oben angegebenen Stoffe, Glasfaser, Kohlenstoffmehl und/oder Mineralfasern.
Für die Weichkomponente werden bevorzugt thermoplastische Elastomere verwendet, bei denen die Shore-Härte D beispielsweise zwischen 48 - 78 liegen soll.
Auch hier werden also Materialien verwendet, deren Shore-Härte D beispielsweise mehr als 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 und vorzugsweise weniger als 78, insbesondere weniger als 77, 76, 75, 74, 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67, 66, 65, 64, 63, 62, 61, 60 beträgt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Faltenbalgs, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - in einem ersten Verfahrensschritt wird ein erstes Werkzeug (17) verwendet, a) welches äußere Werkzeugteile (23) umfasst, die auf einen Werkzeugkern (21) aufgesetzt werden und dabei den Werkzeugkern (21) umschließen, b) bei welchem die Innenfläche (24) der äußeren Werkzeugteile (23) eine Oberflächengestaltung aufweist, die im Längsschnitt wellenförmig gestaltet und an die Form des herzustellenden Faltenbalgs angenähert ist, wobei die in Richtung Werkzeugkern (21) vorstehenden Wellenberge (24a) in entsprechende konkave Vertiefungen (21b) am Außenumfang (21a) des Werkzeugkerns (21) in einer Teilhöhe eingreifen, c) bei welchem die Oberflächenstruktur der Innenfläche (24) der den Werkzeugkern (21) übergreifenden Werkzeugteile (23) in Längsrichtung (L) des Werkzeugs versetzt zueinander liegende konkave Vertiefungen (23a) aufweist, die von dem Außenumfang (21a) des Werkzeugkerns (21) beabstandet sind, und zwar unter Bildung von in Längsrichtung (L) des Werkzeugs (17) versetzt liegenden Aufnahmeräumen (23a), - in diese Aufnahmeräume (23a) wird zur Bildung von Faltenaußenkanten (3) eine Hartkomponente aus Kunststoff eingespritzt, - nach Entfernung der äußeren Werkzeugteile (23) des ersten Werkzeugs (17) wird auf den Werkzeugkern (21) mit den darauf sitzenden bereits gespritzten rippenförmigen Faltenaußenkanten (3) ein zweites Werkzeug (19) mit äußeren Werkzeugteilen (123) aufgesetzt, die im aufgesetzten Zustand den Werkzeugkern (21) umschließen, - in einem zweiten Verfahrensschritt wird ein zweites Werkzeug (19) verwendet, a) bei welchem die Innenfläche der Werkzeugteile (123) eine Oberflächenstruktur mit Vertiefungen (124b) aufweist, die die bereits gespritzten rippenförmigen Faltenaußenkanten (3) formschlüssig oder abschließend zumindest in einer Teilhöhe (TH) übergreifen, b) bei welchem die Oberflächenstruktur der Innenfläche (124) der äußeren Werkzeugteile (123) in Richtung Werkzeugkern (21) vorstehende Wellenberge (124a) aufweist, die unter Bildung eines Abstandsraums (123a) vor der Oberfläche der im Werkzeugkern (21) ausgebildeten konkaven Vertiefungen (21b) derart enden, dass der Abstandsraum (123a) bis in Höhe eines mittleren Abschnittes der rippenförmigen Faltenaußenkante (3) reicht, c) wobei in diesen Abstandsraum (123a) Falteninnenkanten (5) bildende Wandabschnitte (15), die aus einer Weichkomponente bestehen, eingespritzt und an den aus einer Hartkomponente bestehenden Faltenaußenkanten (3) angespritzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußeres zweites Werkzeugteil (123) verwendet wird, dessen Innenfläche so geformt ist, dass der Abstandsraum (123a) zwischen der Oberfläche (21b) des Werkzeugkerns (21) und der Innenfläche (124) der äußeren Werkzeugteile (123) bis in Höhe der Seitenflanken (11) der rippenförmigen Faltenaußenkanten (3) reicht, und zwar bevorzugt dabei den Stufenabsatz (13) an den Seitenflanken (11) der rippenförmigen Faltenaußenkanten (3) in vom Werkzeugkern (21) weg verlaufender Richtung übergreifend reicht.
Verfahren nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich zu den rippenförmigen Faltenaußenkanten (3) auch die stirnseitig an dem Faltenbalg (1) vorgesehenen Verbindungsteile (7a, 7b) a) mit dem gleichen Material wie die Faltenaußenkanten (3) oder b) mit einem zu den Faltenaußenkanten (3) unterschiedlichen Material angespritzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anspritzen der Weichkomponente an die Hartkomponente die äußeren Werkzeugteile (123) zunächst abgehoben und der Faltenbalg (1) dann vom Werkzeugkern (21) entfernt wird, nachdem die Falteninnenkanten (5) aufeinanderfolgend aus den zugehörigen Vertiefungen (21b) des Werkzeugkerns (21) in einer Axialrichtung des Faltenbalgs (1) abgezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkern (21) zur Abzugsrichtung des Faltenbalgs (1) gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung unter entsprechender Freigabe des Faltenbalgs (1) abgezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Walzenkern (21) verwendet wird, der in seiner Längsrichtung (L) zumindest leicht kegelstumpfförmig gebildet ist, wobei der Außenumfang (21a) des Werkzeugkerns (21) von seiner Stirnseite mit einem größeren Durchmesser zu seiner Stirnseite mit einem kleineren Durchmesser in Längsrichtung (L) versetzt liegende Vertiefungen (21b) zur Erzeugung der Falteninnenkanten (5) aufweist, die aufgrund der konischen Ausbildung des Werkzeugkerns (21) eine zunehmende geringere Tiefe aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass für die aus einer Hartkomponente gebildeten Teile ein oder mehrere der folgenden Kunststoffe verwendet werden, nämlich thermoplastische Kunststoffe wie Polypropylen (PP), bevorzugt mit einem kurz oder lang Glasfaseranteil bis 50 %, und/oder b) dass für die aus einer Hartkomponente gebildeten Teile ein oder mehrere der folgenden Kunststoffe verwendet werden, nämlich TPE (Thermoplastische Elastomere), bevorzugt mit hoher Anforderung an Temperatur- und Ölbeständigkeit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Hartkomponenten Polypropylen (PP) verwendet wird, welches zumindest aus 50 %, insbesondere zumindest aus 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 % besteht, und dass für den verbleibenden Anteil bis zur Erreichung von 100 % zumindest ein Zusatzstoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzstoffe Glasfaser, Kohlenstoffmehl und/ oder Mineralfasern verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hartkomponente verwendet wird, die bei dem fertig hergestellten Faltenbalg eine Shore-Härte D nach der DIN-Norm ISO 7619-1 vom 01.03.2013 aufweist, die größer ist als 59, insbesondere größer als 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75 und/oder kleiner als 80, insbesondere kleiner als 79, 78, 77, 76, 75, 74, 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67, 66, 65.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Weichkomponente verwendet wird, die insbesondere aus zumindest einem thermoplastischen Elastomer besteht, und zwar mit einer Shore-Härte D gemäß DIN-Norm ISO 7619-1 vom 01.03.2013, die größer oder gleich 48 ist, insbesondere größer oder gleich 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 und/oder kleiner als 78, insbesondere kleiner als 77, 76, 75, 74, 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67, 66, 65, 64, 63, 62, 61, 60.