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Die Erfindung betrifft einen Faltenbalg, insbesondere einen Faltenbalg als Schutzabdeckung für axial veränderliche Bewegungsbauteile, wobei ein Einbauraum, in dem der Faltenbalg angeordnet wird, radial begrenzt ist.
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Es sind Faltenbälge bekannt, die für axial veränderliche Bewegungsbauteile, z. B. für Bewegungsspindeln oder Linearführungen, eingesetzt werden, um die Bewegungsspindeln oder Linearführungen vor Verschmutzungen zu schützen. Durch die Faltenbälge wird auch ein Berühren der Bewegungsspindeln verhindert, so dass eine Verletzungsgefahr für Menschen und eine Beschädigungsgefahr für die Spindel durch Berührung mit harten Gegenständen verringert wird.
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Die Faltenbälge werden hinsichtlich der Anzahl der Falten und der Faltentiefe, also einer Differenz zwischen einem inneren Durchmesser der Falte und einem äußeren Durchmesser der Falte, die einen Auszugsweg pro Falte bestimmt, ausgelegt, um eine erforderliche Länge des Faltenbalgs in einem ausgezogenen Zustand zu erreichen. Grundsätzlich vergrößert sich eine mögliche Länge in einem ausgezogenen Zustand durch eine Vergrößerung der Tiefe der Falten und eine Erhöhung einer Anzahl der Falten. Eine Länge des Faltenbalgs in einem zusammengedrückten Zustand ist in erster Linie von einer Materialdicke und von der Anzahl der Falten abhängig.
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Es gibt Einsatzbedingungen, in denen der Einbauraum, in dem der Faltenbalg unterzubringen ist, zumindest teilweise radial zu einer Bewegungsrichtung des Faltenbalgs begrenzt ist. Diese Begrenzung besteht auf seiner Außenseite durch Bauelemente, wie z. B. Führungen oder Gehäusebauteile. Innerhalb des Faltenbalgs muss ebenfalls ausreichend Platz vorhanden sein, um das zu schützende Bauteil unterzubringen.
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Eine Begrenzung des Einbauraums in der radialen Richtung führt dazu, dass die Faltentiefe des Faltenbalgs in radialer Richtung entsprechend gering dimensioniert sein muss. Trotz dieser Begrenzung ist es jedoch erforderlich, den notwendigen Ausfahrweg des Faltenbalgs bereitzustellen. Um bei dem Vorhandensein einer radialen Begrenzung eine gleiche ausgezogene Länge zu erhalten wie ohne Begrenzung, muss bei einer Reduzierung der Faltentiefe die Anzahl der Falten erhöht werden. Dadurch erhöht sich jedoch aber auch die Länge des Faltenbalgs in dem zusammengedrückten Zustand, was aber fallweise konstruktiv bedingt oder auch bauraumbegrenzt nicht möglich ist. Die Folge davon ist nämlich, dass die zusammengedrückte Länge des Faltenbalgs zu groß ist, so dass eine erforderliche Endstellung des zu schützenden Bauteils nicht angefahren werden kann. Alternativ kann bei der Verwendung eines kürzeren Faltenbalgs, der des erlaubt, die erforderliche Endstellung anzufahren, unter Umständen nicht der gesamte Bereich des zu schützenden Bauteils umhüllt werden.
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Daraus ergibt sich die Aufgabe, einen Faltenbalg bereitzustellen, der bei einem eingeschränkten radialen Einbauraum eine möglichst große Länge in einem ausgezogenem Zustand und eine möglichst geringe Länge in einem zusammengedrückten Zustand hat.
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Die Aufgabe wird durch einen Faltenbalg gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Durch die Ausbildung des Faltenbalgs mit mehreren Abschnitten, die jeweils unterschiedliche innere und/oder äußere Abmessungen aufweisen, kann der Faltenbalg hinsichtlich äußerer und/oder innerer Begrenzungen optimiert werden. Wenn in einem Bereich des Faltenbalgs entlang einer Längsachse keine radiale Begrenzung vorliegt, kann die Tiefe der Falten größer werden. So kann bei einer gleichen Anzahl von Falten, also einer gleichen Länge im zusammengedrückten Zustand, eine größere Länge im ausgezogenen Zustand erreicht werden. In einem Bereich des Faltenbalgs, bei dem eine radiale Begrenzung vorliegt, ist das Verhältnis zwischen der Länge im ausgezogenen Zustand und im zusammengedrückten Zustand zwar ungünstiger, es wird aber auch hier das zu schützende Bauteil umhüllt.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Hilfe der beigefügten Figuren erläutert.
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Insbesondere zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Faltenbalgs mit zwei Abschnitten mit verschiedenen äußeren Abmessungen;
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2 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Faltenbalgs mit zwei Abschnitten mit verschiedenen inneren Abmessungen;
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3 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines Faltenbalgs mit drei Abschnitten mit verschiedenen äußeren Abmessungen; und
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4a, b, c jeweils eine schematische Draufsicht auf Faltenbälge mit verschiedenen Querschnitten.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Faltenbalgs 1. Der Faltenbalg 1 weist eine Längsachse 2 auf. Der Faltenbalg 1 kann entlang der Längsachse 2 in einer Auszugsrichtung auseinandergezogen werden und in einer Stauchrichtung zusammengedrückt werden. 1 zeigt einen Zustand des Faltenbalgs 1, in dem er weder völlig zusammengedrückt ist, nach völlig ausgezogen ist. Bezüglich der Angabe der Abmessungen wird von einem hier nicht gezeigten vollständig zusammengedrückten Faltenbalg 1 ausgegangen.
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Der Faltenbalg 1 weist in der gezeigten Ausführungsform einen ersten Abschnitt 5 und entlang der Längsachse 2 einen zweiten Abschnitt 6 auf, die jeweils aus mehreren Falten 10 bestehen.
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Der erste Abschnitt 5 weist in dem zusammengedrückten Zustand des Faltenbalgs 1 radial zur Längsachse 2 eine konstante äußere Abmessung 3 auf. Des Weiteren weist der erste Abschnitt 5 in dem zusammengedrückten Zustand radial zu der Längsachse 2 eine konstante innere Abmessung 4 auf, wodurch eine Faltentiefe, nämlich die Differenz zwischen der äußeren Abmessung 3 und der inneren Abmessung 4 festgelegt ist.
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Der zweite Abschnitt 6 weist in dieser Ausführungsform radial zur Längsachse 2 eine konstante äußere Abmessung 3' auf, die kleiner als die äußere Abmessung 3 des ersten Abschnitts 5 ist. Weiterhin weist der zweite Abschnitt 6 radial zur Längsachse 2 eine konstante innere Abmessung 4 auf, die identisch mit der inneren Abmessung 4 des ersten Abschnitts 5 ist.
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Dadurch ergibt sich, dass die Faltentiefe des zweiten Abschnitts 6 kleiner als die Faltentiefe des ersten Abschnitts 5 ist. Somit ist auch die Länge, um die der zweite Abschnitt 6 pro Falte 10 auseinandergezogen werden kann, kleiner als die Länge, um die der erste Abschnitt 5 pro Falte 10 auseinandergezogen werden kann. Jedoch beansprucht der zweite Abschnitt 6 radial einen geringeren Einbauraum, der dafür vorgehalten werden muss, als der erste Abschnitt 5.
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Der erste Abschnitt 5 und der zweite Abschnitt 6 haben miteinander eine Verbindung 7, die als eine Naht ausgeführt ist, und die die beiden Abschnitte 5, 6 miteinander verbindet.
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Durch die Ausbildung des ersten Abschnitts 5 und des zweiten Abschnitts 6 in dieser Form kann ein axial veränderliches Bewegungsbauteil, beispielsweise eine Bewegungsspindel, abgedeckt werden, die über ihre durch den Faltenbalg 1 abgedeckte Länge einen konstanten Durchmesser aufweist. Dieser Faltenbalg 1 ist für Einbauräume geeignet, die im Bereich des ersten Abschnitts 5 keine Begrenzung aufweisen oder in denen die Begrenzung dem ersten Abschnitt 5 eine größere äußere Abmessung 3 erlaubt. Der Bereich des zweiten Abschnitts 6 ist für einen Einbauraum geeignet, der eine radiale Begrenzung aufweist, die kleiner als die Abmessung 3 ist.
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Durch die zu dem ersten Abschnitt 5 relativ geringere Faltentiefe des zweiten Abschnitts 6, ist zwar für jede Falte 10 nur eine geringere ausgezogene Länge möglich, jedoch trägt auch dieser zweite Abschnitt 6 zu einer gesamten ausgezogenen Länge des Faltenbalgs 1 bei.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Faltenbalgs 1, der ebenfalls einen ersten Abschnitt 5 mit mehreren Falten 10 und einen zweiten Abschnitt 6 mit mehreren Falten 10 aufweist. In einem hier ebenfalls nicht gezeigten zusammengedrückten Zustand sind die äußere Abmessung 3 des ersten Abschnitts 5 und des zweiten Abschnitts 6 identisch. In dieser Ausführungsform sind jedoch die inneren Abmessungen 4, 4' unterschiedlich, so dass beispielsweise eine abgestufte Bewegungsspindel mit einem größeren Durchmesser im Bereich des ersten Abschnitts 5 und einem kleineren Durchmesser im Bereich des zweiten Abschnitts 6 abgedeckt werden kann. Durch die größere Faltentiefe im Bereich des zweiten Abschnitts 6 ist hier die mögliche ausgezogene Länge pro Falte 10 größer als beim ersten Abschnitt 5.
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In 3 ist gezeigt, dass in Abhängigkeit von den radialen Begrenzungen des Einbauraums beispielsweise auch ein Faltenbalg 1 möglich ist, der aus drei Abschnitten mit jeweils mehreren Falten 10, dem ersten Abschnitt 5, dem zweiten Abschnitt 6 und einem dritten Abschnitt 8 besteht. Hier ist die innere Abmessung 4 für die drei Abschnitte 5, 6, 8 konstant und die äußere Abmessung 3 des zweiten Abschnitts 6 ist geringer als die äußeren Abmessungen 3 des ersten Abschnitts 5 und des dritten Abschnitts 8.
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Diese Ausführungsform ist insbesondere geeignet, falls über die Länge des Faltenbalgs 1 lediglich ein mittlerer Bereich eine Begrenzung des Einbauraums aufweist.
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Grundsätzlich ist auch eine andere Anordnung und/oder Reihenfolge der Abschnitte möglich. Außerdem können in alternativen Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich auch die inneren Abmessungen 4 unterschiedlich sein. Im Wesentlichen weisen die jeweiligen Falten 10 eines Abschnitts 5, 6 eine maximal mögliche Außenabmessung auf, die von dem Einbauraum, in dem sich diese Falten 10 bewegen, begrenzt ist, sowie eine minimal mögliche Innenabmessung, die von dem Bereich des zu umhüllenden Bewegungsbauteils begrenzt wird, der von diesen Falten 10 umhüllt werden soll.
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Der Faltenbalg 1 kann verschiedene Querschnitte 9 aufweisen. So ist in 4a ein runder Querschnitt 9 des Faltenbalgs 1 gezeigt. Die äußere Abmessung 3 entspricht dann einem Außendurchmesser und die innere Abmessung 4 einem Innendurchmesser des Faltenbalgs 1.
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Alternativ kann, wie in 4b gezeigt, der Querschnitt 9 des Faltenbalgs 1 auch quadratisch sein oder alternativ eine andere rechteckige Form oder eine andere geeignete Form mit oder ohne Ecken und/oder geraden oder gekrümmten Bereichen aufweisen. Die inneren und äußeren Abmessungen 3, 4 werden dann für einen Sektor des Querschnitts 9 betrachtet, in dem die Begrenzung vorliegt.
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Die Querschnitte 9 der Faltenbälge 1 in 4a und 4b weisen einen geschlossenen Querschnitt 9 auf. Jedoch ist es auch in Abhängigkeit von dem vorgehaltenen Einbauraum alternativ möglich und/oder gegebenenfalls vorteilhaft, den Faltenbalg 1 so auszuführen, dass der Querschnitt 9 um die Längsachse 2 nicht geschlossen, sondern offen ist. Die Enden des Querschnitts 9 des Faltenbalgs 1 können dann an Gehäusebauteilen befestigt sein, die gemeinsam mit dem Faltenbalg 1 eine vollständige Abschirmung bilden.
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Die Verbindung 7 zwischen den Abschnitten 5, 6, 8 des Faltenbalgs 1 kann alternativ zu der genähten Verbindung auch auf eine andere Weise ausgeführt sein. Beispielsweise ist ein Verkleben oder Klemmen der Abschnitte möglich. Bei alternativen Ausführungsformen des Faltenbalgs 1, bei denen die Abschnitte aus einem gleichen Material bestehen, ist auch eine einstückige Ausführung des Faltenbalgs 1 mit verschiedenen Abschnitten möglich, wobei der Faltenbalg 1 dann in einem Stück angefertigt wird und die Verbindung 7 eine integrale Verbindung ist.
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Der Faltenbalg 1 weist als den ersten Abschnitt 5 ein getauchtes PVC-Teil und als zweiten Abschnitt 6 einen Gummi-Scheibenbalg auf. Der Gummi-Scheibenbalg bietet gegenüber dem PVC-Teil den Vorteil, dass die zusammengedrückte Länge im Vergleich zu der möglichen ausgezogenen Länge kleiner ist. Jedoch bietet das getauchte PVC-Teil andererseits den Vorteil, dass die Herstellungskosten günstiger als die des Gummi-Scheibenbalgs sind. Alternativ sind auch noch andere Faltenbalgmaterialien, z. B. Gewebe, möglich.
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In alternativen Ausführungsformen könne die äußeren Abmessungen 3 und die inneren Abmessungen 4 in den einzelnen Bereichen 5, 6, 8 variieren, so dass sie nicht konstant sind.
