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Die Erfindung betrifft einen Schutzbalg, der insbesondere zum wenigstens teilweisen Schutz des männlichen und weiblichen Elements eines Übertragungsgelenks geeignet ist, und ein Übertragungsgelenk, das mit einem derartigen Balg ausgestattet ist.
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Sie betrifft insbesondere einen Schutzbalg, der in Form eines röhrenförmigen Körpers vorliegt, der an jedem seiner Enden offen ist, wobei der Körper zwei Bereiche unterschiedlichen Querschnitts aufweist, wobei der eine der Bereiche kleineren Querschnitts als kleine Basis zur Befestigung des Körpers und der andere Bereich größeren Querschnitts als große Basis zur Befestigung des Körpers bezeichnet wird, wobei die Bereiche durch eine verformbare äußere radiale Wand des Körpers voneinander getrennt sind, wobei sich diese verformbare äußere radiale Wand quer zur Längsachse des Körpers erstreckt.
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Ein derartiger Schutzbalg ist bekannt, wie in 1 veranschaulicht, die den Stand der Technik darstellt. In der Tat ist die Verwendung eines Gleichlaufgelenks als Kraftübertragungselement zur Übertragung der rotatorischen Antriebskraft zwischen einer Fahrzeugantriebswelle und den Rädern des Fahrzeugs üblich.
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In Kraftfahrzeugen ist zum Beispiel zwischen dem Getriebe und jedem Rad des Fahrzeugs eine Übertragung vorgesehen, die von zwei Wellen gebildet ist, die durch ein mechanisches Übertragungsglied miteinander verbunden sind, das einer Schmierung bedarf. Im Allgemeinen ist die Welle aus dem Getriebe mit einer Tulpe ausgestattet, die das weibliche Element des Übertragungsglieds bildet, das diese erste Welle mit der zweiten Übertragungswelle verbindet. Dieses weibliche Element weist einen Hohlraum auf. Der Hohlraum begrenzt somit eine Aufnahme, die dazu bestimmt ist, Rollen aufzunehmen. Jede Rolle wird von einem männlichen Element getragen, das Rollenlagersitze aufweist. Dieses männliche Element selbst ist mit der zweiten Übertragungswelle gekoppelt. Ein Schutzbalg für ein derartiges Gleichlaufgelenk der oben beschriebenen Art kann einen Balg umfassen, der an einem Ende eine große Basis aufweist, die im montierten Zustand an der Außenfläche der Tulpe oder Pfanne des Gelenks anliegt. Diese große Basis weist daher eine Innenfläche auf, die eine Form aufweist, die komplementär zur äußeren Form der Tulpe ist. Im montierten Zustand des Balgs an der Tulpe umgibt ein Ring oder eine Schelle die große Basis des Balgs, der/die in Form einer kreisförmigen Fläche vorliegt, die konzentrisch zur Längsachse des Balgs verläuft, um die Fläche dieser großen Basis gegen den Umfang der Tulpe zu drücken. Die kleine Basis des Balgs ist ihrerseits an der Übertragungswelle befestigt, die fest mit dem männlichen Element des Gelenks verbunden ist.
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Der Nachteil eines derartigen Balgs liegt in seinem Verhalten bei der Verformung, insbesondere wenn die Wellen des männlichen und weiblichen Elements des Gelenks einen Winkel zueinander bilden. In diesem Fall neigt die verformbare äußere radiale Fläche des Körpers zur „Blasenbildung“, d.h. dazu, sich zu verformen, indem sie sich wie eine Blase wölbt. Dies führt zu einer Gefahr vorzeitiger Abnutzung des Balgs.
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Ebenfalls bekannt sind mehrteilige Bälge, bei denen die Verbindungswand zwischen der großen Basis und der kleinen Basis des Balgkörpers eine gefaltete Wand mit einer axialen Rille ist, wie in der Patentschrift
US 2007/0287546 dargestellt. Dies ist auch bei der Patentanmeldung
DE 10 2017 104 442 oder dem Gebrauchsmuster
DE 9405633 der Fall.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Balg vorzuschlagen, dessen Auslegung es gestattet, die Blasenbildungsphänomene, die beim Stand der Technik beobachtet werden, zu begrenzen oder sogar abzustellen.
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Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung einen Schutzbalg insbesondere zum wenigstens teilweisen Schutz des männlichen und weiblichen Elements eines Übertragungsgelenks, wobei der Balg in Form eines röhrenförmigen Körpers vorliegt, der an jedem seiner Enden offen ist, wobei der Körper zwei Bereiche unterschiedlichen Querschnitts aufweist, wobei der eine der Bereiche kleineren Querschnitts als kleine Basis des Körpers und der andere Bereich größeren Querschnitts als große Basis des Körpers bezeichnet wird, wobei die Bereiche durch eine verformbare äußere radiale Wand des Körpers voneinander getrennt sind, wobei sich diese verformbare äußere radiale Wand quer zur Längsachse des Körpers erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare äußere radiale Wand, die kleine Basis und die große Basis des Körpers einstückig ausgebildet sind, dadurch, dass die verformbare äußere radiale Wand des Körpers, die eine Fläche aufweist, die zur kleinen Basis des Körpers gewandt ist, an ihrem Bereich zur Verbindung mit der großen Basis des Körpers mit einer äußeren Umfangsrille mit äußerer radialer Öffnung versehen ist, dadurch, dass diese Rille mindestens zwei Flanken und einen Boden umfasst, dadurch, dass sich eine der Flanken der Rille auf einer Seite, die andere auf der anderen Seite einer Ebene, die senkrecht zur Längsachse des Körpers und durch den Boden der Rille verläuft, erstreckt, und dadurch, dass sich die eine der Flanken und der Boden der Rille von der Fläche der verformbaren äußeren radialen Wand, die zur kleinen Basis des Körpers gewandt ist, hervorstehend erstreckt, um eine Verstärkungsrippe zu bilden.
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Das Vorhandensein einer äußeren Umfangsrille mit äußerer radialer Öffnung, das heißt, die radial nach außen mündet, um die Bildung einer kreisförmigen Verstärkungsrippe auf der Seite der Fläche der verformbaren äußeren radialen Wand zu gestatten, die zur kleinen Basis des Körpers gewandt ist, gestattet es, die Gefahr von „Blasenbildung“ dieser verformbaren äußeren radialen Wand zu begrenzen. Die Flanken der Rille sind radiale Flanken. So gestattet der Raum, der zwischen den Flanken freigelassen ist, der die Öffnung der Rille bildet, die Ausbildung einer radialen Öffnung.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die verformbare äußere radiale Wand eine gefaltete Wand, die eine oder mehrere Falten umfasst, wobei sich die eine oder mehreren Falten auf einer selben Seite der Ebene erstreckt bzw. erstrecken, die senkrecht zur Längsachse des Körpers und durch den Boden der Rille verläuft, wobei diese Seite der Ebene der Seite der Ebene entspricht, die zur großen Basis des Körpers gewandt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die verformbare äußere radiale Wand von ihrem Bereich zur Verbindung mit der großen Basis des Körpers, der den äußeren Umfangsrand der Wand bildet, in Richtung ihres gegenüberliegenden Umfangsrands eine Abfolge von mindestens drei Falten. Das Vorhandensein dieser Falten gestattet es, die Ausformung des Balgs bei einer Winkelbildung der Wellen des männlichen und weiblichen Elements des Übertragungsgelenks zu erhöhen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Abfolge von mindestens drei Falten eine konkave Falte mit einer Vertiefung, die zur kleinen Basis gewandt ist, eine konvexe Falte mit einer Wölbung, die zur kleinen Basis gewandt ist, und eine konkave Falte mit einer Vertiefung, die zur kleinen Basis gewandt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die kleine Basis einen aktiven Befestigungsabschnitt auf, der von der verformbaren äußeren radialen Wand durch einen röhrenförmigen Abschnitt des Körpers getrennt ist, der als Übergangsbereich bezeichnet wird, wobei dieser Übergangsbereich zwischen der verformbaren äußeren radialen Wand und dem aktiven Befestigungsbereich der kleinen Basis am röhrenförmigen Abschnitt des Körpers, der ihn begrenzt, eine Dicke des Körpers aufweist, die größer als die Dicke der verformbaren äußeren radialen Wand ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weist dieser Übergangsbereich zwischen der äußeren radialen Wand und dem aktiven Befestigungsbereich der kleinen Basis eine Dicke des Körpers auf, die von der äußeren radialen Wand in Richtung des freien Endes der kleinen Basis zunimmt.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Körper eine Dicke auf, die vom äußeren Umfangsrand der verformbaren äußeren radialen Wand, der vom Bereich zur Verbindung der Wand mit der großen Basis des Körpers gebildet ist, in Richtung des freien Endes der kleinen Basis des Körpers zunimmt.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Flanke der Rille, die sich von der Fläche der verformbaren äußeren radialen Wand, die zur kleinen Basis des Körpers gewandt ist, hervorstehend erstreckt, einen freien Rand auf, der von einem Abschnitt des Körpers zurückgesetzt angeordnet ist, der zur Begrenzung der großen Basis des Körpers dient. Diese Anordnung vereinfacht eine Stapelung der Bälge während der Lagerungsphase vor dem Einbau der Bälge.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Rille im Schnitt betrachtet eine C- oder U-Form auf.
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Die Erfindung betrifft auch ein Übertragungsgelenk für eine Fahrzeugtransmission umfassend ein männliches Element und ein weibliches Element und einen Balg zum wenigstens teilweisen Schutz des männlichen und weiblichen Elements, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzbalg dem oben beschriebenen entspricht.
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Die Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen:
- [1] eine Schnittansicht eines Übertragungsgelenks nach dem Stand der Technik darstellt;
- [2] eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Übertragungsgelenks darstellt;
- [3] eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Balgs darstellt; und
- [4] eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Balgs darstellt.
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Wie oben erwähnt, betrifft die Erfindung einen Schutzbalg 1, der insbesondere zum Schutz des männlichen 21 und weiblichen 22 Elements eines Gleichlauf-Übertragungsgelenks 20 geeignet ist, sowie ein derartiges Gelenk. Dieses Gelenk 20 gestattet zum Beispiel die Übertragung einer Drehbewegung zwischen der Welle aus dem Getriebe und der Radwelle in einer Fahrzeugtransmission. Wie oben erwähnt, kann das männliche Element 21 in an sich bekannter Weise von einer Übertragungswelle mit Rollenträger-Radialarmen gebildet sein. Das Gelenk 20 umfasst außerdem ein weibliches Element 22, mit dem die Welle aus dem Getriebe ausgestattet ist. Dieses weibliche Element 22, auch als Tulpe bezeichnet, wirkt sich auf die Form eines Gehäuses aus, das geeignet ist, die Rollen des männlichen Elements 21, die durch das offene Ende des Gehäuses ins Innere des Gehäuses einzuführen sind, wenigstens teilweise aufzunehmen. Im darstellten Beispiel weist dieses Gehäuse einen Boden und eine Seitenwand in einem Zylinder auf. Dieses Gehäuse ist an seinem Boden mit einer äußeren Verlängerung versehen, die Schaft genannt wird. Dieser Schaft bildet eine Verlängerung der Welle, mit der das Gelenk verbunden werden muss. Der Schutzbalg 1 gestattet den wenigstens teilweisen Schutz des männlichen 21 und weiblichen 22 Elements eines derartigen Gelenks. Dieser Balg 1 liegt in Form eines röhrenförmigen Körpers 2 vor, der an jedem seiner Enden offen ist und somit eine Längsachse aufweist. Dieser röhrenförmige Körper 2 ist vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Elastomer vom Typ Copolyester-Ether oder anderen. Im Allgemeinen ist ein derartiger Balg ein Formteil. Dieser Balg 1 ist vorzugsweise durch Spritzguss hergestellt.
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Wie in 3 dargestellt, weist der Körper 2 des Balgs 1 zwei Bereiche auf, die unterschiedliche Querschnitte aufweisen und in den Figuren mit 3 und 4 dargestellt sind, wobei der eine 4 der Bereiche einen größeren Querschnitt als der Querschnitt des anderen Bereichs aufweist. Diese Bereiche 3, 4 unterschiedlichen Querschnitts sind entlang des Körpers 2 axial versetzt. Der Bereich kleineren Querschnitts, der in den Figuren mit 3 dargestellt ist, wird als kleine Basis des Körpers 2 bezeichnet. Dieser Bereich 3 kleineren Querschnitts gestattet die Befestigung des Schutzbalgs 1 am männlichen Element 21 des Gelenks 20, sobald das männliche Element 21 zum Beispiel durch den Bereich 4 größeren Querschnitts des Körpers 2 in den Balg 1 eingeführt ist. Zu diesem Zweck kann eine Klemmschelle diesen Bereich 3 kleineren Querschnitts in der Nähe des freien Endes des röhrenförmigen Körpers 2 umgeben, um einen Abschnitt des Körpers 2, der den Bereich 3 kleineren Querschnitts bildet, gegen das männliche Element 21 des Gelenks 20 zu drücken. Dieser Abschnitt des Bereichs kleineren Querschnitts, an dem eine Klemmschelle anliegen kann, wird als aktiver Befestigungsbereich 31 der kleinen Basis 3 bezeichnet. Der Bereich 4 größeren Querschnitts, der als große Basis 4 des Körpers 2 bezeichnet wird, gestattet die Befestigung des Schutzbalgs 1 am weiblichen Element 22 des Gelenks 20. Zu diesem Zweck ist die große Basis 4 des Körpers 2 außen mit kreisförmigen äußeren radialen Vorsprüngen 18 versehen, die eine Aufnahme begrenzen, innerhalb welcher eine Klemmschelle sitzen sein kann.
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Diese Bereiche 3 und 4 unterschiedlichen Querschnitts sind durch eine verformbare Wand 6 des Körpers voneinander getrennt. Diese Wand 6 erstreckt sich quer zur Längsachse des Körpers und wird als äußere radiale Wand 6 des Körpers bezeichnet. Der röhrenförmige Körper 2 bildet so einen abgestuften Körper, dessen abgestufter Abschnitt von der verformbaren äußeren radialen Wand 6 gebildet ist.
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Diese äußere radiale Wand 6 ist eine Wand zur Verbindung der kleinen Basis 3 und der großen Basis 4 des Körpers 2 miteinander. Die verformbare äußere radiale Wand 6, die kleine Basis 3 und die große Basis 4 des Körpers 2 sind einstückig ausgebildet.
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Diese äußere radiale Wand 6 umfasst einen äußeren Umfangsrand 13, der vom Bereich 12 zur Verbindung der Wand 6 mit der großen Basis 4 des Körpers gebildet ist, und einen gegenüberliegenden inneren Umfangsrand 14, der vom Bereich 12 zur Verbindung der Wand 6 mit der kleinen Basis 3 des Körpers 2 gebildet ist. Diese äußere radiale Wand 6 umfasst eine Fläche 61, die zur kleinen Basis 3 gewandt ist, und eine gegenüberliegende Fläche 62, die zur großen Basis 4 des Körpers 2 gewandt ist.
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Zur Begrenzung der Gefahr von Blasenbildung ist der Balg 1 mit einer äußeren Umfangsrille 7 mit äußerer radialer Öffnung 8, das heißt, die radial nach außen mündet, versehen, um die Bildung einer kreisförmigen Verstärkungsrippe auf der Seite der Fläche der verformbaren äußeren radialen Wand 6 zu gestatten, die zur kleinen Basis des Körpers 2 gewandt ist. Diese kreisförmige äußere Umfangsrille 7 ist am Bereich 12 zur Verbindung der verformbaren äußeren radialen Wand 6 mit der großen Basis 4 des Körpers 2 angeordnet. Diese Rille 7 weist im Schnitt betrachtet eine C- oder U-Form auf. Diese Rille 7 umfasst mindestens zwei Flanken 9 und 10 und einen Boden 11. Die eine der Flanken, und zwar die Flanke 10 der Rille 7, erstreckt sich hervorstehend von der Fläche 61 der verformbaren äußeren radialen Wand 6, die zur kleinen Basis 3 des Körpers 2 gewandt ist. Diese Flanke 10, die sich hervorstehend von der Fläche 61 der verformbaren äußeren radialen Wand 6 erstreckt, die zur kleinen Basis 3 des Körpers 2 gewandt ist, und der Boden 11 der Rille 7 bilden die Verstärkungsrippe, die die Verformung des Balgs 1 an dieser Stelle begrenzt. Die Flanke 10 der Rille 7, die sich von der Fläche 61 der verformbaren äußeren radialen Wand 6, die zur kleinen Basis 3 des Körpers 2 gewandt ist, hervorstehend erstreckt, weist einen freien Rand 100 auf, der vom Abschnitt des Körpers 2 zurückgesetzt angeordnet ist, der zur Begrenzung der großen Basis 4 des Körpers 2 dient. So kann ein derartiger Balg vor Gebrauch im gestapelten Zustand mit einem ähnlichen Balg 1 gelagert werden.
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Die eine der Flanken 9 und 10 der Rille 7 erstreckt sich auf einer Seite, die andere auf der anderen Seite einer Ebene P, die senkrecht zur Längsachse des Körpers 2 und durch den Boden 11 der Rille 7 verläuft. Diese Ebene schneidet den Boden 11 der Rille 7. Anders ausgedrückt, die Flanken 9 und 10 der Rille 7 erstrecken sich beiderseits der Ebene P. So ist die Öffnung 8 der Rille 7 eine äußere radiale Öffnung, die Öffnung des C oder liegenden U, das von der Rille gebildet wird, ist zum Äußeren des Balgs gewandt.
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In den darstellten Beispielen ist die verformbare äußere radiale Wand 6 eine gefaltete Wand. Diese gefaltete Wand kann eine oder mehrere Falten umfassen. Vorzugsweise erstrecken sich die Falte(n) auf einer selben Seite der Ebene P, die senkrecht zur Längsachse des Körpers 2 und durch den Boden 11 der Rille 7 verläuft. Diese Seite der Ebene entspricht der Seite der Ebene, die zur großen Basis 4 des Körpers 2 gewandt ist. So erstreckt sich die Flanke 10, die sich von der Fläche der äußeren radialen Wand 6, die zur kleinen Basis 3 des Körpers 2 gewandt ist, hervorstehend erstreckt, auf einer Seite der Ebene P, während sich die andere Flanke 9 der Rille, die mit der Wand 6 einstückig ausgebildet sind, und die Falten der verformbaren äußeren radialen Wand 6 auf der anderen Seite der Ebene P erstrecken.
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Diese gefaltete Wand 6 umfasst vom äußeren Umfangsrand 13 der Wand in Richtung des gegenüberliegenden Umfangsrands 14 der Wand 6 eine Abfolge von mindestens drei Falten, die in den Figuren mit 15, 16 und 17 dargestellt sind, wobei diese Falten axiale Falten sind. Diese Abfolge von mindestens drei Falten 15, 16, 17 umfasst eine konkave Falte 15 mit einer Vertiefung, die zur kleinen Basis 3 gewandt ist, eine konvexe Falte 16 mit einer Wölbung, die zur kleinen Basis 3 gewandt ist, und eine konkave Falte 17 mit einer Vertiefung, die zur kleinen Basis 3 gewandt ist. Diese Abfolge von Falten gestattet es, über eine große Ausformung des Balgs bei einer Winkelbildung der Wellen des männlichen und weiblichen Elements des Übertragungsgelenks 20 zu verfügen.
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Um zu versuchen, die Aufgabe einer Ausformung des Balgs ohne Blasenbildung zu bestätigen, weist der Schutzbalg 1 eine variable Dicke der Wand zur Begrenzung des röhrenförmigen Körpers 2 auf. So weist in den dargestellten Beispielen die kleine Basis 3 einen aktiven Befestigungsabschnitt 31 auf, der von der gefalteten äußeren radialen Wand 6 durch einen röhrenförmigen Abschnitt des Körpers 2 getrennt ist, der als Übergangsbereich 32 bezeichnet wird. Dieser Übergangsbereich 32 zwischen der gefalteten äußeren radialen Wand 6 und dem aktiven Befestigungsabschnitt 31 der kleinen Basis 3 weist am röhrenförmigen Abschnitt des Körpers 2, der ihn begrenzt, eine Dicke des Körpers 2 auf, die größer als die Dicke der gefalteten äußeren radialen Wand 6 ist. Insbesondere weist dieser Übergangsbereich 32 zwischen der äußeren radialen Wand 6 und dem aktiven Befestigungsbereich 31 der kleinen Basis 3 eine Dicke des Körpers 2 auf, die von der äußeren radialen Wand 6 in Richtung des freien Endes der kleinen Basis 3 zunimmt. Ebenso weist die gefaltete verformbare äußere radiale Wand 6 eine Dicke auf, die von ihrem äußeren Umfangsrand 13 in Richtung ihres gegenüberliegenden Umfangsrands 14 zunimmt. So weist der Körper 2 eine Dicke auf, die vom äußeren Umfangsrand 13 der gefalteten verformbaren äußeren radialen Wand 6, der vom Bereich 12 zur Verbindung der Wand 6 mit der großen Basis 4 des Körpers 2 gebildet ist, in Richtung des freien Endes der kleinen Basis 3 des Körpers 2 zunimmt. Es sei ebenfalls angemerkt, dass in den dargestellten Beispielen die verformbare äußere radiale Wand 6 im positionierten Zustand des Balges, bei dem sich die Längsachse des Körpers vertikal erstreckt und die kleine Basis über der großen Basis des Körpers angeordnet ist, vom äußeren Umfangsrand in Richtung der inneren Umfangsrand der Wand abfällt.
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Die Montage eines Gelenks wie oben beschrieben erfolgt in ähnlicher Weise wie bei einem Gelenk des Standes der Technik. Bei der Montage des Gelenks wird daher das männliche Element 21 in den Balg eingeführt, indem die Rollenarmwelle auf der Seite der großen Basis des Balgs soweit eingeschoben wird, bis sie aus der kleinen Basis des Balgs hervorsteht. Das weibliche Element 22 wird dann durch teilweises Einführen auf der Seite der großen Basis des Balgs 1 angefügt und am offenen Ende des Gehäuses des weiblichen Elements 22 durch die große Basis des Balgs teilweise abgedeckt. Die Klemmschellen können dann auf dem Balg positioniert werden, damit sie einerseits am männlichen Element 21, andererseits am weiblichen Element 22 des Balgs 1 befestigt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2007/0287546 [0006]
- DE 102017104442 [0006]
- DE 9405633 [0006]
