DE3502376C2

DE3502376C2 - Faltenbalg

Info

Publication number: DE3502376C2
Application number: DE3502376A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Osaka Nishi
Original assignee: SAKAI TOKUSHU CAMERA SEISAKUSHO TOYONAKA OSAKA JP KK
Current assignee: SAKAI TOKUSHU CAMERA SEISAKUSHO TOYONAKA OSAKA JP KK
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1986-04-17
Also published as: US4662734A; GB2155646B; JPH0342445B2; DE3502376A1; GB8432792D0; GB2155646A; JPS60159716A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Faltenbalg mit einem flexiblen, rohrförmigen Körper aus einem Flachmaterial, welches in Längsrichtung des Körpers derart alternierend nach innen und außen gefaltet ist, daß sich in Umfangsrichtung verlaufende Falten ergeben. Eine Oberfläche des Flachmaterials ist gemäß der Erfindung angrenzend an die in Umfangsrichtung verlaufenden Falten mit einem Verstärkungsmaterial bedruckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Faltenbalg nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Faltenbälge dieser Art sind zum Einsatz bei optischen Instrumenten, wie z. B. Kameras, bekannt. Solche Faltenbälge bestehen aus einem flexiblen rohrförmigen Körper, dessen Wand in Längsrichtung des Balges in vorgegebenen Abständen alternierend nach innen und außen gefaltet ist, so daß der Faltenbalg verlängert und verkürzt werden kann. Zwischen den Falten sind Verstärkungen N⁷V,-. Verstärkungselemente vorgesehen, die die Steifigkeit des Faltenbalges erhöhen und verhindern, daß sich dieser zu leicht vetiormt.

Das Flachmaterial für den Zuschnitt solcher Faltenbälge besteh« üblicherweise aus drei übereinanderliegenden Schichten, wobei die Verstärkungen an der Inneren Schicht vorgesehen sind. Diese bestehen aus Papier, welches In Streifen mit vorgegebener Form zugeschnitten Ist. Diese Streifen werden mit Hilfe eines Klebstoffes an der Innersten Schicht des rohrförmigen Körpers angeklebt. Haben die Streifen eine unregelmäßige Form oder sind sie ungenau positioniert, ergibt sich eine verringert«: Widerstandsfähigkeit des Faltenbalges gegen Deformation und eine verringerte Lebensdauer. Nachteilig ist daher bei den bekannten Bauarten, daß die verstärkenden Papierstreifen sehr genau zugeschnitten und mit hoher Präzision an der Innersten Schicht des Flachmaterials angebracht werden müssen. Dies kann in der Regel nur von geschickten Fachkräften durchgeführt werden.

Bekannt ist auch ein Faltenbalg, der zum Schutz von Gelenkverbindungen im Kraftfahrzeugbau eingesetzt werden kann (DE-GM 80 01 872). Auch dieser Faltenbalg besteht aus einem aus drei Schichten aufgebauten Material, dessen Schichten dort so gewählt sind, daß der Faltenbalg den ständig wechselnden Belastungen und auch chemischen Angriffen von Fetten, Ölen, Salzen od. dgl. Widerstand leistet. Der Faltenbalg 1st deshalb dort ein- oder beidseitig mit einer Elastomerschicht verbunden. Für einen Faltenbalg für eine Kamera läßt sich aus den vorher erwähnten Gründen ein solches Material nicht einsetzen.;

Der Erfindung liegt daher dle}Aüfgabe zugrunde, einen Faltenbalg der eingangs genannten Art so auszubilden, daß seine Herstellung ohne manuelle Geschicklichkeit von Fachkräften auch In einer Massenproduktion möglich Ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.

Durch diese Ausgestaltung wird ein maschineller Herstellungsschritt an die Stelle manueller Arbeit gesetzt. Das Aufdrucken kann sehr einfach und präzise geschehen, so daß die Verstärkungselemente genau positioniert sind. Zweckmäßig wird als Druckmaterlal ein durch Erwärmen aufschäumbares Material verwendet, das eine besonders gute Festigkeit an den gewünschten Stellen ergibt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eln^s Ausführungsbeispiels erläutert, das in den Zeichnungen gezeigt ist. Es zeigt

Fig. I einen Teilquerschnitt durch ein Flachmaterlal für einen Faltenbalg gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Stück des Flachmateri-Als für einen Faltenbalg gemäß der Erfindung mit aufgedruckten Verstärkungselementen aus einem aufschäumbaren Druckmaterial;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Wärmebehandlungsschrittes für das Flachmaterlal gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Stirnansicht eines aus Flachmatelal zu einem rohrförmigen Körper aufgestellten Faltenbalges gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines in Falten gelegten Faltenbalges gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine vergrößerte Teil-Seitenansicht des Fakenbalges gemäß Fig. 5, teilweise im Schnitt, und

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Rahmenelement zur Befestigung an den Enden des Faltenbalges gemäß Fig. 5.

Im einzelnen wird aus Fig. 1 deutlich, daß das Flachmaterial 1 für einen Faltenbalg aus mehreren Lagen besteht, beispielsweise aus drei Lagen 2, 3 und 4, nämlich einer äußeren Lage bzw. einer Außenschicht 2, welche aus Nylon oder anderen synthetischen Materialien hergestellt ist, aus einer lichtabschirmenden mittleren Lage bzw. Zwischenschicht 3, die aus einer Mischung von Nylon und Vinylchlorid hergestellt ist, und aus einer Inneren Lage bzw. einer Innensch>?ht 4, welche aus Nylon, Nylonstoff, Seide, Kunstseide, Baumwolle oder einem anderen Faser- oder Stoffmaterial hergestellt ist. Hinsichtlich der Materialien für die drei Schichten besteht dabei allerdings keine Einschränkung auf die vorstehend genannten Materlallen. Auch andere Materiallen können mit Erfolg verwendet werden.

Die Innenschicht 4 Ist beispielsweise schwarz gefärbt. Die Außenschicht 2 Ist beispielsweise genarbt, so daß sie wie Schafsleder aussehen kann. Die Zwischenschicht 3 besteht beispielsweise aus transparentem Nylon, 5C' welchem ein schwarzer Farbstoff zugesetzt ist, um eine Lichtabschirmwirkung zu erreichen. Bei einem Faltenbalg für eine Kamera Ist das Flachmaterial 1 etwa 0,2 bis 0,3 mm dick, damit sich eine ausreichende Flexibilität ergibt. Das Flachmaterlal 1 wird in rechteckige Stücke mit einer vorgegebenen Größe von etwa 600 χ 500 mm² zugeschnitten.

Die Innenschicht 4 des Materialstücks wird positioniert und mit einem vorgegebenen Muster eines aufschäumbaren Beschlchtungsmaterials 5 beschichtet. beispielsweise mit einem aufschäumbaren Styrol oder sUrethan, wobei die Beschichtung beispielsweise als Slebjdruckerzeugt werden kann. Das.aufschäumbare Material 5 besteht aus einem z. B. weiß gefärbten Grundmaterial, in dem ein Farbstoff disperglert ist, damit sich Insgesamt eine nicht-glänzende (stumpfe), schwarz gefärbte Oberfläche ergibt. Dem aufschäumbaren Material 5 kann ein Zuschlagstoff zugesetzt werden, um dessen Steifigkeit zu erhöhen.

Wie Fig. 2 zeigt, bildet das aufschäumbare Beschichtungsmateriai 5 einzelne Verstärkungsstücke 15, die im wesentlichen eine rechteckige Form haben, wobei jedoch eine Schmalseite 15a schräg verläuft. Die rechteckigen Verstärkungsstücke 15 sind paarweise so angeordnet, daß sich ihre schrägen Schmalselten 15a gegenüberliegen und parallel zueinander verlaufen. Im einzelnen sind die Verstärkungsstücke 15 am" Zeilen Ll, L2,... Ln und Spalten Rl, Rl. . .Rm aufgeteilt und fluchtend zueinander ausgerichtet. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel sind acht Spalten R vorgesehen (es gilt also: m = 8). Die Anzah.¹ der Zeilen L hängt von der axialen Länge des rohrförmigen Körpers des Faltenbalges ab und folglich von der Anzahl der Falten 13, 14, auf die später eingegangen wird.

Jede der vier Seitenflächen des rechteckigen Rohres des Faltenbalges umfaßt beim fertigen Faltenbalg zwei Spalten bzw. Reihen von Verstärkungsstücken 15, d. h. die Verstärkungsstücke in den Spalten Λ1 und Ri, R2 und R3, RA und Λ5 sowie R6 und RT.

Die Richtung, in der die schrägen Schmalseiten 15a benachbarter Verstärkungsstücke 15 in eine· Zeile L abgeschrägt sind, ist zur Richtung der Abschrägung in den beiden angrenzenden Zellen L entgegengesetzt, so daß die Zwischenräume 6 zwischen den schrägen Schmalseiten 15a der einzelnen Paare von Verstärkungsstücken jeweils ein Zick-Zack-Muster bilden. Außerdem sind benachbarte Zick-Zack-Muster jeweils um einen Schritt gegeneinander versetzt, so daß in einer Zelle auf einen schräg nach rechts unten verlaufenden Zwischenraum des einen Zick-Zack-Musters ein schräg nach links unten verlaufender Zwischenraum 6 des nächsten Zick-Zack-Musters folgt usw. Beim fertigen Faltenbalg wird jedes der durch die Zwischenräume 6 definierten Zick-Zack-Muster zu einer zick-zack-förmig verlaufenden Falte, wobei das Materialstück bzw. der Zuschnitt gemäß Fig. 2 insgesamt vier Zick-Zack-Muster aus aufeinanderfolgenden Zwischenräumen 6 aufweist. Zwischen den Längsseiten 156 benachbarter Verstärkungsstücke 15 sind außerdi τι Zwischenräume 7 vorgesehen, die parallel zu den einzelnen Zellen in einer geraden Linie miteinander fluchten, wobei die Zwischenräume 7 beim fertigen Faltenbalg zueinander parallele Falten 13, 14 bilden, während die zlck-zack-förmig verlaufenden Falten mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet sind (Fig. 5).

Fig. 3 zeigt schematise!! eine Vorr.chtung zur Durchführung einer Wärmebehandlung des bedruckten bzw. beschichteten Flachmaterials 1. Das Flachmaterial 1 mit dem Beschlchtungsmaterlal 5 wird zwischen einer Heizwalze 8 und einer Gegenv alze 9 hindurchgeführt, wobei die Innenschicht 4 der Heizwalze 8 zugewandt ist. Wenn das Flachmaterial 1 zwischen den beiden Walzen 8 und 9 hindurchläuft, wird es von der Heizwalze 8 erwärmt, so daß das Beschichtungsmaterial 5 geschäumt wird, was zu einem Hochstelgen der Oberseite des Beschichtungsmaterials 5 bzw. der Verstärkungsstücke 15 über die Außenseite der Innenschicht 4 führt. Die zunächst flachen aufgedruckten Musterelemente können nunmehr als Verstärkungsstücke für das Flachmaterial 1 dienen und erhöhen die Steifigkeit desselben. Im einzelinen hängt die Steifigkeit davon ab, wie hoch das ; iBeschichtungsmatertai aufgeht und welche Art und Menge des Zuschlagstoffes In dem Beschichtungsmaterial vorhanden 1st. Die Höhe, auf die das Beschlchtungsmaterlal aufgeht, h£ngt vom Ausdehnungsverhältnis des iiufschäumbaren Materials ab. Das Aufheizen des Beschlchtungsmaterlals lann auch In anderer Weise, beispielsweise mittels eines Infrarot-Strahlers, erfolgen.

Nach der Durchführung der Wärmebehandlung des Flachmaterials 1 können dessen Kanten exakt auf eine vorgegebene Größe zugeschnitten werden, die dem gewünschten Faltenbalg entspricht. Anschließend wird das Flachmaterial I bzw. der fertige Zuschnitt dann zu einem rechteckigen Rohr gebogen, wie dies in Fig.4 gezeigt ist. Dabei liegen die Ecken 10 des Rohre im Bereich der Zwischenräume 6. Die freien Enden 11a und 116 des Zuschnitts werden mittels einer transparenten Klebmittelschicht 12 verbunden, beispielsweise mittels einer Nylonfolie, die zwischen die sich überlappenden Enden Ha und llfi gelegt wird und beim Erhitzen schmilzt. Beim Verkleben der Enden 11a und Hi durch Erhitzen der Schicht 12 wird zwischen die Enden 11a. Wb beispielsweise mindestens ein in axialer Richtung verlaufender schwarzer Faden 17 eingelegt, welcher sich über die gesamte Länge des Rohres erstreckt und verhindert, daß an der Verbindungsstelle Licht in das Innere des Faltenbalges eintreten kann.

An den Enden 20 des Zuschnitts bzw. des Rohres 1 werden Öffnungen 19 hergestellt, an ώηεη mit Hilfe von Schrauben 23 in üblicher Weise rechteckige Montageplatten bzw. Rahmen 21 (Fig. 7) befestigt werden. Mit den Rahmen 21 am einen Ende des Balges kann nunmehr beispielsweise eine Glasplatte verbunden werden, während mit dem anderen Rahmen ein Linsensystem verbunden wird.

Nach dem Aufstellen und Kleben des Rohrs wird das Flachmaterial in Längsrichtung des Rohrs alternierend in entgegengesetzte Richtungen gefaltet, um den in Fig. 5 gezeigten Faltenbalg zu erhalten. Dieser besitzt horizontale Falten 13 und vertikale Falten 14, die in senkrecht zur Längsachse des Rohrs verlaufenden Ebenen liegen. Die horizontalen und vertikalen Falten 13, 14 entstehen durch Falten des Flachmaterials längs der zueinander parallelen Zwischenräume 7 (Fig. 2). Die schrägen Falten bzw. die zick-zack-förmigen Falten i6 an den Ecken 10 des Rohrs entstehen durch Umfalten des Flachmaterials längs der Zwischenräume 6. Dabei ist zu beachten, daß das aufgeschäumte Beschichtungsmaterial 5 Verstärkungselemente 15 bildet, die zwischen den Falten 13. 14, 16 im wesentlichen die gesamte Innenseite der Innenschicht 4 bedecken. Im einzelnen bilden benachbarte Paare von Verstärkungselement?n 15 an den Innenseiten des Rohres bzw. des Bilges Im Querschnitt V-förmige Profile, wobei sämtliche zwischen den Falten 13 und 14 liegenden Materialbereiche durch die Verstärkungselemente 15 verstärkt werden.

Nachdem das Flachmaterial zu dem in Fig. 5 gezeigten Faltenbalg zusammengefaltet Ist, erfolgt eine Wärmebehandlung zur Fixierung der Balgform. Beispielsweise wird das Material für etwa 3 Minuten auf eine Tempere tur von etwa 110° C erwärmt. Dies führt zu einer plastischen Verformung des Flachmaterials Im Bereich der Falten 13, 14 und 16, so daß der Faltenbalg eine stabile Form erhält. Schließlich werden Fussel und dergleichen, welche bei der Fertigung am Balgmaterial hängengeblieben sind, durch Absengen mit einer Spirituslampe oder dergleichen entferr'. Das Anbringen der Montagerahmen 21 an den Enden des Balges erfolgt dabei vor allem nach dem Entfernen von Staub und Fusseln.
., Wie aus der vorstehenden Beschrejbung.^etftjich wird, erfolgt die Verstärkung des FiäcrWaWiaJs durch geschäumte Verstärkungsstücke, die auf die Innenseite des Flachmaterials 2i|fged<?jckt werden, so daß kein besonders geschickter Mitarbeiter die Verstärkungselemente genau anbringen kann. Da das Aufbringen des ungeschäumten Materials durch Drucken erfolgt, kann

außerdem eine sehr gleichmäßige Qualität der Verstärkungen erhalten werden. Außerdem können mit einer einzigen Druckplatte bequem verschiedene Muster von Verstärkungselementen gedruckt werden.

Das Flachmaterial selbst 1st lichtundurchlässig, wenn S ein glanzloser, schwarzer Farbstoff verwendet wird. Bei dieser Ausgestaltung kann folglich auf eine vierte Spezlalschicht verzichtet werden, wie sie bisher In gewissen Fällen zur Lichtabschirmung vorgesehen wird. Dies bedeutet, daß der Balg nur zwei Schichten aufweist, nämlich das Flachmaterial 1, welches Insgesamt als eine erste Schicht betrachtet wird, und das aufgedruckte Verstärkungsmaterlal 5 (Flg. 6). Die verringerte Anzahl der den Faltenbalg bildenden Schichten führt zu einer Gewichtsverringerung und einer erhöhten Flexibilität, so daß der Faltenbalg nicht nur In axialer Richtung verlängert und verkürzt werden kann, sondern auch schräg zur axialen Richtung. Die verringerte Anzahl der Balgelemente tragt außerdem zur Vereinfachung der Fertigung und zur Verringerung der Herstellungskosten bei.

Während die Verstärkungselemente beim Ausführungsbeispiel aus einem aufschäumbaren Material hergestellt werden, besteht auch die Möglichkeit, eine gewöhnliche gefärbte Masse oder eine wärmeempflndliche Farbmasse zu verwenden. In diesem Fall Ist es allerdings erforderlich, die gefärbte Masse bzw. die wärmeempfindliche Farbmasse von vornherein mit einer vorgegebenen Dicke aufzudrucken. Dabei kann die Masse Ruß- bzw. Kohlenstoffpartikel enthalten, um eine besonders gute Lichtabschirmung zu erreichen.

Das Aufdrucken des Verstärkungsmaterials erfolgt Im Beispiel nach dem Siebdruckverfahren, kann aber auch Im Offset-Druck, Im Tiefdruck oder nach einem anderen Druckverfahren, beispielsweise nach dem Textildruckverfahren, erfolgen.

Bei Kameras mit automatischer Scharfeinstellung und anderen elektronisch gesteuerten Kameras sind mti der Fokusiervorrichtung Leiterbahnen elektrischer Leiter und Signalleitungen verbunden, welche dazu dienen, eine Batterie in der Kamera mit der Fokusiervorrlchtung zu verbinden, sowie dazu, verschiedene Signale zu übertragen, welche von Sensoren erzeugt werden, die Ihrerseits dazu dienen, einen Objektabstand oder die Helligkeit zu erfassen. Es besteht die Möglichkeit, die erforderlichen elektrischen Leiterbahner als vorgegebenes Muster eines leitfähigen Materials auf das Flachmaterial des Faltenbalges aufzudrucken.

Das leitfähige Material kann beispielsweise auf die Innenseite der Innenschicht 4 aufgedruckt werden, wie dies In FI g. 2 gezeigt Ist. Gemäß FI g. 2 sind zwei elektrisehe Verbindungsieitungen 31, 32 (bzw. Speiseleitungen) sowie zwei Signalleitungen 33, 34 vorgesehen, welche sich beispielsweise zwischen benachbarten Spalten von Verstärkungsstücken 15 längs der Längsachse des Zuschnitts bzw. des fertigen Rohres erstrecken. Die Leiterbahnen 31 bis 34 sind an Ihren Enden jeweils mit Anschlußbereichen T versehen, mit welchen externe Zuleitungen (nicht dargestellt) verbunden werden können. Das Muster von Leiterbahnen kann entsprechend den jeweiligen Erfordernissen der Kamera gewählt werden, für die der Faltenbalg verwendet werden soll. Aufgrund des Vorhandenseins Integrierter Leiterbahnen am Faltenbalg ergibt sich die Möglichkeit, auf die andernfalls erforderlichen externen Verbindungsieitungen zu verzichten. Ais leitfähiges Materia! kann ein Material mit darin disperglerten Kohlenstoffpartikeln verwendet werden. Auch die Beschlchtungsmaterialien für Magnetbänder können verwendet werden. Statt dessen oder zusätzlich besteht die Möglichkeit für die Übertragung von Lichtsignalen über optische Faserlelter, weiche mit dem Balgmaterial verbunden sind.

Wie oben ausgeführt, Ist das vorstehend beschriebene Flachmaterlal 1 selbst lichtundurchlässig; es ist jedoch möglich, die Außenseite der Außenschicht 2 und/oder die Innenseite der Innenschicht 4 mit einem Hchtundurchlässlgen Material, beispielsweise einem schwarzen Farbstoff, zu beschichten, Insbesondere zu bedrucken, um die Llchtundürchlässlgkelt welter zu verbessern. Eine entsprechende aufgedruckte, lichtundurchlässige Schicht 41 Ist In Flg. 6 angedeutet.

Wenn der Fltenbalg als ein Kanal, beispielsweise zum Verbinden von Kammern, mit unterschiedlichen Temperaturen verwendet wird, Ist es außerdem möglich, die Innenschicht und/oder die Außenschicht mit einem Material zu beschichten, welches den Wärmetransport, je nach dem angestrebten Zweck, fördert oder erschwert. Derartige wärmeleitende Schichten oder Ssolatlonsschlchten können ebenfalls aufgedruckt werden. Eine derartige Schicht 43 Ist ebenfalls In Flg. 6 angedeutet.

Das leitfähige Material für die elektrischen Leiterbahnen 31 bis 34, das lichtdurchlässige Material der Schicht 41 und das wärmeleitende bzw. Isolierende Material der Schicht 43 können nach dem Verfahren des Mehrschichtendrucks aufgebracht werden.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die beschreiben FaltenbUlge auch bei Werkzeugmaschinen und dergleichen eingesetzt werden können, um das FJndringen von Staub und anderen Fremdkörpern zu verhindern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Faltenbalg mit einem flexiblen, rohrförmigen Körper, dessen Wand In Längsrichtung entlang von In Umfangsrichtung verlaufenden Falten alternierend nach Innen und außen gefaltet und zwischen den In Umfangsrichtung verlaufenden Falten mit Verstärkungselementen versehen ist, welche die Festigkeit des Faltenbalges erhöhen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente (15) aus einem sich erhärtendem Druckmaterlal bestehen, das als Muster auf eine Oberfläche der Wand aufgedruckt ist.

2. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmaterial ein durch Erwärmen aufschäumbares Material ist.