DE3740583A1 - Faltenbalg sowie verfahren zur herstellung von faltenbaelgen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Faltenbalg (ent­ sprechend dem Oberbegriff des Anspruches 8) sowie ein Verfahren (gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1) zur Herstellung von Faltenbälgen.

Faltenbälge, wie sie insbesondere zum Schutz von Teilen von Werkzeugmaschinen dienen, sind zur Ver­ steifung und zur Erzielung einer guten Formstabi­ lität im allgemeinen mit Stützrahmen versehen, die von innen her in die Außenfalten der Decke und der beiden Schenkel des Faltenbalges eingefügt sind. Je nach dem Profil der Führungsbahn, auf der sich diese Stützrahmen im Betrieb abstützt, besitzen diese Stützrahmen eine entsprechende, vielfach U-förmige Gestalt.

Üblicherweise sind die Stützrahmen einteilig aus­ gebildet. Die Verbindung mit den Außenfalten der Decke und der beiden Schenkel erfolgt dabei durch Schweißen oder Nähen bzw. Steppen. Nachteilig ist bei dieser Art der Herstellung, daß die Verbindung der Stützrahmen mit den Außenfalten der Decke und mit den Außenfalten der beiden Schenkel in geson­ derten Arbeitsgängen erfolgen muß, sofern nicht - was im allgemeinen aus Kostengründen ausscheidet - Verbindungsmittel Verwendung finden, die der Kontur des Stützrahmens angepaßt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) zur Herstellung von Faltenbälgen zu entwickeln, das eine besonders kostensparende Fertigung ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, einen Faltenbalg zu schaffen, der sich durch eine besonders kostensparende Herstellung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 8 ge­ löst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge­ genstand der Unteransprüche.

Indem erfindungsgemäß geteilt ausgebildete Stütz­ rahmen Verwendung finden, die aus einem in eine Außenfalte der Decke einzuführenden Rahmenteil und zwei in die entsprechenden Außenfalten der beiden Schenkel einzuführenden Rahmenteilen be­ stehen, ist es möglich, zur Verbindung der Stütz­ rahmen mit dem Balgmaterial die Falten des die beiden seitlichen Schenkel bildenden Balgmateriales in gerader Verlängerung der Falten des die Decke bildenden Balgmateriales anzuordnen und alle Teile der einzelnen Stützrahmen gleichzeitig längs einer gemeinsamen geraden Linie mit dem Balgmaterial zu verbinden. Auf diese Weise ist es möglich, trotz Verwendung einfachster Werkzeuge (beispielsweise gerader Schweißbacken) die bisher für die Ver­ bindung erforderlichen mehreren Arbeitsgänge zu einem einzigen Arbeitsgang zusammenzufassen, was eine wesentliche Vereinfachung der Fertigung be­ deutet.

Nach Herstellung dieser Verbindung werden die beiden Schenkel des Balges nach innen gefaltet und die Teile der einzelnen Stützrahmen in ge­ eigneter Weise miteinander verbunden.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf ein Teilstück des Balgmateriales vor der Verbindung mit den Stützrahmen,

Fig. 2 eine Seitenansicht (Teilansicht) des aus dem Balgmaterial gemäß Fig. 1 her­ gestellten Faltenbalges (ohne die Stützrahmen),

Fig. 3 Ansichten von zwei Stützrahmenteilen, wie sie in das Balgmaterial gemäß Fig. 1 eingefügt werden,

Fig. 4 und 5 schematische Schnittdarstellungen einer Vorrichtung zur Herstellung der Faltenbälge in der Öffnungsstellung (Fig. 4) und während des Schweißvor­ ganges (Fig. 5),

Fig. 6 eine schematische Aufsicht auf die Vorrichtung in der Öffnungsstellung (entsprechend Fig. 4),

Fig. 7 und 8 Schemadarstellungen zur Erläuterung anderer Arten der Verbindung zwischen dem Balgmaterial und den Stützrahmen,

Fig. 9 einen Detailschnitt durch ein Aus­ führungsbeispiel mit mehrlagigem Balgmaterial,

Fig. 10, 11 Aufsichten (entsprechend Fig. 1) auf Zuschnitte des Balgmateriales für zweilagige Ausführungen.

Anhand der Fig. 1 bis 3 sei zunächst ein Ausfüh­ rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Faltenbälgen erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht das in eine Ebene ausge­ breitete Balgmaterial (Teildarstellung), und zwar im Bereich eines Schenkels 10 und eines Teiles der Decke 11. Die Linie 12 markiert die Lage einer Innenfalte 4 a des Faltenbalges 4 (vgl. hierzu Fig. 4, die noch näher erläutert wird), und die Linien 13, 14 kennzeichnen die Lage der benach­ barten Außenfalten 4 b. Faltlinien 15, 16 ergeben im eingeschwenkten Zustand des Schenkels (Fig. 2) einen gewissen seitlichen Überstand 17 der Decke 11 über den Schenkel 10. Faltlinien 18 ermöglichen das Einschwenken des Schenkels 10 gegenüber der Decke 11.

Wie Fig. 2 erkennen läßt (die die rechte Hälfte des Faltenbalges zeigt), müssen die Stützrahmen 5 im fertigen Zustand des Faltenbalges die Form eines umgekehrten U aufweisen, damit sie die einzelnen Außenfalten 4 b jeweils im Bereich der Decke 11 und der beiden Schenkel 10 abstützen. Um nun trotzdem die Verbindung der Stützrahmen 5 mit den Außen­ falten im Decke- und Schenkelbereich mittels ein­ facher, gerader Werkzeuge (beispielsweise Schweiß­ backen) durchführen zu können, sind erfindungs­ gemäß die Stützrahmen geteilt und bestehen jeweils aus einem in eine Außenfalte 4 b der Decke 11 ein­ zuführenden Rahmenteil 5 a und zwei in die ent­ sprechenden Außenfalten 4 b der beiden Schenkel 10 einzuführenden Rahmenteilen 5 b.

Diese Rahmenteile werden nun in der aus Fig. 3 er­ sichtlichen Anordnung, d.h. in gewissem Abstand voneinander, in das Balgmaterial eingeführt, das (entsprechend Fig. 1) so angeordnet ist, daß sich die Falten der beiden seitlichen Schenkel 10 in gerader Verlängerung der Falten der Decke 11 be­ finden. Zur Verdeutlichung ist in Fig. 1 die Lage der Stützrahmenteile 5 a, 5 b in einem Teilstück schematisch gestrichelt angedeutet.

Eine Möglichkeit der Verbindung des Balgmateriales mit den Stützrahmen im Bereich der Außenfalten 4 b sei im folgenden anhand der Fig. 4 bis 6 erläutert.

Die in den Fig. 4 bis 6 schematisch veranschaulichte Vorrichtung zur Herstellung von Faltenbälgen ent­ hält eine Vielzahl von Schweißbackenpaaren (z.B. 1, 1′), die jeweils aus zwei langgestreckten Schweiß­ backen 1 a, 1 b bestehen, die quer zu ihrer Längs­ achse (d.h. in Richtung des Doppelpfeiles 2 gemäß Fig. 4) relativ zueinander beweglich sind.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind benachbarte Backen (z.B. 1 b, 1′ b) aufeinanderfol­ gender Schweißbackenpaare (z.B. 1, 1′) starr mit­ einander verbunden (bzw. einstückig ausgebildet) und sitzen an einem gemeinsamen Träger 3 aus thermisch isolierendem Material.

Die Träger 3 der Schweißbacken sind als (senk­ recht zur Zeichenebene der Fig. 4) langgestreckte Platten ausgebildet und besitzen eine solche Höhe H, daß sie zugleich Abstützungen bilden, auf denen der Faltenbalg 4 mit seinen Innenfalten 4 a auf­ liegt.

In die Außenfalten 4 b des Faltenbalges 4 sind von innen her Stützrahmen 5 eingeführt, die mit den Außenfalten 4 b durch die seitlich angreifenden, in Längsrichtung des Faltenbalges 4 zusammenpreß­ baren Schweißbacken (z.B. 1 a, 1 b) verschweißt werden.

Wie Fig. 6 erkennen läßt, ragen zumindest die Träger 3 der Schweißbacken, zweckmäßig jedoch auch die Schweißbacken selbst (zur Anpassung an unterschiedliche Breiten des Faltenbalges), über die seitlichen Ränder des Faltenbalges 4 (im flach ausgebreiteten Zustand) hinaus und sind in diesem seitlich vorstehenden Bereich auf Führungs­ schienen 6, 7 in Längsrichtung des Faltenbalges, d.h. in Richtung des Doppelpfeiles 2, verschieb­ bar geführt, wobei die Schweißbacken bei einer solchen Bewegung in Längsrichtung des Falten­ balges ihre parallele Lage zueinander beibehalten.

Die Schweißbacken aller Schweißbackenpaare, ihre Träger 3 sowie die Führungsschienen 6, 7 sind Bestandteil eines transportablen Werkzeuges, das zur Durchführung des Schweißvorganges auf einen mit einer Heizplatte 8 versehenen Schweißtisch aufgesetzt wird.

Zweckmäßig ist das Werkzeug mit Halterungs- und Spannmitteln (nicht veranschaulicht) versehen, durch die die Schweißbacken (z.B. 1 a, 1 b) wahl­ weise entweder in einer Öffnungsstellung (Fig. 4) gehalten werden, in der die Außenfalten 4 b des Faltenbalges 4 mit den in die Außenfalten einge­ fügten Stützrahmen 5 zwischen die Backen der ein­ zelnen Schweißbackenpaare eingelegt werden können, oder in einer Schließstellung (Fig. 5), in der die Backen der einzelnen Schweißbackenpaare die Außen­ falten 4 b des Faltenbalges 4 und die in die Außen­ falten eingefügten, hiermit zu verschweißenden Stützrahmen 5 zusammenpressen.

Die Schweißbacken (z.B. 1 a, 1 b) und ihre Träger 3 sind zweckmäßig so dimensioniert, daß die Außen­ falten 4 b in der Schließstellung (Fig. 5) der Schweißbacken einen lichten Abstand a von der Heizplatte 8 aufweisen, auf die die Schweißbacken vorzugsweise mit ihrer ganzen Länge zur Durchfüh­ rung des Schweißvorganges aufgesetzt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens werden somit - zwecks gleichzeitiger Verschweißung einer Viel­ zahl von Außenfalten 4 b mit den dazwischen be­ findlichen Stützrahmen 5 - die Schweißbacken einer Vielzahl von Schweißbackenpaaren (z.B. 1, 1′) gleichzeitig einander in Längsrichtung des Falten­ balges 4 genähert und gemeinsam in Richtung auf­ einander gepreßt. Der Preßdruck ist in Fig. 5 durch die Pfeile 9 veranschaulicht.

Sind auf diese Weise alle Teile 5 a, 5 b der ein­ zelnen Stützrahmen 5 gleichzeitig längs einer ge­ meinsamen geraden Linie mit dem Balgmaterial ver­ schweißt (wie anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert wurde), so werden nach dem Schweißvorgang und dem Öffnen des Werkzeuges die beiden Schenkel 10 des Faltenbalges 4 nach innen gefaltet, so daß der Balg die in Fig. 2 veranschaulichte Form erhält.

Im allgemeinen wird es zur Erzielung einer genü­ genden Steifigkeit und Formstabilität erwünscht sein, die Teile 5 a und 5 b der Stützrahmen 5 mit­ einander zu verbinden, nachdem die Schenkel 10 des Faltenbalges nach innen geschwenkt sind. Zu diesem Zweck können die Rahmenteile 5 a, 5 b an Stellen, die nach dem Einschwenken der Schenkel 10 übereinanderliegen, Durchbrüche 19, 20 erhalten (vgl. Fig. 3), in die geeignete Verbindungsmittel, beispielsweise Kunststoff-Druckknöpfe, eingefügt werden.

Wie Fig. 5 zeigt, kann das Werkzeug noch einen auf die Stützrahmen 5 aufsetzbaren Ausrichtkamm 21 enthalten, der beim Zusammenspannen des Falten­ paketes dafür sorgt, daß die Stützrahmen 5 gleiche Höhe aufweisen. Zweckmäßig besitzt dieser Aus­ richtkamm 21 eine geringe Wandstärke, so daß er beim Zusammenpressen des Faltenpaketes seitlich ausweichen kann.

Während bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bis 6 die gleichzeitige Verschweißung einer Vielzahl von Außenfalten mit den dazwischen befindlichen Stützrahmen über Schweißbackenpaare erfolgt, deren Schweißbacken gleichzeitig einander in Längsrich­ tung des Faltenbalges genähert und gemeinsam in Richtung aufeinander gepreßt werden, veranschau­ lichen die Fig. 7 und 8 zwei andere Möglichkeiten der Verbindung, die im Rahmen der Erfindung einge­ setzt werden können.

Gemäß Fig. 7 werden zur gleichzeitigen Verschwei­ ßung einer Vielzahl von Außenfalten 4 b mit den dazwischen befindlichen Stützrahmen 5 die Stütz­ rahmen gemeinsam von innen in die Außenfalten 4 b senkrecht zur Längsrichtung des Faltenbalges, d.h. in Richtung der Pfeile 22 gegen ein Widerlager gepreßt, das durch eine Heizplatte 8 gebildet wird. Anders als bei dem Verfahren gemäß der Fig. 4 bis 6 wird hierbei die Schweißverbindung nicht an den Seitenflächen der Stützrahmen 5, sondern im wesent­ lichen an der Stirnseite dieser Stützrahmen herge­ stellt.

Wie anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert, werden je­ doch auch in diesem Falle die Falten des die beiden seitlichen Schenkel 10 bildenden Balgmateriales in gerader Verlängerung der Falten des die Decke 11 bildenden Balgmateriales angeordnet, so daß alle Teile 5 a, 5 b der einzelnen Stützrahmen 5 gleich­ zeitig längs einer gemeinsamen geraden Linie mit dem Balgmaterial verbunden werden können.

Fig. 8 veranschaulicht schematisch die Verbindung der Stützrahmen 5 mit dem Material des Falten­ balges 4 im Bereich der Außenfalten 4 b durch Nähen oder Steppen längs der Verbindungslinien 23.

Im Rahmen der Erfindung kann der Balgkörper ein­ lagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Fig. 9 ver­ anschaulicht schematisch eine zweilagige Ausfüh­ rung des Faltenbalges, wobei die beiden Lagen 4 x, 4 y lediglich im Bereich der mit den Stützrahmen 5 verbundenen Zonen 24 miteinander verbunden sind. Eine solche Ausführung besitzt den Vorteil, daß eine flächenhafte Verklebung der beiden Lagen 4 x, 4 y und der dadurch bedingte herstellungstechnische Aufwand vermieden ist.

Bei der Herstellung von Faltenbälgen mit mehrlagi­ gem Balgkörper ist es bisher im allgemeinen üblich, die innere Lage im Bereich der Falt- und Knick­ stellen zwischen Decke und Schenkeln mit geeigneten Aussparungen zu versehen, um in diesen Zonen eine das Zusammendrückmaß des Faltenbalges vergrößernde Materialanhäufung zu vermeiden. Fig. 10 veran­ schaulicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Faltenbalges, bei dem trotz Verwendung durchgehender, d.h. von Ausnehmungen freier Zu­ schnitte einerseits die gewünschte Mehrlagigkeit im Bereich von Decke und Schenkeln erzielt, ande­ rerseits im Bereich der Faltstellen am Übergang zwischen Decke und Schenkeln die erwünschte Ein­ lagigkeit vorhanden ist.

Zur Herstellung des Faltenbalges finden zwei Zu­ schnitte 25, 26 Verwendung, von denen der Zuschnitt 25 mit einer nachstehend erläuterten Ausnahme dem in Fig. 1 veranschaulichten Balgmaterial entspricht (so daß für entsprechende Elemente gleiche Bezugs­ zeichen vorgesehen sind). Die beiden Schenkel 10 weisen eine in Längsrichtung des Balges verlaufende Faltlinie 27 auf, um die die äußere Zone 28 der Schenkel 10 nach innen (d.h. über die Zone 29) ge­ faltet werden kann, so daß die Schenkel 10 im Be­ reich der übereinander gefalteten Zonen 28, 29 zweilagig sind.

Der weitere rechteckige Zuschnitt 26 besitzt eine Breite, die dem Abstand der beiden Faltlinien 15 der Decke 11 entspricht. Durch Übereinanderlegen der Zuschnitte 25, 26 (vor dem Einlegen der Stütz­ rahmen) ergibt sich auf diese Weise auch für den Hauptteil der Decke 11 eine Zweilagigkeit.

Die Bereiche zwischen den Faltlinien 15 und 30, d.h. die Übergangszonen zwischen der Decke 11 und den beiden Schenkeln 10, bleiben bei diesem Aus­ führungsbeispiel einlagig, um den Faltvorgang zu erleichtern und um insbesondere ein möglichst ge­ ringes Zusammendruckmaß des Faltenbalges zu er­ zielen.

Die erfindungsgemäße Teilung der Stützrahmen und ihre Verbindung mit dem Balgkörper erfolgt in der anhand der Fig. 1 bis 9 erläuterten Weise.

Fig. 11 veranschaulicht einen Zuschnitt 26′, der anstelle des Zuschnittes 26 mit dem Zuschnitt 25 (Fig. 10) Verwendung finden kann. Er ist auf bei­ den Seiten um die Distanz zwischen den Faltlinien 15, 16 breiter als der Zuschnitt 26. Die äußeren Streifen 26′a, 26′b werden infolgedessen beim Ein­ biegen der Schenkel 10 mit nach innen gefaltet, so daß die Decke 11 im Bereich ihrer beiden überste­ henden seitlichen Kanten dreilagig ist.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Faltenbälgen, die aus einer Decke (11) und zwei seitlichen Schen­ keln (10) bestehen, wobei in die Außenfalten (4 b) der Decke und der beiden Schenkel von innen her Stützrahmen (5) eingeführt werden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Es finden geteilt ausgebildete Stützrahmen (5) Verwendung, die als einem in eine Außenfalte (4 b) der Decke (11) einzuführen­ den Rahmenteil (5 a) und zwei in die ent­ sprechenden Außenfalten (4 b) der beiden Schenkel (10) einzuführenden Rahmenteilen (5 b) bestehen;
• b) zur Verbindung der Stützrahmen (5) mit dem Balgmaterial werden die Falten des die beiden seitlichen Schenkel (10) bildenden Balgmateriales in gerader Verlängerung der Falten des die Decke (11) bildenden Balg­ materiales angeordnet und alle Teile (5 a, 5 b) der einzelnen Stützrahmen (5) gleich­ zeitig längs einer gemeinsamen geraden Linie mit dem Balgmaterial verbunden;
• c) nach Herstellung dieser Verbindung werden die beiden Schenkel (10) des Balges (4) nach innen gefaltet und die Teile (5 a, 5 b) der einzelnen Stützrahmen (5) miteinander ver­ bunden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindung der Stützrahmen (5) mit dem Balgmaterial durch Verschweißen erfolgt, wobei zur gleichzeitigen Verschweißung einer Vielzahl von Außenfalten (4 b) mit den dazwischen befindlichen Stützrahmen (5) die Schweißbacken (z.B. 1 a, 1 b) einer Vielzahl von Schweißbacken­ paaren (z.B. 1, 1′) gleichzeitig einander in Längsrichtung des Faltenbalges genähert und gemeinsam in Richtung aufeinander gepreßt wer­ den.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindung der Stützrahmen (5) mit dem Balgmaterial durch Verschweißen erfolgt, wobei zur gleichzeitigen Verschweißung einer Vielzahl von Außenfalten (4 b) mit den dazwischen befindlichen Stützrahmen (5) die Stützrahmen gemeinsam von innen in die Außenfalten (4 b) senkrecht zur Längsrichtung des Faltenbalges gegen ein als Heizplatte (8) ausgebildetes Widerlager gepreßt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindung der Stützrahmen (5) mit dem Balgmaterial durch Nähen oder Steppen er­ folgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest in Teilbereichen der Decke (11) und/oder der Schenkel (10) mehrlagiges, insbesondere zwei- oder dreilagiges Balgmaterial Verwendung findet, wobei die einzelnen Lagen (z.B. 4 x, 4 y) durch die Verbindung mit den Stützrahmen (5) gleichzeitig auch miteinander verbunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Herstellung des Faltenbalges wenigstens ein rechteckiger, von Ausnehmungen freier Zuschnitt (25) des Balgmateriales Ver­ wendung findet, wobei der Zuschnitt vor der Verbindung mit den Stützrahmen (5) im Bereich zweier gegenüberliegender Längsseiten unter Bildung zweilagiger Schenkel (10) nach innen gefaltet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Herstellung des Faltenbalges ein weiterer rechteckiger, von Ausnehmungen freier Zuschnitt (26) des Balgmateriales Verwendung findet, der vor der Verbindung mit den Stütz­ rahmen (5) unter Bildung einer zweiten Lage der Decke (11) auf den ersten Zuschnitt (25) aufgelegt wird.

8. Faltenbalg, bestehend aus einer Decke (11) und zwei seitlichen Schenkeln (10), wobei Stütz­ rahmen (5) in die Außenfalten (4 b) der Decke (11) und der beiden Schenkel (10) eingefügt und mit den Außenfalten verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der geteilt ausgebildete Stützrahmen (5) aus einem in eine Außenfalte (4 b) der Decke eingeführten Rahmenteil (5 a) und zwei in die entsprechenden Außenfalten (4 b) der beiden Schenkel (10) eingeführten Rahmen­ teilen (5 b) besteht, wobei die einzelnen Rahmen­ teile (5 a, 5 b) des Stützrahmens (5) starr mit­ einander verbunden sind.

9. Faltenbalg nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Balgmaterial zumindest in Teilbereichen der Decke (11) und der Schenkel (10) mehrlagig, insbesondere zwei- oder drei­ lagig, ausgebildet ist, wobei die einzelnen Lagen (z.B. 4x, 4y) lediglich im Bereich der mit den Stützrahmen (5) verbundenen Zonen (24) miteinander verbunden sind.