DE4310510A1 - Faltenbalg - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen mit einer Anschlußmanschette an einem Maschinen
teil festlegbaren Faltenbalg, der aus polymerem Werkstoff besteht und Falten
aufweist, die zumindest in einem Teilbereich schraubengangförmig ausgebildet
sind.
Ein derartiger Faltenbalg ist aus dem DE-GM 82 00 937 bekannt. Der Faltenbalg
besteht aus einem Elastomer und weist im wesentlichen gleichförmige Faltungen
auf, die schraubenförmig ausgebildet sind. Die Faltungen sind in zwei axial be
nachbarte Abschnitte unterteilt, die eine relativ entgegengesetzt gerichtete Stei
gung aufweisen.
Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Anschlußmanschetten mit Schlauch
schellen am Maschinenteil festgelegt werden müssen. Dies ist in montagetechni
scher Hinsicht wenig befriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Faltenbalg der vorbekannten Art
derart weiterzuentwickeln, daß sich eine vereinfachte Befestigung des Falten
balgs am Maschinenteil ergibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von
Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprü
che Bezug.
Es ist vorgesehen, daß die Anschlußmanschette mit zumindest zwei in Umfangs
richtung verteilten, ihre Oberfläche positiv und/oder negativ überragenden Hal
teelementen versehen ist und daß die Halteelemente mit Rastelementen des Ma
schinenteils in Eingriff bringbar sind, die eine der Richtung der Falten folgende
Hinterschneidung aufweisen.
Durch die schraubengangförmige Ausführung des Faltenbalgs läßt sich bei seiner
Verdrehung in Gewinderichtung eine axiale Verkürzung erreichen, die genutzt
wird, um eine einfache Befestigung am Maschinenteil zu erzielen. Am äußere
Ende des Faltenbalgs sowie am Maschinenteil werden die Halteelemente mit den
Rastelementen bajonettartig miteinander in Eingriff gebracht.
Durch das Verdrehen des Faltenbalgs wird eine axialer Verkürzung des Bauteils
bedingt. Im relativ verkürzten Zustand werden die Halteelemente mit den Rast
elementen in Eingriff gebracht. Durch Loslassen des Faltenbalgs wird die Ver
kürzung rückgängig gemacht und die Halteelemente befestigen sich selbsttätig
innerhalb der Rastelemente, die eine Hinterschneidung aufweisen. Tritt während
der bestimmungsgemäßen Verwendung eine relative Axialverlagerung der An
schlußbereich zueinander auf, wird die Verriegelung in Abhängigkeit von der
Ausgestaltung des Balggewindes in Schließrichtung verspannt oder in Richtung
öffnen bewegt. Einem Öffnen bei axialen Verlagerungen kann beispielsweise
durch sekundäre Hilfsmittel, die durch Schnappverbindungen gebildet sein kön
nen, vorgebeugt werden. Mit einem solchen Faltenbalg lassen sich haltbare Ver
bindungen ohne eine aufwendige Verbindungstechnik erzielen.
Der Faltenbalg kann beispielsweise als Lüftführung zur Anwendung gelangen,
um Ansaugluft zum Luftfilter, Luft vom Filter zum Verdichten, vom Verdichter
zum Kühler und/oder vom Kühler zum Verbraucher zu führen. Die gummielasti
schen Eigenschaften des Faltenbalgs vermögen nahezu beliebig angeordnete Ag
gregate miteinander zu verbinden.
Die Halteelemente können beispielsweise durch nockenförmige Vorsprünge ge
bildet sein, die sich in radialer Richtung erstrecken. Nach einer ersten Ausgestal
tung können sich die Halteelemente in radialer Richtung nach innen erstrecken.
Hierbei ist von Vorteil, daß der Faltenbalg im Bereich seiner Anschlußmanschette
keine störenden Vorsprünge aufweist, die bei einer Lagerung des Faltenbalgs be
schädigt werden könnten. Außerdem wird das Maschinenteil, das nach der
Montage mit dem Faltenbalg verbunden ist, in seinem Anschlußbereich von au
ßen bearbeitet. Die Rastelemente können beispielsweise in den Außenumfang
des Maschinenteils eingefräst werden. Dies ist in fertigungstechnischer und wirt
schaftlicher Hinsicht vorteilhaft.
Nach einer anderen Ausgestaltung können die Halteelemente von der Anschluß
manschette radial nach außen vorstehen. Hierbei ist von Vorteil, daß bei im we
sentlichen gleichen Abmessungen des Faltenbalgs eine relativ vergrößerte
Durchtrittsöffnung erzielt werden kann. Das rohrförmige Maschinenteil weist im
Bereich seines Innenumfangs die Rastelemente auf, die mit den Halteelementen
in Eingriff bringbar sind. Durch die relative Verdrehung der Halteelemente gelan
gen diese mit den Hinterschneidungen des Maschinenteils in Eingriff.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können drei gleichmäßig in Umfangs
richtung verteilte Halteelemente vorgesehen sein. Verkantungen im Bereich der
Anschlußmanschette können dadurch minimiert werden. Außerdem wird im
Vergleich zu einer geringeren Anzahl von Rastelementen die mechanische Bela
stung auf die Halteelemente, die ebenso wie der gesamte Faltenbalg aus einem
polymeren Werkstoff bestehen, reduziert.
Die schraubengangförmigen Falten können 1 bis 10-gängig bevorzugt 2 bis 4-
gängig ausgebildet sein. Durch die mehrgängige Ausbildung der schraubengang
förmigen Falten kann eine große axiale Nachgiebigkeit bei Torsion des Falten
balgs erreicht werden. Die 2 bis 4-gängigen Ausführungen gelangen bevorzugt
bei geringen axialen Abmessungen des Faltenbalgs zur Anwendung.
In axialer Richtung kann der Faltenbalg beiderseits durch jeweils eine Anschluß
manschette begrenzt sein. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Maschi
nenteils, mit dem die Anschlußmanschette des Faltenbalgs verbunden werden
soll, ist die Steigung der schraubengangförmigen Falten derart auszubilden, daß
sich im Anschluß an die zunächst axiale Verkürzung und das Einrasten der Hal
teelemente mit den Rastelementen eine selbsttätige Verbindung von Faltenbalg
und Maschinenteil ergibt, wenn der Faltenbalg seine ursprüngliche Länge wieder
annimmt. Die Steigung der schraubenförmigen Falten kann beispielsweise im Be
reich der beiden Anschlußmanschetten gleichsinnig oder gegensinnig ausgebildet
sein.
Die schraubengangförmigen Falten können auf der den Anschlußmanschetten
abgewandten Seite mit einer hohlzylindrischen Leitung einstückig ineinander
übergehend verbunden sein, wobei die Leitung in zumindest einem Teilbereich ih
rer axialen Erstreckung durch einen Balg mit konzentrischen, parallel verlaufen
den Falten gebildet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß die Leitung insgesamt nur
einstückig ausgebildet ist, wodurch ein erheblich verringerter Herstellungs- und
Montageaufwand bedingt ist. Durch den Balg mit seinen konzentrischen, parallel
verlaufenden Falten können die beiden Anschlußmanschetten, die die axiale Be
grenzung des Faltenbalgs bilden funktionstechnisch voneinander entkoppelt wer
den. Der Balg weist eine gute axialen und radiale Beweglichkeit auf. Einer Bela
stung auf Torsion setzt dieser Bereich allerdings einen erheblichen Widerstand
entgegen.
Die Leitung kann im Bereich außerhalb des Balgs als formstabile Luftführung
ausgeführt sein. Der gesamte Faltenbalg einschließlich der Luftführung bestehen
aus einem polymeren Werkstoff, wobei harte und weiche Segmente in axialer
Richtung aufeinander folgen können, so daß man den relativ weicheren Falten
balg und das relativ härtere Verbindungsrohr in einem Bauteil herstellen kann.
Schlauchklemmen, die die einzelnen Teilbereich des Faltenbalgs verbinden, wer
den dadurch entbehrlich.
Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Faltenbalgs werden nachfol
gend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in schematischer
Darstellung:
In Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Halteelemente der An
schlußmanschette in radialer Richtung nach innen vorspringen,
in Fig. 2 einen Querschnitt durch den Faltenbalg entlang der Linie A-A und
in Fig. 3 eine Ansicht der Stirnseite des Maschinenteils, mit dem der Faltenbalg in Eingriff bringbar ist.
in Fig. 2 einen Querschnitt durch den Faltenbalg entlang der Linie A-A und
in Fig. 3 eine Ansicht der Stirnseite des Maschinenteils, mit dem der Faltenbalg in Eingriff bringbar ist.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Faltenbalgs gezeigt, bei dem die
Halteelemente in radialer Richtung nach außen vorstehen,
in Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie C-C aus Fig. 4 gezeigt und
in Fig. 6 ist die Stirnseite des Maschinenteils dargestellt, mit dem der Faltenbalg in Eingriff bringbar ist.
in Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie C-C aus Fig. 4 gezeigt und
in Fig. 6 ist die Stirnseite des Maschinenteils dargestellt, mit dem der Faltenbalg in Eingriff bringbar ist.
In den Fig. 1 und 3 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Faltenbalgs 3 gezeigt, der in axialer Richtung beiderseits durch eine Anschluß
manschette 1.1, 1.2 begrenzt ist. Der gesamte Faltenbalg 3 ist einstückig inein
ander übergehend ausgebildet und besteht aus einem polymeren Werkstoff, bei
spielsweise Gummi. In den hier dargestellten Ausführungsbeispielen sind die
Falten 4 des Faltenbalgs 3 in axialer Richtung an die Anschlußmanschetten 1.1,
1.2 angrenzend jeweils in einem Teilbereich schraubengangförmig ausgebildet,
um bei Belastung auf Torsion eine Längenänderung in axialer Richtung zu
erzielen.
In Fig. 1 sind die Anschlußmanschetten 1.1, 1.2 mit 3 gleichmäßig in Umfangs
richtung verteilten, nockenförmigen Halteelementen 6 versehen, die radial in
Richtung des Durchtrittsquerschnitts des Faltenbalgs 3 vorspringen. In axialer
Richtung an die Anschlußmanschetten 1.1, 1.2 schließen sich jeweils zunächst
eine formstabile Leitung 9, anschließend schraubengangförmig ausgebildete
Falten 4, im Anschluß daran wieder eine formbeständige Leitung 9 und danach
ein Balg 10 mit Falten 11 an, die konzentrisch angeordnet sind und parallel zu
einander verlaufen.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Faltenbalg aus Fig. 1 entlang der Linie
A-A gezeigt. Die drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Halteelemente 6,
überragen die Oberfläche 5 negativ.
In Fig. 3 ist die Stirnseite des Maschinenteils gezeigt, das in Fig. 1 entlang der
Linie B-B geschnitten dargestellt ist. Die Rastelemente 7 sind durch nutförmige
Ausnehmungen gebildet, die in radialer Richtung offen sind. Um den Faltenbalg 3
mit dem Maschinenteil 2 zu verbinden, wird der Faltenbalg 3 zunächst soweit
gestaucht, bis die Anschlußmanschetten 1.1, 1.2 den jeweiligen Maschinenteilen
2 axial benachbart zugeordnet sind. Anschließend werden die Halteelemente 6
des Faltenbalgs 3 in die Rastelemente 7 des Maschinenteils 2 eingeführt. Durch
die anschließende relative axiale Verlängerung des Faltenbalgs 3 sind die Halte
elemente 6 in Umfangsrichtung vorgespannt mit den Begrenzungswandungen
der Rastelemente 7 in Eingriff. Die Halteelemente 6 rasten selbsttätig in die Hin
terschneidungen 8 ein. Eine Belastung des Faltenbalgs 3 auf Zug führt in diesen
Ausführungsbeispielen dazu, daß sich die bajonettartige Verriegelung in Schließ
richtung verspannt und ein unbeabsichtigtes Lösen daher nicht möglich ist. Ein
Lösen der Verbindung bei Belastungen auf Druck kann dadurch vermieden wer
den, daß die Dimensionierung des Faltenbalgs und seine relative Verdrehung
derart bemessen sind, daß die Halteelemente und die Rastelemente auch dann
noch in Eingriff sind, wenn die maximal zulässige axiale Verkürzung vorliegt. Ei
ne darüber hinausgehende Sicherung kann bedarfsweise ebenfalls vorgesehen
werden, und kann beispielsweise durch eine mechanisch betätigbare Siche
rungseinrichtung im Bereich der Hinterschneidung gebildet sein.
Abweichend von dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ist in Fig. 4 ein zweites
Ausführungsbeispiel gezeigt, das bei im wesentlichen identischen Außenabmes
sungen des Faltenbalgs 3 einen deutlich vergrößertem Durchtrittsquerschnitt
aufweist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Halteelemente 6 die Oberfläche 5
in radialer Richtung nach außen positiv überragen. Auch in diesem Ausführungs
beispiel sind drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Halteelemente 6 vor
gesehen, die in entsprechend gestalteten Rastelementen 7 des Maschinenteils 2
und daran anschließende Hinterschneidungen 8 aufgenommen werden.
In Fig. 5 ist ein Querschnitt durch den Faltenbalg 3 aus Fig. 4 entlang der Linie
C-C dargestellt.
In Fig. 6 ist die Stirnseite des Maschinenteils 2 gezeigt, das in Fig. 4 entlang der
Linie D-D geschnitten gezeigt ist. Der relativ vergrößerte Durchtrittsquerschnitt
bedingt, wie aus Fig. 6 hervorgeht, vergrößerte Außenabmessungen im Bereich
der Anschlußmanschette und des in axialer Richtung angrenzenden Maschinen
teils 2.
Die Verbindung von Faltenbalg 3 und Maschinenteil 2 erfolgt, wie zuvor be
schrieben.
Claims (8)
1. Mit einer Anschlußmanschette an einem Maschinenteil festlegbarer Falten
balg, der aus polymerem Werkstoff besteht und Falten aufweist, die zu
mindest in einem Teilbereich schraubengangförmig ausgebildet sind, da
durch gekennzeichnet, daß die Anschlußmanschette (1) mit zumindest
zwei in Umfangsrichtung verteilten, ihre Oberfläche (5) positiv und/oder
negativ überragenden Halteelementen (6) versehen ist und daß die Halte
elemente (6) mit Rastelementen (7) des Maschinenteils (2) in Eingriff
bringbar sind, die eine der Richtung der Falten (4) folgende Hinterschnei
dung (8) aufweist.
2. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteele
mente (6) durch nockenförmige Vorsprünge gebildet sind.
3. Faltenbalg nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei
gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Halteelemente (6) vorgesehen
sind.
4. Faltenbalg nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
schraubenförmigen Falten (4) 1 bis 10-gängig ausgebildet sind.
5. Faltenbalg nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten (4) 2
bis 4-gängig ausgebildet sind.
6. Faltenbalg nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer
Richtung beiderseits jeweils eine Anschlußmanschette (1.1, 1.2) vorgese
hen ist.
7. Faltenbalg nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
schraubengangförmigen Falten (4) auf der den Anschlußmanschetten (1.1,
1.2) abgewandten Seiten mit einer hohlzylindrischen Leitung (9) einstückig
ineinander übergehend verbunden sind und daß die Leitung (9) in zumin
dest einem Teilbereich ihrer axialen Erstreckung durch einen Balg (10) mit
konzentrischen, parallel verlaufenden Falten (11) gebildet ist.
8. Faltenbalg nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (9)
im Bereich außerhalb des Balgs (10) als formstabile Luftführung ausgebil
det ist.
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