DE60031760T2

DE60031760T2 - Verfahren zum Anbringen eines Verbindungsstückes an einem flexiblen Balg durch Blasformen und flexibler Balg mit einem Verbindungsstück

Info

Publication number: DE60031760T2
Application number: DE60031760T
Authority: DE
Inventors: Jaques Houis; Remi Boyen; Yann Lelievre
Original assignee: Trelleborg AB
Current assignee: Trelleborg AB
Priority date: 2000-01-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: EP1114711A2; US6974387B1; EP1114711A3; EP1114711B1; GB2358157B; GB0000102D0; GB2358157A; DE60031760D1; ES2276666T3

Description

Die Erfindung betrifft blasgeformte Erzeugnisse und Blasformverfahren zum Herstellen derselben. Erzeugnisse, die die Erfindung verkörpern und die im Folgenden ausführlicher beschrieben werden, sind Balganordnungen zum Schutz beweglicher Teile im Mechanismus von Kraftfahrzeugen.
JP-06285963 offenbart einen blasgeformten Balg, an dem während des Formens unter Verwendung einer Verbindungsnut ein Rohr angebracht wird, wobei das Rohr während des Formprozesses an einem Ende geschlossen wird.
Gemäß der Erfindung wird eine flexible Balgeinrichtung geschaffen, die aus einem Rohling oder Vorformling aus thermoplastischem Material gebildet ist und eine Wand sowie eine Öffnung in der Wand und ein Verbindungselement umfasst, das mit der Öffnung in Verbindung steht, um zu ermöglichen, dass eine Verbindung mit dem Inneren des Balgs durch die Wand hindurch hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement durch einen Abschnitt aus blasgeformtem Material des Rohlings bzw. Vorformlings in Position gehalten wird, der in den hohlen Durchlass des Verbindungselementes während des Blasformens des Rohlings bzw. Vorformlings eingedrungen ist, um das Material des Rohlings bzw. Vorformlings an dem Material des Verbindungselementes zu verschweißen und zu versiegeln und die Öffnung auszubilden.
Gemäß der Erfindung wird des Weiteren ein Verfahren zum Befestigen eines Verbindungselementes an der Wand eines flexiblen Balgs geschaffen, der aus thermoplastischem Material hergestellt ist, wobei es die Schritte des separaten Herstellens des Verbindungselementes, das einen Durchlass aufweist, des Positionieren des Verbindungselementes in einer Form, des Einsetzens eines Rohlings oder Vorformlings in die Form, des Blasens des Rohlings bzw. Vorformlings, um den Balg zu bilden, umfasst, so dass ein Teil des Materials des Rohlings bzw. Vorformlings in den Durchlass des Verbindungselementes eindringt und eine Öffnung in der Wand des Rohlings bzw. Vorformlings ausgebildet wird, die mit dem Durchlass in Verbindung steht, um zu ermöglichen, dass eine Verbindung mit dem Inneren des Balgs durch die Wand hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass des Verbindungselementes während des Blasens geöffnet wird und der Schritt des Blasens des Rohlings bzw. Vorformlings das Blasen durch den Durchlass des Verbindungselementes hindurch einschließt, um die Öffnung auszubilden und das Verbindungselement an den Balg zu schweißen und an ihm zu befestigen.
In weiter unten beschriebenen Ausführungen der Erfindung können daher Verbindungselemente leicht dichtend an Erzeugnissen, wie beispielsweise Bälgen, angeschweißt werden, die durch Extrusions-Blasformen oder Spritzgieß-Blasformen hergestellt werden.
Balganordnungen, die die Erfindung verkörpern, werden im Folgenden lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 ein Schnitt durch eine der Balganordnungen ist;
2 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts in 1 ist, der mit II dargestellt ist; und
3 eine Seitenansicht eines in 2 dargestellten Teils eines Verbinders in der Richtung des Pfeils III gesehen ist.
Die in 1 und 2 dargestellte Balganordnung 10 umfasst einen Befestigungsbund 12 mit kleinem Durchmesser an einem Ende und einen Befestigungsbund 14 mit größerem Durchmesser an dem gegenüberliegenden Ende, wobei sich eine Vielzahl von Balgfalten 16 integral zwischen den zwei Bünden erstrecken. In Funktion dienen die Befestigungsbünde 12 und 14 dazu, den Balg an zwei zueinander beweglichen Teilen eines zu schützenden Mechanismus (nicht dargestellt) in einem Kraftfahrzeug anzubringen. Die Bünde 12 und 14 können an verschiedenen Teilen des Mechanismus durch geeignete, in Umfangsrichtung verlaufende Klemmringe befestigt werden. Der Balg schützt den Mechanismus vor dem Eindringen von Wasser, Schmutz und sonstiger Verunreinigung.
Bei einer speziellen Einsatzform des Balgs 10 sind zwei davon jeweils so angebracht, dass sie die Enden einer Zahnstange des Lenkmechanismus an dem Fahrzeug schützen. So kann der Lenkmechanismus ein Lenkgetriebe umfassen, das direkt durch das Lenkrad des Fahrers oder über eine zwischengeschaltete Servo-Lenkanordnung betätigt wird. Eine Zahnstange erstreckt sich von jeder Seite des Lenkgetriebes in einander entgegengesetzte Richtungen nach außen und wird durch das Lenkgetriebe in Reaktion auf Lenkbetätigung durch den Fahrer axial in einer oder der anderen Richtung bewegt, wobei die einander gegenüberliegenden Enden der Zahnstange so angebracht sind, dass dass sie die lenkbaren Räder des Fahrzeugs drehen. In Funktion erstreckt sich ein Balg 10 von einer Seite des Lenkgetriebes, wobei sein Befestigungsbund 14 mit größerem Durchmesser an dem Lenkgetriebe dort befestigt ist, wo sich die Zahnstange von ihm nach außen erstreckt. Der Bund 12 des Balgs 10 mit kleinerem Durchmesser ist an dem vorderen Ende der Zahnstange befestigt. An der gegenüberliegenden Seite des Lenkgetriebes, von der das zweite Ende der Zahnstange vorsteht, ist ein zweiter Balg 10 befestigt, wobei sein Bund 12 mit kleinerem Durchmesser an diesem vorderen Ende der Zahnstange befestigt ist.
Die zwei Bälge schützen so die zwei Endabschnitte der Zahnstange und nehmen die axiale Bewegung des Balgs flexibel auf.
Wenn sich die Zahnstange hin und her bewegt, um einen gewünschten Lenkvorgang auszuführen, werden die zwei Bälge 10 abwechselnd zusammengedrückt und ausgedehnt. Es ist daher notwendig, die daraus resultierenden Änderungen des Drucks in den zwei Bälgen auszugleichen. Wenn dies nicht geschieht, kann zu hoher Druck zum Reißen der Bälge führen. Ein bekanntes Verfahren zur Lösung dieses Problems besteht darin, die Innenräume der zwei Bälge miteinander zu verbinden. So wird, wenn ein Balg durch Bewegung der Zahnstange zusammengezogen wird, der erhöhte Druck in dem Balg in den Innenraum des anderen Balgs übertragen, der gleichzeitig ausgedehnt wird.
Gemäß einem Merkmal des beschriebenen Balgs wird die Verbindung zwischen den zwei Bälgen an einander gegenüberliegenden Enden der Zahnstange mittels einer Verbindungsröhre (nicht dargestellt) hergestellt, die sich dichtend zwischen zwei Verbindern erstreckt, von denen einer in 1 und 2 mit 20 dargestellt ist. Der Verbinder 20 ist L-förmig und umfasst einen relativ langen hohlen röhrenförmigen Teil 22 sowie einen relativ kurzen hohlen röhrenförmigen Teil 24. Jeder Teil 22, 24 hat ein offenes Ende 22A, 24A. Der Verbinder 20 wird, wie in 1 und 2 dargestellt, so an dem Balg 10 in Position gehalten, dass das Ende 24A an der Wand des Balgs an den Bund 14 mit größerem Durchmesser angrenzend angebracht ist und der hohle Innenraum des Abschnitts 24 so zum Innenraum 25 des Balgs hin offen ist. Der Abschnitt 24 des Verbinders 20 erstreckt sich so radial zu der Achse des Balgs, und der Abschnitt 22 des Verbinders erstreckt sich in einer axialen Richtung.
Der Verbinder 20 des Balgs 10 am anderen Ende (nicht dargestellt) der Zahnstange ist auf gleiche Weise an diesem Balg angebracht, und die zwei Enden der 22A der Verbinder sind durch die Verbindungsröhre (nicht dargestellt) miteinander verbunden, die vor zugsweise starr ist und in das Innere der hohlen röhrenförmigen Teile 22 der Verbinder 20 der zwei Bälge passt.
Die Bälge mit der in den Figuren dargestellten Form müssen in großen Mengen unter Verwendung von Massenfertigungsverfahren erzeugt werden. Eine übliche Art und Weise der Herstellung der Bälge ist ein Blasformverfahren unter Einsatz von thermoplastischem Material. Ein Rohling bzw. Vorformling aus thermoplastischem Material in einer geeigneten Form wird geblasen, um den Balg herzustellen (der Einfachheit halber wird in der folgenden Beschreibung der Begriff "Rohling" (parison) allein verwendet, er soll jedoch "Vorformling" einschließen, wenn Spritzgieß-Blasformen eingesetzt wird). Es ist vorteilhaft, wenn der Verbinder 20 effizient an dem Balg 10 befestigt wird und nur eine minimale Anzahl an Vorgängen erforderlich ist. Gemäß einem Merkmal des Balgs, der beschrieben wird, wird der Verbinder 20 separat hergestellt, so beispielsweise mit einem geeigneten Formvorgang aus relativ steifem thermoplastischem Material. Er wird dann in die Form eingelegt, die zum Formen des Balgs 10 verwendet wird. Der Rohling aus thermoplastischem Material wird im Inneren dieser Form ausgebildet und dann von innen aufgeblasen, um die Form des Balgs zu erzeugen. Durch diesen Blasvorgang wird das Material des Rohlings in das Ende 24A des Abschnitts 24 des Verbinders 20 geblasen und so der Rohling dichtend an dem Verbinder 20 befestigt, indem das Material des Rohlings mit dem Material des Verbinders 20 verschweißt wird. Gleichzeitig wird ein Loch durch einen kreisförmigen Wandabschnitt 26 des Rohlings mit dem Blasvorgang ausgebildet, das so den Innenraum 25 des Balgs mit dem Innenraum des Verbinders 20 verbindet, wie dies in 2 dargestellt ist.
Der Verbinder 20 wird sehr fest an dem Rohling angebracht. Der Schweißvorgang erzeugt eine sehr feste Schweißverbindung zwischen dem Material des Verbinders 20 und dem Material des Rohlings. Des Weiteren wird eine mechanische Verbindung zwischen dem Verbinder und dem Rohling durch das Material des Rohlings dort ausgebildet, wo er in das Ende 24A des Verbinders 20 eindringt.
Die hier beschriebene und dargestellte Anordnung ist daher gegenüber bekannten Anordnungen vorteilhaft, bei denen Verbinder ähnlich dem Verbinder 20 an dem Balg mit einem Klebevorgang angebracht werden, der komplex ist und mehrere verschiedene Vorgänge einschließlich der Ausbildung eines Lochs durch die Wand des Balgs hindurch erforderlich macht. Die hier beschriebene und dargestellte Anordnung ist auch vorteilhaft gegenüber Anordnungen, bei denen der Verbinder 20 integral mit dem Balg geformt wird. Derartige Anordnungen sind komplex, da ein separater Vorgang zum Ausbilden eines Lochs durch die Wand des Balgs hindurch ausgeführt werden muss. Bei der hier beschriebenen und dargestellten Anordnung besteht die einzige Bedingung darin, dass die Materialien des röhrenförmigen Teils 24 und des Rohlings chemisch kompatibel sein müssen. Dadurch können leicht verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden. Der Verbinder 20 könnte beispielsweise relativ steif sein, und die Verbindungsröhre (zum Verbinden der Verbinder 20 der zwei Bälge miteinander) könnte flexibel sein. Es sind jedoch auch andere Abwandlungen möglich.
Die dargestellte Anordnung ist insofern vorteilhaft, als der Verbinder 20 sehr genau relativ zu der Wand des Balgs angeordnet werden kann, da er in der Form selbst positioniert wird, oder er sehr genau relativ zu dem geblasenen Teil der Wand des Balgs angeordnet werden kann, wenn der Balg nur teilweise geblasen ist.
Das Ende 24A des Verbinderabschnitts 24 kann, wie in 2 dargestellt, mit einer kreisförmigen Vertiefung 28 ausgebildet sein, die das Material des Rohlings aufnimmt, wenn er in das Ende 24A hineingeblasen wird.
3 zeigt eine Seitenansicht des Verbinders 20 in der Richtung des Pfeils III in 2 gesehen, bevor er in der Form positioniert wird. Er hat eine Basis 30 und Rippen 32, 32, die die röhrenförmigen Teile 22, 24 tragen. Der Blasvorgang, mit dem der Rohling in Form des Balgs geblasen wird, erzeugt so einen kleinen flachen Bereich in dem im Allgemeinen kreisförmigem Wandabschnitt 26. Die Basis 30 (3) des Verbinders 20 wird an der Außenseite dieses flachen Bereiches aufgenommen. An der Innenseite des Balgs geht die Innenfläche dieses flachen Bereiches in die Innenseite des kreisförmigen Wandabschnitts 26 über, wie dies mit 34 dargestellt ist (in 2, jedoch nicht in 1).
Es ist ersichtlich, dass der Verbinder 20 an jeder beliebigen gewünschten Position an der Außenwand des Balgs angeordnet sein kann. Der Verbinder 20 kann jede beliebige gewünschte Steifigkeit aufweisen.

Claims

Ein Verfahren zum Befestigen eines Verbindungselements (20) an der Wand (26) eines flexiblen Balgs (10), der aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, die Schritte des separaten Herstellens des Verbindungselements (20), das einen Durchgang aufweist, des Positionierens des Verbindungselements (20) in einer Form, des Einsetzens eines Schlauchs oder einer Vorform mit der Form, des Blasens des Schlauchs oder der Vorform, um den Balg zu bilden, umfassend, und so dass ein Teil des Materials des Schlauchs oder der Vorform in den Durchgang des Verbindungselements (20) eindringt und so dass eine Öffnung in der Wand (10) des Schlauchs oder der Vorform gebildet wird, die mit dem genannten Durchgang in Verbindung steht, um zu ermöglichen, dass eine Verbindung mit dem Inneren des Balgs durch die genannte Wand (26) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (20) während des Blasens den Durchgang geöffnet hat und der Schritt des Blasens des Schlauchs oder der Vorform Blasen durch den Durchgang des Verbindungselements (20), um die genannte Öffnung auszubilden, einschließt, um das Verbindungselement (20) an den Balg zu schweißen und zu befestigen.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, den Schritt des Herstellens einer Struktur in dem Verbindungselement (20) an seiner Öffnung zum Aufnehmen des geblasenen Materials des Schlauchs oder der Vorform einschließend.
Eine flexible Balgeinrichtung (10), die aus einem Schlauch oder einer Vorform aus einem thermoplastischen Material gebildet ist, und eine Wand (26) und eine Öffnung in der genannten Wand (26) und ein Verbindungselement (20), das mit der genannten Öffnung in Verbindung steht, um zu ermöglichen, dass eine Verbindung mit dem Inneren des Balgs durch die genannte Wand (26) hergestellt wird, aufweisend, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (20) durch einen Teil von blasgeformtem Material des Schlauchs oder der Vorform am Ort befestigt wird, der in den hohlen Durchgang des Verbindungselements (20) während des Blasformens des Schlauchs oder der Vorform eingedrungen ist, um das Material des Schlauchs oder der Vorform mit dem Material des Verbindungsele ments (20) zu verschweißen und zu versiegeln und die genannte Öffnung auszubilden.
Eine Balgeinrichtung gemäß Anspruch 3, in der das Verbindungselement (20) von einer hohlen röhrenförmigen Form ist.
Eine Balgeinrichtung gemäß Anspruch 4, in der das Verbindungselement (20) einen ersten hohlen röhrenförmigen Teilbereich (24), der sich allgemein radial zu dem Balg (10) erstreckt, und einen zweiten integralen hohlen röhrenförmigen Teilbereich (22), der sich parallel zu der Achse des Balgs (10) erstreckt, umfasst.
Eine Balgeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5 in Kombination mit einer zweiten Balgeinrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Innenräume (25) der zwei Balgeinrichtungen (10) mittels ihrer Verbindungselemente (20) miteinander verbunden sind.