WO2005038310A1 - Rollbalg mit grossem krümmungsradius - Google Patents

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WO2005038310A1
WO2005038310A1 PCT/EP2004/010789 EP2004010789W WO2005038310A1 WO 2005038310 A1 WO2005038310 A1 WO 2005038310A1 EP 2004010789 W EP2004010789 W EP 2004010789W WO 2005038310 A1 WO2005038310 A1 WO 2005038310A1
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WO
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collar
smaller
bellows
larger
longitudinal
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PCT/EP2004/010789
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English (en)
French (fr)
Inventor
Achim Pfeifer
Joachim DÖRR
Claus Disser
Joachim PRÖLSS
Wolfgang LÖBEL
Original Assignee
Gkn Driveline International Gmbh
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04—Bellows
    • F16J3/041—Non-metallic bellows
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/84—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor
    • F16D3/843—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers
    • F16D3/845—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers allowing relative movement of joint parts due to the flexing of the cover
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04—Bellows
    • F16J3/041—Non-metallic bellows
    • F16J3/043—Non-metallic bellows with particular means for limiting wear
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/139—Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article

Definitions

  • the invention relates to a rolling bellows for sealing two rotating, mutually bendable and / or mutually axially displaceable rotating parts with a longitudinal and symmetrical axis A, comprising a first collar of smaller diameter for fixing on a first rotary part of smaller diameter, a second collar of larger diameter for fixing on a second rotary part of larger diameter, and extending in diameter from the smaller first collar to the larger second collar annular wall.
  • Roll bellows of this type exist depending on the intended use of rubber elastomers or plastic thermoplastics or certain mixtures thereof. Depending on the material, they are produced by injection molding or blow molding.
  • Well-known rolling bellows have in the state of manufacture a conical annular wall extending from the smaller first collar to the larger second collar, which is deflected back from the larger collar after demoulding such that the second larger collar is axially relatively close to the smaller first collar and radially outward the annular wall, which is thus partially radially double-walled. It forms a schbtorusförmiges structure showing a substantially C-shaped apex of curvature (apex) in the longitudinal half section, which is located axially from the first collar and second collar furthest away.
  • annular wall in the state of manufacture on the non-clamped rolling bellows in the longitudinal half section has an S-shaped curve with an inner curvature next to the smaller first collar and an outer curvature next to the larger second collar.
  • the rolling bellows described herewith already has a more favorable increased radius of curvature of the annular wall in the region of the apex of curvature in the statically installed state compared to rolling bellows according to the prior art.
  • said S-shaped profile of the rolling bellows can be more or less stretched in the state of manufacture, ie the annular wall length in the axial direction can be adapted to the application. For given stress collectives, shortened annular wall lengths are possible in comparison with rolling bellows according to the prior art.
  • a second solution is that the annular wall in the state of manufacture on the non-clamped rolling bellows in the longitudinal half section has a C-shaped course with an inner curvature between the smaller first collar and the larger second collar.
  • the annular wall adjoins the smaller first collar on the non-clamped rolling bellows approximately axially parallel to the longitudinal axis A. Furthermore, it is preferably provided that the annular wall connects in the state of manufacture on the non-clamped rolling bellows in the longitudinal half section at an acute angle to the longitudinal axis A to the larger second collar.
  • the smaller first collar is thickened inwardly relative to the annular wall.
  • a contact of the annular wall with the smaller-diameter rotary part is avoided in bending of the rotating parts against each other.
  • the smaller first collar has an outside annular groove for receiving a tension band.
  • a longitudinal displacement of the first collar on the first rotation part can be prevented, whereby preferably also an annular groove can be provided on the outside on the first rotation part.
  • the larger second collar is formed as a rounded bead.
  • an annular connecting cap in which the second collar is crimped.
  • Such a connection cap as a second rotation part or as a transition piece to the second rotation part has preferably starting from the second collar initially a cylindrical shape.
  • the annular wall can partially create under the influence of centrifugal forces. This is taken into account in the intended favorable design of the radius of curvature of the annular wall under the influence of centrifugal forces.
  • FIG. 1 shows a rolling bellows according to the invention in the state of manufacture in a first embodiment a) in a longitudinal section b) in perspektivischer.Ansicht;
  • FIG. 2 shows the rolling bellows according to FIG. 1 in longitudinal section a) in the state of production b) in inverted mounted form without centrifugal force c) in inverted mounted form under the influence of centrifugal force;
  • FIG. 3 shows a rolling bellows according to the invention in the state of manufacture in a second embodiment a) in a longitudinal section b) in a perspective view;
  • Figure 4 shows the rolling bellows of Figure 3 in the longitudinal half-section a) in the state of manufacture b) in everted mounted form centrifugal force-free c) in inverted mounted form under centrifugal force influence.
  • FIG. 1 There is shown a rolling bellows 10 according to the invention at the stage of manufacture after being formed from a mold.
  • the rolling bellows is formed around a symmetrical to a longitudinal axis A.
  • the rolling bellows are shown in its lowest-tension self-adjusting form.
  • a first collar 11 with a smaller diameter and a second collar 12 with a larger diameter can be seen. Both are joined by a ring wall 13, widening in diameter from the first collar to the second collar, which is made in one piece with both.
  • a thin-walled protective sleeve 14 whose smallest diameter is formed at its free end.
  • the first collar 11 is provided for fixing on a first rotary part, in particular a drive shaft. He has a substantially inner cylindrical seat surface 15 and on the outside of an annular groove 16 in which a clamping band can be axially fixed. A bleeding
  • the system inside the first collar 11 comprises two circumferential grooves 17, 18 offset from one another and an axially interposed circumferential groove 19 communicating with both. This ensures a continuous gas pressure exchange between the interior of the rolling bellows and the surroundings on the assembled rolling bellows.
  • the protective sleeve 14 prevents an immediate penetration of dirt into the longitudinal groove 17th
  • the second collar 12 is shown rounded substantially bead-shaped outside and is thus suitable to be crimped into an annular terminal cap.
  • the state of manufacture shown here is not identical to the state of use of the rolling bellows. This will be explained with reference to FIG.
  • the rolling bellows of Figure 1 is shown in longitudinal section, wherein the longitudinal axis A is also shown, but peripheral edges are omitted for simplicity of illustration.
  • the annular wall 13 has a first portion 13 ⁇ , which in the longitudinal half-section approximately parallel to the axis A to the first collar 11 connects and has in the longitudinal half-section inside vault.
  • a second section 13 2 which adjoins the second collar 12 approximately axially parallel to the longitudinal axis A in the longitudinal half section and has outer curvature in the longitudinal half section.
  • the wall is thus in the longitudinal half section substantially S-shaped with a turning point between the two sections 13 ⁇ and 13 second
  • the same rolling bellows is now shown for the first time in the mounted position in the stationary state.
  • the longitudinal axis A is shown, in addition, a first pin-shaped rotary body 21 and a ringkappenför- miger second rotary body 22, of which only the rolling bellows facing contour is drawn.
  • a strap 23 is mounted, which tightens the first collar 11 on the shaft shaft 21.
  • the free end of the protective sleeve 14 rests on the shaft journal 11.
  • the first collar 11 is seated in a circumferential groove 24 of the shaft journal 21.
  • the rolling bellows is everted in the region of the annular wall 13, so that it is radially considered double and the second collar 12 axially relative close to the first collar 11 outside of the first portion 13 ⁇ of the annular wall comes to rest.
  • the rolling bellows in this case assumes a curvature in the longitudinal half section, which is largely continuous in one sense, wherein a turning point of the curvature in the longitudinal half section, if present, has traveled close to the second collar 12.
  • a spatial body of the rolling bellows now forms a half-torus, whose smallest radius of curvature is in longitudinal section in the region of the apex 20.
  • the rolling bellows is shown in the installed state under the influence of centrifugal forces.
  • the second section 13 2 in this case lies largely on the inside at the second rotary body 22.
  • the smallest radius of curvature is still in the area of the apex 20 and has increased in a favorable manner compared to the shape shown in representation b).
  • it is now larger than in the case of rolling bellows according to the prior art.
  • FIG. 1 There is shown a rolling bellows 10 according to the invention at the stage of manufacture after being formed from a mold.
  • the rolling bellows is formed around a symmetrical to a longitudinal axis A.
  • the rolling bellows are shown in its lowest-tension self-adjusting form.
  • a first collar 11 with a smaller diameter and a second collar 12 with a larger diameter can be seen on the rolling bellows. Both are joined by a ring wall 13, widening in diameter from the first collar to the second collar, which is made in one piece with both.
  • At the first collar 11 is followed by a thin-walled protective sleeve 14, whose smallest diameter is formed at its free end.
  • the first collar 11 is provided for fixing on a first rotary part, in particular a drive shaft. He has a substantially inner cylindrical seat surface 15 and on the outside of an annular groove 16 in which a clamping band can be axially fixed.
  • a ventilation system in the interior of the first collar 11 comprises two circumferentially offset longitudinal grooves 17, 18 and an axially intermediate circumferential groove 19 communicating therewith. This ensures a constant gas pressure exchange between the interior of the rolling bellows and the surroundings on the mounted rolling bellows.
  • the protective sleeve 14 prevents an immediate penetration of dirt into the longitudinal groove 17th
  • the second collar 12 is shown rounded substantially bead-shaped outside and is thus suitable to be crimped into an annular terminal cap. As will be seen below, the state of manufacture shown here is not identical to the state of use of the rolling bellows. This will be explained with reference to FIG.
  • the rolling bellows of Figure 3 is shown in longitudinal section, wherein the longitudinal axis A is also shown, but peripheral edges are omitted for simplicity of illustration.
  • the annular wall 13 in the longitudinal half-section approximately parallel to the axis A to the first collar 11 connects and has in the longitudinal half-section inside vault.
  • the annular wall 13 joins in the longitudinal half section at an acute angle to the longitudinal axis A to the second collar 12 at.
  • the wall is thus in the longitudinal half section substantially C-shaped.
  • the same rolling bellows is now shown for the first time in the mounted position in the stationary state.
  • the longitudinal axis A is shown, in addition, a first pin-shaped rotary body 21 and a ringkappenför- miger second rotary body 22, of which only the rolling bellows facing contour is drawn.
  • a strap 23 is mounted, which tightens the first collar 11 on the shaft shaft 21.
  • the free end of the protective sleeve 14 rests on the shaft journal 11.
  • the first collar 11 is seated in a circumferential groove 24 of the shaft journal 21.
  • the rolling bellows is inverted in the region of the annular wall 13, so that it is radially considered double and the second collar 12 is axially relatively close to the first collar 11 and a second section thirteenth 2 outside the first section 13-] of the annular wall comes to rest.
  • a spatial body of the rolling bellows now forms a deformed Halbtorus whose smallest radius of curvature is in longitudinal section in the region of the apex 20.
  • the rolling bellows is shown in the installed state under the influence of centrifugal forces.
  • the second section 13 2 in this case is partially against the metal cap 22.
  • the smallest radius of curvature still lies in the area of the apex 20 and has been favorably compared with that shown in FIG. enlarged form. In particular, it is now larger than in the case of rolling bellows according to the prior art.

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Abstract

Rollbalg 10 zum Abdichten zweier miteinander drehender, gegeneinander abwinkel­barer und/oder gegeneinander axial verschiebbarer Rotationsteile mit einer Längsund Symmetrieachse A, umfassend einen ersten Bund 11 mit kleinerem Durchmesser zum Festlegen auf einem ersten Rotationsteil 11 kleineren Durchmessers, einen zweiten Bund 12 mit größerem Durchmesser zum Festlegen auf einem zweiten Rotationsteil 12 größeren Durchmessers, und eine sich im Durchmesser vom kleineren ersten Bund 11 zum größeren zweiten Bund 12 erweiternde Ringwand 13, wobei die Ringwand 13 im Zustand der Herstel­lung am nicht eingespannten Rollbalg im Längshalbschnitt einen S-förmigen Verlauf mit einer Innenwölbung nächst dem kleineren ersten Bund 11 und einer Außenwöl­bung nächst dem größeren zweiten Bund 12 hat.

Description

Rollbalg mit großem Krümmungsradius
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Rollbalg zum Abdichten zweier miteinander drehender, gegeneinander abwinkelbarer und/oder gegeneinander axial verschiebbarer Rotationsteile mit einer Längs- und Symmetrieachse A, umfassend einen ersten Bund mit kleinerem Durchmesser zum Festlegen auf einem ersten Rotationsteil kleineren Durchmessers, einen zweiten Bund mit größerem Durchmesser zum Festlegen auf einem zweiten Rotationsteil größeren Durchmessers, und eine sich im Durchmesser vom kleineren ersten Bund zum größeren zweiten Bund erweiternde Ringwand. Rollbälge dieser Art bestehen je nach Verwendungszweck aus Gummielastomeren oder Kunststoffthermoplasten oder bestimmten Mischungen hieraus. Sie werden je nach Material durch Spritzgießen oder Blasformen hergestellt. Bekannte Rollbälge haben dabei im Zustand der Herstellung eine sich vom kleineren ersten Bund zum größeren zweiten Bund erstreckende konische Ringwand, die nach dem Entformen vom größeren Bund her derart zurückgeschlagen wird, daß der zweite größere Bund axial relativ nah am kleineren ersten Bund liegt sowie radial außerhalb der Ringwand, die damit teilweise radial doppelwandig liegt. Es bildet sich ein halbtorusförmiges Gebilde aus, das einen im wesentlichen C-förmigen Krümmungsscheitelpunkt (Apex) im Längshalbschnitt zeigt, der axial vom ersten Bund und zweiten Bund am weitesten entfernt liegt.
In zeichnerischen Darstellungen von Rollbälgen dieser Art wird davon ausgegangen, daß die Krümmung im eingebauten Zustand des Rollbalges im wesentlichen gleichförmig und maximal ist, wenn die inneren Spannungen im Material minimiert sind. Aus der DE 102 31 075 der Anmelderin ist zur Absenkung der inneren Spannungen eines Rollbalges im montierten Zustand vorgeschlagen worden, die im Zustand der Herstellung konische Ringwand zunächst vollständig von innen nach außen umzukrempeln und dann von dieser Konfiguration ausgehend den größeren Bund zum kleineren Bund hin zurückzuschlagen. Auch hierbei wird in der zeichnerischen Darstellung davon ausgegangen, daß ein gleichmäßig großer maximaler Krümmungsradius des Rollbalges entsteht.
Tatsächlich ist die zeichnerische Darstellungsweise von Rollbälgen, die nach der eingangs genannten Methode hergestellt werden, idealisiert. Es bilden sich tatsächlich im eingebauten Zustand ungünstigere ungleichmäßige Krümmungsradien an der Ringwand aus. Hinzu kommt, daß die statische Einbaukonfiguration für die Lebensdauer des Rollbalges weitgehend unerheblich ist, da diese nur für geringe Drehzahlen gilt. Unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften, die für das Belastungskollektiv der- artiger Rollbälge typisch sind und überwiegen, verformen sich bekannte Rollbälge ganz ungünstig in der Weise, daß ein relativ scharfer Knick im Bereich des zweiten größeren Bundes ausgebildet wird, der insbesondere bei gegeneinander abgewinkelten ersten und zweiten umlaufenden Rotationsteilen zu erheblicher Walkarbeit in der Ringwand führt, wodurch die Lebensdauer des Rollbalgs begrenzt wird.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rollbalg der genannten Art vorzuschlagen, der unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften ein günstigeres Formbild aufweist und damit eine höhere Lebensdauer verspricht. Eine erste Lösung besteht darin, daß die Ringwand im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg im Längshalbschnitt einen S-förmigen Verlauf mit einer Innenwölbung nächst dem kleineren ersten Bund und einer Außenwölbung nächst dem größeren zweiten Bund hat. Der hiermit beschriebene Rollbalg hat bereits im statisch eingebauten Zustand gegenüber Rollbälgen nach dem Stand der Technik einen günstigeren vergrößerten Krümmungsradius der Ringwand im Bereich des Krümmungsscheitelpunktes. Darüber hinaus bewahrt sich dieser vergrößerte Krümmungsradius im Bereich des Krümmungsscheitelpunktes jedoch auch unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften, d. h. also bei drehenden Rotationsteilen, so daß die Le- bensdauer von Rollbälgen gemäß der Erfindung deutlich erhöht werden kann. Der im Längshalbschnitt S-förmige Verlauf wird im wesentlichen so angelegt, daß die Ringwand im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg etwa achsparallel zur Längsachse A an den kleineren ersten Bund anschließt und/oder daß die Ring- wand im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg etwa achsparallel zur Längsachse A an den größeren zweiten Bund anschließt. Je nach Art der späteren Beanspruchung bezüglich gegenseitiger Abwinkelung der Rotationsteile bzw. gegenseitiger Axialverschiebung der Rotationsteile kann der genannte S-förmige Verlauf des Rollbalges im Zustand der Herstellung mehr oder weniger gestreckt sein, d. h. die Ringwandlänge in axialer Richtung kann an den Anwendungsfall angepaßt werden. Bei gegebenen Beanspruchungskollektiven sind verkürzte Ringwandlängen im Vergleich mit Rollbälgen nach dem Stand der Technik möglich.
Eine zweite Lösung besteht darin, daß die Ringwand im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg im Längshalbschnitt einen C-förmigen Verlauf mit einer Innenwölbung zwischen dem kleineren ersten Bund und dem größeren zweiten Bund hat. Es treten hier qualitativ die gleichen Wirkungen und Vorteile gegenüber Rollbälgen nach dem Stand der Technik wie bei der ersten obengenannten Lösung auf. Vorteilhaft ist die insgesamt einfachere Formgebung unter dem Gesichtspunkt des Formenbaus und der Herstellung. Auch bei Rollbälgen dieser Art ist der Krümmungsradius im Bereich des Krümmungsscheitelpunktes unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften größer als bei Rollbälgen nach dem Stand der Technik.
Nach einer ersten günstigen Ausführungsform der zuletzt genannten Lösung ist vor- gesehen, daß die Ringwand im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg etwa achsparallel zur Längsachse A an den kleineren ersten Bund anschließt. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, daß die Ringwand im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg im Längshalbschnitt unter einem spitzen Winkel zur Längsachse A an den größeren zweiten Bund anschließt.
Durch die insgesamt verringerte Walkarbeit aufgrund der größeren Krümmungsradien werden unzulässige Temperaturerhöhungen in der Balgwand vermieden. Dies wirkt sich günstig für die Lebensdauer des Balges ebenso wie für die Lebensdauer der vom Balg eingeschlossene Fettfüllung aus.
Nach einer günstigen Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß der kleinere erste Bund gegenüber der Ringwand nach innen verdickt ist. Hiermit wird ein Kontakt der Ringwand mit dem durchmesserkleinerem Rotationsteil bei Abwinkelung der Rotationsteile gegeneinander vermieden. Eine weitere günstige Ausgestaltung geht dahin, daß der kleinere erste Bund außen eine Ringnut zur Aufnahme eines Spannbandes hat. Hiermit läßt sich eine Längsverschiebung des ersten Bundes auf dem ersten Rotati- onsteil verhindern, wobei bevorzugt auch eine Ringnut außen auf dem ersten Rotationsteil vorgesehen werden kann.
Nach einer weiteren günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der größere zweite Bund als gerundeter Wulst ausgebildet ist. Dies ist insbesondere günstig im Zusammenwirken mit einer ringförmigen Anschlußkappe, in die der zweite Bund eingebördelt wird. Eine derartige Anschlußkappe als zweites Rotationsteil bzw. als Übergangsstück zum zweiten Rotationsteil hat bevorzugt vom zweiten Bund ausgehend zunächst eine zylindrische Form. An die Innenwandung dieser Anschlußkappe kann sich die Ringwand unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften teilweise anlegen. Dies ist bei der beabsichtigten günstigen Ausbildung des Krümmungsradius der Ringwand unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften berücksichtigt.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß am kleineren ersten Bund innen ein Entlüftungskanal ausgebildet ist, der sich aus gegeneinander umfangsversetzten Längsnu- ten und einer diese verbindenden Umfangsnut zusammensetzt. In Ergänzung hierzu kann vorgesehen werden, daß am kleineren ersten Bund axial entgegengesetzt zur Ringwand eine dünnwandige Schutzmanschette angeordnet ist, die an ihrem freien Ende den geringsten Abstand zur Längsachse A aufweist. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beschrieben. Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollbalg im Zustand der Herstellung in einer ersten Ausführung a) im Längsschnitt b) in perspektivischer.Ansicht;
Figur 2 zeigt den Rollbalg nach Figur 1 im Längshalbschnitt a) im Zustand der Herstellung b) in umgestülpter montierter Form zentrifugalkraftfrei c) in umgestülpter montierter Form unter Zentrifugalkrafteinfluß;
Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollbalg im Zustand der Herstellung in einer zweiten Ausführung a) im Längsschnitt b) in perspektivischer Ansicht;
Figur 4 zeigt den Rollbalg nach Figur 3 im Längshalbschnitt a) im Zustand der Herstellung b) in umgestülpter montierter Form zentrifugalkraftfrei c) in umgestülpter montierter Form unter Zentrifugalkrafteinfluß.
Die beiden Darstellungen der Figur 1 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Es ist ein erfindungsgemäßer Rollbalg 10 im Stadium der Herstellung nach dem Ent- formen aus einer Form gezeigt. Der Rollbalg ist ringsymmetrisch zu einer Längsachse A ausgebildet. Der Rollbalg ist in seiner spannungsärmsten sich selbst einstellen- den Form dargestellt. An dem Rollbalg ist ein erster Bund 11 mit kleinerem Durchmesser und ein zweiter Bund 12 mit größerem Durchmesser erkennbar. Beide werden von einer sich im Durchmesser vom ersten Bund zum zweiten Bund erweiternden Ringwand 13 verbunden, die einstückig mit beiden hergestellt ist. An den ersten Bund 11 schließt sich eine dünnwandige Schutzmanschette 14 an, deren geringster Durchmesser an ihrem freien Ende ausgebildet ist. Der erste Bund 11 ist zum Festlegen auf einem ersten Rotationsteil, insbesondere einer Antriebswelle vorgesehen. Er hat eine im wesentlichen innenzylindrische Sitzfläche 15 sowie auf der Außenseite eine Ringnut 16, in der ein Spannband axial festgelegt werden kann. Ein Entlüf- tungssystem im Inneren des ersten Bundes 11 umfaßt zwei gegeneinander um- fangsversetzte Längsnuten 17, 18 und eine axial dazwischenliegende mit beiden in Verbindung stehende Umfangsnut 19. Hierdurch wird eine ständiger Gasdruckaustausch zwischen dem Inneren des Rollbalgs und der Umgebung am montierten Roll- balg sichergestellt. Die Schutzmanschette 14 verhindert ein unmittelbares Eindringen von Schmutz in die Längsnut 17.
Der zweite Bund 12 ist im wesentlichen außen gerundet wulstförmig dargestellt und ist auf diese Weise geeignet, in eine ringförmige Anschlußkappe eingebördelt zu werden. Wie nachstehend zu erkennen sein wird, ist der hier gezeigte Zustand der Herstellung nicht identisch mit dem Zustand des Gebrauchs des Rollbalgs. Dies wird anhand von Figur 2 erläutert.
In Figur 2 ist der Rollbalg nach Figur 1 im Längshalbschnitt dargestellt, wobei die Längsachse A ebenfalls gezeigt ist, Umfangskanten jedoch zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen sind. Mit der Darstellung a) soll gezeigt werden, daß die Ringwand 13 einen ersten Abschnitt 13ι hat, der im Längshalbschnitt etwa achsparallel zur Achse A an den ersten Bund 11 anschließt und im Längshalbschnitt Innenwölbung hat. Daran schließt sich ein zweiter Abschnitt 132 an, der im Längshalbschnitt etwa achsparallel zur Längsachse A an den zweiten Bund 12 anschließt und im Längshalbschnitt Außenwölbung hat. Die Wand ist somit im Längshalbschnitt im wesentlichen S-förmig mit einem Krümmungswendepunkt zwischen den beiden Abschnitten 13ι und 132. In Darstellung b) ist der gleiche Rollbalg nunmehr erstmals in der montierten Position im stationären Zustand gezeigt. Auch hier ist wieder die Längsachse A dargestellt, darüber hinaus ein erster zapfenförmiger Rotationskörper 21 und ein ringkappenför- miger zweiter Rotationskörper 22, von dem nur die zum Rollbalg gewandte Kontur gezeichnet ist. Auf den ersten Bund 11 ist ein Spannband 23 aufgezogen, das den ersten Bund 11 auf dem Wellenschaft 21 festspannt. Das freie Ende der Schutzmanschette 14 liegt auf dem Wellenzapfen 11 auf. Der erste Bund 11 sitzt in einer Umfangsnut 24 des Wellenzapfens 21. Der Rollbalg ist im Bereich der Ringwand 13 umgestülpt, so daß er radial betrachtet doppelt liegt und der zweite Bund 12 axial relativ nah zum ersten Bund 11 außerhalb des ersten Abschnitts 13ι der Ringwand zu liegen kommt. Der Rollbalg nimmt hierbei eine Krümmung im Längshalbschnitt an, die weitgehend in einem Sinne stetig ist, wobei ein Wendepunkt der Krümmung im Längshalbschnitt, sofern vorhanden, nah an den zweiten Bund 12 herangewandert ist. Als Raumkörper bildet der Rollbalg nunmehr einen Halbtorus, dessen kleinster Krümmungsradius im Längsschnitt im Bereich des Apex 20 liegt.
In Darstellung c) ist der Rollbalg im eingebauten Zustand unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften dargestellt. Der zweite Abschnitt 132 liegt hierbei weitgehend innen an dem zweiten Rotationskörper 22 an. Der kleinste Krümmungsradius liegt weiterhin im Bereich des Apex 20 und hat sich in günstiger Weise gegenüber der in Darstellung b) dargestellten Form vergrößert. Insbesondere ist er nunmehr größer als bei Rollbälgen nach dem Stand der Technik.
Die beiden Darstellungen der Figur 3 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Es ist ein erfindungsgemäßer Rollbalg 10 im Stadium der Herstellung nach dem Ent- formen aus einer Form gezeigt. Der Rollbalg ist ringsymmetrisch zu einer Längsachse A ausgebildet. Der Rollbalg ist in seiner spannungsärmsten sich selbst einstellenden Form dargestellt. An dem Rollbalg ist ein erster Bund 11 mit kleinerem Durch- messer und ein zweiter Bund 12 mit größerem Durchmesser erkennbar. Beide werden von einer sich im Durchmesser vom ersten Bund zum zweiten Bund erweiternden Ringwand 13 verbunden, die einstückig mit beiden hergestellt ist. An den ersten Bund 11 schließt sich eine dünnwandige Schutzmanschette 14 an, deren geringster Durchmesser an ihrem freien Ende ausgebildet ist. Der erste Bund 11 ist zum Fest- legen auf einem ersten Rotationsteil, insbesondere einer Antriebswelle vorgesehen. Er hat eine im wesentlichen innenzylindrische Sitzfläche 15 sowie auf der Außenseite eine Ringnut 16, in der ein Spannband axial festgelegt werden kann. Ein Entlüftungssystem im Inneren des ersten Bundes 11 umfaßt zwei gegeneinander um- fangsversetzte Längsnuten 17, 18 und eine axial dazwischenliegende mit beiden in Verbindung stehende Umfangsnut 19. Hierdurch wird eine ständiger Gasdruckaustausch zwischen dem Inneren des Rollbalgs und der Umgebung am montierten Rollbalg sichergestellt. Die Schutzmanschette 14 verhindert ein unmittelbares Eindringen von Schmutz in die Längsnut 17. Der zweite Bund 12 ist im wesentlichen außen gerundet wulstförmig dargestellt und ist auf diese Weise geeignet, in eine ringförmige Anschlußkappe eingebördelt zu werden. Wie nachstehend zu erkennen sein wird, ist der hier gezeigte Zustand der Herstellung nicht identisch mit dem Zustand des Gebrauchs des Rollbalgs. Dies wird anhand von Figur 4 erläutert.
In Figur 4 ist der Rollbalg nach Figur 3 im Längshalbschnitt dargestellt, wobei die Längsachse A ebenfalls gezeigt ist, Umfangskanten jedoch zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen sind. Mit der Darstellung a) soll gezeigt werden, daß die Ringwand 13 im Längshalbschnitt etwa achsparallel zur Achse A an den ersten Bund 11 anschließt und im Längshalbschnitt Innenwölbung hat. Die Ringwand 13 schließt sich im Längshalbschnitt unter einem spitzen Winkel zur Längsachse A an den zweiten Bund 12 an. Die Wand ist somit im Längshalbschnitt im wesentlichen C-förmig.
In Darstellung b) ist der gleiche Rollbalg nunmehr erstmals in der montierten Position im stationären Zustand gezeigt. Auch hier ist wieder die Längsachse A dargestellt, darüber hinaus ein erster zapfenförmiger Rotationskörper 21 und ein ringkappenför- miger zweiter Rotationskörper 22, von dem nur die zum Rollbalg gewandte Kontur gezeichnet ist. Auf den ersten Bund 11 ist ein Spannband 23 aufgezogen, das den ersten Bund 11 auf dem Wellenschaft 21 festspannt. Das freie Ende der Schutzmanschette 14 liegt auf dem Wellenzapfen 11 auf. Der erste Bund 11 sitzt in einer Um- fangsnut 24 des Wellenzapfens 21. Der Rollbalg ist im Bereich der Ringwand 13 umgestülpt, so daß er radial betrachtet doppelt liegt und der zweite Bund 12 axial relativ nah zum ersten Bund 11 liegt und ein zweiter Abschnitt 132 außerhalb des ersten Abschnitts 13-] der Ringwand zu liegen kommt. Als Raumkörper bildet der Rollbalg nunmehr einen verformten Halbtorus, dessen kleinster Krümmungsradius im Längsschnitt im Bereich des Apex 20 liegt. In Darstellung c) ist der Rollbalg im eingebauten Zustand unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften dargestellt. Der zweite Abschnitt 132 liegt hierbei teilweise an der Blechkappe 22 an. Der kleinste Krümmungsradius liegt weiterhin im Bereich des Apex 20 und hat sich in günstiger Weise gegenüber der in Darstellung b) dargestell- ten Form vergrößert. Insbesondere ist er nunmehr größer als bei Rollbälgen nach dem Stand der Technik.
Bezugszeichenliste
10 Rollbalg
11 erster Bund
12 zweiter Bund
13 Ringwand
14 Dichtmanschette
15 Sitzfläche
16 Ringnut
17 Axialnut
18 Axialnut
19 Ringnut
20 Apex
21 Wellenzapfen
22 Ringkappe
23 Spannband
24 Ringnut
A Längsachse

Claims

Patentansprüche
1. Rollbalg (10) zum Abdichten zweier miteinander drehender, gegeneinander abwinkelbarer und/oder gegeneinander axial verschiebbarer Rotationsteile (21 , 22) mit einer Längs- und Symmetrieachse A, umfassend einen ersten Bund (11) mit kleinerem Durchmesser zum Festlegen auf einem ersten Rotationsteil (11) kleineren Durchmessers, einen zweiten Bund (12) mit größerem Durchmesser zum Festlegen auf einem zweiten Rotationsteil (12) größeren Durchmessers, und eine sich im Durchmesser vom kleineren ersten Bund (11) zum größeren zweiten Bund (12) erweiternde Ringwand (13), wobei die Ringwand (13) im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg im Längshalbschnitt einen S- förmigen Verlauf mit einer Innenwölbung nächst dem kleineren ersten Bund (11) und einer Außenwölbung nächst dem größeren zweiten Bund (12) hat.
2. Rollbalg nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg etwa achsparallel zur Längsachse A an den kleineren ersten Bund (11) anschließt.
3. Rollbalg nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg etwa achsparallel zur Längsachse A an den größeren zweiten Bund (12) anschließt.
4. Rollbalg (10) zum Abdichten zweier miteinander drehender, gegeneinander abwinkelbarer und/oder gegeneinander axial verschiebbarer Rotationsteile (21 , 22) mit einer Längs- und Symmetrieachse A, umfassend einen ersten Bund (11) mit kleinerem Durchmesser zum Festlegen auf einem ersten Rotationsteil (11) kleineren Durchmessers, einen zweiten Bund (12) mit größerem Durchmesser zum Festlegen auf einem zweiten Rotationsteil (12) größeren Durchmessers, und eine sich im Durchmesser vom kleineren ersten Bund (11) zum größeren zweiten Bund (12) erweiternde Ringwand (13), wobei die Ringwand (13) im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg im Längshalbschnitt einen C- förmigen Verlauf mit einer Innenwölbung zwischen dem kleineren ersten Bund (11) und dem größeren zweiten Bund (12) hat.
5. Rollbalg nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg etwa achsparallel zur Längsachse A an den kleineren ersten Bund (11) anschließt.
6. Rollbalg nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) im Zustand der Herstellung am nicht eingespannten Rollbalg im Längshalbschnitt unter einem spitzen Winkel zur Längsachse A an den größeren zweiten Bund (12) anschließt.
7. Rollbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere erste Bund (11) gegenüber der Ringwand (13) nach innen verdickt ist.
8. Rollbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere erste Bund (11) außen eine Ringnut (16) zur Aufnahme eines Spannbandes (23) hat.
9. Rollbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der größere zweite Bund (12) als gerundeter Wulst ausgebildet ist.
10. Rollbalg nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der größere zweite Bund (12) in einer ringförmigen Anschlußkappe eingebördelt ist.
11. Rollbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am kleineren ersten Bund (11) innen ein Entlüftungskanal ausgebildet ist, der sich aus gegeneinander umfangsversetzten Längsnuten (17, 18) und einer diese verbindenden Umfangsnut (19) zusammensetzt.
12. Rollbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß am kleineren ersten Bund (11) axial entgegengesetzt zur Ringwand (13) eine dünnwandige Schutzmanschette (14) angeordnet ist, die an ihrem freien Ende den geringsten Abstand zur Längsachse A aufweist.
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