DE10221184A1 - Röhrenförmiger Faltenbalg und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Der Faltenbalg (1) enthält einen Rumpfteil (2) aus geformtem Polymermaterial, dessen Querschnitt eine längliche Form aufweist und dessen Aufbau ziehharmonikaartig ist, mit einer Vielzahl von am Umfang gelegenen äußeren Falzen (3), die mit am Umfang gelegenen inneren Falzen (4) abwechseln. Die größeren seitlichen Teile oder Flächen (2a, 2b) des Rumpfteils (2) sind innen durch eine Schar von parallelen röhrenförmigen, einstückig mit dem Rumpfteil (2) ausgebildeten Querstegen (5) miteinander verbunden. Diese röhrenförmigen Stege (5) sind miteinander über eine Verbindungszone (7) verbunden, deren Dicke (T) im wesentlichen gleich dem Doppelten der Wanddicke (s) der röhrenförmigen Stege (5) oder größer ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen röhrenförmigen Faltenbalg und insbesondere einen Faltenbalg, der bestimmungsgemäß zwischen zwei Teilstücken einer Luftansaugleitung für den Brennkraftmotor eines Nutzfahrzeugs eingefügt wird.

Im einzelnen betrifft die Erfindung einen röhrenförmigen Faltenbalg mit einem Rumpfteil aus geformtem Polymermaterial, der einen länglichen Querschnitt und einen harmonikaartigen Aufbau hat, mit einer Vielzahl von abwechselnd außenliegenden und innenliegenden, am Umfang angeordneten Falzen, wobei die größeren seitlichen Teile oder Flächen des Rumpfteils innen durch eine Schar von parallelen, einstückig mit dem Rumpfteil ausgebildeten röhrenförmigen Querstegen miteinander verbunden sind.

Bekannt ist ein derartiger röhrenförmiger, aus einem Polymermaterial mittels der Technik des Schleudergusses geformter Faltenbalg.

Dieser bekannte Faltenbalg ist in der Herstellung ziemlich kostspielig, sowohl wegen der den verwendeten Materialen selbst innewohnenden Kosten (Ester-Äther-Copolymere), als auch wegen der besonderen Formungstechnik.

Bei diesem Faltenbalg nach dem Stand der Technik sind die röhrenförmigen Stege, die dazu bestimmt sind, das Einbauchen nach innen und das Ausbauchen nach außen des Faltenbalgs zu unterbinden, wenn sich in diesem ein Unterdruck bzw. ein Überdruck einstellt oder er in axialer Richtung zusammengedrückt wird, voneinander getrennt und gesondert.

Die Form des röhrenförmigen Faltenbalgs nach dem Stand der Technik ermöglicht es nicht, diesen mittels der wirtschaftlich vorteilhafteren Technik des Spritzgießens herzustellen.

Ein Ziel der Erfindung ist die Vorstellung eines röhrenförmigen Faltenbalgs, dessen Gestalt seine Herstellung mit kostengünstigeren Materialien und Technologien, insbesondere mit einem Elastomermaterial wie dem EPDM, und mittels der Spritzguß-Technologie ermöglicht.

Dieses und weitere Ziele werden erfindungsgemäß mit einem röhrenförmigen Faltenbalg erreicht, dessen wesentliche Merkmale in dem beigefügten Anspruch 1 erfaßt sind.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung für das Spritzgießen eines solchen röhrenförmigen Faltenbalgs, dessen wesentliche Merkmale in dem beigefügten Anspruch 4 erfaßt sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung hervor, in der anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel erläutert wird. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Luftansaugleitung für den Brennkraftmotor eines Nutzfahrzeugs, die einen erfindungsgemäßen röhrenförmigen Faltenbalg enthält,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen röhrenförmigen Faltenbalgs,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gezeigte Frontansicht des Faltenbalgs nach Fig. 2,

Fig. 3a einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3,

Fig. 4 einen längs der Linie IV-IV der Fig. 3 geführten Schnitt,

Fig. 5 einen längs der Linie V-V der Fig. 3 geführten Schnitt,

Fig. 6 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Formen eines erfindungsgemäßen röhrenförmigen Faltenbalgs,

Fig. 7 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab durch einen Teil der Formungsvorrichtung bzw. des Formwerkzeugs nach Fig. 6 und

Fig. 8 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab durch eine abweichende Ausführungsform des in Fig. 7 gezeigten Teils des Formwerkzeugs.

Fig. 1 zeigt eine Luftansaugleitung für den Brennkraftmotor, beispielsweise einen Ladermotor oder Turboladermotor eines nicht dargestellten Nutzfahrzeugs. In an sich bekannter Weise enthält diese Ansaugleitung einen ersten Bestandteil oder Kamin D, der bestimmungsgemäß in einer in der hinteren Seite der Fahrzeugkabine vorgesehenen Nische befestigt wird. Der Kamin D ist in seinem oberen Teil mit einer Reihe von seitlichen Ansaugöffnungen E versehen. Dieser Kamin D ist über einen insgesamt mit 1 bezeichneten Faltenbalg mit einem weiteren Teilstück F der Luftansaugleitung verbunden.

Die Kabine eines Nutzfahrzeugs wird vom Fahrzeugrahmen mittels Aufhängung, d. h. flotierend bzw. schwimmend getragen.

Während der Kamin D fest mit der Kabine verbunden ist, ist das untere Teilstück F der Ansaugleitung fest mit dem Fahrzeugrahmen verbunden.

Der zwischen dem Kamin D und dem Teilstück F der Ansaugleitung eingefügte Faltenbalg 1 kann gemäß der Relativbewegung zwischen Kabine und Fahrzeugrahmen gedehnt oder verkürzt werden.

In an sich bekannter Weise ist das Teilstück F der Luftansaugleitung mit einem Filter G verbunden, dessen Auslaß über eine Leitung H mit dem Ansaugkrümmer des Fahrzeugmotors verbunden ist.

Bezugnehmend auf die Fig. 2 bis 5 enthält der Faltenbalg 1 erfindungsgemäß einen Rumpfteil 2 mit einem länglichen Querschnitt und einem ziehharmonikaartigen Aufbau.

Wie nachfolgend noch deutlicher werden wird, kann der Rumpfteil 2 aus einem spritzgegossenen Elastomermaterial, wie etwa einem Kunstgummi, insbesondere EPDM, hergestellt werden.

Der Rumpfteil 2 des Faltenbalgs 1 weist eine Vielzahl von außenliegenden, am Umfang befindlichen Falzen 3 auf, die mit innenliegenden, am Umfang befindlichen Falzen 4 abwechseln (siehe insbesondere die Fig. 3 bis 5).

Dank dieser Falze vermag sich der Rumpfteil 2 in axialer Richtung zu verkürzen oder zu verlängern.

Wie weiter oben erwähnt und wie insbesondere in Fig. 4 zu sehen ist, weist der Rumpfteil 2 des Faltenbalgs 1 einen Querschnitt länglicher Form auf, mit zwei größeren seitlichen Teilen oder Flächen 2a und 2b, einer vorderen und einer hinteren. Diese größeren seitlichen Teile oder Flächen des Rumpfteils 2 sind im Inneren durch eine Vielzahl von Querstegen 5 miteinander verbunden, die einstückig mit dem Rumpfteil 2 ausgebildet sind (Fig. 3 bis 5).

Jeder Steg 5 erstreckt sich zwischen einander gegenüberliegenden Teilen des gleichen innenliegenden Umfangs-Falzes 4 des Rumpfteils und weist einen röhrenförmigen Querschnitt auf, so daß in seinem Inneren ein in Fig. 3 mit 6 bezeichneter Durchlaß entsteht.

Diese Stege 5 verbinden die Hauptflächen 2a und 2b des Rumpfteils 2 des Faltenbalgs, ohne im übrigen zu verhindern, daß dieser in einem bestimmten Maß in axialer Richtung zusammengedrückt oder gedehnt werden kann.

Die Stege 5 verhindern insbesondere, daß die Hauptflächen 2a und 2b des Rumpfteils 2 des Faltenbalgs sich nach innen einbauchen können, wenn in dem Faltenbalg ein Unterdruck entsteht, und sich nach außen ausbauchen können, wenn der Faltenbalg druckbeaufschlagt oder in erheblichem Maße zusammengedrückt wird.

Vorzugsweise ist in an sich bekannter Weise die Wanddicke des Rumpfteils 2 an den außenliegenden Falzen 3 größer als an den innenliegenden Falzen 4. Außerdem weisen die außenliegenden Falze 3 im Querschnitt vorzugsweise einen größeren Krümmungsradius auf als die innenliegenden Falze 4.

Die innenliegenden Falze 4 sind daher nachgiebiger als die außenliegenden.

Wie insbesondere in den Fig. 3 und 5 zu sehen ist, sind die röhrenförmigen Stege 5 untereinander so verbunden, daß sie eine Schar von einstückigen Stegen bilden. Die in den Fig. 3 und 3a mit 7 bezeichneten Verbindungszonen zwischen nebeneinanderliegenden Stegen 5 weisen eine Dicke T auf (Fig. 3a), die im wesentlichen gleich dem Doppelten der Dicke s der Wand der Stege 5 oder größer ist. Wie nachfolgend noch deutlicher werden wird, ist dieses Merkmal zweckmäßig, um das Abziehen des Faltenbalgs 1 von dem eindringenden bzw. männlichen Teil des Formwerkzeugs zu ermöglichen, das im folgenden näher beschrieben wird.

In Fig. 6 ist mit 10 insgesamt eine Vorrichtung bezeichnet, die für das Spritzgießen eines wie oben beschriebenen röhrenförmigen Faltenbalgs 1 einsetzbar ist.

Die Vorrichtung zur Formung bzw. das Formwerkzeug 10 enthält einen aufnehmenden bzw. weiblichen Teil, zu dem zwei Halbformen 11 und 12 gehören, die miteinander koppelbar sind und dann einen Hohlraum 13 bilden, dessen in geeigneter Weise geriefte Oberfläche im wesentlichen der seitlichen äußeren Oberfläche des herzustellenden Faltenbalgs 1 entspricht.

Von der inneren Oberfläche der Halbformen 11 und 12 erstreckt sich jeweils eine Schar von Vorsprüngen oder Kernen 14, 15, deren Querschnitt im wesentlichen dem der Durchlässe 6 im Inneren der röhrenförmigen Stege 5 des Faltenbalgs 1 entspricht.

Das Formwerkzeug 10 enthält außerdem einen eindringenden bzw. männlichen Teil, zu dem zwei eindringende, im wesentlichen symmetrische, nebeneinander angeordnete und an einem Ende mit einer Kopfplatte 17 verbundene Bestandteile gehören.

Die eindringenden Bestandteile 16a, 16b können im Inneren des Hohlraums 13 des aufnehmenden Teils 11, 12 seitlich zu der Schar von Vorsprüngen oder Kernen 14 und 15 angeordnet werden.

Die seitlichen äußeren Oberflächen der eindringenden Bestandteile 16a und 16b sind in einer der gewünschten Riefung bzw. Fältelung der inneren Oberfläche des Faltenbalgs 1 entsprechenden Weise gerieft.

Die einander gegenüberliegenden Oberflächen 19a und 19b dieser eindringenden Bestandteile (Fig. 7) sind in der Weise gewellt, daß zwischen ihnen und den seitlichen Oberflächen der Vorsprünge oder Kerne 14 und 15 Zwischenräume 20 (Fig. 7) entstehen, deren Form der Form der oben erwähnten röhrenförmigen, untereinander verbundenen Stege 5 des Faltenbalgs 1 entsprechen.

Wie in Fig. 7 gezeigt, entspricht der Mindestabstand T zwischen den einander gegenüberliegenden gewellten Oberflächen 19a, 19b der eindringenden Bestandteile 16a, 16b im wesentlichen der Dicke T der Verbindungszone zwischen nebeneinanderliegenden röhrenförmigen Stegen 5 (Fig. 3a) und ist im wesentlichen gleich dem Doppelten der Wanddicke dieser röhrenförmigen Stege 5 oder größer.

Mit den der Kopfplatte 17 entgegengesetzten Enden der eindringenden Bestandteile 16a, 16b wird eine Gegen-Kopfplatte 18 (Fig. 6) gekoppelt.

Die Darstellung des Formwerkzeugs in Fig. 6 ist schematisch und vereinfacht. Sie ermöglicht jedoch die Beurteilung, daß ein röhrenförmiger Faltenbalg 1 der erfindungsgegenständlichen Art durch Spritzguß hergestellt werden kann. Zu diesem Zweck wird, sobald einmal die Halbformen 11 und 12 übereinander geschlossen sind, nachdem zuvor die eindringenden Bestandteile 16a und 16b positioniert wurden, in den insgesamt entstehenden Formhohlraum ein Elastomermaterial in flüssigem Zustand, das dann den Faltenbalg bilden wird, eingespritzt.

Sobald der Formungsvorgang beendet ist, wird das Formwerkzeug 10 geöffnet, indem die Halbformen 11 und 12 und die Gegenplatte 18 voneinander entfernt werden. Der Faltenbalg bleibt dann an den eindringenden Bestandteilen 16a und 16b haften. Dieser Faltenbalg kann von den erwähnten eindringenden Bestandteilen unter Ausnützung der relativen Elastizität des Materials, aus dem er besteht, abgezogen werden mit einer im wesentlichen senkrechten, sich von der Kopfplatte 17 entfernenden Abzugsbewegung. Bei dieser Abzugsbewegung nähern sich die gegenüberliegenden Wandteile der einzelnen röhrenförmigen Stege 5 einander an, um durch die an den Punkten geringsten Abstands zwischen den einander gegenüberliegenden gewellten Oberflächen 19a, 19b der eindringenden Bestandteile entstandenen Engstellen hindurchtreten zu können. Das Abziehen wird insbesondere durch den Umstand ermöglicht, daß, wie oben ausgeführt, der Mindestabstand zwischen den einander gegenüberliegenden gewellten Oberflächen 19a, 19b der eindringenden Bestandteile im wesentlichen gleich dem Doppelten der Wanddicke s der röhrenförmigen Stege 5 oder größer ist.

In Fig. 8, die eine der Fig. 7 entsprechende Ansicht ist, ist eine abweichende Ausführungsform gezeigt, bei der die einander gegenüberliegenden Oberflächen 19a und 19b der eindringenden Bestandteile 16a, 16b und das Profil des Querschnitts der Vorsprünge oder Kerne 14, 15 der Halbformen 11, 12 jeweils Wellungen derart aufweisen, daß die seitlichen Wände der bei der Formung entstandenen röhrenförmigen Stege 5 in der Ruhelage einen sinuskurvenartigen Verlauf und eine Ausdehnung haben, durch die eine deutlichere Dehnbarkeit der von den Stegen 5 gebildeten Kette ermöglicht wird, wenn der Faltenbalg 1 druckbeaufschlagt oder einer axialen Zugeinwirkung unterworfen wird.

Selbstverständlich können bei gleichem Erfindungsgedanken die Ausführungsformen und die Einzelheiten der Verwirklichung weitgehend von dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen, ohne daß deshalb der Bereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen umrissen ist, verlassen wird.

Der Faltenbalg enthält einen Rumpfteil aus geformtem Polymermaterial, dessen Querschnitt eine längliche Form aufweist und dessen Aufbau ziehharmonikaartig ist, mit einer Vielzahl von am Umfang gelegenen äußeren Falzen, die mit am Umfang gelegenen inneren Falzen abwechseln.

Die größeren seitlichen Teile oder Flächen des Rumpfteils sind innen durch eine Schar von parallelen röhrenförmigen, einstückig mit dem Rumpfteil ausgebildeten Querstegen miteinander verbunden. Diese röhrenförmigen Stege sind miteinander über eine Verbindungszone verbunden, deren Dicke im wesentlichen gleich dem Doppelten der Wanddicke der röhrenförmigen Stege oder größer ist.

Claims (4)

1. Röhrenförmiger Faltenbalg (1), insbesondere für die Einfügung­ zwischen zwei Teilstücke (D, F) einer Luftansaugleitung für den Brennkraftmotor eines Nutzfahrzeugs, enthaltend:
einen Rumpfteil (2) aus geformtem Polymermaterial, dessen Querschnitt eine längliche Form aufweist und dessen Aufbau ziehharmonikaartig ist, mit einer Vielzahl von am Umfang befindlichen außenliegenden Falzen (3), die mit am Umfang befindlichen innenliegenden Falzen (4) abwechseln,
wobei die größeren seitlichen Teile oder Flächen (2a, 2b) des Rumpfteils (2) innen durch eine Schar von parallelen röhrenförmigen Querstegen (5) verbunden sind, die einstückig mit dem Rumpfteil (2) ausgebildet sind,
wobei der Faltenbalg dadurch gekennzeichnet ist, daß die röhrenförmigen Stege (5) miteinander in einer Verbindungszone (7) verbunden sind, deren Dicke (T) im wesentlichen gleich dem Doppelten der Dicke (s) der Wand der röhrenförmigen Stege (5) oder größer ist.

2. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Elastomer-Material, insbesondere Kunstgummi, hergestellt ist.

3. Faltenbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mit der Technik des Spritzgießens hergestellt wird.

4. Vorrichtung bzw. Werkzeug für das Spritzgießen eines röhrenförmigen Faltenbalgs (1) nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, enthaltend:
einen aufnehmenden bzw. weiblichen Teil (11, 12) mit zwei miteinander koppelbaren Halbformen (11, 12) zur Bildung eines Hohlraums (13), dessen Oberfläche im wesentlichen der seitlichen äußeren Oberfläche des Faltenbalgs (1) entspricht, wobei sich von der inneren Oberfläche mindestens einer Halbform (11, 12) eine Schar von Vorsprüngen oder Kernen (14, 15) erstreckt, deren Querschnitt im wesentlichen dem der Durchlässe (6) entspricht, die im Inneren der röhrenförmigen Stege (5) des Faltenbalgs (1) vorhanden sind, und
einen eindringenden bzw. männlichen Teil (16-18), der zwei eindringende Bestandteile (16a, 16b) enthält, die im Inneren des Hohlraums (13) des aufnehmenden Teils (11, 12) an den Seiten der Schar von Vorsprüngen oder Kernen (14, 15) nebeneinanderliegend angeordnet werden können, wobei die einander gegenüberliegenden Oberflächen (19a, 19b) dieser eindringenden Bestandteile (16a, 16b) in der Weise gewellt sind, daß sich zwischen ihnen und den seitlichen Oberflächen der Vorsprünge oder Kerne (14, 15) Zwischenräume (20) ergeben, deren Form der Form der miteinander verbundenen röhrenförmigen Stege (5) des Faltenbalgs (1) entspricht, und wobei der Mindestabstand (T) zwischen diesen gewellten Oberflächen (19a, 19b) der eindringenden Bestandteile (16a, 16b) im wesentlichen gleich dem Doppelten der Wanddicke (s) der röhrenförmigen Stege (5) oder größer ist.