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Title:
BELLOWS, IN PARTICULAR FOR A RIGID SHAFT/HUB CONNECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/028415
Kind Code:
A1
Abstract:
To solve the problem of providing a bellows which avoids the preliminary damage which occurs as a result of the necessary expansion when it is mounted on a shaft/hub connection, in particular a rigid shaft/hub connection, a bellows is proposed which comprises a concertina region and a shaft-facing collar region, wherein the collar region comprises at least two base segments and at least two folding segments, comprising two side walls and a top wall, wherein the base segments and folding segments are arranged in alternating fashion, and the folding segments are connected to the adjacent base segments, and wherein, on folding together, the side walls are designed so that they can be folded in the direction of the base segments.

Inventors:
HILDEBRANDT, Wolfgang (Aggerstrasse 50, Siegburg, 53721, DE)
WECKERLING, Thomas (Wilhelm-Levison-Str. 18, Bonn, 53115, DE)
WETTE, Joachim (Kreuzfeldstrasse 17, Hennef, 53773, DE)
ZIELENSKI, Melanie (Papageienstrasse 26-28, Köln, 51063, DE)
DEISINGER, Markus (Siegfeldstrasse 9, Siegburg, 53721, DE)
Application Number:
EP2005/013037
Publication Date:
March 15, 2007
Filing Date:
December 06, 2005
Export Citation:
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Assignee:
GKN DRIVELINE INTERNATIONAL GMBH (Hauptstrasse 130, Lohmar, 53797, DE)
HILDEBRANDT, Wolfgang (Aggerstrasse 50, Siegburg, 53721, DE)
WECKERLING, Thomas (Wilhelm-Levison-Str. 18, Bonn, 53115, DE)
WETTE, Joachim (Kreuzfeldstrasse 17, Hennef, 53773, DE)
ZIELENSKI, Melanie (Papageienstrasse 26-28, Köln, 51063, DE)
DEISINGER, Markus (Siegfeldstrasse 9, Siegburg, 53721, DE)
International Classes:
F16D3/84; F16J3/04
Foreign References:
FR2770883A11999-05-14
EP1101982A12001-05-23
US4629641A1986-12-16
US5353489A1994-10-11
Attorney, Agent or Firm:
MAXTON LANGMAACK & PARTNER (Postfach 51 08 06, Köln, 50944, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Faltenbalg (10), umfassend einen Faltenbereich (12) und einen einer Welle (16) zugewandten Bundbereich (14), aus einem thermoplastischen polymeren Material, wobei der Bundbereich (14) zur Anbringung auf der Welle (16) im Wesentlichen radial aufweitbar ausgebildet ist mit einer Aufweitung von mindestens 50 %, bezogen auf einen nicht geweiteten Zustand.

2. Faltenbalg gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufweitung der Bundbereich (14) Formelemente aufweist.

3. Faltenbalg (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bundbereich (14) mindestens zwei Grundsegmente (22) und mindestens zwei Klappsegmente (30), umfassend zwei Seitenwände (34.1 , 34.2) und eine Dachwand (32), umfasst, wobei die Grundsegmente (22) und Klappsegmente (30) abwechselnd angeordnet sind, und die Klappsegmente (30) mit den benachbarten Grundsegmenten (22) über die Seitenwände (34.1, 34.2) verbunden sind, und wobei die Seitenwände (34.1 , 34.2) bei einem Zusammenklappen in Richtung auf die Grundsegmente (22) hin klappbar ausgebildet sind.

4. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (34.1, 34.2) der geklappten Klappsegmente (30) mit Ihren Außenseiten (40.1, 40.2) auf den Grundsegmenten (22) aufliegen.

5. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Seitenwände (34.1 , 34.2) und/oder der Dachwand (32) der

Klappsegmente (30) verringert ist, verglichen mit der Wandstärke der Grundsegmente (22).

6. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche (15) des Bundbereiches (14) im Bereich der Grund- und

Klappsegmente (22, 30) im Wesentlichen gebildet wird durch die Außenflächen (36) der Dachwände (32) der Klappsegmente (30) und erste Teilaußenflächen der Grundsegmente (22).

7. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachwände (32) und/oder das Grundsegment (22) viereckig ausgebildet ist.

8. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachwand (32) und/oder das Grundsegment (22) rechteckig und/oder trapezförmig ausgebildet ist.

9. Faltenbalg gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundsegment ausgehend vom Faltenbereich (12) des Faltenbalges (10) trapezförmig zulaufend auf den wellenseitigen Rand (29) des Faltenbalges (10) hin ausgebildet ist.

10. Faltenbalg gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachwand (32) ausgehend von dem wellenseitigen Rand (29) des Faltenbalges (10) trapezförmig zulaufend auf den Faltenbereich (12) des Faltenbalges (10) hin ausgebildet ist.

11. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (34.1 , 34.2) ausgehend vom Faltenbereich (12) des Faltenbalges (10) sich verbreiternd in Richtung auf den wellenseitigen Rand (29) des Faltenbalges (10) hin ausgebildet sind.

12. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wellenseitige Ecken (26) benachbarter Grundsegmente (22) sich nach dem Zusam- menklappen der Klappsegmente (30) berühren.

13. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wellenseitige Ecken (26) benachbarter Grundsegmente (22) sich nach dem Zusammenklappen der Klappsegmente (30) überschneiden.

14. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundsegmente (22) im geklappten Zustand des Bundbereiches (14) einen unterbrechungsfreien Rand (28) bilden.

15. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wellenseitige Bundbereich (14) ausgehend vom Faltenbereich (12) des Faltenbalges (10) eine zumindest teilweise kegel- oder zylinderstumpfförmige Außenkontur aufweist.

16. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bundbereich (14) einen Bindersitz (42) umfasst.

17. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bundbereich (14) auf seiner wellenseitigen Seite mindestens ein Justiermittel (44) aufweist.

18. Faltenbalg gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindersitz (42) im Wesentlichen eine zylinderstumpfförmige Außenkontur aufweist.

19. Faltenbalg gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser auf einer Welle (16) mit mindestens einer mit dieser fest verbundenen Kugel- nabe (18) befestigt ist.

20. Verwendung eines Faltenbalges (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Anbringung auf einer Welle-Naben-Verbindung mit mindestens einer fest mit einer Welle (16) verbundenen Kugelnabe (18).

21. Wellen-Naben-Verbindung mit mindestens einer fest mit einer Welle (16) verbundenen Kugelnabe (18) und mindestens einem auf der Welle (16) angeordneten Faltenbalg (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19.

22. Verfahren zur Anbringung eines Faltenbalges (10) gemäß der Ansprüche 1 bis 19 auf einer Welle-Naben-Verbindung mit mindestens einer fest mit einer Welle (16) verbundenen Kugelnabe (18), wobei in einem ersten Schritt im wellenseitigen Bundbereich (14) mindestens zwei Klappsegmente (30) ausgestellt werden; in einem zweiten Schritt die Welle-Naben-Verbindung durch den wellenseitigen Bundbereich (14) geführt wird; und anschließend in einem dritten Schritt die Klappsegmente (30) auf die Grundsegmente (22) hin geklappt werden.

23. Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt der Faltenbalg (10) zumindest teilweise verformt wird.

24. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vierten Schritt mittels eines Binders (48) der wellenseitige Bundbereich (14) des Faltenbalges (10) auf der Welle (16) befestigt wird.

Description:

Faltenbalg, insbesondere für eine feste Welle-Naben-Verbindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faltenbalg mit einem Faltenbereich und einem einer Welle zugewandten Bundbereich, insbesondere für eine feste Welle-Naben- Verbindung, sowie dessen Verwendung als auch eine entsprechende Welle-Naben- Verbindung und ein Verfahren zur Anbringung des erfindungsgemäßen Faltenbalges auf einer festen Welle-Naben-Verbindung.

Bei der Montage von Faltenbälgen auf Gelenkbauteilen mit einer Welle mit mindestens einer, in aller Regel zwei, mit dieser fest verbundenen Kugelnabe muss ein anderes Verfahren gewählt werden als bei sonstigen üblichen bekannten Gelenkbauteilen. Bei üblichen Gelenkbauteilen, welche keine feste Welle-Naben-Verbindung aufweisen, wird üblicherweise zuerst ein Faltenbalg auf der Welle montiert, und anschließend diese Welle mitsamt Faltenbalg mit der Kugelnabe verbunden. Anschließend wird das Gelenk mit Fett befüllt und das Gelenkaußenteil angebracht. Dieses einfache Montageverfahren ist jedoch bei festen Welle-Naben-Verbindungen nicht mehr möglich. Denn hier müssen aus dem Stand der Technik bekannte Faltenbälge erheblich aufgedehnt werden, damit deren wel- lenseitiger Bundbereich über die Kugelnabe geschoben werden kann.

Um eine derartige erhebliche Aufdehnung des Faltenbalges insbesondere im wellenseiti- gen Bundbereich zu ermöglichen, werden hierfür nach dem Stand der Technik Faltenbälge insbesondere aus Gummi oder gummiähnlichen Materialien eingesetzt. Die nach dem Stand der Technik bevorzugten, hochleistungsfähigen Faltenbälge aus TPE-Materialien (Termoplastische Elastomere) können hingegen nicht eingesetzt werden.

Zur Montage von Faltenbälgen aus Gummi oder gummiähnlichen Materialien auf festen Welle-Naben-Verbindungen wird in aller Regel mittels eines Hilfskörpers, beispielsweise eines Konus, der Faltenbalg im Bereich des kleinen, wellenseitigen Bundbereiches aufgeweitet. Bei diesem Montageverfahren erfolgt eine sehr starke Aufdehnung des wellen- seitigen Bundbereiches des Faltenbalges, so dass es hier zu einer Vorschädigung, insbesondere einer Rissbildung durch die zu große Dehnung, kommen kann. Hierdurch ist die Funktionssicherheit des Faltenbalges nicht mehr gewährleistet, da dessen Dichtungsverhalten erheblich durch derartige Vorschädigungen beeinflusst wird.

Fest Welle-Naben-Verbindung im Sinne der vorliegenden Verbindung bedeutet, dass eine Welle mit mindestens einer Kugelnabe beispielweise durch Schweißen oder ähnliches verbunden wird, so dass hier eine einteilige Verbindung entsteht. Selbstverständlich könn-

te auch vorgesehen sein, die Welle sogleich einstückig zusammen mit einer Kugelnabe herzustellen. Sämtliche Arten von möglichen Verbindungsverfahren zwischen einer Welle und Kugelnabe fallen im Sinne der vorliegenden Erfindung unter den Begriff der festen Welle-Naben-Verbindung.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Faltenbalg zur Verfügung zu stellen, durch welchen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, dadurch gelöst, dass ein Faltenbalg aus einem thermoplastischen polymeren Material, umfassend einen Faltenbereich und einen einer Welle zugewandten Bundbereich, zur Verfügung gestellt wird, wobei der Bundbereich zur Anbringung auf der Welle im Wesentlichen radial aufweitbar ausgebildet ist mit einer Aufweitung von mindestens 50 %, bezogen auf einen nicht geweiteten Zustand. Bevorzugt sind zur Erzielung der Aufweitung im Bundbereich Formelemente vorgesehen. Diese

Formelemente ermöglichen eine geometrische Veränderung des Bundbereiches, wodurch eine Aufweitung desselben im Sinne der vorliegenden Erfindung erzielt wird. Bevorzugt weist der Bundbereich dabei mindestens zwei Grundsegmente und mindestens zwei Klappsegmente, umfassend zwei Seitenwände und eine Dachwand, umfasst, wobei die Grundsegmente und die Klappsegmente abwechselnd angeordnet sind, und die Klappsegmente mit den benachbarten Grundsegmenten über Seitenwände verbunden sind, und wobei die Seitenwände bei einem Zusammenklappen in Richtung auf die Grundsegmente hin klappbar ausgebildet sind. Bevorzugt weist dabei der Bundbereich des Faltenbalges drei Grundsegmente und drei Klappsegmente, weiter bevorzugt mindestens vier Grundsegmente und vier Klappsegmente auf. Das Zusammenklappen der Klappsegmente erfolgt radial, ebenso ein mögliches Aufklappen. Bevorzugt liegt die Aufdehnung in einem Bereich von etwa 55 % bis etwa 120 %.

Mittels des erfindungsgemäßen Faltenbalges ist es vorteilhafterweise ermöglicht, diesen einfach über eine fest mit einer Welle verbundenen Kugelnabe zu schieben zwecks Montage des Faltenbalges auf der Welle mit dem wellenseitigen Bundbereich. Dabei kann gegebenenfalls noch eine leichte Aufdehnung des Faltenbalges im wellenseitigen Bundbereich unterstützend erfolgen. Für die Montage des erfindungsgemäßen Faltenbalges werden zunächst sämtliche Klappsegmente radial aufgeklappt, anschließend die WeIIe- Naben-Verbindung mit der Kugelnabe durch diesen aufgeklappten wellenseitigen Bundbereich des Faltenbalges geschoben, und anschließend die Klappsegmente in radialer Richtung zusammengeklappt, so dass diese sich zumindest teilweise an die Welle anle-

gen können. Anschließend kann dann der «/ellenseitige Bundbereich des erfindungsgemäßen Faltenbalges mittels eines Spannbandes auf einer Welle befestigt werden. Ein Spanband ist eine spezielle Ausgestaltung eines Binders. Binder im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungs- mittel einschließlich Kompressionsringen und Spannbänder.

Die erfindungsgemäßen Faltenbälge sind vorteilhafterweise aus einem termoplastisch elastomeren Material hergestellt. Besonders bevorzugte Materialien sind TPEE, d.h. Co- polyester der termoplastischen Elastomere.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faltenbalges liegen die Seitenwände der geklappten Klappsegmente mit Ihren Außenseiten auf den Grundsegmenten auf. Die Grundsegmente bestehen im Wesentlichen aus einer Grundwand, und weisen dabei zwei Teilaußenflächen auf, wobei die zweite Teilaußenfläche im geklappten Zustand von den Außenseiten der Seitenwände der Klappsegmente abgedeckt ist. Die erste Teilaußenfläche der Gruhdsegmente stellt im geklappten Zustand einen Teil der Außenumfangsfläche des Bundbereiches des Faltenbalges dar.

Bevorzugt ist die Wandstärke der Seitenwände und/oder der Dachwand der Klappseg- mente verglichen mit der Wandstärke der Grundsegmente verringert. Bevorzugt ist jedoch nur die Wandstärke der Seitenwände der Klappsegmente verringert. Durch eine derartige Verringerung der Wandstärke der Seitenwände und gegebenenfalls der Dachwand werden Materialanhäufungen in Querschnittsrichtung vermieden, so dass nachfolgend der wellenseitige Bundbereich mit einem entsprechenden Binder auch zuverlässig dichtend auf der Welle befestigt werden kann. Dabei kann die Wandstärke der Seitenwände und/oder der Deckwand auch nur teilweise, d.h. nicht über die gesamte Fläche derselben, verringert sein, wobei diese Verringerung dann bevorzugt im Bereich des Bindersitzes erfolgt. Ist lediglich vorgesehen, dass die Wandstärke der Seitenwände verringert ist, so kann hierdurch ein vereinfachtes Zusammenklappen erzielt werden, da durch die Einbrin- gung dieser gezielten Schwächung der Klappsegmente ein Scharniereffekt verwirklichbar ist. Um ein Zusammenklappen der Klappsegmente zu ermöglichen, können die Seitenwände an Ihrem der Dachwand des Klappsegmentes bzw. dem Grundsegment zugewandten Rand Knicklinien aufweisen. Diese Knicklinien, ob geradlinig oder geschwungen verlaufend, können in Längsrichtung des Faltenbalges gesehen Ausnehmungen in Form von beispielweise Kerben auf der Außen- und/oder Innenseite aufweisen, um hier das Zusammenklappen der Klappsegmente weiterhin zu vereinfachen und eine im übrigen

geordnete Einfaltung der Klappsegmente mit einer Teilauflage auf den Grundsegmenten zu erzielen.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Außenumfangsfläche des Bundbereiches des erfindungsgemäßen Faltenbalges im Bereich der Grund- und Klappsegmente im Wesentlichen gebildet durch die Außenfläche der Dachwände der Klappsegmente und die- ersten Teilaußenflächen der Grundsegmente. Dabei ist weiter bevorzugt die Dachwand und/oder das Grundsegment viereckig ausgebildet, weiter bevorzugt rechteckig und/oder trapezförmig. Bei einer trapezförmigen Ausbildung ist bevorzugt das Grundsegment aus- gehend vom Faltenbereich des Faltenbalges trapezförmig zulaufend auf den wellenseiti- gen Rand des Faltenbalges hin ausgebildet. Ist die Dachwand trapezförmig ausgebildet, so ist diese bevorzugt ausgehend von dem wellenseitigen Rand des Faltenbalges trapezförmig zulaufend auf den Faltenbereich des Faltenbalges hin ausgebildet. Aber auch jede andere viereckige Ausbildung der Dachwand des Klappsegmentes als auch der Grund- segmente ist denkbar. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform sind die Seitenwände ausgehend vom Faltenbereich des Faltenbalges sich verbreiternd in Richtung auf den wellenseitigen Rand des Faltenbalges hin ausgebildet. Dabei können die Seitenwände eine in etwa dreieckige, aber auch in etwa viereckige Grundfläche aufweisen.

Vorzugsweise berühren sich die wellenseitigen Ecken benachbarter Grundsegmente nach dem Zusammenklappen der Klappsegmente. Weiter bevorzugt erfolgt die Berührung der wellenseitigen Ecken benachbarter Grundsegmente im zusammengeklappten, insbesondere auch befestigten, d.h. gespannten Zustand durch eine überschneidung der Eckbereiche. Vorteilhafterweise bilden die Grundsegmente im geklappten Zustand des Bundbe- reiches einen unterbrechungsfreien Rand, gegebenenfalls auch mit überlappungsbereichen. Durch eine derartige Ausbildung des erfindungsgemäßen Faltenbalges wird vorteilhafterweise eine gute Dichtwirkung desselben erzielt, insbesondere wird ein Hinausdrängen von Schmierfett, mit welchem das Gelenkbauteil gefüllt ist, vermieden.

In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faltenbalges weist dieser mindestens einen, bevorzugt mindestens zwei rotationssymmetrisch ausgebildete Klappsegmente auf. Sind diese Klappsegmente ausgestellt, so kann hierdurch der erfindungsgemäße Faltenbalg einfach über eine feste Welle-Naben-Verbindung geschoben werden, gegebenenfalls unter einer zusätzlichen leichten Aufdehnung des Faltenbalges im Bund- bereich, wobei dann nachfolgend durch Zusammenklappen des mindestens einen rotationssymmetrisch ausgebildeten Klappsegmentes nachfolgend eine sichere Befestigung des wellenseitigen Bundbereiches ermöglicht ist. Der wellenseitige Bundbereich ist dabei

durch das mindestens eine Klappsegment selbst gebildet. Das mindestens eine Klappsegment kann dabei unmittelbar dem Faltenbereich des erfindungsgemäßen Faltenbalges anschließend ausgebildet sein, es kann hier jedoch auch zur Erzeugung einer ausreichenden Beweglichkeit des Klappsegmentes eine Ausnehmung, insbesondere eine Ringnut oder ähnliches, vorgesehen sein. Die Materialstärke des rotationssymmetrisch ausgebildeten Klappsegmentes sollte dabei möglichst gering gewählt werden, dabei jedoch noch ausreichend sein, um die Belastungen im Betrieb aufnehmen zu können. Dabei kann insbesondere am Fußbereich des rotationssymmetrisch ausgebildeten Klappsegmentes, d.h. an dessen Gelenk, die Materialstärke etwas erhöht sein. Sollten mehr als ein rotationssymmetrisch ausgebildetes Klappsegment, beispielsweise zwei vorgesehen sein, so weist das der Welle nächst angeordnete rotationssymmetrische Klappsegment eine kürzere Baulänge auf, und kommt nach Zusammenklappen unterhalb des näher an der Welle angeordneten Klappsegmentes zu liegen. Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass das weiter wellenseitig angeordnete rotationssymmetrische Klappsegment an seiner dem näher der Welle angeordneten Klappsegment zugewandten Außenseite Haltemittel aufweist, so dass eine sichere Verbindung der rotationssymmetrisch ausgebildeten Klappsegmente untereinander zur Erzeugung eines sicheren Sitzes des Faltenbalges auf der Welle erzielbar ist.

Vorzugsweise weist der wellenseitige Bundbereich ausgehend vom Faltenbereich des Faltenbalges zumindest teilweise eine kegel- oder zylinderförmige Außenkontur auf. Bevorzugt weist der Bundbereich des Weiteren einen Bindersitz auf. Dieser Bindersitz kann dabei zumindest teilweise aus den Grundsegmenten und Klappsegmenten gebildet sein, wobei der Bundbereich vorzugsweise auf seiner wellenseitigen Seite mindestens ein Jus- tiermittel aufweist. Dieses Justiermittel kann insbesondere als Ringwulst ausgebildet sein, welcher bei einer Befestigung des Faltenbalges mittels eines Binders dem Binder eine Führung vermittelt und zudem ein Abrutschen insbesondere bei der Montage des Binders vom wellenseitigen Bundbereich des erfindungsgemäßen Faltenbalges verhindert.

Der Bindersitz weist vorzugsweise im Wesentlichen eine zylinderstumpfförmige Außenkontur auf. Der Bindersitzbereich ist dabei bevorzugt unmittelbar anschließend an den Klappbereich am wellenseitigen Ende des wellenseitigen Bundbereiches des erfindungsgemäßen Faltenbalges angeordnet. Der Bindersitzbereich als auch der Klappbereich sind dabei bevorzugt einstückig miteinander verbunden.

Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Faltenbalg auf einer Welle mit mindestens einer mit dieser fest verbundenen Kugelnabe, vorzugsweise auf einer Welle mit zwei mit dieser fest

verbundenen Kugelnaben, befestigt. Der erfindungsgemäße Faltenbalg findet vorteilhafterweise Verwendung zur Anbringung auf einer Welle-Naben-Verbindung mit mindestens einer fest mit einer Welle verbundenen Kugelnabe.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Welle-Naben-Verbindung mit mindestens einer, bevorzugt zwei, fest mit einer Welle verbundenen Kugelnabe und mit einem auf der Welle angeordneten Faltenbalg. Bevorzugt ist dabei der Faltenbalg mittels eines Binders fest mit der Welle verbunden.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zu Anbringung eines erfindungsgemäßen Faltenbalges mit Grundsegmenten und Klappsegmenten auf einer Welle- Naben-Verbindung mit mindestens einer fest mit einer Welle verbundenen Kugelnabe, wobei in einem ersten Schritt im wellenseitigen Bundbereich mindestens zwei Klappsegmente, bevorzugt mindestens drei, weiter bevorzugt mindestens vier Klappsegmente bei einer entsprechenden Anzahl von Grundsegmenten, insbesondere radial ausgestellt werden; in einem zweiten Schritt die Welle-Naben-Verbindung durch den wellenseitigen Bundbereich geführt wird; und anschließend in einem dritten Schritt die Klappsegmente auf die Grundsegmerite hin geklappt werden. Dabei erfolgt vorteilhafterweise die Durchführung der Welle-Naben-Verbindung ohne die Notwendigkeit einer Aufdehnung des ins- besondere wellenseitigen Bereiches des Faltenbalges, gleichwohl kann bevorzugt auch vorgesehen sein, dass im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens der erfindungsgemäße Faltenbalg zumindest teilweise verformt wird. Die Verformung erfolgt dabei insbesondere durch eine in etwa radialsymmetrische Aufdehnung, um eine Durchführung bei entsprechender Dimensionierung der Kugelnabe, welche fest mit der Welle verbunden ist, zu ermöglichen, ohne dass Dehnungsrisse eingebracht werden.

Vorteilhafterweise erfolgt in einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die Befestigung des wellenseitigen Bundbereiches des Faltenbalges auf der Welle der Welle- Naben-Verbindung mittels eines Binders.

Dies sind weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung und werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Ansicht einer festen Welle-Naben-Verbindung mit Faltenbälgen und Gelenk- außenteil im montierten bzw. vormontierten Zustand;

Fig. 2: eine Welle mit zwei fest mit dieser verbundenen Kugelnaben;

Fig. 3: einen erfindungsgemäßen Faltenbalg mit einem Bundbereich mit Klapp- und Grundsegmenten in einer Seitenansicht;

Fig. 4: den erfindungsgemäßen Faltenbalg gemäß Fig. 3 in einer Frontalansicht im aufgeklappten Zustand;

Fig. 5: den Faltenbalg gemäß Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht im aufgeklappten

Zustand;

Fig. 6: den Faltenbalg gemäß Fig. 3 in einer Fig. 5 entsprechenden Ansicht im zusammengeklappten Zustand;

Fig. 7: eine Frontalansicht des Bundbereiches des Faltenbalges gemäß Fig. 3 im unge- klappten Zustand;

Fig. 8: eine Frontalansicht des Bundbereiches des Faltenbalges gemäß Fig. 3 im geklappten Zustand;

Fig. 9: eine Seitenansicht des geklappten Faltenbalges gemäß Fig. 3; sowie

Fig. 10: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Faltenbalges mit einem Bindersitz, sowie

Fig. 11 : eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faltenbalges.

Zunächst sei bemerkt, dass die in den Figuren gezeigten Merkmale nicht auf die einzelnen Ausgestaltungen beschränkt sind. Vielmehr sind die jeweils in der Beschreibung einschließlich der Figurenbeschreibungen und Zeichnungen angegebenen Merkmale zur Weiterbildung miteinander kombinierbar. Im übrigen werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Merkmale verwendet.

Fig. 1 zeigt nun zum besseren Verständnis des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung in einer Ansicht eine Welle 16 mit an deren beiden Enden angeordneten Kugelnaben 18.1 und 18.2. Die Kugelnaben 18.1 und 18.2 sind dabei fest mit der Welle 16 durch Schweißen und nachfolgendem Härten verbunden. Am linken Ende der Welle 16 ist zudem bereits ein Gelenkaußenteil 20 angeordnet, welches mit einem Faltenbalg 10 über dessen

gelenkseitigen Bundbereich in Verbindung steht. Der wellenseitige Bundbereich des Faltenbalges 10 steht dabei mit der Welle 16 in Verbindung. Zur Vereinfachung sind die zur Befestigung des Faltenbalges 10 auf dem Gelenkaußenteil 20 bzw. der Welle 16 notwendigen Binder, insbesondere Spannbänder, in der Fig. 1 nicht gezeigt.

Zur weiteren Verdeutlichung ist am rechten Ende der Welle 16 gemäß Fig. 1 der Faltenbalg 10 und das Gelenkaußenteil 20 im unmontierten Zustand gezeigt. Fig. 2 zeigt zur weiteren Verdeutlichung die in der Fig. 1 eingesetzte Welle 16 mit den mit dieser durch Schweißen und Härten fest verbundenen Kugelnaben 18.1 und 18.2.

Fig. 3 zeigt nun den erfindungsgemäßen Faltenbalg 10 aus TPEE, umfassend einen Faltenbereich 12 und einen diesem unmittelbar benachbarten Bundbereich 14. Der Bundbereich 14 umfasst dabei einen so genannten Klappbereich, welcher durch die Grundsegmente 22 und die Klappsegmente 30 gebildet ist. In Fig. 3 sind in der Seitenansicht dabei lediglich das Grundsegment 22.1 und die benachbart diesem angeordneten beiden

Klappsegmente 30.1 und 30.2 zu erkennen. Insbesondere weist der Faltenbalg 10 gemäß Fig. 3 vier Klappsegmente 30.1 bis 30.4 und entsprechend vier Grundsegmente 22.1 bis 22.4 auf (siehe hierzu auch Fig. 4). Das Grundsegment 22.1 weist eine erste Teilaußenfläche 24 auf sowie eine zweite Teilaußenfläche, welche durch die Teilflächen 25.1 und 25.2 gebildet isb Die zweite, in zwei Bereiche aufgeteilte Teilaußenfläche 25.1 bzw. 25,2 wird dabei im geschlossenen, d.h. geklappten Zustand des Faltenbalges durch die dem Grundsegment 22.1 benachbarten, den Klappsegmenten 30.1 und 30.2 zugehörigen Seitenwänden 34.1 und 34.2 abgedeckt. Insgesamt zeigt Fig. 3 den Faltenbalg 10 im unge- klappten Zustand mit aufgestellten Klappsegmenten 30.1 und 30.2. Die Klappsegmente 30.1 und 30.2 weisen jeweils eine Dachwand 32.1 bzw. 32.2 auf, welche im zusammengeklappten und montierten Zustand des Faltenbalges 10 einen Teil der Außenumfangs- fläche 15 des Bundbereiches 14 bilden (siehe hierzu Fig. 9 und 10). In Fig. 3 nicht gezeigt ist der sich an den Klappbereich des Bundbereiches 14 anschließende Bindersitz 42, welcher in Fig. 10 gezeigt ist.

Fig. 4 zeigt nun deutlich die insgesamt vier Grundsegmente 22.1 bis 22.4 und die vier, sich im aufgestellten Zustand befindlichen Klappsegmente 30.1 bis 30.4. Ebenso ist Fig. 4 gut zu entnehmen, dass die Grundsegmente 22.1 bis 22.4 über Seitenwände 34,1 und 34.2 der jeweiligen Klappsegmente 30.1 bis 30.4 mit diesen verbunden sind.

Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht den erfindungsgemäßen Faltenbalg 10 gemäß Fig. 3 mit aufgestellten, d. h. ungeklappten Klappsegmenten 30. Dabei sind zur Ver-

einfachung und zur Verdeutlichung in Fig. 5 nicht sämtliche Grundsegmente 22 und Klappsegmente 30 im Einzelnen bezeichnet. Die Ausbildung der Seitenwände 34.1 und 34.2 ist Fig. 5 besonders gut zu entnehmen. So ist die Seitenwand 34.2 unmittelbar benachbart dem Grundsegment 22.1 angeordnet, und verbindet dieses mit dem Klappseg- ment 30.2. Das Klappsegment 30.2 umfasst dabei neben der beispielsweise Fig. 3 entnehmbaren Dachwand 32 eben die Seitenwand 34.2, und entsprechend dieser gegenüberliegend angeordnet und hier in Fig. 5 nicht gezeigt, ausgebildeten weiteren Seitenwand 31.1. Zwischen dem Grundsegment 22.1 und der Seitenwand 34.2 ist eine geradlinig verlaufende Knicklinie 31.2 ausgebildet, durch welche die Zusammenfaltung des Bundbereiches 14 des Faltenbalges 10 erleichtert ist. Bei Zusammenklappung der Klappsegmente kommt dabei beispielsweise die Seitenwand 34.2 mit Ihrer Außenseite 40.1 auf dem Grundsegment 22.1 zu liegen. Die Auflage erfolgt dabei in den insbesondere Fig. 3 gut entnehmbaren zweiten Teilaußenflächen 25.1 bzw. 25.2 des Grundsegmentes 22.

Des Weiteren ist Fig. 5 die Ausbildung der Seitenwand 34.1 , angeordnet an der Seite eines Klappsegmentes 30.4, gut zu entnehmen. Im übergangsbereich zu dem dem Klappsegment 30.4 benachbarten Grundsegment 22.4 ist eine weitere Knicklinie 31.1 mit einer der Knicklinie 31.2 entsprechenden Funktion ausgebildet.

Die Knicklinien 31.1 und 31.2 können dabei zusätzlich Aus- bzw. Einkerbungen aufweisen, wodurch die Zusammenfaltung des Bundbereiches 14 des Faltenbalges 10 weiter vereinfacht wird und zudem derart erfolgt, dass eine genau definierte Zuordnung der einzelnen Grund- bzw. Klappsegmente bei dem Zusammenklappen des Bundbereiches 14 erzielt wird. In Fig. 5 ist die Innenseite 38.2 der Seitenwand 34.2 des Klappsegmentes 30.4 zu erkennen, welche beim Zusammenklappen mit der Innenseite der Dachwand 32 des Klappsegmentes 30.4 in Kontakt kommt.

Fig. 6 zeigt nun den Faltenbalg 10 mit zusammengeklapptem Klappbereich des Bundbereiches 14 des Faltenbalges 10. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass nunmehr die Au- ßenumfangsfläche des Bundbereiches des Faltenbalges 10 durch die erste Teilaußenfläche 24 der Grundsegmente, hier beispielhaft am Grundsegment 22.1 gezeigt, als auch der jeweiligen Außenflächen 36 der Dachwände der einzelnen Klappsegmente, hier am Klappsegment 30.1 und 30.2 gezeigt, gebildet ist. Zudem ergibt sich beim Zusammenklappen nunmehr eine kegelstumpfförmige Außenkontur des Klappbereiches des Bundbe- reiches 14 des Faltenbalges 10.

In Fig. 7 und Fig. 8 ist insbesondere das Zusammenklappen des Klappbereiches des Bundbereiches 14 des Faltenbalges 10 zu entnehmen. Dabei ist hier zur Erzielung einer besseren Darstellung der Faltenbereich 12 des Faltenbalges 10 nicht gezeigt.

Der Klappbereich des Bundbereiches 14 des Faltenbalges 10 umfasst insgesamt vier Klappsegmente 30.1 bis 30.4 und vier Grundsegmenten 22.1 bis 22.4. Die Klappsegmente 30.1 bis 30.4 werden beim Zusammenklappen in Richtung der Pfeile 46 radialsymmetrisch auf eine Mittelachse hin gerichtet zubewegt, wobei hierbei dann die Innenseiten der Seitenwände 34.1 und 34.2 mit den Innenseiten 38.1 und 38.2 der jeweiligen Dachwände in Berührung kommen, und andererseits durch das Klappen der Seitenwände 34.1 und 34.2 in Richtung der Pfeile 47 deren Außenseiten 40.1 und 40.2 auf den Grundsegmenten 22.1 bis 22.4 zu liegen kommen. Dabei sind in Fig. 7 wiederum zur besseren Darstellung nicht sämtliche Bezugszeichen für die insgesamt vier Grundsegmente 22.1 bis 22.4 und Klappsegmente 30.1 bis 30.4 mit den entsprechenden weiteren Merkmalen gezeigt. Nach dem erfolgten radialsymmetrischen Zusammenklappen der Klappsegmente 30.1 bis 30.4 wird bei entsprechender Ausbildung der Klappsegmente und Grundsegmente eine unterbrechungsfreie, geschlossene Randlinie 29 erhalten. Hierdurch wird verhindert, dass sich im Inneren des Faltenbalges befindliches Schmierfett nach außerhalb des Faltenbalges herausdrückt. Dabei ist in Fig. 8 nicht der vollständig geschlossene bzw. zusammenge- klappte Zustand des Faltenbalges 10 gezeigt, sondern ein Zustand kurz vor Ende des vollständigen Klappvorgangs. Deutlich ist dabei in Fig. 8 zu erkennen, dass Ecken 26.1 und 26.2 benachbarter Grundsegmente 22.2 und 22.3 (hier beispielhaft an diesen gezeigt) sich berühren, bzw. auch bei vollständiger Durchführung des Klappvorganges sich leicht zur Bildung einer ununterbrochenen Randlinie 28 überschneiden.

Fig. 9 zeigt den Faltenbalg 10 in vollständig zusammengeklapptem Zustand, wobei hier nur der Klappbereich des Bundbereiches 14 des Faltenbalges 10 mit einer Außenum- fangsfläche 15 und einer ununterbrochenen Randlinie 28.

Fig. 10 zeigt demgegenüber den Faltenbalg 10 mit einem an den eine kegelstumpfförmige Außenkontur aufweisenden Klappbereich des Bundbereiches 14 unmittelbar benachbart angeordneten Bindersitz 42. Der Bindersitz 42 weist dabei ein als Ringwulst ausgebildetes Justiermittel 44 auf. Schematisch ist angedeutet, wie ein als Spannband ausgebildeter Binder 48 im Bindersitz 42 des Bundbereiches 14 dort angeordnet werden kann, um den Faltenbalg 10 auf einer hier nicht gezeigten Welle zu befestigen.

Fig. 11 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Faltenbalges mit einem Faltenbereich 12 und einem Bundbereich 14, wobei der Bundbereich durch rotationssymmetrisch ausgebildete Klappsegmente 30.1 und 30.2 ausgebildet ist. Der Bundbereich 14 ist dabei in einem Längsschnitt gezeigt, wohingegen der Faltenbereich 12 in ei- ner Seitenansicht gezeigt ist. Durch Bewegung der rotationssymmetrisch ausgebildeten Klappsegmente 30.1 und 30.2 in Richtung der Pfeile 50.1 und 50.2 kommen diese in einer Position zu liegen, welche durch punktierte Linien angedeutet ist. Dabei gelangt das näher der Welle angeordnete rotationssymmetrische Klappsegment 30.2 unterhalb des näher dem Faltenbereich 12 angeordneten rotationssymmetrischen Klappsegmentes 30.1 zu liegen. Die Ausführungsform gemäß Fig. 11 kann mit einer Blumenblüte verglichen werden, wobei das Aufgehen einer Blüte durch das Aufstellen der rotationssymmetrisch ausgebildeten Klappsegmente 30.1 und 30.2 bei Montage auf einer festen Welle-Naben- Verbindung vergleichbar ist, und das Schließen der Blumenblüte mit der Klappung der Klappsegmente 30.1 und 30.2 auf die Welle hin zwecks Montage des Faltenbalges 10 auf dieser.

Die vorliegende Erfindung stellt somit einen Faltenbalg als auch eine feste Welle-Naben- Verbindung zur Verfügung, wobei der Faltenbalg unter Vermeidung starke Aufdehnungen und der dabei erfolgenden möglichen Vorschädigungen zur Bildung einer gleichmäßig dichten und lange beständigen Verbindung mit der Welle verbindbar ist.