DE102010006945A1 - Mechanisch flexibler Betätigungszug - Google Patents

Mechanisch flexibler Betätigungszug

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen mechanisch flexiblen Betätigungszug, wie beispielsweise ein eine Zugfunktion ausübender Seilzug oder ein eine Druck- und Zugfunktion ausübendes Druck-Zugkabel, insbesondere zur Übertragung von Druck- und/oder Zugkräften zum Schalten eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, mit einem in einem äußeren Führungskörper (1) geführten Innenzug (2), der um eine Seele (3) spiralförmig angeordnete Drähte oder Litzen (4, 5) unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Dabei können die Drähte bzw. Litzen (4, 5) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und/oder unterschiedliche Oberflächenrauheit aufweisen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen mechanisch flexiblen Betätigungszug, wie beispielsweise ein eine Zugfunktion ausübender Seilzug oder ein eine Druck- und Zugfunktion ausübendes Druck-Zugkabel, insbesondere zur Übertragung von Druck- und/oder Zugkräften zum Schalten eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, mit einem in einem äußeren Führungskörper geführten Innenzug, der um eine Seele spiralförmig angeordnete Drähte unterschiedlichen Durchmessers aufweist.
  • Ein derartiger Betätigungszug ist beispielsweise aus der DE 20 2005 021 328 U1 bekannt. Der Seilzug dieses Betätigungszuges besteht aus einem Kerndraht, der von mehreren Drähten spiralförmig umschlossen ist. Einer der den Kerndraht umschließenden Drähte ist ein Einzeldraht, der einen größeren Durchmesser aufweist als die anderen umschließenden Drähte. Dadurch soll sich entlang des Drahtseiles ein variabler Schlag der Drahtlagen ergeben, sodass das Drahtseil nur an wenigen Stellen an der Umhüllung anliegt, mit der Folge, dass wenig Reibungspunkte mit der Umhüllung vorhanden sein sollen.
  • Aus der DE 697 15 335 D2 ist ebenfalls ein Innenkabel für einen Betätigungszug bekannt, bei dem um einen Kerndraht, mehrere spiralförmig geschlagene Drähte angeordnet sind. Einer dieser äußeren Drähte weist ebenfalls einen größeren Durchmesser auf als die anderen Drähte.
  • Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen mechanisch flexiblen Betätigungszug der eingangs genannten Art anzugeben, welcher noch kostengünstiger in seiner Herstellung ist und einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist. Des Weiteren sollen Knickgeräusche aufgrund eines Seilzugsschlagens möglichst vermieden werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Betätigungszug mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Durch die Kombination unterschiedlicher Werkstoffe und/oder unterschiedlicher Oberflächenqualitäten der als Gleitpartner mit der Innenseite des Führungskörpers in Kontakt gelangenden Arbeitsdrähten oder -litzen einerseits und den sogenannten Fülldrähten oder Fülllitzen, mit vorzugsweise geringerem Durchmesser andererseits, lassen sich bei gleichzeitiger Reduzierung der Kosten die Gleiteigenschaften des Betätigungszuges derart beeinflussen, dass selbst bei einer hohen Steifigkeit des Zug-Druckkabels ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden kann.
  • Zudem können Knickgeräusche, bedingt durch Seilzugschlagen eliminiert werden. Denn dadurch, dass sich nicht alle äußeren Drähte oder Litzen des Innenzuges in Kontakt mit der Innenwandung beispielsweise des Auskleidungsrohres des Führungskörpers befinden, kann das Spiel zwischen Innenzug und Auskleidungsrohr geringer ausfallen, ohne dass sich der Wirkungsgrad verschlechtert. Damit werden die in den Verlegeradien des Betätigungszuges auftretenden Geräusche durch Schlagen des Innenzuges gegen die Innenwandung des Auskleidungsrohres oder durch Knicken des Innenzuges, insbesondere bei ruckartigen Schaltvorgängen eines Getriebes, eliminiert.
  • Die Werkstoffe der Reibpartner, nämlich des Führungskörpers bzw. seiner Innenauskleidung einerseits und der Arbeitsdrähte oder -litzen andererseits, lassen sich so aufeinander abstimmen, dass sich ein geringer Gleitreibungskoeffizient ergibt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann auch die Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere die Oberflächenrauheit der Reibpartner zur Verbesserung der Gleiteigenschaften beeinflusst werden, indem beispielsweise rostfreie und/oder polierte Drähte oder mit einer Oberflächenbeschichtung versehene Drähte oder Litzen eingesetzt werden. Als Beschichtungen der mit dem Führungskörper in Kontakt tretenden Arbeitsdrähte kommen beispielsweise Kunststoff, insbesondere ein Copolyesterelastomer, vorzugsweise ein thermoplastisches Copolyesterelastomer, gegebenenfalls mit Ester und/oder Esterverknüpfungen, in Betracht. Die Arbeitsdrähte selbst können als Seildraht nach DIN EN 10264 ausgeführt sein.
  • Die Seele bzw. der Kerndraht, der zur Übertragung der Druckkräfte dient, kann aus Stahl und/oder einer Stahllegierung bestehen, beispielsweise kann ein Federstahldraht nach DIN EN 10272 zum Einsatz kommen.
  • Demgegenüber können die Fülldrähte bzw. die Fülllitzen mit geringeren Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit ausgeführt sein. Beispielsweise können die Fülldrähte bzw. -litzen aus Stahl oder Stahllegierungen, beispielsweise nach DIN EN 10264, aber auch aus Kunststoff oder kunststoffummantelten Stahldrähten gebildet sein und gegebenenfalls ein raue, unbearbeitete Oberfläche aufweisen.
  • Durch den wechselseitigen Verbau von Drähten oder Litzen mit hochwertiger Oberflächenbeschaffenheit im Kontaktbereich zum Führungskörper bzw. dessen Innenauskleidung hin und Drähten oder Litzen mit geringeren Anforderungen an den Draht- oder Litzenwerkstoff oder die Oberflächenbeschaffenheit im Füllbereich des Seilzuges, ergibt sich eine erhebliche Kostenreduzierung.
  • Nach der Erfindung ist es aber auch möglich, eine Beeinflussung insbesondere eine Erhöhung der Reibwerte durch Verwendung von Drähten bzw. Litzen mit stumpfer oder rauer Oberfläche im Arbeitsbereich einzusetzen, um eine Spielreduzierung zum äußeren Führungskörper durch Anhebung der tragenden Drahtdurchmesser bzw. Litzendurchmesser zu erzielen.
  • Bezüglich der Messung der Oberflächenrauheit sei auf Hans Hoischen/Wilfried Hesser: Technisches Zeichnen, 32. Auflage, Cornelsen 2009, ISBN 978-3-589-241132-3 verwiesen.
  • Für eine nochmalige Reduzierung der Reibwerte und zugleich Verbesserung des Wirkungsgrades des Betätigungszuges ist es nach der Erfindung vorgesehen, dass die Zahl der Fülldrähte oder -litzen größer als die Zahl der Arbeitsdrähte ist. Beispielsweise können drei Arbeitsdrähte oder -litzen mit fünf Fülldrähten oder -litzen einlagig um einen Kerndraht angeordnet oder geschlagen sein.
  • Nach der Erfindung ist es auch möglich, dass die Arbeitsdrähte bzw. -litzen symmetrisch um die Seele angeordnet sind. Je nach Anwendungsfall ist auch eine asymmetrische Anordnung der Arbeitsdrähte bzw. Arbeitslitzen möglich. Durch die asymmetrische Verlegung der Arbeitsdrähte bzw. -litzen lassen sich ebenfalls die Gleiteigenschaften und insbesondere die Steifigkeit eines Betätigungszuges beeinflussen, um ein Knicken des Innenzuges in den Verlegeradien zu vermeiden.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
  • 1 einen Querschnitt durch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betätigungszuges,
  • 2 eine weitere Ausführungsform eines Betätigungszuges in Querschnittsdarstellung und
  • 3 eine dritte Ausgestaltung eines Innenzuges eines Betätigungszuges.
  • Die Betätigungszüge gemäß den Figuren bestehen aus einer Seele 3, beispielsweise aus einem Einzeldraht aus Stahl oder wenigstens einer Stahllegierung. Beispielsweise kann die Seele 3 aus einem Federstahldraht nach DIN EN 10272 bestehen. Um diese Seele 3 sind bei den hier gewählten Ausführungsbeispielen Drähte 4, 5 spiralförmig geschlagen. Der so gebildete Innenzug 2 des Betätigungszuges ist in einem als flexiblen Schlauch ausgebildetem Führungskörper 1 verschiebbar geführt.
  • Wie aus den Figuren ersichtlich, weisen die die Seele 3 umgebenden Drähte 4, 5 unterschiedliche Durchmesser auf. Die in Kontakt mit den Führungskörper 1 bzw. einer (nicht dargestellten) Innenauskleidung des Führungskörpers 1 in Kontakt tretenden Arbeitsdrähte 4 besitzen einen größeren Durchmesser als die lediglich als Füller dienenden Fülldrähte 5.
  • Durch diese Drahtseilkonstruktion liegt der Innenzug 2 nur an wenigen Kontaktstellen an der Innenseite des Führungskörpers 1 an und es ergeben sich geringere Reibungsverluste, als wenn alle den Kerndraht 3 umgebenden Drähte 4, 5 an der Umhüllung 1 anliegen.
  • Der Gleitwiderstand der Gleitpartner, nämlich der Arbeitsdrähte 4 und der Innenseite des Führungskörpers 1, lässt sich weiterhin durch die Wahl der jeweiligen Werkstoffe und der Oberflächenbeschaffenheiten beeinflussen. So können beispielsweise die Arbeitsdrähte 4 als Seildrähte gemäß DIN EN 10264 ausgebildet sein, mit einer polierten Oberfläche. Der Führungskörper 1 bzw. dessen Innenauskleidung besteht üblicherweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE).
  • Denkbar ist es auch, dass die Arbeitsdrähte 4 eine Ummantelung 6 aus Kunststoff, beispielsweise aus einem thermoplastischen Copolyesterelastomer mit Ester und Esterverknüpfungen aufweisen. Wie aus 3 ersichtlich, ergibt sich der größere Durchmesser der Arbeitsdrähte 4 durch die Addition von innerem Drahtseil und der Ummantelung 6 in Vergleich zu den Durchmessern der Fülldrähte 5.
  • Im Vergleich zu den Arbeitsdrähten 4 bzw. deren Oberflächenbeschaffenheit können die Fülldrähte 5 aus Drähten bestehen mit geringerer Anforderung an die Oberflächenbeschaffenheit oder den Werkstoff selbst. Beispielsweise können die Fülldrähte 5 aus einem Seildraht gemäß DIN EN 10264 bestehen, aber auch aus Kunststoff, und/oder eine raue, unbearbeitete Oberfläche aufweisen.
  • Durch den wechselseitigen Verbau von Arbeitsdrähten 4 mit hochwertigeren Oberflächen oder Werkstoffen und Fülldrähten 5 mit geringerer Anforderung an Oberfläche oder Werkstoff ergibt sich eine erhebliche Kostenreduzierung.
  • Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung der Reibung zwischen Innenzug 2 und Führungskörper 2 ergibt sich durch eine asymmetrische Verlegung der Arbeitsdrähte 4 um den Kerndraht 3. Damit lassen sich ebenfalls die Gleiteigenschaften und insbesondere die Steifigkeit eines Betätigungszuges beeinflussen, um ein Knicken des Innenzuges in den Verlegeradien des Betätigungszuges zu vermeiden.
  • Auch sei darauf hingewiesen, dass anstelle von Drähten für Seele 3, Arbeits- und Fülldrähte 4, 5 auch Litzen zum Einsatz kommen können.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Führungskörper, flexibler Schlauch
    2
    Innenzug
    3
    Seele
    4
    Arbeitsdraht, Arbeitslitze
    5
    Fülldraht, Fülllitze
    6
    Ummantelung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202005021328 U1 [0002]
    • DE 69715335 D2 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN EN 10264 [0009]
    • DIN EN 10272 [0010]
    • DIN EN 10264 [0011]
    • Hans Hoischen/Wilfried Hesser: Technisches Zeichnen, 32. Auflage, Cornelsen 2009, ISBN 978-3-589-241132-3 [0014]
    • DIN EN 10272 [0022]
    • DIN EN 10264 [0025]
    • DIN EN 10264 [0027]

Claims (10)

  1. Mechanisch flexibler Betätigungszug, wie beispielsweise ein eine Zugfunktion ausübender Seilzug oder ein eine Druck- und Zugfunktion ausübendes Druck-Zugkabel, insbesondere zur Übertragung von Druck- und/oder Zugkräften zum Schalten eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, mit einem in einem äußeren Führungskörper (1) geführten Innenzug (2), der um eine Seele (3) spiralförmig angeordnete Drähte oder Litzen (4, 5) unterschiedlichen Durchmessers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte bzw. Litzen (4, 5) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und/oder unterschiedliche Oberflächenrauheit aufweisen.
  2. Betätigungszug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Gleitpartner mit der Innenseite des Führungskörpers (1) in Arbeitsstellung tretenden Arbeitsdrähte oder -litzen (4) einen Durchmesser aufweisen, der größer, mindestens aber gleich dem Durchmesser der als Fülldrähte bzw. -litzen ausgebildeten weiteren Drähte bzw. Litzen (5) ist.
  3. Betätigungszug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff und/oder die Oberflächenrauheit der Gleitpaare Arbeitsdrähte bzw. -litzen (4) und Innenseite des Führungskörpers (1) aufeinander abgestimmt sind.
  4. Betätigungszug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsdrähte bzw. -litzen (4) aus Metall, insbesondere Stahl oder wenigstens einer Stahllegierung bestehen und/oder eine Oberflächenbeschichtung (6) aus Kunststoff, insbesondere einem Copolyesterelastomer, vorzugsweise einem thermoplastischen Copolyesterelastomer, ggf. mit Ester und/oder Esterverknüpfungen aufweisen.
  5. Betätigungszug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Führungskörpers (1) und/oder seine Auskleidung aus Kunststoff, insbesondere einem Polymer, vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.
  6. Betätigungszug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fülldrähte oder -litzen (5) aus Stahl, mindestens einer Stahllegierung oder kunststoffummanteltem Stahl bestehen.
  7. Betätigungszug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Fülldrähte oder -litzen (5) größer als die Zahl der Arbeitsdrähte bzw. Arbeitslitzen (4) ist.
  8. Betätigungszug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsdrähte bzw. -litzen (4) symmetrisch um die Seele (3) angeordnet sind.
  9. Betätigungszug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsdrähte bzw. -litzen (4) asymmetrisch um die Seele (3) angeordnet sind.
  10. Betätigungszug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsdrähte bzw. -litzen (4) in Anordnung nebeneinander um die Seele (3) verlegt sind.
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