DE102015007779A1

DE102015007779A1 - Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffantriebskabels

Info

Publication number: DE102015007779A1
Application number: DE102015007779.1A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schreiber
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2016-12-22
Also published as: WO2016202534A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffantriebskabels durch Extrudieren eines Kunststoffmaterials, wobei das Kunststoffantriebskabel mit einer Verzahnung zum Eingriff eines Zahnrades gebildet wird, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das Kunststoffmaterial (3) durch einen zwischen einem rotierenden Formrad (6) und einem Formstützkörper (8, 53) gebildeten Formspalt (9) hindurchgeführt und dabei von dem Formrad (6) und dem Formstützkörper (8, 53) in einen bandförmigen Rohling (13) geformt wird, wobei das Formrad (6) in dem Rohling (13) zumindest eine Zahnreihe mit Antriebskabelzähnen (45) der Verzahnung zwischen zwei Materialbereichen (34) des Rohlings (13) formt, und dass Formvorgänge oder Trennschnitte an den oder durch die Materialbereiche (34) ausgeführt werden, die aus dem bzw. vom Rohling (13) ein Kunststoffantriebskabel (2) mit beidseitigen Zahnbegrenzungswänden (44) bilden bzw. abtrennen, wobei das Kunststoffantriebskabel (2) eine Zahnreihe mit zwischen den beiden Zahnbegrenzungswänden (44) geformten Antriebskabelzähnen (45) aufweist und die Zahnbegrenzungswände (44) umfangsseitige Führungsflächen (46) des in einer zugeordneten Kabelführung (47) aufgenommenen Kunststoffantriebskabels (2) enthalten oder an diese angrenzen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffantriebskabels durch Extrudieren eines Kunststoffmaterials, wobei das Kunststoffantriebskabel mit einer Verzahnung zum Eingriff eines Zahnrades versehen wird, sowie ein Kunststoffantriebskabel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.
Aus der DE 40 29 011 A1 ist eine Kunststoff-Zahnstange mit Zahnstangenzähnen zum Eingriff eines Zahnrades bekannt geworden. Die Außenfläche der Zahnstange ist so geformt, dass die Zahnstange an einer die Zahnstange mindestens auf einem Teil ihres Umfangs umgreifenden Führung nur über einen Teil der Außenfläche anliegt und die Zahnstangenzähne nicht in Kontakt mit der Führung sind. Es wird vorgeschlagen, die Zahnstange als Spritzgussteil oder als Stranggussteil durch Extrusion herzustellen.
Aus der DE 21 23 902 A1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Profilbändern oder Zahnriemen bekannt geworden, die aus einem extrudierbaren Material mit in Längsrichtung verlaufenden zugfesten Verstärkungssträngen gebildet werden. Eine Formeinheit weist ein eine Verzahnung aufweisendes Formrad und ein an dem Umfang des Formrades geführtes Stahlband zum Formen der der Verzahnung gegenüberliegenden Rückseite des Zahnriemens auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu schaffen, das eine einfachere und wirtschaftlichere Herstellung eines Kunststoffantriebskabels ermöglicht, sowie ein verbessertes Kunststoffantriebskabel bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kunststoffmaterial durch einen zwischen einem rotierenden Formrad und einem Formstützkörper gebildeten Formspalt hindurchgeführt und dabei von dem Formrad und dem Formstützkörper in einen bandförmigen Rohling geformt wird, wobei das Formrad in dem Rohling zumindest eine Zahnreihe mit Antriebskabelzähnen der Verzahnung zwischen zwei Materialbereichen des Rohlings formt, und dass Formvorgänge oder Trennschnitte an den oder durch die Materialbereiche ausgeführt werden, die aus dem bzw. vom Rohling ein Kunststoffantriebskabel mit beidseitigen Zahnbegrenzungswänden bilden bzw. abtrennen, wobei das Kunststoffantriebskabel eine Zahnreihe mit zwischen den beiden Zahnbegrenzungswänden geformten Antriebskabelzähnen aufweist und die Zahnbegrenzungswände umfangsseitige Führungsflächen des in einer zugeordneten Kabelführung aufgenommenen Kunststoffantriebskabels enthalten oder an diese angrenzen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Kunststoffantriebskabel mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des Kunststoffantriebskabels sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit in einem Arbeitsgang kontinuierlich ein breiter Rohling oder Kabelrohling hergestellt, in dem quer zu seiner Längserstreckung nebeneinander liegend eine Mehr- oder Vielzahl wie z. B. 10 bis 20 Zahnreihen mit Zähnen einer z. B. zahnstangenartigen Verzahnung eines jeweiligen Kunststoffantriebskabels in einem Arbeitsgang geformt oder geprägt werden. Die in dem Kabelrohling noch einstückig miteinander verbundenen Kunststoffantriebskabel werden durch Form- oder Trennvorgänge oder Trennschnitte oder dergleichen durch einen Materialbereich des Rohlings voneinander getrennt, so dass hierdurch fertiggestellte einzelne Kunststoffantriebskabel bereitgestellt werden. Beim Herstellen des Kabelrohlings wird die Verzahnungsseite des Kabelrohlings von einem Formrad und die der Verzahnungsseite gegenüberliegende Rückseite von einem Formstützkörper gebildet oder geformt. Das Formrad, das auch als Formrolle bezeichnet werden kann oder ein vergleichbares Formelement sein kann, enthält an seinem Umfang eine Profilierung mit den Formzähnen und kann neben den Formzähnen auch im Querschnitt glattflächige oder gekrümmte Abschnitte aufweisen, die Führungsflächen bilden, mit denen das Kunststoffantriebskabel in einer Kabelführung, in der es gemäß seinem Verwendungszweck aufgenommen ist, in Führungskontakt gleitend abgestützt ist. Somit können eine Vielzahl von Kunststoffantriebskabeln gleichzeitig auf einer Produktionsanlage hergestellt werden. Das Formrad kann z. B. aus einzelnen eine Verzahnung aufweisenden Formscheiben gebildet sein, die jeweils zum Formen eines Kunststoffantriebskabels im Verbund des Rohlings vorgesehen sind und zu einer Formrolle oder einem Formrad miteinander verbunden werden.
Als bandförmiger Rohling oder Kabelrohling wird der aus dem Formspalt austretende dreidimensionale längliche und verstärkte Kunststoffstrang bezeichnet.
Das Kunststoffmaterial kann z. B. ein thermoplastischer Kunststoff wie z. B. PU (Polyurethan) sein.
Grundsätzlich kann mit dem Verfahren auch ein Rohling oder Kabelrohling einer solchen geringeren Breite hergestellt werden, aus dem nur ein einzelnes Kunststoffantriebskabel hergestellt wird. Bei der Formung im Formspalt entstehende Kunststoffmaterialüberstände an den beiden Längs- oder Außenseiten des Rohlings werden dann durch Formvorgänge oder Trennschnitte entfernt.
Zweckmäßigerweise prägt das Formrad in den Kabelrohling eine Mehrzahl von zueinander parallelen Zahnreihen mit Zahnbegrenzungswänden, die die jeweiligen Antriebskabelzähne jeweils beidseitig begrenzen oder einschließen, wobei die von den Materialbereichen gebildeten Zahnbegrenzungswände zwischen den Zahnreihen zum Abtrennen einzelner Kunststoffantriebskabel durchtrennt werden. Da zum Abtrennen der einzelnen Kunststoffantriebskabel aus dem Kabelrohling nur die Materialbereiche durchtrennt werden, wird vermieden, dass die geformten oder geprägten Antriebskabelzähne bei einem Schneid- oder Trennvorgang möglicherweise negativ beeinflusst werden oder z. B. Schnittkanten entstehen könnten, die die Funktion der Verzahnung beeinträchtigen könnten.
Für die Festigkeit des Kunststoffantriebskabels ist es vorteilhaft, wenn Verstärkungsmittel oder Verstärkungsstränge in den Formspalt zugeführt und im Formspalt in das Kunststoffmaterial des Rohlings eingebettet werden. Dabei können z. B. einzelne oder mehrere Drähte oder Litzen der Verstärkungsmittel oder Verstärkungsstränge in Zuordnung für jedes einzelne Kunststoffantriebskabel zugeführt und in den Rohling eingebettet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Formvorgänge oder Trennschnitte beim Prägen des Rohlings insbesondere vom Formrad oder vom Formstützkörper oder nach dem Prägen des Rohlings von einer Form- oder Trenneinrichtung vorgenommen werden. Die Trenneinrichtung kann rotierende Trennscheiben mit Schneiden, sägeartige Schneideinrichtungen oder auch Laser- oder Wasserschneideinrichtungen aufweisen. Besonders einfach ist der Verfahrensablauf, wenn die Trennschnitte als Form- oder Prägeschritte vom Formrad oder vom Formstützkörper selbst ausgeführt werden, da dann keine weitere nachgeschaltete Trenneinrichtungen erforderlich sind. Als Trennschnitt wird daher auch ein Formen während der Herstellung des Rohlings bezeichnet.
Gemäß einem besonders bevorzugten Verfahrensschritt wird jeder Antriebskabelzahn durch zwei Formstege oder durch Freischnitte von den beiden Zahnbegrenzungswänden getrennt. Da der Zahnfuß des Antriebskabelzahns in der neutralen Faser des Kunststoffantriebskabels liegt, werden die Antriebskabelzähne hierdurch deutlich weniger auf Biegung belastet, wenn das Kunststoffantriebskabel in einem gebogenen Abschnitt einer Kabelführung geführt ist, und die Antriebskabelzähne selbst werden weniger verformt, so dass die Zahngeometrie auch bei Biegung weitgehend beibehalten wird. Desweiteren werden hierbei die Dehnungen der Zahnbegrenzungswände nicht nur innerhalb der Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Antriebskabelzähnen abgebaut, sondern sie verteilen sich auf dem gesamten gedehnten Bereich. Schließlich sind die von den Zähnen abgetrennten Zahnbegrenzungswände in Kabelquerrichtung biegbar und damit elastisch, wodurch ein Toleranzausgleich und eine Geräuschdämpfung des in einer Kabelführung geführten Kunststoffantriebskabels ermöglicht ist.
Zweckmäßigerweise ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass der Formstützkörper eine den Antriebskabelzähnen gegenüber liegende insbesondere konvex gekrümmte Führungsfläche des Kunststoffantriebskabels formt.
Weiterhin kann auch schon das Formrad umfangseitig Führungskanten und/oder Führungsflächen zum Führen des Kunststoffantriebskabels in einer zugeordneten Kabelführung formen. Weitere Bearbeitungsschritte zum Herstellen von Führungskanten oder Führungsflächen sind dann nicht erforderlich.
Bei einem erfindungsgemäßen Kunststoffantriebskabel mit einer Verzahnung zum Eingriff eines Zahnrades, wobei die Zähne der Verzahnung in Zahnbreitenrichtung beidseits von Zahnbegrenzungswänden des Kunststoffantriebskabels begrenzt sind, so dass die Verzahnung des in einer Kabelführung aufgenommenen Kunststoffantriebskabels kontaktfrei zur Kabelführung ist, weisen gemäß einer ersten Lösung die beiden Zahnbegrenzungswände außenseitige Form-, Trenn- oder Schnittflächen auf. Diese Flächen entstehen beim Abtrennen einzelner Kunststoffantriebskabel von einem z. B. durch Kunststoff-Extrusion hergestellten Band- oder streifenförmigen Rohling, der mehrere nebeneinander liegende vorgeformte Kunststoffantriebskabel aufweist. Da mit nur einer Formeinheit ein solcher Rohling, der eine Vielzahl vorbereiteter Kunststoffantriebskabel enthält, herstellbar ist, wird der Produktionsprozess vereinfacht und beschleunigt.
Gemäß einer zweiten, zur ersten Lösung alternativen oder zusätzlichen Lösung ist vorgesehen, dass die Antriebskabelzähne von den beiden Zahnbegrenzungswänden getrennt sind, insbesondere durch einen jeweiligen Spalt. Damit ergeben sich insbesondere bei gebogenem oder gekrümmtem Kunststoffantriebskabel Vorteile, wie sie oben zu dem entsprechend Verfahrensschritt genannt sind.
Zweckmäßigerweise sind die außenseitigen Form- oder Schnittflächen zueinander parallel. Jedoch können auch hiervon abweichende Form- oder Schnittflächen gebildet werden, die auch als Führungsflächen des Kunststoffantriebskabels in einer Kabelführung mit insbesondere auch gekrümmten Abschnitten vorgesehen sein können.
Die Zahnbegrenzungswände oder deren Form- oder Schnittflächen können umfangsseitige Führungsflächen aufweisen oder bilden oder an umfangsseitige Führungsflächen angrenzen. In jedem Fall sind die Führungsflächen derart angeordnet, dass die Antriebskabelzähne gegenüber diesen Führungsflächen zurückgesetzt sind und keinen direkten Kontakt mit der Innenseite einer Kabelführung für dieses Kunststoffantriebskabel aufweisen.
Zweckmäßigerweise enthält das Kunststoffantriebskabel ein Verstärkungsmittel und insbesondere zumindest einen Draht oder eine Litze. Hierdurch soll die Zugfestigkeit und ggfs. auch die Druckfestigkeit verbessert werden, wobei eine Biegeverformung erhalten bleiben soll.
Insbesondere ist das Kunststoffantriebskabel gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Antriebskabels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 in einer isometrischen Ansicht eine obere Gegenrolle und ein unteres Formrad einer Formeinheit der Vorrichtung der 1 und einen in einem Formspalt gebildeten Rohling, der aus einer Vielzahl von nebeneinander liegender und miteinander gebildeter Kunststoffantriebskabel besteht;
3 in einer isometrischen Unteransicht die Formrolle und die Gegenrolle mit dem Rohling der 3;
4 in einer Draufsicht das Formrad der 2 und 3;
5 in einer Draufsicht in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt des in 4 dargestellten Formrades;
6 in einer Draufsicht in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt des in 5 dargestellten Formrades;
7 in einer Längsschnittansicht die Formeinheit mit einem darin gefertigten Rohling;
8 in einer Querschnittsansicht einen Ausschnitt eines gefertigten Rohlings;
9 in einer isometrischen Ansicht die Zahnseite eines Kunststoffantriebskabels;
10 in einer Querschnittsansicht das Kunststoffantriebskabel der 9;
11 in einer Querschnittsansicht das in 10 dargestellte Kunststoffantriebskabel in einer Kabelführung;
12 in einer Querschnittsansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Formrades;
13 in einer Querschnittsansicht in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt B des in 12 dargestellten Formrades;
14 in einer Querschnittsansicht in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt des in 13 dargestellten Formrades;
15 in einer isometrischen Ansicht die Zahnseite eines mit dem Formrad der 12 bis 14 hergestellten Ausführungsbeispiels eines Kunststoffantriebskabels;
16 in einer Querschnittsansicht das in 15 dargestellte Kunststoffantriebskabel in einer Kabelführung;
17 in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens;
18 in einer Längsschnittansicht die Formeinheit der Vorrichtung der 17 mit einem darin gefertigten Rohling; und
19 in einer isometrischen Ansicht die Formeinheit der in 18 dargestellten Vorrichtung mit einem darin gebildeten Rohling.
Eine Vorrichtung 1 (siehe 1) zum Ausführen eines Verfahrens zum Herstellen eines Kunststoffantriebskabels 2 (9) durch Extrudieren eines beispielsweise thermoplastischen Kunststoffmaterials 3 umfasst eine Formeinheit 4, die ein um eine Drehachse 5 drehbar gelagertes Formrad 6 und einen Stützkörper in Gestalt einer um eine Drehachse 7 drehbar gelagerten Gegenrolle 8 aufweist. Die beiden Drehachsen 5 und 7 sind parallel zueinander ausgerichtet und derart voneinander beabstandet angeordnet, dass zwischen dem Formrad 6 und der Gegenrolle 8 ein Formspalt 9 mit definierter Spalthöhe gebildet ist, der eine vom Formrad 6 und von der Gegenrolle 8 begrenzte Formstrecke darstellt. Die 1 zeigt beispielhaft eine Anordnung, bei der das Formrad 6 unterhalb der Gegenrolle 8 angeordnet ist, jedoch sind grundsätzlich auch hiervon abweichende Anordnungen möglich und verwendbar. Das Formrad 6 und die Gegenrolle 8 sind mittels einer Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) in zueinander gegensinnigen Drehrichtungen derart antreibbar, dass sich die Umfangsflächen des Formrades 6 und der Gegenrolle 8 bei der Vorrichtung der 1 am Formspalt 9 mit derselben Geschwindigkeit nach rechts bewegen.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Extrudereinrichtung 10, von der erwärmtes thermoplastisches Kunststoffmaterial 3 über eine Zuführdüse 11 an eine Zuführstelle 12 zwischen das Formrad 6 und die Gegenrolle 8 an den Beginn des Formspaltes 9 zugeführt wird. Das aus der Zuführdüse 11 plastisch austretende Kunststoffmaterial 3 wird von dem Formrad 6 und der Gegenrolle 8 in eine definierte Querschnittsform gedrückt und unter Bildung eines band- oder streifenartigen Rohlings 13 durch den Formspalt 9 bewegt.
Die Vorrichtung 1 umfasst des weiteren eine Zuführeinrichtung 14 für ein Verstärkungsmittel 15 des Kunststoffantriebskabels 2. Das Verstärkungsmittel 15 wird z. B. von dünnen Drähten 16 oder Litzen gebildet, die von einer Rolle 17 abgewickelt werden und derart im Bereich der Zuführdüse 11 in den Formspalt 9 eingeführt werden, dass sie in das Kunststoffmaterial 3 und in den sich durch den Formspalt 9 bewegenden Rohling 13 eingebettet und mit diesem aus der Vorrichtung 1 heraus gefördert werden. Auf der Rolle 17 können mehrere Drähte 16 nebeneinander aufgewickelt sein oder von mehreren Rollen können jeweils einzelne Drähte 16 in den Formspalt 9 nebeneinander zugeführt werden.
Das zylindrische Formrad 6 weist an seinem Umfang eine Vielzahl von Formzähnen 18 auf (siehe 2), die sich jeweils voneinander beabstandet in nebeneinander angeordneten Formzahnreihen 19 über den Umfang erstrecken. Zwei benachbarte Formzahnreihen 19 sind jeweils voneinander durch eine umlaufende vertiefte Formnut 20 getrennt (5). Die Formnut 20 hat einen U-förmigen Querschnitt mit annähernd parallelen Seitenflächen 21, die die Formzähne 18 seitlich begrenzen. Am Nutgrund 22 der Formnut 20 erstreckt sich eine mittig angeordnete Erhöhung 23, die von zwei Flächen 24 begrenzt ist, die vom Nutgrund 22 geneigt ausgehend unter einem spitzen Winkel von z. B. 90° in eine gemeinsame mittige Schneide 25 auslaufen. In einer Formzahnreihe 19 wechseln sich ein Formzahn 18 mit einer Formzahnlücke 26 ab (siehe 7), wobei die Länge eines Formzahnes 18 in Umfangsrichtung mit der Länge einer Formzahnlücke 26 beispielsweise annähernd übereinstimmt oder auch unterschiedlich gewählt sein kann.
Die zylindrische Gegenrolle 8 weist an ihrem Umfang eine Profilierung 27 auf (2), die in Zuordnung zu jeweils einer der Formzahnreihen 19 des Formrandes 6 eine umlaufende rinnenartige Vertiefung 28 mit insbesondere kreisbogenförmigem Querschnitt aufweist. Jeweils zwei benachbarte Vertiefung 28 gehen in eine gemeinsame schneidenartige Erhöhung 29 über.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffantriebskabels näher beschrieben. Erwärmtes thermoplastisches Kunststoffmaterial 3, wie z. B. PU, wird aus der Extrudereinrichtung 10 über die Zuführdüse 11 in den Formspalt 9 zugeführt (siehe 1). Gleichzeitig werden die Drähte 16, die durch den Formspalt 9 geführt und darin definiert angeordnet sind, durch den Formspalt 9 bewegt und insbesondere gezogen. Das Formrad 6 und die Gegenrolle 8 werden bevorzugt mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben und die Drähte 16 werden mit einer Geschwindigkeit durch den Formspalt 9 bewegt, die der Vorschubgeschwindigkeit des durch das Formrad 6 und die Gegenrolle 8 bewegten Kunststoffmaterials 3 übereinstimmt (in den 2 und 3 ist die Zuführung des Kunststoffmaterials 3 in den Formspalt 9 nicht dargestellt).
Der aus dem Formspalt 9 austretende bandförmige Rohling 13 ist aus einer Mehrzahl von Kunststoffantriebskabeln 2 gebildet, die in dem Herstellungsprozess zunächst in Nebeneinanderlage als einstückiger Rohling 13 gebildet werden (siehe 8). Der Rohling 13 weist auf seiner Verzahnungsseite 30 die von den Formzähnen 18 der jeweils benachbarten Formzahnreihen 19 gebildeten Zahnvertiefungen 31 jedes Kunststoffantriebskabels 2 auf. Die der Verzahnungsseite 30 gegenüberliegende Rückseite 32 des Rohling 13 ist von der Profilierung 27 der Gegenrolle 8 geformt und weist eine im Querschnitt konkave Wölbung 33 auf, die von der rinnenartigen Vertiefung 28 der Profilierung 27 der Gegenrolle 8 gebildet ist. Jeweils ein Draht 16 ist zwischen der Wölbung 33 und der Zahnvertiefung 31 in das Kunststoffmaterial 3 eingebettet und von diesem umschlossen.
Der Rohling 13 enthält jeweils zwischen zwei Reihen von Zahnvertiefungen 31 und zwei benachbarten Drähten 16 einen durchgehenden Materialbereich 34. Der Materialbereich 34 enthält einerseits auf der Verzahnungsseite 30 des Rohlings 13 eine von der Erhöhung 23 des Formrades 6 gebildete Rinne 35 und andererseits auf der gegenüberliegenden Rückseite 32 eine zwischen den beiden benachbarten Wölbungen 33 gebildete Rille 36. Durch die Rinne 35 und die Rille 36 jedes Materialbereichs 34 verläuft eine Trenn- oder Schnittebene 37, die sich in Vorschubrichtung oder Längsrichtung des Rohlings 13 senkrecht zu den Drehachsen 5 und 7 des Formrades 6 bzw. der Gegenrolle 8 erstreckt.
Eine Trenneinrichtung 38 zum Abtrennen der Kunststoffantriebskabel 2 vom Rohling 13 schließt sich in Förderrichtung des Rohlings 13 an die Formeinheit 4 an (siehe 1). Die Trenneinrichtung 38 weist eine um eine Drehachse 39 drehbar gelagerte Schneidwalze 40 mit einer Vielzahl von ringförmigen Schneidmessern 41 auf. Der Rohling 13 wird auf einer Abstützung 42 an der Trenneinrichtung 38 derart geführt vorbeibewegt, dass die Schneidmesser 41 die Materialbereiche 34 exakt in der jeweiligen Trenn- oder Schnittebene 37 vollständig durchtrennen. Jedes derart abgetrennte Kunststoffantriebskabel 2 enthält zwei zueinander parallele außenseitige Schnittflächen 43 an Zahnbegrenzungswänden 44, die von den durchtrennten Materialbereichen 34 gebildet werden und nach innen hin die Antriebskabelzähne 45 begrenzen oder an diese einstückig angrenzen und nach außen hin Außenflächen bzw. die Schnittflächen 43 des Kunststoffantriebskabels 2 bilden.
Die Antriebskabelzähne 45 sind somit in Längsrichtung jeweils zwischen zwei Zahnvertiefungen 31 gebildet und gehen seitlich in die beiden Zahnbegrenzungswände 44 über. Die ebenflächige Verzahnungsseite 30 des Kunststoffantriebskabels 2 begrenzt sowohl die Antriebskabelzähne 45 wie auch die beiden Zahnbegrenzungswände 44, so dass die Antriebskabelzähne 45 in Zahnhöhenrichtung nicht über die benachbarten Zahnbegrenzungswände 44 hinausstehen.
Jede Zahnbegrenzungswand 44 des Kunststoffantriebskabels 2 enthält eine Abschrägung als Führungsfläche 46 im Übergang zu der ebenflächigen Verzahnungsseite 30 des Kunststoffantriebskabels 2. Wenn das Kunststoffantriebskabel 2 in einer Kabelführung 47 verschiebbar aufgenommen ist (siehe 11), die z. B. von einem Rohr mit zumindest abschnittsweise kreisrundem Innenquerschnitt 48 gebildet ist, so ist das Kunststoffantriebskabel 2 darin nur über die beiden Führungsflächen 46 und die von der Wölbung 33 gebildete Führungsfläche 49 abgestützt, wohingegen auf der Seite der Verzahnung jeder Antriebskabelzahn 45 stets mit Abstand von der Innenfläche 50 der Kabelführung 47 angeordnet ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Antriebskabelzähne 45 des sich in der Kabelführung 47 längs bewegenden Kunststoffantriebskabels 2 keinen Schleifkontakt haben können, der zu Schleif- oder Rattergeräuschen führen könnte. Die Führungsfläche 46 kann ebenflächig oder gekrümmt und an die Innenkontur der Kabelführung 47 angepasst sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Antriebskabelzähne 45 von den sie in Zahnquerrichtung beidseits begrenzenden Zahnbegrenzungswände 44 getrennt. So wird z. B. mittels eines Formschrittes oder eines Trenn- oder Freischnitts die Verbindung zur jeweiligen Zahnbegrenzungswand 44 hin unterbrochen. 16 zeigt in einer Kabelführung 47 ein solches Kunststoffantriebskabel 2, bei dem jeder Antriebskabelzahn 45 durch einen schmalen Spalt 51 von der jeweiligen Zahnbegrenzungswand 44 getrennt ist.
Ein solcher Trenn- oder Freischnitt kann mittels der Schneideinrichtung 38 vorgenommen werden. Die Schneidwalze 40 enthält zusätzliche ringförmige Schneidmesser 41, die einen Schnitt bis zum Zahnfuß der Antriebskabelzähne 45 ausführen und dabei den Spalt 51 ausschneiden.
Der Spalt 51 kann auch durch ein Formrad 6' der Formeinheit 4 hergestellt werden, das in den 12 bis 14 dargestellt ist und das gegenüber dem in den 4 bis 6 dargestellten Formrad 6 dahingehend abgeändert ist, dass es einen schmalen ringförmig umlaufenden Formsteg 52 aufweist. Der Formsteg 52 prägt in das Kunststoffmaterial 3 den Spalt 51 und enthält die Seitenfläche 21 der Formnut 20, in der der Wandbereich 34 gebildet wird, der in die beiden Zahnbegrenzungswände 44 getrennt und aufgeteilt wird. Jeder Formzahn 18 wie auch jede Formzahnlücke 26 sind somit beidseits von jeweils einem Formsteg 52 begrenzt. 15 zeigt das Kunststoffantriebskabel 2, bei dem jeder Antriebskabelzahn 45 beidseits von der jeweiligen Zahnbegrenzungswand 44 getrennt ist.
Durch das seitliche Trennen der Kabelzähne 45 von den beiden Zahnbegrenzungswänden 44 wird die Steifigkeit des Kunststoffantriebskabels 2 reduziert, so dass das Kunststoffantriebskabel 2 auch in stärker gekrümmten Kabelführungen 47 weitgehend geräuschlos geführt werden kann. Beim Biegen des Kunststoffantriebskabels 2 wird eine Verformung der von den beiden Zahnbegrenzungswänden 44 abgekoppelten Antriebskabelzähne 45 vermieden.
Eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Ausführen eines Verfahrens zum Herstellen eines Kunststoffantriebskabels 2 weist (siehe 17) eine Formeinheit 4 mit einem Formrad 6 oder 6' gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf (siehe 4 bis 6 und 12 bis 14). Anstatt einer Gegenrolle weist diese Vorrichtung bzw. Formeinheit 4 ein endloses Formband 53 auf, das mittels dreier Führungsrollen 54, 55 und 56 am Umfang des Formrades 6 um etwa 120° bezüglich der Drehachse 5 des Formrades 6 geführt ist. Das Formband 53 wird mit einer Geschwindigkeit bewegt, die mit der Umfangsgeschwindigkeit des Formrades 6 übereinstimmt. Das Formband 53 ist derart gespannt gehalten, dass es als Abstützung ausreichenden Gegendruck auf das in dem Formspalt zwischen dem Formrad 6 und dem Formband 53 durch die Vorschubbewegung vom Formrad 6 und dem Formband 53 transportierte Kunststoffmaterial 3 ausüben kann. Das Formband 53, das zweckmäßigerweise ein Stahlband oder dergleichen sein kann, kann auch eine Profilierung aufweisen, die eine entsprechende Formung und Profilierung der Rückseite 32 des Rohlings 13 und damit des Kunststoffantriebskabels 2 ermöglicht. Die weitere Gestaltung und Funktion dieser Vorrichtung stimmt im wesentlichen mit derjenigen der 1 überein.
Die in der Beschreibung und anhand des Ausführungsbeispiels offenbarten einzelnen Merkmale können in beliebigen technisch zweckmäßigen Anordnungen und Gestaltungen mit dem Erfindungsgegenstand in seiner allgemeinen Form kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Kunststoffantriebskabel
3: Kunststoffmaterial
4: Formeinheit
5: Drehachse
6: Formrad
7: Drehachse
8: Gegenrolle
9: Formspalt
10: Extrudereinrichtung
11: Zuführdüse
12: Zuführstelle
13: Rohling
14: Zuführeinrichtung
15: Verstärkungsmittel
16: Draht
17: Rolle
18: Formzahn
19: Formzahnreihe
20: Formnut
21: Seitenfläche
22: Nutgrund
23: Erhöhung
24: Fläche
25: Schneide
26: Formzahnlücke
27: Profilierung
28: Vertiefung
29: Erhöhung
30: Verzahnungsseite
31: Zahnvertiefung
32: Rückseite
33: Wölbung
34: Materialbereich
35: Rinne
36: Rille
37: Trenn- oder Schnittebene
38: Trenneinrichtung
39: Drehachse
40: Schneidwalze
41: Schneidmesser
42: Abstützung
43: Schnittfläche
44: Zahnbegrenzungswand
45: Antriebskabelzahn
46: Führungsfläche
47: Kabelführung
48: Innenquerschnitt
49: Führungsfläche
50: Innenfläche
51: Spalt
52: Formsteg
53: Formband
54: Führungsrolle
55: Führungsrolle
56: Führungsrolle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4029011 A1 [0002]
DE 2123902 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffantriebskabels (2) durch Extrudieren eines Kunststoffmaterials (3), wobei das Kunststoffantriebskabel (2) mit einer Verzahnung zum Eingriff eines Zahnrades gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial (3) durch einen zwischen einem rotierenden Formrad (6) und einem Formstützkörper (8, 53) gebildeten Formspalt (9) hindurchgeführt und dabei von dem Formrad (6) und dem Formstützkörper (8, 53) in einen bandförmigen Rohling (13) geformt wird, wobei das Formrad (6) in dem Rohling (13) zumindest eine Zahnreihe mit Antriebskabelzähnen (45) der Verzahnung zwischen zwei Materialbereichen (34) des Rohlings (13) formt, und dass Formvorgänge oder Trennschnitte an den oder durch die Materialbereiche (34) ausgeführt werden, die aus dem bzw. vom Rohling (13) ein Kunststoffantriebskabel (2) mit beidseitigen Zahnbegrenzungswänden (44) bilden bzw. abtrennen, wobei das Kunststoffantriebskabel (2) eine Zahnreihe mit zwischen den beiden Zahnbegrenzungswänden (44) geformten Antriebskabelzähnen (45) aufweist und die Zahnbegrenzungswände (44) umfangsseitige Führungsflächen (46) des in einer zugeordneten Kabelführung (47) aufgenommenen Kunststoffantriebskabels (2) enthalten oder an diese angrenzen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formrad (6, 6') eine Mehrzahl von zueinander parallelen Zahnreihen mit die jeweiligen Zähne (45) jeweils beidseitig einschließenden insbesondere sich kontinuierlich erstreckenden Zahnbegrenzungswänden (44) in den Rohling (13) prägt und dass die zwischen den Zahnreihen angeordneten Zahnbegrenzungswände (44) zum Abtrennen einzelner Kunststoffantriebskabel (2) durchtrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Verstärkungsmittel (15) oder Verstärkungsstränge in den Formspalt (9) zugeführt und im Formspalt (9) in das Kunststoffmaterial (3) des Rohlings (13) eingebettet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorgänge oder Trennschnitte beim Prägen des Rohlings (13) insbesondere vom Formrad (6) oder vom Formstützkörper (8, 53) oder nach dem Prägen des Rohlings (13) von einer Formeinrichtung oder einer Trenneinrichtung vorgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskabelzähne (45) durch Freischnitte oder durch zwei Formstege (52) von den beiden Zahnbegrenzungswänden (44) getrennt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Formstützkörper (8, 53) eine den Antriebskabelzähnen (45) gegenüber liegende insbesondere konvex gekrümmte Führungsfläche (33, 49) des Kunststoffantriebskabels (2) formt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Formrad (6) umfangseitig Führungskanten und/oder Führungsflächen (46) zum Führen des Kunststoffantriebskabels (2) in einer zugeordneten Kabelführung (47) formt.
Kunststoffantriebskabel mit einer Verzahnung zum Eingriff eines Zahnrades, wobei die Antriebskabelzähne (45) der Verzahnung in Zahnbreitenrichtung beidseits von Zahnbegrenzungswänden (44) des Kunststoffantriebskabels (2) begrenzt sind, so dass die Verzahnung des in einer Kabelführung (47) aufgenommenen Kunststoffantriebskabels (2) kontaktfrei zur Kabelführung (47) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnbegrenzungswände (44) außenseitige Form-, Trenn- oder Schnittflächen (43) aufweisen und/oder dass die Antriebskabelzähne (45) von den beiden Zahnbegrenzungswänden (44) getrennt sind, insbesondere durch einen jeweiligen Spalt (51).
Kunststoffantriebskabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die außenseitigen Form-, Trenn- oder Schnittflächen (43) zueinander parallel sind.
Kunststoffantriebskabel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnbegrenzungswände (44) oder deren Form-, Trenn- oder Schnittflächen (43) umfangsseitige Führungsflächen aufweisen oder bilden oder an umfangsseitige Führungsflächen (33, 46, 49) angrenzen.
Kunststoffantriebskabel nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Verstärkungsmittel (15) aufweist, das insbesondere von zumindest einem Draht (16) oder einer Litze gebildet ist.
Kunststoffantriebskabel nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist.