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Die
Erfindung betrifft ein Antriebskabel gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs
1, 4 oder 14 oder ein Verfahren gemäß der im Oberbegriff der Ansprüche 9 oder
12 angegebenen Arten.
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Ein
derartiges Antriebskabel und ein derartiges Verfahren sind in der
EP 0 415 333 B1 beschrieben.
Dieses bekannte Antriebskabel weist eine Seele und eine die Seele
umgebende Hülle
zum verschiebbaren Führen
der Seele auf. Die Hülle
besteht aus einem mittleren Hüllenmantel,
der durch ein gewendeltes Band gebildet ist, einem äußeren Hüllenmantel, der
durch einen Überzug
gebildet ist, und einem inneren Hüllenmantel, der mit einem Zwischenraum
zwischen ihm und dem mittleren Hüllenmantel
gebildet ist. In dem Zwischenraum sind Zwischenlagen in Form von
Erhebungen unterschiedlicher Ausgestaltung und aus elastisch verformbarem
Material auf dem inneren Hüllenmantel
angeordnet. Die Erhebungen können
durch Materialansätze
z. B. punktueller, wendelförmiger
oder achsparalleler Form gebildet sein. Dieses vorbekannte Antriebskabel
ist von schwieriger und komplizierter Bauweise, die sich nur aufwendig
herstellen lässt,
was zu erhöhten
Herstellungskosten führt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein biegsames Antriebskabel
und ein Verfahren zu dessen Herstellung der im Oberbegriff des Anspruchs
1 oder 9 angegebenen Arten derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung
der genannten Nachteile und bei Gewährleistung einer hinreichend
stabilen und biegsamen Ausgestaltung eine einfache Bauweise erreicht
wird.
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Diese
Aufgabe wird für
ein biegsames Antriebskabel durch die Merkmale des Anspruches 1 und
für das
Verfahren zum Herstellen eines biegsamen Antriebskabels durch die
Merkmale des Anspruches 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in zugehörigen Unteransprüchen beschrieben.
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Der
Erfindung nach den Ansprüchen
1 und 9 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine durch Wendeln
eines Bandes gebildete Hülle
auch für
einen Seelenmantel eignet.
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Beim
erfindungsgemäßen biegsamen
Antriebskabel nach Anspruch 1 und beim Verfahren nach Anspruch 9
wird der Seelenmantel durch wenigstens ein gewendeltes Band gebildet.
Hierdurch wird die angestrebte einfache und stabile Bauweise erreicht.
Das Band kann einfach auf den Seelenkern gewickelt werden. Dabei
wird das Wendeln erleichtert, weil der Seelenkern sich als Führungselement erweist,
auf den gewickelt wird. Die angestrebte stabile Bauweise ergibt
sich nicht nur durch die Wendeln sondern auch durch die Stützung der
Wendeln durch den Seelenkern. Dabei wird aufgrund der Konstruktion
mit Wendeln auch die angestrebte Flexibilität erreicht.
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Es
lässt sich
sowohl die Führung
der Seele als auch die Lebensdauer der Führung in der Hülle verbessern,
wenn zwischen dem Band und dem Seelenkern ein Bandstreifen angeordnet
ist, dessen Breite vorzugsweise größer ist als die Breite dieses
Bandes, wobei ein oder beide Seitenränder des Bandstreifens sich
durch den zugehörigen
Spalt zwischen den Wendeln nach außen erstreckt bzw. erstrecken und
axial umgelegt ist bzw. sind.
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Eine
Ausgestaltung der Außenhülle mit
zwei aufeinanderliegenden Hüllenmänteln eröffnet die Möglichkeit,
die Hüllenmäntel im
Sinne der Erfordernisse einer äußeren Stabilität gegen äußere Einwirkungen
und einer inneren Verschleißfestigkeit
auszubilden.
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Der
Erfindung liegt außerdem
die Aufgabe zugrunde, ein biegsames Antriebskabel oder ein Verfahren
zu dessen Herstellung der im Oberbegriff des Anspruchs 4, 12 oder
14 angegebenen Arten derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung
der genannten Nachteile die Führung
der Seele in der Hülle
verbessert wird.
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Diese
Aufgabe wird für
ein biegsames Antriebskabel durch die Merkmale der Ansprüche 4 oder
14 und für
das Verfahren zum Herstellen eines biegsamen Antriebskabels durch
die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in zugehörigen Unteransprüchen beschrieben.
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Der
Erfindung nach den Ansprüchen
4, 12 oder 14 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Führung durch
gezielt auf dem Umfang verteilt angeordnete Führungs- und Gleitelemente zwischen der Seele
und der Hülle
verbessern lässt.
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Beim
erfindungsgemäßen Antriebskabel nach
Anspruch 4 und beim Verfahren nach Anspruch 12 wird zwischen dem äußeren Hüllenmantel
und dem inneren Hüllenmantel
ein Bandstreifen angeordnet, dessen Breite vorzugsweise größer ist
als die Breite dieses Bandes, wobei ein oder beide Seitenränder des
Bandstreifens sich durch die zugehörige Fuge zwischen den Wendeln
nach innen und dann axial zwischen dem Seelenmantel und der Hülle erstreckt
bzw. erstrecken.
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Beim
erfindungsgemäßen Antriebskabel nach
Anspruch 14 weist wenigstens ein äußerer gewendelter Seelendraht
eine größere Querschnittsabmessung
auf als die übrigen äußeren gewendelten Seelendrahte.
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Durch
diese erfindungsgemäßen Lösungen wird
zwischen dem Seelenmantel und der Hülle ein wendelförmiges Führungs-
und Gleitelement geschaffen, das gemäß Anspruch 4 und 12 als einfaches
Halbzeug in Form eines Bandstreifens kontinuierlich mit dem Band
eingeführt
und so geformt wird, dass es zwischen dem Seelenkern und dem Seelenmantel
die Führungs-
und Gleitfunktion erfüllen
kann. Gemäß Anspruch
14 wird das wendelförmige
Führungs-
und Gleitelement durch den vergrößerten Außendraht
geschaffen. Dabei wird die verbesserte Führung erreicht, ohne die Bauweise
wesentlich zu vergrößern. Folglich
wird auch eine kleine Querschnittsgröße erreicht. Die Befestgung
des Bandstreifens erfolgt selbsttätig durch Klemmwirkung aufgrund
des Anlagedrucks zwischen dem Seelenmantel und der Hülle.
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Im
Rahmen der Erfindung ist es möglich, wahlweise
ein oder mehrere Führungs-
und Gleitelemente anzuordnen, die in Umfangsrichtung voneinander
beabstandet sind. Bei einem Bandstreifen lässt sich dies zum einen dadurch
verwirklichen, dass der Bandstreifen mit beiden Seitenrändern Gleitabschnitte
bildet. Zum anderen lässt
sich durch eine zweigängige
Anordnung von zwei Bändern
und der Anordnung von nur einem Bandstreifen jeder Fuge zwischen
den Wendeln ein Gleitabschnitt des Bandstreifens zuordnen. Beim
Vorhandensein eines größeren Außendrahtes
lassen sich mehrere Führungs- und
Gleitelemente dadurch erreichen, dass mehrere größere Außendrähte auf dem Umfang verteilt
angeordnet werden.
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Das
oder die Bänder
können
jeweils aus Flachband bestehen. Hierdurch wird nicht nur eine kleine
Querschnittsgröße erreicht,
sondern es lässt sich
auch die Seele insgesamt sowie die Fixierung des Bandstreifens stabilisieren.
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Das
oder die Bänder
können
jeweils durch eine Litze bzw. Flachlitze gebildet sein, wodurch
die Biegsamkeit verbessert wird.
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Um
eine leichtgängige
Führung
langer Lebensdauer zu erhalten, ist es vorteilhaft, den Bandstreifen
aus einem Material mit einem geringen Reibungsfaktor, insbesondere
aus Kunststoff, vorzugsweise aus Teflon, herzustellen.
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Es
ist bei allen Ausführungsbeispielen
vorteilhaft, die Seele mit dem oder den Gleitabschnitten oder mit
dem oder den größeren Außendrähten spielfrei
in der Hülle
anzuordnen. Hierdurch wird verhindert, dass die Seele insbesondere
unter Spannung Geräusche
abgibt, z. B. ein Klappern, Schwirren oder Summen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung
mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen biegsamen Antriebskabels;
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2 eine
perspektivische Darstellung einer Seele des Antriebskabels;
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3 eine
axiale Schnittansicht der Seele;
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4 eine
Längsschnittansicht
eines biegsamen Antriebskabels in abgewandelter Ausgestaltung;
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5 eine
Seitenansicht eines biegsamen Antriebskabels in abgewandelter Ausgestaltung;
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6 eine
Schnittansicht längs
der Linie VI-VI in 5;
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7 eine
Schnittansicht längs
der Linie VII-VII in 5;
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8 eine
schematische Darstellung eines in eine Ebene projezierten Verlaufs
eines vergrößerten Außendrahtes
eines Seelenkerns.
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Das
in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete biegsame Antriebskabel
besteht aus einer biegsamen Außenhülle 12 und
einer sich darin erstreckenden biegsamen Seele 14, die
wiederum aus einem biegsamen Seelenkern 16 und einem diesen
umgebenden Seelenmantel 18 besteht. Der Seelenkern 16 kann
einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Er kann z. B. aus mehreren
Seelendrähten
zusammengesetzt sein, die sich in der Längsrichtung gerade erstrecken
können.
Die Figuren zeigen eine Seelendrahtanordnung mit einem zentralen
Kerndraht 20 und mehreren diesen umgebenden Außendrähten 22,
die auf einem den Kerndraht 20 umgebenden Teilkreis angeordnet
sind, am Kerndraht 20 anliegen und sich gerade oder gewendelt
an dem Kerndraht 20 erstrecken können. Die Anzahl und Querschnittsgröße der vorzugsweise
runden Außendrähte 22 ist derart
gewählt,
dass die Außendrähte 22 seitlich
mit geringem Bewegungsspiel aneinanderliegen.
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Der
Seelenmantel 18 kann aus einem gewendelten Band 24 oder
mehreren, vorzugsweise einander gleichen, nebeneinander gewendelten
Bändern 24 und
wenigstens einem Streifenband 26 gebildet sein, das sich
zwischen dem Band 24 bzw. einem der Bänder 24 und dem Seelenkern 16 parallel
zu diesem Band 24 und somit ebenfalls wendelförmig auf
dem Seelenkern 16 bzw. innenseitig von diesem Band 24 erstreckt.
Die gestreckte Breite des Streifenbandes 26 ist vorzugsweise
größer als
die Breite b und die zweifache Dicke d des Bandes 24. Das
Streifenband 26 erstreckt sich mittig unter dem Band 24, wobei
es seine Seitenränder
nach außen übergreift und
seine Außenumfangsfläche nach
außen
mit Gleitabschnitten 26a überragt, deren Breite c z.
B. geringer ist als die halbe Breite b des Bandes 24.
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Die
Querschnittsgröße der Seele 14 ist
so an die Innenquerschnittsgröße e der
vorzugsweise runden Außenhülle 12 angepasst,
dass die Seele 14 spielfrei darin passt und somit darin
im Wesentlichen spielfrei längs
verschiebbar und/oder drehbar ist. Beim Einschieben der Seele 14 in
die Außenhülle 12 werden
die Gleitabschnitte 26a in der der Einschubrichtung entgegengesetzten
Axialrichtung kontinuierlich umgelegt, wobei sie sich in die gleiche
axiale Richtung erstrecken und auf der Außenmantelfläche einander benachbarter Bandwendeln
aufliegen. Der an den Innendurchmesser der Außenhülle 12 im Wesentlichen
spielfrei angepasste Außendurchmesser der
Seele 14 entspricht dem Außendurchmesser f des Seelenmantels 18 zuzüglich der
zweifachen Dicke des Gleitstreifens 26a.
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Für die Außenhülle 12 eignet
sich eine übliche
biegsame Außenhülle aus
axial durchgehendem oder gewendeltem Material, z. B. aus Kunststoff
oder Metall. Aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Stahl, kann
auch das wenigstens eine Band 24 bestehen, das vorzugsweise ein
Flachband ist. Dabei besteht der Bandstreifen 26 aus einem
plastisch biegsamen Material mit guten Gleiteigenschaften, insbesondere
aus einem entsprechenden Kunststoff, vorzugsweise aus Teflon. Der
z. B. aus mehreren vorzugsweise runden Drähten bestehende Seelenkern 16 kann
ebenfalls aus Kunststoff oder aus biegsamem Metall bestehen. Es
können
somit auch die Drähte 20, 22 aus
Kunststoff oder Metall bestehen, z. B. durch Litzen gebildet sein.
Der Bandsteifen 26 kann durch eine Folie gebildet sein.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 1 bis 3 besteht der Seelenmantel 18 aus
zwei nebeneinander verlaufenden und zweigängig gewendelten Bändern 24a, 24b,
wobei nur ein Bandstreifen 26 vorhanden und einem der beiden
Bänder 24a, 24b zugeordnet
ist. Der Seelenmantel 18 ist somit mit den Bändern 24 zweigängig ausgebildet,
während
der Bandstreifen 26 eingängig angeordnet ist. Bei dieser Anordnung
befindet sich in jedem Spalt 24c zwischen den Wendeln ein
Gleitabschnitt 26a.
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Die
Außenhülle 12 kann
aus mehreren Schichten bestehen, z. B. einem inneren Hüllenmantel
mit guten Gleiteigenschaften und einem äußeren Hüllenmantel großer Festigkeit,
der eine Schutzschicht bildet. Dies ist beim Ausführungsbeispiel nach 1 bis 3 nicht
dargestellt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 4, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit
gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist der wenigstens eine Bandstreifen 26 nicht
dem Seelenmantel 18, sondern einem inneren Hüllenmantel 12a der
Außenhülle 12 zugeordnet.
Der innere Hüllenmantel 12a kann
prinzipiell wie der Seelenmantel 18 ausgebildet sein. Der wenigstens
eine Bandstreifen 26 ist jedoch außenseitig vom zugehörigen Band 24 angeordnet,
wobei seine Seitenränder
sich durch die Spalte 24c zwischen den Wendeln nach innen
erstrecken, diese nach innen überragen
und als axiale Gleitabschnitte 26a zwischen den Wendeln
und der Seele 14 in die gleich axiale Richtung umgelegt
sind. Bei dieser Ausgestaltung ist es vorteilhaft, die mit Strichpunktlinien angedeutete
Seele 14 zwecks Verschleißminderung anstelle von Wendeln
mit einer glatten durchgehenden Oberfläche auszubilden.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 5 bis 8, bei dem gleiche oder vergleichbare
Teile ebenfalls mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die
Seele 14 ebenfalls aus einem vorzugsweise runden Kerndraht 20 und
insbesondere runden Außendrähten 22 gebildet,
die gewendelt verlaufen und dabei am Kerndraht 20 und vorzugsweise
auch aneinander anliegen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können der
Kerndraht 20 und/oder die Außendrähte 22 aus Kunststoff
oder Metall oder Stahl, insbesondere durch Litzen, gebildet sein.
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Anstelle
eines gewendelten Seelenmantels 18 mit einem Bandstreifen 26 ist
beim Ausführungsbeispiel
nach 5 bis 8 wenigsten ein Außendraht 22a mit
einer radialen Querschnittsabmessung g ausgebildet, die größer ist
als die radialen Querschnittsabmessungen der übrigen radial kleineren Außendrähte 22.
Infolge dessen liegt nur der Außendraht 22a an
der Innenmantelfläche
der Außenhülle 12 an,
und zwar entlang einer wendelförmigen
Linie, deren Wendelform der Wendelform der Drähte 20, 22 entspricht.
Hierdurch ergibt sich eine zwar linienförmige, aufgrund der Wendelform
jedoch allseitige Anlage der Seele 14 bzw. des größeren Außendrahtes 22a an
der Innenmantelfläche
der Hülle 12.
Dabei entspricht die über
den vergrößerten Außendraht 22a gemessene
Querschnittsabmessung h der Seele 14 der Innenquerschnittsabmessung
der Außenhülle 12, sodass
die Seele 14 spielfrei in der Außenhülle 12 angeordnet
ist und der größere Außendraht 22a ein Führungs-
und Gleitelement bildet. Der Querschnittsgrößenunterschied zwischen dem
größeren Außendraht 22a und
den übrigen
Außendrähten 22 ist
mit i bezeichnet. Hierbei kann die Seele 14 in der Außenhülle eine
geringfügige
Schlangenform einnehmen. Diese Ausgestaltung eignet sich für große Steigungen
k gemäß 8,
bei denen die Seele 14 die Schlangenform einnehmen kann.
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Es
ist auch möglich,
bei der Querschnittsgrößenbestimmung
für die
Seele 14 den Querschnittsunterschied i doppelt zu berücksichtigen,
sodass die an die Innenquerschnittsabmessung e angepasste Querschnittsgröße der Seele 14 h
+ i entspricht. Bei dieser Ausgestaltung braucht die Seele 14 keine Schlangen-
bzw. S-Form einzunehmen.
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Der
größere Außendraht 22a bildet
somit ein Führungs- und Gleitelement
in Form eines mitverseilten Gleitdrahtes. Aufgrund des Größenunterschieds
i wird im Funktionsbetrieb die Seele 14 an einem Punkt
des Querschnitts gegen die Hülle 12 verspannt.
Die Steifigkeit der Seele 14 wirkt dabei als federndes
Element und hält
den Außendraht 22a auf Anlage.
Dabei ergibt sich eine Linienberührung,
die sich wendelförmig
um die Seelenachse erstreckt.
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Es
ist auch möglich,
die Querschnittsabmessung h größer als
die Innenquerschnittsabmessung e der Außenhülle 12 auszubilden
und den wenigstens einen Außendraht 22a aus
einem elastisch komprimierbaren Material, insbesondere Kunststoff,
zu bilden, sodass die Seele 14 bei elastischer Komprimierung
des Außendrahtes 22a an
der Innenmantelfläche
der Außenhülle 12 anliegt.
Auch hierbei sitzt die Seele 14 spielfrei in der Außenhülle 12.
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Der
wenigstens eine größere Außendraht 22a kann – wie die übrigen kleineren
Außendrähte 22 – aus Metall,
z. B. Stahl, bestehen. Um eine lange Lebensdauer bei einer lichtgängigen Funktion
zu gewährleisten,
besteht der größere Außendraht
vorzugsweise aus einem verschlussfesten Material und mit einem kleinen
Reibungskoeffizienten, insbesondere aus Kunststoff.
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8 zeigt
die prinzipielle Biegelinie der Seele 14 durch Anlagepunkte
des Außendrahtes 22a in
eine Ebene projeziert. Die Steigung k der Wendeln des Außendrahtes 22a bzw.
der Außendrähte 22 kann
im Bereich zwischen der Querschnittsabmessung h der Seele 14 und
einem mehrfachen der Querschnittsabmessung h, z. B. dem zehnfachen
der Querschnittsgröße h, liegen.
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- 10
- Antriebskabel
- 12
- Außenhülle
- 12a
- innerer
Hüllenmantel
- 12b
- äußerer Hüllenmantel
- 14
- Seele
- 16
- Seelenkern
- 18
- Seelenmantel
- 20
- Kerndraht
- 22
- Außendrähte
- 22a
- Außendraht
- 24
- Band
- 24a
- Band
- 24b
- Band
- 24c
- Spalt
- 26
- Bandstreifen
- 26a
- Gleitabschnitt
- b
- Breite
des Bandes
- c
- Breite
des Gleitabschnitts
- d
- Dicke
des Bandes
- e
- Innenquerschnittsgröße
- f
- Außendurchmesser
- g
- Querschnittsabmessung
- h
- Querschnittsabmessung
- i
- Querschnittsunterschied
- k
- Steigung