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Betätigungskabel- od. dgl.
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Die Erfindung betrifft ein Betätigungskabel oder inneres Kabel. Insbesondere
betrifft die Erfindung ein Kabel, das im Betrieb verschoben oder gezogen wird.
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Das Kabel wird im wesentlichen dadurch hergestellt, daß man wenigstens
einen Metalldraht mit verhältnismäßig großem Durchmesser auf die Außenfläche des
aus einem Metallstrang bestehenden Kernes mit gleichförmiger Steigung aufwickelt,
um Zähne zu bilden.
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Die Zähne dieses Kabels kämmen mit einem Zahnrad oder einem ähnlichen
Kabel, nachstehend als Eingriffselement bezeichnet, um das Eingriffselement bei
Bewegung des Betätigungskabels zu drehen oder um das Betätigungskabel bei Drehung
des Eingriffselementes zu verschieben.
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Ein derartiges inneres Kabel oder Betätigungskabel ist im allgemeinen
flexibel und in eine Leitung oder sonstige Hülle eingesetzt, um es als Steuerkabel
für die Fernsteuerung verschiedenster industrieller Mechanismen oder Teile zu benutzen.
Als Leitung kann ein flexibles Rohr mit Drahtwendel oder auch ein nicht flexibles
Rohr wie. ein Metallrohr benutzt werden, das
im allgemeinen zwischen
der Bedienungsseite und der Arbeitsseite abgebogen ist.
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Wenn das Betätigungskabel in einer derartigen Leitung bewegt.wird,
kommen die Zähne desselben in Gleitkontakt mit der Innenseite der aus Metall bestehenden
Leitung.
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Besonders wenn die Leitung abgebogen ist, kommen die Zähne diskontinuierlich
in Kontakt mit der Innenseite der Leitung und erzeugen dann Geräusche.
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Steuerkabel, die aus einem inneren Kabel oder einem Betätigungskabel
und einer dieses aufnehmenden Leitung bestehen, werden häufig beispielsweise zum.
Öffnen und schiießen.von Sonnendächern, Fenstern od. dgl.
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in Automobilen benutzt. Geräusche im Inneren von Automobilen sind
für den Fahrer und auch für die anderen Insassen unangenehm, selbst wenn sie nicht
allzu laut sind. Da die vom häufigen Kontakt des mit Zähnen versehenen Kabels mit
der Leitung wegen der Oszillation oder Vibration des Automobils entstehenden Geräusche
zu den vom Automobil erzeugten Geräuschen hinzukommen, ist es äußerst wünschenswert,
von Steuerkabeln mit einem inneren Betätigungskabel und einer dieses aufnehmenden
Leitung erzeugte Geräusche zu verhindern.
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Um die'von Steuerkabeln erzeugten Geräusche zu verhindern, ist bereits
vorgeschlagen worden, zwischen dem Betätigungskabel und der dasselbe aufnehmenden
Hülle oder Leitung ein inneres Rohr aus Kunststoff anzuordnen. Dabei hat sich Jedoch
der Nachteil herausgestellt, daß eine Geräuschentwicklung nicht ausreichend verhindert
wird, weil Geräusche schon durch Gleitkontakt des Betätigungskabels mit dem inneren
Rohr entstehen.
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Ferner ist vorgeschlagen worden, auf die Außenseite des Kernes des
Betätigungskabels oder die Innenseite der Leitung oder Hülle eine bürstenartige
Schicht aus kurzen Fasern mit federnden Eigenschaften aufzukleben (japanische Patentveröffentlichung
5041/1969). Diese bürstenartige Beschichtung nutzt sich Jedoch innerhalb sehr kurzer
Zeit ab, so daß schon bald in unerwünschter Weise Geräusche erzeugt werden. Ein
weiterer Nachteil eines derartigen Steuerkabels besteht darin, daß die Funktion
des inneren Kabels beeinträchtigt wird, weil sich angeklebte Fasern lösen und sich
zwischen das mit Zähnen versehene Betätigungskabel und die dasselbe aufnehmenden
Leitung festsetzen und feststopfen können.
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Schließlich ist auch schon vorgeschlagen worden,.eine elastische'Schaumstoffschicht
aus Kunst,stoff wie Polyurethan auf der Außenseite des Kernes zwischen den benachbarten
Zähnen anzubringen, so daß das äußere Ende dieser Schicht nach außen über die Zähne
hinausragt (US-Patentanmeldung 63402). Dabei kommt die Schaumstoffschicht direkt
mit der äußeren Leitung in Kontakt, während die Zähne nicht mit der Leitung in Kontakt
kommen, so daß eine Geräuschentwicklung wirksam verhindert werden kann. Wenn das
gezahnte Kabel mit'dem Eingriffselement kämmt, wird der Schaumstoff von den Zähnen
des Eingriffselementes zusammengedrückt. Dabei ist es Jedoch nachteilhaft, daß sich
der Schaumstoff zwischen die Zähne des gezahnten Kabels und des Eingriffselementes
legt und dabei abgerissen oder abgequetscht wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Betätigungskabel oder
inneres Kabel für Steuerkabel od. dgl. zu schaffen, bei dem wirksam und dauerhaft
eine Geräuschentwicklung durch Kontakt der Zähne des Kabels mit der Innenseite einer
dasselbe aufnehmenden Leitung oder HUlle verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kabel der eingangs genannten
Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachstehend
anhand der Zeichnung weiter erläutert.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kabels, Fig. 2 Querschnitte anderer Ausführungsformen
des und 3 erfindungsgemäß vorgesehenen hohlen elastischen Elementes, Fig. 4 eine
schaubildliche Ansicht einer Versuchsanordnung mit erfindungsgemäßen Kabeln und
Fig. 5a bis c graphische Darstellungen von Untersuchungsergebnissen.
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Das in Fig. 1 dargestellte innere Kabel 1 hat einen aus einem Metallstrang
bestehenden Kern 2 und darauf sitzende Zähne 3, welche durch wenigstens einen auf
die Außenseite des Kernes 2 mit gleichförmiger Steigung wendelförmig aufgewickelten
Draht ausgebildet sind.
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Auf den Kern 2 ist außerdem ein hohler elastischer Teil 4 wendelförmig
derart aufgewickelt, daß er zwischen benachbarten Zähnen 3 liegt. Falls notwendig,
ist der hohle elastische Teil 4 an den Kern 2 angeklebt.
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Der Außendurchmesser des hohlen elastischen Teiles 4 ist größer als
der des die Zähne 3 bildenden Drahtes, so daß das äußere Ende 4a oder die"Spitze"
des hohlen elastischen Teiles 4 nach außen über das äußere Ende 3a oder die "Spitze
der Zähne 3 vorsteht.
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Das Kabel 1 ist in eine Hülle oder Leitung 5 eingesetzt, welche ein
flexibles wendelförmiges Metallrohr oder auch ein starres. Metallrohr sein kann.
In jedem Falle kommen die äußeren Enden 3a der Zähne 3 nicht mit der Innenseite
5a der Leitung 5 in Kontakt. Vielmehr können nur die äußeren Enden 4a des hohlen
elastischen Teiles 4 mit der Innenseite 5a in Kontakt kommen.
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Wenn das Kabel 1 in der Leitung 5 in axialer Richtung verschoben oder
auch verdreht wird, kommen nur die äußeren' Enden 4a des hohlen elastischen Teiles
4 in Gleitkontakt mit der Innenseite 5a der Leitung 5, so daß kein Geräusch durch
Kontakt der Zähne 3 mit der Leitung 5 entstehen kann. Auch wenn ein Steuerkabel
A, das eine Leitung 5 und ein Kabel 1 der vorstehend genannten Art aufweist, gebogen
verläuft,,wie in Fig. 4 gezeigt, liegt der hohle elastische Teil 4 an der Innenseite
des gebogenen Abschnittes sandwichartig zwischen benachbarten Zähnen 3 und wird
von diesen so zusammengedrückt, daß er über die äußeren Enden 3a der Zähne 3 nach
außen übersteht. Dementsprechend kann auch in gebogenen Abschnitten,.in welchen
das Kabel 1 stark gegen die Innenseite 5a der Leitung 5 gedrückt wird, eine Geräuschentwicklung
mit Sicherheit verhindert werden, weil .die Zähne 3 auch hier nicht in gleitenden
Kontakt mit der Innenseite 5a der Leitung 5 kommen können. Selbst wenn das Steuerkabel
3 oszilliert oder schwingt, können keine Geräusche durch Kontakt der Zähne 3 mit
der Leitung 5 entstehen, so daß das Steuerkabel auch dann'geräuschlos ist.
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Wenn andererseits das in der Leitung 5 untergebrachte Kabel 1 mit
einem nicht gezeigten anderen Eingriffselement kämmt, wird der zwischen den einzelnen
Zähnen 3 befindliche hohle elastische Teil 4 von dem Eingriffselement zusammengedrückt,
so daß der Eingriff zwischen dem Kabel 1 und dem Eingriffselement problemlos erfolgt,
weil der hohle elastische Teil 4 bei Verformung unter Druck ausweicht.
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Der hohle elastische Teil 4 kann aus Kunststoff oder Gummimaterial
wie Nylon, Polyurethan oder einem Gemisch davon bestehen, wobei dieses Material
zu einem hohlen Schlauch oder Rohr geformt ist. Der hohle elastische Teil 4 hat
vorzugsweise einen bestimmten Außendurchmesser, so daß sein am weitesten außen liegenden
bzw.
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äußeres Ende 4a, wenn der hohle elastische Teil 4 auf den Kern 2 aufgewickelt
ist, weiter nach, außen vorsteht als die Zähne 3 und in leichtem Kontakt mit der
Innenseite 5a der Leitung 5 steht. Wenn beispielsweise der Kern 2 einen Außendurchmesser
von 2,55 mm hat und der die Zähne 3 bildende Draht einen Durchmesser von 1,1 mm
aufweist,und das Ganze in eine Leitung 5 mit einem Innendurchmesser von 5,9 mm gesteckt
ist, liegt der Außendurchmesser des hohlen elastischen Teiles 4 vorzugsweise im
Bereich von 1,15 bis 1,25 mm, d.h.
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also bei einer Zahnhöhe von 1,1 mm steht der hohle elastische Teil
4 mit seinem äußeren Ende 4a bzw. seine "Spitze um 1,15 bis 1,25 mm über die Außenfläche
des Kernes 2 über.
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Die Dicke des hohlen elastischen Teiles 4 beeinflußt stark die gewünschte
Elastizität desselben. Wenn beispielsweise das gezahnte Kabel 1 starken Zugbelastungen
standhalten soll, erhält der hohle elastische Teil 4 vorzugsweise eine große Dicke
bzw. Wandstärke, um seine Elastizität zu verstärken. Hat der hohle elastische
Teil
4 einen Außendurchmesser im oben angegebenen Bereich bei den ebenfalls angegebenen
Abmessungen des Kernes 2, der Zähne 3 und der Leitung 5, wird die Dicke oder Wandstärke
des hohlen elastischen Teiles 4 im allgemeinen im Bereich von 0,05 bis 0,5 mm liegen.
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Der hohle elastische Teil 4 kann einen kreisförmigen bzw. ringförmigen
Querschnitt aufweisen, wie in Fig. 1 gezeigt, Jedoch sind auch zahlreiche andere
Querschnittsformen wie ein angenäherter Halbkreis (Fig. 2) oder ein.Kokon (Fig.
3) möglich.
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Der in Fig. 2, gezeigte hohle elastische Teil 41 hat eine flache Unterseite
41b, welche auf der Außenseite des Kernes 2 aufliegt, wenn der elastische Teil 41,
wie in Fig. 1 gezeigt, auf einen Kern 2 aufgewickelt ist. Wegen der Auflage der
flachen Unterseite 41b auf.
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der Oberfläche des Kernes 2 wird der hohle elastische Teil 41 im Bereich
seinerUnterseite 41b fest auf dem Kern gehalten, so daß er an der Oberfläche des
Kernes 2 haftet oder "angeklebtn ist. Deshalb verschiebt sich der elastische Teil
41 nicht in Windungsrichtung gegenüber dem Kern 2, wenn das Kabel 1 gedreht wird.
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Bei dem in Fig. 3 gezeigten hohlen elastischen Teil 42 können wegen
des kokonförmigen Querschnittes die benachbarten Drahtwindungen bzw. Zähne 3 in
die konkaven Seiten 42c eingreifen, wenn der elastische Teil 42 zusammen mit wenigstens
einem Draht in der in Fig. 1 dargestellten Weise auf einen Kern 2 aufgewickelt ist.
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Wenn der elastische Teil-42 zwischen benac'hbarten Zähnen 3 liegt
und seine Unterseite 42b in Kontakt mit dem Kern 2 steht, wird der elastische Teil
42 von den Zähnen 3 nicht nach außen freigegeben, so daß ein sicherer Halt am Kern
2 gewährleistet ist und das Kabel 1 dementsprechend problemlos und leicht herges,tellt
werden kann.
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Auch die in Fig. 2 und 3 dargestellten elastischen Teile 41 und 42
verhindern wirksam eine Geräuschentwicklung wie bei der Ausführungsform gemäß Fig.
1.
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Der hohle e,lastische Teil kann für bestimmte Fälle im Querschnitt
auch dreieckförmig ausgebildet sein, obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt
ist.
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Die hohlen elastischen Teile 4, 41 bzw. 42 werden vorzugsweise mit
Heißfixierung auf den Kern 2 aufgewickelt, so daß sie mit dichtem Kontakt auf der
Außenseite desselben aufliegen.
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Ein Schmiermittel wie Silikonöl wird vorzugsweise entweder in den
Freiraum zwischen dem Kabel 1 und der Leitung 5 -eingespritzt oder auf das gezahnte
Kabel 1 oder die Innenseite 5a der Leitung 5 aufgegeben, damit sich das Schmiermittel
in einer Anzahl von Ausnehmungen 7 setzt, welche zwischen dem Kabel 1 und der Leitung
5 gebildet sind. Somit wird der Gleitwiderstand des Steuerkabels A verringert, während
andererseits eine große Lebensdauer gewährleistet wird.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen das folgende Beispiel
und die folgenden Vergleichsbeispiele.
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Beispiel Es wurde ein inneres Kabel 1 dadurch hergestellt, daß man
einen hohlen elastischen Teil aus Polyurethan mit einem Außendurchmesser von 1,2
mm und einen Innendurchmesser von 0,6 mm auf einen Kern mit einem Außendurchmesser
von 2,55 mm wendelförmig derart aufwickelte, daß er zwischen benachbarten Zähnen
liegt, welche aus einem wendelförmig mit einer Ganghöhe von 2,54 mm
auf
den Kern aufgewickelten, einen Außendurchmesser von 1,1 mm aufweisenden Eisendraht
gebildet wurden.
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Das so hergestellte Kabel wurde in eine rostfreie Leitung mit einemAußendurchmesser
von 7,0 mm und einem Innendurchmesser von 5,9 mm eingesteckt, um ein Steuerkabel
zu bilden.
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Es wurde eine Versuchsanordnung gemäß Fig. 4 aufgebaut, um die Geräuschentwicklung
des so hergestellten Steuerkabels zu untersuchen.
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Gemäß Fig. 4 wurde ein Gehäuse 6 mit einem einen Außendurchmesser
von 6 mm aufweisenden Zahnrad 61 an zwei Steuerkabeln A praktisch in deren mittleren
Abschnitten befestigt, während Fittings 7a und 7b Jeweils an einem Ende jedes der
beiden Steuerkabel A angebracht wurden. Das Zahnrad 61 war im Gehäuse 6 drehbar
und kämmte mit den inneren Kabeln Ia und 1b der beiden Steuerkabel A, welche einander
gegenüberliegend an dem'Zahnrad 61 vorbeigeführt wurden.
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Wenn bei dieser Anordnung Jedes der inneren Kabel 1a und Ib mit einem
gewissen Hub durch Schieben oder Ziehen gemäß den Pfeilen B und C bewegt wurde,'drehte
sich das Zahnrad 61. Bei diesem Beispiel wurden die inneren Kabel la und Ib mit
einem Hub von 350 mm und einer Kraft von 3,5 kg/cm zehnmal pro Minute hin- und herbewegt.
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Die während des Ziehens und Schiebens der inneren Kabel Ia und Ib
erzeugten Geräusche wurden gemessen, indem man ein nicht dargestelltes Mikrofon
an, einer bestimmten Stelle D anlegte und mit einem handelsüblichen Geräuschmesser
(Type 1015,der Firma Japan Electronic Instrument Co., Ltd.) den Geräuschdruck (dB)
schätzte. Das erzi,elte Resultat ist in Fig. 5a gezeigt.
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Vergleichsbeispiel 1 Es wurde ein Steuerkabel in gleicher Weise wie
im vorstehenden Beispiel hergestellt, wobei jedoch auf der Außenseite des Kernes
anstelie des hohlen elastischen Teiles eine bürstenartige Schicht zwischen den benachbarten
Zähnen angebracht wurde, die durch Ankleben kurzer Fasern aus 6-Nylon mit einer
Länge von 1,5 mm und einer'Dicke von 3 Denier bei einer Dichte von 200 Fasern pro
mm2 hergestellt worden war.
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Mit zwei derart hergestellten Steuerkabeln wurde eine Anordnung gemäß
Fig. 4 erstellt und der Geräuschdruck (dB) in gleicher Weise wie im vorstehenden
Beispiel gemessen. Das Untersuchungsergebnis. ist-in Fig. 5b dargestellt.
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Vergleichsbeispiel 2 Es wurde ein Steuerkabel gemäß dem obigen Beispiel
hergestellt, Jedoch ohne einen zwischen den Zähnen liegenden elastischen Teil. Aus
zwei derart hergestellten Steuerkabeln wurde eine Versuchsanordnung gemäß Fig. 4
erstellt. Der Geräuschdruck (dB) wurde in gleicher Weise wie beim obigen Beispiel
gemessen.
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Das Untersuchungsergebnis ist in Fig. 5c gezeigt.
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Aus den graphischen Darstellungen der Figuren 5a bis 5c ist erkennbar,
daß mit dem Kabel gemäß dem obigen Beispiel die Geräuschentwicklung im Vergleich
zu Kabeln gemäß den Vergleichsbeispielen 1 und 2 eindeutig verhindert werden kann.
Bei den Darstellungen in Fig. 5a bis 5c enthielt der jeweils gemessene Geräuschdruck
ein Hintergrundsgeräusch von 38 dB.
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