DE4317636C1

DE4317636C1 - Wendelleitung zum Transport von Energie, Informationen und/oder Medien

Info

Publication number: DE4317636C1
Application number: DE4317636A
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl Ing Boehner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: DE9303879U1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wendelleitung zum Transport von Energie, Informationen und/oder Medien auf elektrischer, pneumatischer und/oder hydraulischer Basis mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Wendelleitungen, fälschlich häufig als Spiralleitungen be zeichnet, werden in unterschiedlichsten Bereichen in großer Zahl und Vielfalt verwendet, beispielsweise an Telefonhö rern oder an Robotern. Notwendig sind Wendelleitungen immer dann, wenn Leitungsverbindungen zwischen zwei zueinander beweglichen Punkten hergestellt werden müssen und räumlich beengte Verhältnisse Leitungsschleifen, Energieketten oder ähnliches nicht zulassen. Allgemein beansprucht eine Wen delform die Leitungen selbst weit geringer als beispiels weise Energieketten.

Je nach Ausführung können Wendelleitungen für Energie oder Signalübertragung bei allen Medien geeignet sein. Vorwie gende Anwendungsbereiche sind Elektrik, Pneumatik und Hydraulik. Kombinationen unterschiedlicher Medien sind ebenfalls gebräuchlich.

Wendelleitungen sind meist gewendelte elektrische Kabel oder Schläuche, deren Mantel aus Werkstoffen mit federnden Eigenschaften besteht. Am häufigsten finden Kunststoffe (vorwiegend Thermoplaste) und Gummi Verwendung. Bei einer Längenänderung der Wendelleitung wird der Querschnitt der Leitung selbst auf Verdrehung beansprucht. Die Torsions spannung ist abhängig von Leitungsdurchmessern, Wendel durchmesser und Auszugslänge je Windung.

Grenzen für den Einsatz von konventionellen Wendelleitungen sind dort, wo der verwandte Werkstoff nicht in der Lage ist, sich schnell genug in seine Ausgangslage zurückzubewe gen.

Weitere Einschränkungen ergeben sich dann, wenn die zuläs sige Torsionsspannung nicht mehr ausreicht. Dies ist der Fall, wenn das Verhältnis von Auszugslänge zu Blocklänge relativ groß ist. Abhilfe wäre ein kleinerer Leitungsdurch messer oder ein größerer Wendeldurchmesser. Der Leitungs durchmesser ist im allgemeinen durch die Übertragungslei stung bestimmt, und der Wendeldurchmesser wirkt sich mit zunehmendem Durchmesser nachteilig auf die Federwirkung und insbesondere auf die Stabilität aus.

Diese Nachteile ließen sich durch in die Wendel eingebun dene nachwirkungsfreie, beispielsweise metallische Federn, beseitigen. Durch einen offensichtlich erheblichen Ferti gungsaufwand sind solche Lösungen bisher jedoch nicht aus geführt worden.

Aus US-PS 33 73 954 ist eine Vorrichtung zum Einziehen ei ner gewendelten Telefonleitung bekannt, bei der ein Stabi lisierungselement gesondert im Erstreckungsbereich der Wen delleitung angeordnet ist und endseitig im Bereich der durch die Wendelleitung verbundenen Geräteteile befestigt ist. Das Stabilisierungselement nach dem Stand der Technik ist als über eine Federrollenvorrichtung auf Zug gehaltenes Kabelelement ausgeführt.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 19 15 379 geht eine dehn bare, gewendelte Verbindungsschnur für Schwachstromgeräte hervor, die im montierten Zustand mit ihrem Mittelteil frei liegt und mit mindestens einem Ende durch eine Führungs tülle zu den im anzuschließenden Gerät angeordneten An schlußelementen geführt ist. Die Führungstülle umgreift das in ihr beweglich gelagerte Ende der Verbindungsschnur über mehrere Wendelgänge hinweg mit Spiel, so daß die geführten Wendelgänge durch einen auf die Verbindungsschnur ausgeübten Zug gestreckt werden können. Eine wirkliche Stabilisierung einer Wendelleitung über ihre ganze Erstreckungslänge läßt sich mit einer derartigen Vorrichtung nicht erreichen.

Aus US-PS 50 50 813 und PCT-WO 92/03 368 ergeben sich Wen delleitungen mit daran befestigten Wendelelementen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wendellei tung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sie in der Lage ist, unter Ver meidung der vorstehend erläuterten Nachteile des Standes der Technik auch schnellen Bewegungsabläufen störungsfrei zu folgen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildun gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-20.

Die Erfindung besteht darin, daß zur Stabilisierung von Wendelleitungen 1 eine gesonderte federelastische Wendel 2 angebracht wird. Die Verbindung zwischen Wendelleitung 1 und Federwendel 2 erfolgt durch Führungsglieder 3-8, die als ange schweißte 3, geklemmte 4 oder geklebte 5 Laschen oder Stege ausgebildet sein können. Die Federwendel 2 kann sich in verschiedenen Lagen (Fig. 8-10) zur Wendelleitung 1 be finden. Die Wendelleitung 1 kann lose 3, 5 in Laschen liegen, geklemmt 4 oder geklebt sein oder mit einem elasti schen Element, z. B. Gummiformteil 6 befestigt werden.

Wie in Fig. 7 ersichtlich, kann die Verbindung zwischen Wendelleitung 1 und Federwendel 2 auch durch die Kombination eines starren Ösenelemen tes 7 und einer darin angebrachten elastischen Hülse 8 gebildet werden, die beispielsweise als Gummiformteil ausgebildet sein kann und die Wen delleitung 1 umgreift.

Beim Auszug der Wendelleitungen 1 ändern sich die Durchmes ser der Federwendel 2 und Wendelleitung 1 bzw. -leitungen unterschiedlich. Je nach Anwendung kann daher eine Anbin dung in kurzen (Fig. 11) oder weiten (Fig. 12) Abständen zweckmäßig sein. Diese können auf der gleichen (Fig. 11) Seite, gegenüberliegend (Fig. 12) oder in verschiedenen Winkellagen erfolgen.

Varianten sind die Anordnung von zwei (Fig. 13) oder mehre ren Wendelleitungen 1 für gleiche oder unterschiedliche Me dien. Die Windungszahl von Federwendel 2 und Wendelleitun gen 1 sowie der Wendelleitungen 1 untereinander kann verschie den (Fig. 14) sein. Dies hat insofern Bedeutung, als innen liegende Wendelleitungen 1 einen geringeren Wendeldurchmesser aufweisen und somit die Torsionsspannung beim Auszug schneller ansteigt. Eine Anpassung zu außenliegenden Wen delleitungen mit größerem Wendeldurchmesser kann durch eine größere Windungszahl und sofern möglich, auch durch einen kleineren Leitungsdurchmesser erfolgen.

Weiterhin ist es möglich, unterschiedliche Steigungsrich tungen (Fig. 15) zu kombinieren, sofern die Verbindungsele mente Drehbewegungen zulassen oder als Drehgelenk ausgebil det sind. Auch die Anordnung mehrerer Federwendeln 2, 11 mit gleicher oder unterschiedlicher Steigungsrichtung ist mög lich.

Die Arbeitslage kann beliebig oder auch wechselnd sein. Um eine weitere Stabilisierung zu erreichen, kann die Feder wendel 2 zusätzlich geführt werden. Dies kann durch Hülsen 22 (Fig. 16) direkt oder durch auf die Federwendel 2 aufge setzte Gleitelemente 12 (Fig. 17) erfolgen.

Weiterhin können Führungsrollen 21 hängend (Fig. 18), ste hend (Fig. 19) oder seitlich angebracht werden. Die Füh rungselemente 20 können außen (Fig. 18, 19) oder auch innen (Fig. 20) angebracht sein.

Claims

1. Wendelleitung zum Transport von Energie, Informationen und/oder Medien auf elektrischer, pneumatischer und/oder hydraulischer Basis zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Maschinen- oder Geräteteilen, wobei die Wendelleitung zwischen einer eingezogenen (kurzen) und einer ausgezogenen (langen) Stellung gegen die Kraft eines Stabilisierungselements durch Dehnung ihrer Länge nach variierbar ist und das Stabilisierungselement im Erstreckungsbereich der Wendelleitung angeordnet und endseitig im Bereich der Maschinen- bzw. Geräteteile befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungselement als gesonderte federelastische Wendel (2) ausgebildet und über mindestens ein Führungsglied (3, 8) mit der Wendelleitung (1) verbunden ist.

2. Wendelleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wendelleitung (1) und dem Federwendel (2) mehrere Führungsglieder (3-8) derart vorgesehen sind, daß zwischen je zwei Führungsgliedern (3-8) mindestens eine ungeführte Windung der Wendelleitung (1) angeordnet ist.

3. Wendelleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (3-8) an der Federwendel (2) spielfrei befestigt sind und die Wendelleitung (1) mit insbesondere radialem Spiel umgreifen.

4. Wendelleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (3-8) an der Wendelleitung (1) spielfrei befestigt sind und die Federwendel (2) mit insbesondere radialem Spiel umgreifen.

5. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federwendel (2) die gleiche Steigung und/oder Windungszahl wie die Wendelleitung (1) aufweist.

6. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (3-8) mit axialem Versatz abwechselnd sich diametral gegenüberliegend auf beiden Seiten der Wendelleitung angeordnet sind.

7. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (3-8) mit radialem Versatz um die Wendelleitung (1) umlaufend angeordnet sind.

8. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie innerhalb der Windungen der Federwendel (2) verläuft und die Führungsglieder (3-8) als die Wen delleitung (1) ringförmig umfassende Ösen langge streckten Querschnitts ausgebildet sind, die radial außenseitig an der Federwendel (2) befestigt sind.

9. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder als zweiteilige Klemmelemente (3) ausgebildet sind, die an ihrem einen Ende mit ei ner Klemmausnehmung zur spielfreien Aufnahme der Fe derwendel (2) oder der Wendelleitung (1) versehen sind und im Bereich ihres anderen Endes eine Öffnung aufweisen, deren Durchmesser größer bemessen ist als der Außendurchmesser des mit Spiel gehalterten Elemen tes (Federwendel oder Wendelleitung).

10. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder aus elastischem Material aus gebildet sind, insbesondere aus einem Gummiformteil (6) bestehen oder aus einem eine elastische Hülse (8) haltenden Ösenelement (7) ausgebildet sind.

11. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wendelleitungen (1) an einer gemeinsamen Federwendel (2) durch in unterschiedlicher Radial richtung abstehende Führungsglieder (3-8) angeordnet sind.

12. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Wendelleitung (1) innerhalb der Federwendel (2), eine weitere Wendelleitung (1) au ßerhalb der Federwendel (2) verläuft.

13. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Wendelleitungen (1) an zwei par allel verlaufenden Federwendeln (2 und 11) durch Führungs glieder (3-8) befestigt sind.

14. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federwendel(n) (2) an stab- oder schie nenartigen Führungsteilen (20) gelagert sind.

15. Wendelleitung nach dem Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile (20) innerhalb der Federwendel (2) verlaufen.

16. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Federwendel (2) etwa den gleichen Durchmesser aufweisen wie die Windungen der Wendelleitung (1) und daß die Federwendel (2) und die Wendelleitung(en) (1) ineinander verlaufend angeordnet sind.

17. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wendelleitungen (1) innerhalb einer Aus nehmung eines Führungsgliedes (3-8) mit radialem Spiel geführt sind.

18. Wendelleitung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren innerhalb einer Ausnehmung eines Füh rungsgliedes (3-8) verlaufenden Wendelleitungen (1) unterschiedlichen Querschnittes der wirksame Führungs durchmesser der Ausnehmung des Führungselementes (3-8) an den Außendurchmesser der geführten Wendelleitung (1) angepaßt ist.

19. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialführung der Federwendel (2) durch eine Rollenführung (21) erfolgt.

20. Wendelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federwendel (2) und/oder die Wendellei tung(en) (1) abschnittsweise innerhalb von Gleithülsen (22) geführt sind.