DE1425134B2 - Flexible Seele - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible, in einer Hülle gelagerte, aus einer wendelförmig gewickelten Drahtlage bestehende Seele eines der Übertragung mechanischer und elektrischer Energie dienenden Bowdenzugs.

Aus" der britischen Patentschrift 477 432 ist es beProblem bekannt und gelöst, mit Hilfe eines Bowdenzugs sowohl mechanische als auch elektrische Energie zu übertragen. Die dabei vorgesehene Anordnung sieht eine mechanische Energie übertragende Seele vor, die innerhalb einer Hülle sitzt und in Längsrichtung der Hülle beweglich gelagert ist. Dabei sind eine Anzahl von elektrische Energie übertragenden Leitern wendelförmig um die Hülle herumgewickelt, wobei eine Geflechtlage dazu dient, die Leiter in ihrer Relativlage festzuhalten. Das Ganze ist durch einen äußeren Mantel umschlossen.

Aus der britischen Patenschrift 477 432 ist es bekannt, mit Hilfe eines Bowdenzugs sowohl mechanische Energie als auch flüssige Medien zu übertragen. Dabei ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß die Führung für die ausschließlich die mechanische Energie übertragende Seele und der Schlauch für die Durchleitung flüssiger Medien fest miteinander verbunden sind.

Aus der deutschen Patentschrift 835 464 ist es weiter bekannt, mit Hilfe einer Leitung sowohl elektrische Energie als auch flüssige oder gasförmige Medien zu übertragen. Dabei ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß in der Leitung eine Anzahl von sich in Längsrichtung erstreckender Kanäle vorgesehen sind, von denen einige Stromleiter enthalten, während andere Wasser, Preßluft oder Leuchtgas führen. Eine mechanische Energieübertragung ist mit dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich.

Aus der USA.-Patentschrift 2 725 713 schließlich ist es bekannt, mit einer Leitung sowohl mechanische als auch elektrische Energie zu übertragen. Dazu ist ein ausschließlich auf Zug beanspruchtes, flexibles, längsbewegliches Kabel mit einer wendelförmig gewickelten Drahtlage, die einen sich axial erstreckenden Innenraum bildet, einem sich durch den Innenraum in Längsrichtung erstreckenden Kern und einer peripheren, wendelförmig gewickelten, die innere Drahtlage umhüllenden zweiten Drahtlage vorgesehen, wobei der Kern zur Fortleitung elektrischer Energie vorgesehen ist und isolierte Drähte umfaßt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine flexible Bowdenzugseele der eingangs genannten Art zu schaffen, die von Zug- und Druckkräften entlastete Leitungen für elektrische Energie und/oder strömende Medien aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Drahtlage einen Kern umgibt, und daß entweder der Kern oder die Drahtlage zur Fortleitung elektrischer Energie und/oder strömender Medien vorgesehen ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kern zur Fortleitung strömender Medien rohrförmig ausgebildet ist, daß eine zusätzliche, elektrischen Strom führende Drahtlage vorgesehen ist, und daß die der Fortleitung elektrischer Energie dienenden Drähte isoliert sind.

Durch die Erfindung wird eine flexible Bowdenzugseele geschaffen, die von Zug- und Druckkräften entlastete Leitungen für elektrische Energie und/oder strömende Medien aufweist. Dadurch können auf die Bowdenzugseele ausgeübte Zug- und Druckkräfte nicht zu einem Reißen oder zu einem Beschädigen der Leitungen führen, die zur Fortleitung elektrischer Energie und/oder strömender Medien vorgesehen sind. Das ist besonders wichtig beispielsweise dann, wenn die verschiedenen durchzuleitenden Medien dann, wenn sie in Kontakt miteinander gelangen, zu Explosionen, zu Bränden, zu Kurzschlüssen usw. führen können.

ίο Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen ist

F i g. 1 eine schematische Ansicht, aus der ein Einbaubeispiel für eine erfindungsgemäße Fernwirkleitung hervorgeht,

F i g. 2 eine Schnittdarstellung als Einzelheit eines Teils der Vorrichtung zur Einstellung der Fernwirkleitung,

F i g. 3 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie 3-3 der F i g. 2,

F i g. 4 eine Einzelheit im Schnitt durch eine erfindungsgemäße Fernwirkleitung,

F i g. 5 ein Schnitt an der Linie 5-5 der F i g. 4, F i g. 6 eine Einzelheit eines elektrischen Drahtes, der in dem Kabel der F i g. 4 und 5 enthalten ist, F i g. 7 eine Einzelheit im Schnitt durch eine Fernwirkleitung in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 8 eine Einzelheit einer Fernwirkleitung als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 9 eine Einzelheit im Schnitt durch eine Fernwirkleitung in einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 ein Schnitt an der Linie 10-10 der Fig. 9,

Fig. 11 eine Einzelheit im Schnitt durch eine Fernwirkleitung in einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12 einschnitt an der Linie 12-12 der Fig. 11, Fig. 13 eine Einzelheit im Schnitt durch eine Fernwirkleitung in einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 14 einschnitt an der Linie 14-14 der Fig. 13.

In F i g. 1 ist zur Veranschaulichung eines von vielen Verwendungszwecken für die erfindungsgemäße Fernwirkleitung eine Anlage 20 gezeigt, zu der ein Ofen 22 gehört. Die Anlage 20 dient dazu, die Temperatur oder andere Meßgrößen in verschiedenen Teilen des Ofens zu messen.

Die Anlage 20 besteht aus einer Meßsonde 24 zur Messung bestimmter Verfahrensgrößen, beispielsweise der Temperatur im Ofen, wobei es sich dann bei der Meßsonde um ein Thermoelement handeln kann. Die Sonde 24 ist an einem Ende der Seele 26 angeschlossen. Die flexible Seele 26 führt durch eine geeignete Hülle 28, die zwischen dem Ofen und einem den Bowdenzug aufnehmenden Behälter 30 angeordnet ist, wobei der Behälter an einem beliebigen Ort, selbst in großer Entfernung vom Ofen, aufgestellt sein kann. Ein Ende der Seele 26 ist im Behälter 30 befestigt und über Anschlußleitungen 32 mit Anzeigern, Meß- und/oder Steuereinrichtungen in einem Schaltschrank 34 verbunden.

Die flexible Seele 26, die in der Anlage der F i g. 1 bis 3 Verwendung findet, ist im einzelnen in Fig. 4, 5 und 6 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die flexible Seele einen mittleren, sich in Längs-

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richtung erstreckenden Draht 36, der aus Stahl, Titan bracht, der mit der Schalttafel 34 elektrisch verbun-

oder anderen geeigneten starken, zugkräftigen Werk- den ist.

stoffen bestehen muß, um Zugkräfte aufnehmen zu Gemäß der Darstellung in F i g. 4 nimmt die Hülle können, wie sie bei dem Einsatz der Seele auftreten. 28 die Seele 26 verschiebbar auf. Die Konstruktion. Weitere Drähte sind mit einer relativ großen Steigung 5 der Seele ist so vorgesehen, daß Zug- und Druckum den Kerndraht 36 herumgewickelt, um eine kräfte aufgenommen werden können. Durch diese Drahtlage zu erhalten, die ebenfalls geeignet ist, Anordnung läßt sich die Seele leicht und genau vorZugspannungen aufzunehmen. In dem dargestellten schieben oder zurückziehen, indem entsprechend Ausführungsbeispiel umfaßt diese Drahtlage sechs der umsteuerbare Elektromotor 72 eingeschaltet oder Drähte, 36, 40, 42, 44, 46 und 48. io ausgeschaltet wird, da die Konstruktion des Bow-Mindestens ein Draht der Drähte 38 bis 48 ist denzugs und der festgelegte Bewegungsweg, der durch elektrisch leitend, und dazu besteht er vorzugsweise die Hülle 28 vorgegeben ist, in wirksamer Weise aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen elek- übermäßige Änderungen in der wirksamen Länge trisch leitenden Werkstoff. Die übrigen Drähte be- der Seele reduziert bzw. überhaupt ausschaltet. Als stehen aus einem Material, das die gewünschte Stärke 15 Folge davon läßt sich die Meßsonde 24 innerhalb und Festigkeit hat und fähig ist, unter hohen oder des Ofens 22 genau einstellen, tiefen Temperaturen oder anderen Umgebungsbe- In F i g. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dingungen, denen Bowdenzug ausgesetzt ist, zu ar- einer erfindungsgemäßen Seele gezeigt. In diesem beiten. Die verbleibenden Drähte können beispiels- Ausführungsbeispiel sind Teile, die Teilen in dem zuweise aus Stahl oder Titan bestehen. 20 vor beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechen, In dem in F i g. 4 bis 6 gezeigten Ausführungsbei- mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet, an denen spiel sind die Drähte 42 und 44 elektrisch leitend. der Buchstabe α angeführt ist. Die Seele 26 a eignet Diese Drähte sind identisch. Gemäß der Darstellung sich besonders für Fälle, bei denen keine größeren in Fig. 6 bestehen diese beiden stromführenden Druckkräfte auf den Bowdenzug ausgeübt werden Drähte aus einer Ader 50 aus einem elektrisch lei- 25 dürfen. Die Seele 26 a ist also insofern vereinfacht, tenden Werkstoff, die von einem Isoliermantel 52 als die druckaufnehmenden Drähte 56 weggelassen und einer Hülle 54 aus Glasfasern oder einem an- sind, die in dem zuvor beschriebenen Ausführungsderen geeigneten Werkstoff umgeben ist. Der Isolier- beispiel vorgesehen sind.

mantel 52 kann aus Keramik, Plastik, Gummi oder In F i g. 8 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfineinem anderen Material bestehen, das für die be- 30 dung gezeigt, das dem in F i g. 7 gezeigten Ausfühtreffenden Umgebungsverhältnisse geeignet ist, denen rungsbeispiel ähnlich ist. Teile in diesem Ausfühder Bowdenzug ausgesetzt ist. rungsbeispiel, die Teilen in den anderen Ausfüh-Um Druckkräfte aufzunehmen, denen der Bow- rungsbeispielen entsprechen, sind mit den gleichen denzug ausgesetzt sein kann, ist eine Drahtlage 56 Bezugszahlen unter Anfügung des Buchstabens b gemit sich untereinander abstützenden Wicklungen vor- 35 kennzeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind gesehen, die mit einer relativ kleinen Steigung die Drähte 36 b bis 48 b mit Fäden 74 aus Kunstschraubenförmig um die Drähte 38 bis 48 gewickelt stoff, Glasfaser oder einem anderen geeigneten Werkist. Die Drähte 56 können aus jedem beliebigen ge- stoff umwickelt, um den Verschleiß zwischen den eigneten Werkstoff bestehen, u. a. auch aus dem Drähten auf ein Mindestmaß zu reduzieren und da-Werkstoff, aus dem die nicht leitenden Drähte der 40 bei die Möglichkeit einer Verletzung der Isolierung inneren Wicklung bestehen. Ein Draht 58 ist um die der elektrischen Leitungsdrähte zu verringern. Drähte 56 gewickelt, um eine Wicklung relativ kleiner In Fig. 9 und 10 ist eine Seele 26c gezeigt. In Steigung zu bilden. Dabei sind die einzelnen Gänge diesem Ausführungsbeispiel besteht der mittlere voneinander getrennt (F i g. 4), um so eine Art Ver- Draht 36 c aus einem oder mehreren isolierten elekzahnung in Längsrichtung des Bowdenzugs zu bilden. 45 trischen Drähten 76, 78 und 80, von denen jeder Der Draht 58 ist schraubenförmig in einer Richtung eine Ader aus Kupfer, Aluminium oder einem andegewickelt, die zur Wickelrichtung der Drähte 56 ent- ren geeigneten elektrisch leitenden Werkstoff umfaßt gegengesetzt ist. Die Drähte 56 ihrerseits sind in und mit einem Überzug aus Keramik, Gummi, Kunstentgegengesetzter Richtung zu den Drähten 38 bis 48 stoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff vergewickelt. 50 sehen ist. Die Drähte 38 c bis 48 c sind demgegen-Gemäß der Darstellung in F i g. 1 und 2 umfaßt über lastaufnehmende Elemente, also keine elektrisch die Kabelsteuereinrichtung 30 ein Gehäuse 60, in leitenden Drähte, und sie sind mit relativ großer dem sich die Seele 26 in einer geeigneten Länge be- Steigung in der dargestellten Weise gewickelt, um findet, und zwar in einer schlaufenförmigen Anord- einen mittleren hohlen Kern oder Kanal 82 zu bilnung. Die Seele erstreckt sich von den Lagerwick- 55 den. In diesem Ausführungsbeispiel dienen die Drähte lungen 62 in ein Führungsrohr 64, das sich von dem 36 bis 48 dazu, auf das Kabel ausgeübte Zugkräfte Ende des Gehäuses 60 zur Mitte des Gehäuses er- aufzunehmen, so daß der mittlere elektrisch leitende streckt, wo es durch eine geeignete Schwenkanord- Draht 36 c frei von Zug-oder Druckkräften ist. Diese nung 66 drehbar gelagert ist. Die Schwenkanord- Anordnung verringert die Möglichkeit einer Beschänung 66 ihrerseits ist mit einem Führungsrohr 68 6° digung der Isolierung und auch die Einflüsse von verbunden, das am Gehäuse 60 entsprechend be- Nässe oder Kapazitätsänderungen, die auftreten festigt ist. Ein Ende des Führungsrohrs 68 schließt können, wenn isolierte Leiter wie mechanisch besieh an die Hülle 28 an, befindet sich aber im Ab- lastete Teile Belastungen ausgesetzt sind. Der mittlere stand dazu, und ein Zahnrad 70 ist zum Eingriff in elektrische Leitungsdraht 36 c kann relativ lose in die Verzahnung angeordnet (F i g. 2 und 3), die 65 dem hohlen Kanal 82 eingelegt sein, und unter bedurch den Draht 58 im Zwischenraum zwischen den stimmten Voraussetzungen kann der Leitungsdraht Führungshüllen gebildet ist. Das Zahnrad 70 ist an auch relativ zur Wand des durch die Drähte 36 c bis der Antriebswelle eines Getriebemotors 72 ange- 48 c gebildeten Kanals 82 axial gleitbar sein, so daß

der Leitungsdraht herausgezogen und ersetzt werden kann.

Die Seele 26c umfaßt ferner einen druckkräfteaufnehmenden Mantel 56 c, der aus einem oder mehreren Drähten gebildet ist. Der Draht oder die Drähte sind mit relativ geringer Steigung aneinanderliegend gewickelt. Der Draht oder die Drähte 56 c können ausschließlich für die Aufnahme von Druckkräften vorgesehen sein, sie können aber auch gegebenenfalls als isolierte elektrische Leitungsdrähte dienen. Es versteht sich, daß die entsprechenden Drähte in den anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls aus isolierten elektrischen Leitungsdrähten bestehen können.

In Fig. 11 und 12 ist eine Seele 26d gezeigt, die im Aufbau den anderen Ausführungsbeispielen ähnlich ist. Zur Kennzeichnung von Teilen in diesem Ausführungsbeispiel, die Teilen in den anderen Ausführungsbeispielen entsprechen, sind gleiche Bezugszahlen unter Anfügung des Buchstabens d verwendet worden. In diesem Ausführungsbeispiel eignet sich die Seele besonders für Fälle, bei denen der Bowdenzug vor allem Druckkräften ausgesetzt ist. Der Bowdenzug ist insofern also vereinfacht, als die Drähte 36 bis 48 weggelassen sind, die für die Aufnähme von Zugkräften vorgesehen sind.

In Fig. 13 und 14 schließlich ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem in F i g. 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispiel, wie das durch die Verwendung gleicher Bezugszahlen unter Anfügung des Buchstabens e angedeutet ist. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel insofern, als in dem Durchgang 82 e des Bowdenzugs ein Kernelement 36 e in der Form eines undurchlässigen Rohrs angeordnet ist. Das Rohr kann aus einem geeigneten Kunststoff, Gummi oder Metall mit der erforderlichen Biegsamkeit bestehen. Das Rohr kann als Druckluft- oder Hydraulikleitung dienen, gegebenenfalls auch als Saugrohr. Die Seele 26 e ist besonders für Fälle geeignet, bei denen hydraulische oder pneumatische Steuerfunktionen erfüllt werden müssen. Es versteht sich jedoch auch, daß in bestimmten Fällen ein stromführender Draht durch das Rohr 36 e gezogen werden kann, um die Seele für Fälle einzurichten, bei denen sowohl elektrische als auch pneumatische oder hydraulische Funktionen erfüllt werden müssen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flexible, in einer Hülle gelagerte, aus einer wendelförmig gewickelten Drahtlage bestehende Seele eines der Übertragung mechanischer und elektrischer Energie dienenden Bowdenzugs, d adurch gekennzeichnet, daß die Drahtlage (38 bis 48) einen Kern (36) umgibt und daß entweder der Kern oder die Drahtlage zur Fortleitung elektrischer Energie und/oder strömender Medien vorgesehen ist.

2. Flexible Seele nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (36 e) zur Fortleitung strömender Medien rohrförmig ausgebildet ist.

3. Flexible Seele nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche, elektrischen Strom führende Drahtlage vorgesehen ist.

4. Flexible Seele nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Fortleitung elektrischer Energie dienenden Drähte isoliert sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen