DE1525215B2 - Kaefig fuer die laufkugeln eines bowdenzuges - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Käfig für die Laufkugeln eines Bowdenzuges, die einerseits unmittelbar auf der Innenfläche der Hülle und andererseits in den Rillen der Bowdenzugseele abrollen, und die in durch gerade Längsteile miteinander verbundenen Kröpfungen des aus einem Metalldraht bestehenden Käfigs gehalten werden.

Bekannte Käfige dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1,129,780) werden bei Bowdenzügen mit mehr als zwei symmetrisch zueinander um ein seilförmiges Übertragungsteil herum angeordneten Kugelreihen verwendet, die ein radiales Spiel des von ihnen geführ- ·. ten Übertragungsteils in der Hülle ausschließen. Ein solches radiales Spiel, das zum Verhüten eines Verklemmens der Kugeln bei gekrümmtem Verlauf der Hülle wichtig ist, läßt sich bei diesen bekannten Bowdenzügen auch nicht etwa durch einfaches Fortlassen von Kugelreihen gewinnen, da eine solche Anordnung zu einer nachteiligen Reibung zwischen dem Übertragungsteil und dem diesem gegenüber zurückbleibenden Käfig führen würde.

Der bekannte Käfig der vorerwähnten Bowdenzug-Bauart selbst besteht aus je einem jeder Kugelreihe zugeordneten Draht, der sich in axialer Richtung des Bowdenzuges erstreckt und die einzelnen Kugeln mit V-förmigen Kröpfungen umfaßt.

Die deutsche Patentschrift 826,679 zeigt bereits einen Bowdenzug, bei dem die Laufkugeln einerseits unmittelbar auf der Innenfläche der Hülle und andererseits in den Rillen der Bowdenzugseele abrollen, und die durch einen aus einem Metalldraht bestehenden Käfig gehalten werden. Hierbei ist jedoch die Hülle nicht biegsam sondern starr, und der Käfig besteht aus einer die Seele konzentrisch umgebenden Schraubenfeder, zwischen deren Windungen die Laufkugeln gehalten sind. Ein exaktes Abstandhalten der Laufkugeln ist hier infolge der Kompressibilität des Käfigs nicht gewährleistet.

Für die Aufnahme der Kugeln von Wälzlagern für umlaufende Maschinenteile sind die verschiedensten ,Bauformen von als Abstandshalter zwischen den Kugeln wirksamen Käfigen bekannt.

Solche Käfige haben Kröpfungen, die abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite offen sind (österreichische Patentschrift 68,708), wobei die Schenkel der Kröpfungen an deren offener Seite einen kleineren Abstand als an dem sie verbindenden Teil aufweisen.

Bekannt sind auch Radial-Wälzlagerkäfige mit halbkreisbogenförmigen Kröpfungen (deutsche Patentschrift 350,367) sowie mit zwischen je zwei großen Kröpfungen eine engere Kröpfung aufweisende Käfige (schweizerische Patentschrift 37,660), wodurch eine besonders gute Federung des Käfigs in der Laufrichtung der Kugeln erstrebt wird.

Zwischen klammerartig die Lagerkugeln umfassenden Pfannen ist es auch bekannt (USA.-Patentschrift 2,566,421), biegsame Verbindungsglieder konzentrisch zu einer durch die Mittelpunkte der Lagerkugeln gehenden Linie anzuordnen, so daß ein kettenartiges, aus den Lagerkugeln, den Pfannen und den Verbindungsgliedern bestehendes Bauteil gebildet wird., das zwischen den beiden, einander gegenüber eine Umlaufbewegung ausführenden Maschinenteilen zwischengeschaltet wird, wobei jedoch die Lagerkugeln, ebenso wie auch bei den meisten anderen bekannten Käfigen für Wälzlager, an den sie. eng umfassenden Pfannen des Käfigs in hohem Maße der Reibung ausgesetzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig für die Laufkugeln eines Bowdenzuges der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß er ausreichend biegsam bleibt, ohne daß die Abstandshaltung zwischen den Laufkugeln beeinträchtigt wird, 'Sowie eine hohe Belastungsfähigkeit, geringe Reibung gegenüber den Rollkörpern und eine gewisse Elastizität in Längsrichtung ohne Gefahr bleibender, insbesondere Knick-Verformungen zeigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Käfig für die Laufkugeln eines Bowdenzugs der eingangs genannten Art durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) die Schenkel der Kröpfungen weisen an deren offener Seite einen Abstand auf, der höchstens ebenso groß wie ihr Abstand an dem die Schenkel verbindenden Teil ist;

b) die Längsteile liegen im wesentlichen auf der die Mittelpunkte der Laufkugeln verbindenden Linie;

c) die Längsteile sind mit den Enden der Schenkel der Kröpfungen über Gegenkröpfungen verbunden;

d) die Kröpfungen weisen abwechselnd nach entgegengesetzten Seiten.

Zur Erhöhung der Elastizität des Käfigs in seiner Längsrichtung wird er gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in der Weise ausgebildet, daß die Längsteile je über ein nach der gleichen Seite wie die benachbarte Kröpfung ausgebogenes Teilstück in die Gegenkröpfung übergehen.

Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Laufkugelkäfigs für Bowdenzüge, daß bei seiner Verwendung wegen der geringen, durch die Bauweise des Käfigs bedingten Reibung zwischen diesem und

den Laufkugeln die Übertragung auch schneller, kurzzeitiger Verstellbewegungen über mit erheblichen Krümmungen versehene Stellwege ermöglicht wird.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beschrieben, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zum besseren Verständnis ihrer Wirkungsweise darstellt.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Bowdenzug,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 in kleinerem Maßstab einen Schnitt längs der Linie HI-III der Fig. 2,

F i g. 4 die Gestalt eines Käfigs nach den Figuren 1 bis 3,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des gemeinsamen Endes zweier Käfige des Bowdenzugs,

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform der Vereinigung der Enden zweier Käfige,

Der Bowdenzug nach Fig. 1 besteht als wesentlichem Element aus einer biegsamen Seele 1, die an ihren Enden einerseits an einen Antrieb 2, andererseits an einen Abtrieb 3 angeschlossen ist. Diese Seele ist in eine biegsame, zylindrische Hülle 4 eingebettet, die hier beispielsweise aus einem Kunststoffrohr hergestellt ist, und ihre Enden sind in zwei Buchsen 5, 6 befestigt, die von zwei Stützplatten 7, 8 getragen werden. Der Kunststoff, aus dem die Hülle 4 besteht, kann folgende Festigkeitsdaten aufweisen: Elastizitätsmodul über 100 kg/mm², Elastizitätsgrenze über 1,5 kg/mm² (unter Lastdauer bis 35).

Die Seele 1 besteht in dem Ausführungsbeispiel aus einem biegsamen flachen Band (Fig. 2), welches zwei Führungsrillen 11, 12 für zwei Reihen von Kugeln 13, 14 enthält, die zwischen diesem Band und der Innenwand der Hülle abrollen. Die Kugeln jeder Reihe werden in bestimmten Abständen voneinander durch Käfige 17,18 besonderer JForrn gehalten.

Diese beiden Käfige besitzen dieselbe Gestalt, und jeder von ihnen, beispielsweise der Käfig 17, ist aus einem Metalldraht runden oder flach rechteckigen Querschnittes (Fig. 3) geformt. Dieser, in einer Ebene ausgestaltete Draht besteht aus geraden Längsteilen 21, Kröpfungen mit Schenkeln 23 und diese verbindenden Teilen 22, die einander abwechseln und die Kugeln 13 umfassen.

Jede Kröpfung in Form eines »U« hat zwei gerade Schenkel 23, die sich senkrecht zur Hauptachse in Längsrichtung des Käfigs erstrecken und die sich an der Öffnung des »U« einander mehr nähern als im U-Bogen. Die beiden Schenkel 23 jeder Kröpfung verlaufen unter einem Winkel »W« zueinander, wodurch eine doppelte Aufgabe erfüllt wird. Einerseits durch Abstützung des Käfigs auf den Kugeln, wobei die Schrägstellung der Schenkel 23 der Kröpfungen bewirkt, daß diese nahe bei den Kugeln bleiben, was ein seitliches Zentrieren des Käfigs zur Folge hat, und andererseits wird unter Mitwirkung der einander in der Richtung abwechselnden Kröpfungen die Käfigachse zu der zugehörigen Achse einer Kugelreihe zentriert.

Jedes gerade Längsteil 21 des Käfigs liegt in der Hauptachse desselben, damit einen hohen Widerstand gegen Verformungen bewirkend, und auf jedes seiner Enden folgt ein Ende des Schenkels 22 der folgenden Kröpfung, jedoch zuvor unterbrochen durch ein kleines Teilstück 24, das in der gleichen Richtung wie der Scheitel der nachfolgenden Kröpfung in einer Ebene senkrecht zur mittleren Käfigebene gekrümmt ist, auf das eine etwas größere Gegenkröpfung 25 in entgegengesetzter Richtung folgt, der eine abgebogene Verlängerung der Enden der Schenkel 23 der Kröp¹ fungen darstellt. ,

Ein Käfig dieser Gestalt weist eine sehr hohe Festigkeit auf, wenn er aus einem sogenannten Klaviersaitendraht hergestellt ist, einem Stahl mit 0,75 % Kohlenstoff, oder aus einem nichtrostenden Stahl mit einer Bruchfestigkeit von 200 kg/mm², das heißt einer

ίο wesentlich höheren Festigkeit, als es bei einem gestanzten Käfig aus Stahlblech möglich ist. Ein solcher Käfig kann leicht, ohne daß er verklemmt, eingebaut werden, gleichwohl besitzt er eine hohe Festigkeit und eine nennenswerte Elastizität in Längsrichtung, die eine elastische Verformung in der Größe von 3 % der vorhandenen Länge des Käfigs zuläßt.

Eine solche elastische Verformung ist zum einwandfreien Arbeiten des Bowdenzugs erforderlich. Da in gekrümmten Teilen desselben die Kugeln beim

20: Hin- und Rücklauf nicht denselben Platz einnehmen, j ergibt sich, wenn der Käfig nicht zusammendrückbar ι bzw. dehnbar ist, ein ständiges Verschieben des Käfigs in Richtung auf ein Ende des Bowdenzuges, und am Ende einer Reihe von Arbeitszyklen ist die Länge des Freilaufes verkürzt. Im Gegensatz dazu wird bei den lokal beschränkten elastischen Verformungen des vorliegenden Käfigs unter der Wirkung der verschiedenen Plazierung der Kugeln keine generelle .Verschiebung des gesamten Käfigs hervorgerufen.

Ein solcher Käfig kann dank seiner Eigenschaften vielseitig vorteilhaft bei Kugelreihen unterschiedlichster Form Verwendung finden.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich,ist die Größe hm welche sich aus den Abmessungen der zwei Kugeln 13, 14 und dem Rillenprofil des Bandes 1 ergibt, kleiner als. der Innendurchmesser d der Hülle, und zwar um ein Spiel /, das nicht nur zur Montage, sondern auch zum Funktionieren des Bowdenzuges notwendig ist. Neben der wichtigen Tatsache des Vorhandenseins des Spieles J ist auch der Winkel B, der von den Tangenten an den Berührungspunkten der Kugeln an der Hülle gebildet wird, so groß gewählt, daß keine nennenswerten Reibungen infolge Verklemmens im Bereich des Winkels B auftreten können. Dieses Spiel erlaubt ein Verschieben der zwei Kugelreihen aus der Ebene der Achse des Bowdenzuges und beschränkt die Bewegungsfreiheit des Käfigs.

Die Innenseite der Kunststoffhülle bildet einen geeigneten Rollweg für die Kugeln, und bei entsprechender Auswahl der bereits beispielsweise angegebenen Werkstoffeigenschaften ist sie in der Lage, den auf sie einwirkenden Zug-, Druck- und Biegekräften zu widerstehen.

In der Fig. 5 sind die Enden der Käfige 17, 18 dargestellt, wobei beide Käfige 17, 18 aus einem einzigen, durchgehenden Draht am Käfigende 29 gebildet werden. Dabei liegt der Draht an beiden Seiten der Seele 1 an, wobei die Kröpfungen in entgegengesetzte Richtungen weisend übereinander angeordnet sind, wodurch die Festigkeit des Bowdenzuges erhöht wird. In einer weiteren Ausführung nach Fig. 6 sind die zwei Käfige 17, 18 aus zwei getrennten Stahldrähten geformt, die an ihren Enden entgegengesetzt zueinander mittels einer profilierten Buchse 32 befestigt sind, die leicht auf der Seele 1 gleiten kann und zwei Ausbuchtungen 33, 34 enthält, in denen die Enden der Käfige mit ihrem geraden Teilstück geführt sind,, die ganz am Ende umgebogen sind. Die ersten beiden

Kröpfungen der zwei Käfige folgen am Ende der buchse 32, wo die geraden Teilstücke der Käfige leicht eingebogen sind.

Auf diese Weise hat jeder Käfig ein völlig freibewegliches und voneinander unabhängiges Ende.

Der mit dem beschriebenen Käfig versehene Bowdenzug wird zur Übertragung von Zug- und Druckkräften eingesetzt, wobei die Hülle abwechselnd auf Druck und Zug beansprucht wird. Ein Bowdenzug, der eine Hülle aus Kunststoff besitzt, überträgt Zug- und Druckkräfte gleicher Größe. Ein Bowdenzug, dessen Hülle aus einem Metalldraht aufgebaut ist, ist in der Lage, höhere Zugkräfte, aber geringere Druckkräfte zu übertragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Käfig für die Laufkugeln eines Bowdenzuges, die einerseits unmittelbar auf der Innenfläche der Hülle und andererseits in den Rillen der Bowdenzugseele abrollen, und die in durch gerade Längsteile miteinander verbundenen Kröpfungen des aus einem Metalldraht bestehenden Käfigs gehalten werden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Schenkel (23) der Kröpfungen weisen an deren offener Seite einen Abstand auf, der höchstens ebenso groß wie ihr Abstand an dem die Schenkel verbindenden Teil (22) ist;

b) die Längsteile (21) liegen im wesentlichen auf π der die Mittelpunkte der Laufkugeln (13) verbindenden Linie;

c) die Längsteile (21) sind mit den Enden der Schenkel (23) der Kröpfungen über Gegenkröpfungen (25) verbunden; .

d) die Kröpfungen weisen abwechselnd nach entgegengesetzten Seiten.

2. Käfig hach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsteile (21) je über ein nach der gleichen Seite wie die benachbarte Kröpfung ausgebogenes Teilstück (24) in die Gegenkröpfung (25) übergehen.