DE1906635A1 - UEbertragungsmechanismus in Form eines Bowdenzugs od.dgl. - Google Patents

Description

• Übertragungsmechanismus in Form eines Bowdenzugs oder dergleichen.
• Die Erfindung betrifft einen Übertragungsmechanismus in Form eines Bowdenzugs oder Dergleichen für eine flexible, gekrämmte oder biegbare Kraftübertragung von der Art, bei der ein Kabel innerhalb einer Führung und eines gesonderten thermoplastischen Futterrohrs verläuft, das innerhalb der Führung zwischen dieser und dem Kabel angeordnet ist, und bei der durch relative Bewegung zwischen Kabel und Führung eine Betätigung erfolgt. Dabei erfolgt die Betätigung des Mechanismus durch relative Längsbewegung zwischen dem Kabel und der Führung und dem Futterrohr, wodurch der Reibungskoeffizient vermindert und die allgemeine Gesamtwirkung verbessert wird.
• Solch ein Futterrohr sollte allgemein einen geringem Reibungskoeffizienten, hohen Verschleißwiderstand, hohen Kompressionswiderstand und natürlich eine ausreichende Flexibilität besitzen, um dem Krümmungen folgemn zu können, denen eine solche Übertragung wie bei einem Bowdenmechanismus unterworfen wird.
• Zur Verbesserung dieser bkannten Übertragungsmechanismen wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, das Kabel mit einem zusammenhängenden Überzug zu versehen, der Vollständig oder zum übnerwiegenden Teil aus einem Polyfluoracrbon-Thermoplastmaterial, vorzugsweise Polytetraflourätylen besteht. welches mindestens die schraubenförmigen Rillen an der Umfangsfläche des Kabels im wesentlichen ausfüllt, und das Futterrohr aus einem synthetischen thermoplastischen Material herzustellen, welches eine größere Druckspannung zur Erzeugung einer 1 %-Verformung erfordert als die, um eine entsprechende Verformung des für den Überzug verwendeten Polyfluorcarbon-Thermoplastmaterials unter denselben Bediengungen zu erzeugen.
• Dabei soll das Futterrohr vorzugsweise aus einem Thermoplast bestehen, der eine Druckbeanspruchung von nicht weniger als 2,1 Kp/mm² erfordert, um eine 1%-Verformung hervorzurufen.
• Weiterhin wurde gefunden, daß Polyamide, Polyacetal, Polyolefine, z.b. Polyäthylen, oder Polyesterkunststoffe eine befriedligende Wirkung haben, wobei Polyacetalkinststoffe gegenüber den anderen gekannten Kunststoffen noch eine hohe Lebensdauer aufweisen. Vorschube mit gesonderte Futterrohren aus Polyfluorcarbonen, insbesondere Polytetraflouräthylen (P.T.F.E.) zeigten zwar eine sehr gute Wirkung, jedoch eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer.
• Das Kabel wird nicht nur in die Oberfläche des Futterrohrs unter stamtischer Beanspruchung eingebettet (ein üblicher Mangel), sondern wird schließlich nach einer gewissen Betätigungszeit die Wände des Futterrohrs zerreißen.
• Wenn man die Tätigkeit eines verseilten Kabels im Innern eines thermoplastischen Futterrohrs betrachtet, erfolgt die Beanspruchung des thermoplastischen Futterrohrs durch eine gleitende Drucklast, die zu einem Zusammenpressen der Wand des Futterrohrs und zu dessen Verforming in einer Radialrichtung auf einem Abschnitt führt, an dom sich die Drähte des Kabels mit dem Futterrohr in Berührung befinden. Dieser Abschnitt ist eigentlich eine linienförmige Berührung im unbelasteten Zusatand, und et vorgrößert sich forstschreitend, wenn die maximale Arbeitslast auf den Kabelmechanismus wirkt. Dasd Ergebnis von Zeitstandversuchen, bei denen der Druck des Futterrohrs auftritt, lt, daß das Futterrohr als Folge der stündigen Sägewirkung des Kabels verschleißt. Diejenigen Dauertests, bei denen das Futterrohr nicht brach, zeigten eine Verdünnung der Futterrohrwand, die auf einen Verschleiß und/oder eine Kompression zurückzuführen sein kann, und erlauben so eine Entscheidung, ob das Futterrohr eine ausreichende Lebensdauer aufweisen wird oder nicht.
• P.T.F.E., nach dem A.S.T.M. (American Society for Testing Materials)-Standard-Verafhren getestet, zeigt, daß die prozentuale Vorfprumung unter Last ein Mehrfaches der von Poiyaniid. und Polyacetal-Kunststoffen ist und daß die zur Erzeugung einer gegebenen prozentualen Verformung notwendige Druckbeanspruchung bei Polyamid- und Polyacetal-Kunststoffen mehrfach größer ist als bei Polyfluorcarbonen. Vergleichsdarstellungen durch das A.S.T.M.-Versuchsverfahren D 621 zeigen Verformungen unter einer Last von 1,4 Kp/mm² bei 50°C in der Größenordnung von 1 bis 4 % bei Polyamidon, weniger als 1 % bei Verwendung von Polyacetal-Kunststoffen, in der Größenordnung von 7 bis 8 % bei Hochdruck-Polyäthylen-Kunststoffen und in der Größenordnung von 25% für P.T.F.E., Zahlen für die Druckbeanspruchung nach dem A.S.T.M.-Testverfahren D 695 zur Erzielung einer 1 %-Verformung sind für ein Polyamid z.B. 3,45 Kp/mm², für einen Polyacetal-Kunststoff 3,65 Kp/mm², für ein Hochdruck-Polyäthylen 2,32 Kp/mm² und für ein P.T.F.E. 0,42 Kp/mm².
• Das gemäß der Erfindung vorgeschlagene Polyfluorcarbon-Thermoplastmaterial für den Überzug auf dem Kabel und das Ausfüllen der Zwischenräume twischen den Kabelsträngen erfüllt die vorgenannten Forderungen am besten.
• Für das Futterrohr sol erfindungsgemäß ein synthetischer Thermoplast Verwendung finden, der eine Druckbeanspruchung zur Erzeugung einer 1 %-Verformung erfordert, die größer und vorzugsweise das Doppelte der Druckbeanspruchung ist, um eine entsprechende Verformung unter denselben fledingungen bei dom Polyfluorcarbon-Thermoplastmaterial für den Überzug zu erzeugen, Sowohl für leichtere als auch für schwerere Beanspruchungen sind Polyamid- und Polyacetal-Kunststoffe als Werkstoff für das Futterrohr geeignet. Diese Futterrohre haben eine lange Lebendauer und die Wirkung des Mechanismus mit einem solchen Futterrohr wird sichtbar erhöht durch einen Kabelüberzug aus P.T.F.E.. Für leichtere Anwendungsfälle kann auch Polyolefin-Kunststoff, z.B. Polyäthylen genommen werden. Ein Futterrohr aus diesem Material wird zwar nicht die Dauereigenschaften von Polyamide- und ÜPolyacetal-Kunststoffen aufweisen, aber die Anwesenheit eines solchen Übrezugs auf dem Kabel erhöht die Lebensdauer eines Futterrohrs aus diesem Material erheblich und die Auswirkung ist obenfalls bemerkenwert. auch Polyester-Kunststoffe können Verwendung finden.
• Die besten Eigenschaften insgesamt ergeben sich, wenn für das Futterrohr ein thermoplastisches Material mit einer Zugfestigkeit von 2,8 Kp/mm² oder mehr, einer Druckfestigkeit von mehr als 2,1 Kp/mm² bei 1 % Verformung und einem Reibungskoeffizienten gegen Stahl von 0,3 oder weniger verwendet wird.
• Das Material für das Futterrohr kann mit anderen Materialien, z.B. mit P.T.F.E.-Fasern verstärkt sein. Die Anwensenheit von Fluorcarabonen-Material als orientierte Fasern vermindert die Druckfestigkeit im Vergleich zu P.T.F.E.-Fasern uaf etwa 1,25 Kp/mm² bbei 1 % Verformung verbessert aber die Gleiteigenschaften, und ein Futterrohr aus solchem Material kann zusammen mit einem Kabel das, einen Überzug in der erfindungsgemäßen Weise @@@ 4 verwendet werden.
• Um die Erfinndung besser verständlich zu machen, wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, von denen Figuren 1 und 2 schematisch die Eindrücke des Kabels an der Innenoberfläche des Futterrohrs unter staatischer Last zeigen, wenn das Kabel in üblicher Weise ausgebildet ist, d.h. ohne Überzug, wie er erfindungsgemäß vorgesehen ist.
• Figuren 3 und 4 schematisch einen Übertragungsmechanismus gemäß der Erfindung.
• Versuche haben gezeigt, daß die Innenoberfläche des Futterrohrs 2 in einer Führung 1 eines Bowdenmechanismusdes unter staatischer Last den Eindruck des Kabels 3 tragen muß (Fig. 1 und 2). Dies ist so im Falle von Polyamid oder Polyacetalkunststoffen, obwohl noch stärker mit Olefin-Kunststoffen und Deskennabr so im Falle von Polyfluorcarbon-Kunststoffrohr. Wenn das Kabel in Tätigkeit gesetzt wird, zeigt es dazu, die kleinen Hügel in den leichter zusammendrückbbaren Futterrohren auszubügeln udn über diese Hügel der weniger kompressielen Futterrohre hinwegengleiten.
• Der dargestellten Bowdenmechanismus hat eine flexible metallische Führung aus vorflachtenen trapesförmigen Drähten im Bowden-Prinzip, d.h, wo sich die Führung in ihrer Axiallänge bei Biegung nicht Kndors. Das Futterrohr ist zwischen der Führung des dem Kabel frei angeordnet und nicht an der Führung befestigt und ist vorsungswels in der @@@ Axial frei beweglich, Wenn das Kabel mit einem überzug aus P.T.F.E., wie in Figuren 3 und 4 angeordnet, versehen ist, der die schraubenförmigen Außenrillen auf dem Kabel 3 füllt, und das Futterrohr 2 aus einem Polyamide, Polyacetal, Polyolefin oder Polyester besteht, tritt dieselbe Einbettung des Kabels in das Futterrohr nicht auf. Der Überzug ist mit 4 bezeichnet. Fig. 4 zeigt den Überzug hauptsächlich in den schraubenförmigen Außenrillen, die durch die äußeren Lagen der Kabeldrähte gebildet werden, und nur einen dünnen Film auf den äußeren Spiralen des Kabels.
• bs wird Jedoch bevorzugt, daß das P.T.F.E. in das Kabel eindringt und vor allem die Zwischenräume zwischen den Kabelsträngen füllt, weil dann das Kabel gegen des Eindringen von Wasser versiegelt ist, welches bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zum Verklemmen des Mechanismus führen könnte. Fig. 3 zeigt die Füllung des Inneren mit P.T.F.E.. Das P.T.F.E.-Material kann von den äußeren Windungen des Kabels, z.B. zur Erleichterung der nachfolgend beschreibenen Behandlung, entfernt werden, wobei das P.T.F.E. in den Außenrillen eingeschlossen bleibt und unter stantischer Last nicht verschoben wird. der Überzug kann so sein, daß eine glatte, im wesentlichen zylindrische Außenoberfläche entsteht, oder so, daß die schraubenförmigen Rillen des Kabels sichtbar bleiben.
• Ein Kabel mit einem Überzug und einer Imprägnierung in der vorgeschriebenen Weise kann durch Aufwärtsziehen durch eine abgedichtete Öffnung ii Boden eines geeigneten P.T.F.E.-Bades, z.B. eine wässrige Lösung dieses Materials, und anschließendes Passieren einer Hitzekammer, die z.B. eine genügende Temperature besitzt, um eine ausreichende Bindung zu bewirken, erzeugt werden, wobei überschüssiges Matorial von dem Kabel in das Bad zurück fließt0 bevor dieses dio Hitzekammer betritt.
• Es können einige Schwierigkeiten, insbesondere bei schwororen Mechanismen in lezub auf eine wirksame Befestigung, z.B. durch einsenken üblicher Endpaßstücke an dem Kabel infolge der Anwosenheit von P.T.F.E. auf und in dem Kabel auftreten. Diese Schwierigkeiten konnten jedocht durch Unterbrechung oder Zerstörung der Eigenschraften des P.T.F.E. an örtlichen Abschnitten, an denen die Paßstücke an dem Kabel befestigt werden müssen, überwunden werden. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, daß der zu bearbeitende Abschnitt des Kabels zwischen Elektroden geklemmt wird und ein Strom zugeführt wird, der zum Erhitzen der betreffenden Länge des Kabelabschnitts ausreicht, um die Gleiteigenschaften des P.T.F.E. auf einer genügenden Länge zum Anklemmen der Paßstücke zu zerstören. Der Strom kann ausreichend sein, um das Kabel zu trennen und die abgeschnittenen Drahtenden des Kabels zu verschmelzen. Das rloichtert das Verbrennen des P.T.F.E. welches in die Zwischenräume des Kabels eingedrungen ist, durch den Strom eine genügende Länge des Kabels, Falls gewünscht, kann das Kabel, bevor es an die Elektroden geklemmt wird, durch einen Ziehstein hindurchgeführt werden, um das P.T.F.E. um die äußeren Spiralen (höchste Erhebungen auf der Umfangsfkläche) des Kables zu entfernen und um schmale Spiralen des Metallbandes freizulegen.
• Das Anklemmen von Endpaßstücken auf das Kable mit einem Überzug in der vorbeschriebenen Weise kann durch Einführen einer Paste aus Siliziumkarbid oder einem anderen geeigneten harten Material auf das Kabel oder in die Paßstücke oder zwischen das Äußere des Kabels und die Innenoberfläche der Endpaßstücke, die auf das Kabel gepreßt werden sollen, erleichtert werden, so daß sich die harten Teilchen während des Festklemmens der Endpaßstücke in den Kabel oder das Metall der Paßsttlcke einprägen wird. Gewünschtenfalle können zusätzlich oder stattdessen kleine Eindrücke in dem Kabel vorgesehen werden, um die Verbindung mit den Paßstucken zu verbessern. Auch kann ein anderes gleichwertiges statt des vorbeschriebenen Verfahrens mit Elektroden angewendet werden.

Claims (12)

Patentansprüche

1. Ubertragungsmechansimus, bestehend aus einem Kabel, welches innerhalb einor Fiihrung und eines gesonderten thermoplastischen Futterrohrs verläuft, das innerhalb der Führung zwischen dieser und dem Kabel angeordnet ist. und der durch relative ßewsgung zwischen Kabel und Führung bettitigbu ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (3) mit eine. zusammenhängenden Überzug (4) versehen ist, der vollständig oder zum überwiegenden Teil aus eine. Polyfluorcarbon-Thermoplastmaterial, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen besteht, welches mindestens die schraubenfärmigen Rillen an der Umfangsfläche des Kabels im wesentlichen ausfüllt, und das Futterrohr (2) aus einem synthetischen thermoplastischen Matorial besteht, welches eine größere Druckspannung zur Erzeugung einer 1 %-Verformung erfordert, als die, um eine entsprechende Verformung des für den Überzug (4) verwendeten Polyfluorcarbon-Thermoplastmaterials unter denselben Bedingungen zu erzeugen.

2. Übertragungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterrohr (2) aus eine.

thermoplastischen Material besteht, das eine Druckbeanspruchung von nicht weniger als 2,1 Kp/mm² erfordert, um eine 1 %-Verformung hervorzurufen.

3. Überdtragungsmechanismus nach einem dor Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterrohr (2) vollständig oder zum überwiegenden Teil aus einem Polyamid-Kunststoff, Polyacetal, Polyolefin-Kunststoff, z.B. Polyäthylen, oder einen Polyester besteht.

4. Übertragungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daD das Material für das Futterrohr (2) eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 2,8 Kp/mm² und einen Reibungskoeffizeinten gegen Stahl von 0,3 oder weniger besitzt.

5. Übertragungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorcarbon-Kunststoff die Zwischenräume in dem Kabel ausfüllt oder in diese eindringt, z.B. durch Eintauchen des Kabel in Polyfluorcarbon-Material.

6. Übertragungsmechanismus nach einem dor Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch angesetzte Endpaßstücke an Abschnitten, an denen das Kabel (3) frei von Polyfluorcarbon-Xunstetcffsaterial ist.

7. Übertragungsmechanismus nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyfluorcarbon-Material überhitzt oder gebrannt ist, um seine Gleiteigenschaften zu verlangern, wo die Sndpaßstücke an den Kabel (3) befestigt sind,

8. Übertragungsmechanismus nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daD die eingesenkten Endpaßstücke in Vertiefungen am Außenumfang des Kabels (3) festgekeitl sind oder durch harte Teilchen, die in das Material an der Oberfläche des Kabels (3) eingedrungen sind, befestigt sind, wobei die Befestigung durch einen Prägedruck erzeugt wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Kabels für einen Übertragungsmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (3) durch eins wässrige Lösung von Polyfluorcarbon-Kunststoffmaterial hindurchgeführt wird und dann in einen heißen Raum gelangt, in dem sich ein Überzug des Materials auf dem Kabel und in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Kabelsträngen bildet.

10. Vorfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel nacheinander durch einen Ziehstein hindurchgeht, um das Kunststoffmaterial von den äußeren Spiralen (höchsten Abschnitten auf dem Außenumfang) des Kabels (3) zu entfernen und schmale Spiralen des Metalle an der Oberfläche des Kabels freizulegen, während die äußeren Rillen auf der Kabeloberfläche gefüllt oder nahezu gefüllt bleiben.

11. Verfahren zum Befestigen eines für einen Übertragungsmechanismus gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 geeignoton oder nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 9 oder 10 hergestellten Endpaßstücks an einen Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Kabels (3), an dem das Endpaßstück angeordnet werden soll> so zwischen Elektroden geklemmt wird, daß ein Längsabschnitt des Kabels zwischen den Elektroden liegt, und ein fur die Erhitrung dieses Abschnitts und Zerstörung der Gleiteingenschaften des Kunststoffüberzugs zugeführt wird und dann das Endpaßstück aur diesen so behandelten Abschnitt des Kabel gedruckt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom ausreicht, um das Kabel zu trennen und seine Drähte an den angetrennten Enden zusammenzuschmelzen.

L e e r s e i t e