DE3002081A1

DE3002081A1 - Vorrichtung zum verbinden zweier auf zug beanspruchbarer bauelemente

Info

Publication number: DE3002081A1
Application number: DE19803002081
Authority: DE
Inventors: George Hawtree
Original assignee: Bowden Controls Ltd
Current assignee: Bowden Controls Ltd
Priority date: 1979-01-24
Filing date: 1980-01-22
Publication date: 1980-08-07
Also published as: GB2043196A; FR2447489A1

Description

Akte 80-10/20-02

Firma Bowden Controls Limited, Llanelli Dyfed, South Wales SA 14 9 TF, England

Vorrichtung zum Verbinden zweier auf Zug beanspruchbarer Bauelemente.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden zweier auf Zug beanspruchbarer Bauelemente, wie beispielsweise Drähte oder Kabel, mit zueinander fluchtenden Enden derart, daß Zugkräfte durch die Verbindungsstelle übertragen werden.

Es ist bekannt, zur Verbindung der Enden von Drähten oder Kabeln in Längsrichtung an den Enden dieser Drähte oder Kabel Kuppelstücke in Form ineinanderzugreifender Haken anzuordnen und eine Rückhaltevorrichtung vorzusehen, welche die Kuppelstücke in der Eingriffsstellung festhält. Die Rückhaltevorrichtung weist zwei Rohre auf sowie einen Kuppel- oder Verriegelungsring, welcher die beiden Rohre in einer um die Kuppelstücke herum angeordneten Stellung an ihren Enden miteinander verbindet.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine Verbindungsvorrichtung zu schaffen, welche, verglichen mit den bekannten Vorrichtungen, eine bessere Ausnutzung der Beanspruchbarkeit des Materials der verwendeten Bauteile gewährleistet.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Verbindungsvorrichtung, die sich deutlich von den bekannten Vorrichtungen unterscheidet, indem sie vom Prinzip der schiefen Ebene bzw. des

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Keils Gebrauch macht, wodurch erreicht wird, daß die Rückhaltevorrichtung an der Lastübertragung teilnimmt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verbinden zweier auf Zug beanspruchbarer Bauelemente mit zueinander fluchtenden Enden derart, daß Zugkräfte durch die Verbindungsstelle übertragen werden mit einem Paar Bauteilen, die im folgenden als "Endstücke" bezeichnet werden, wobei jedes Endstück an einem der Bauelemente befestigt oder befestjgbar ist und einen Abschnitt aufweist, der so ausgestaltet ist, daß ein Eingriff der beiden Endstücke ineinander in überlappender, lastübertragender Weise ermöglicht ist und mit einer um die Endstücke herum anzuordnenden Rückhaltevorrichtung zum Festhalten der Endstücke in der Eingriffsstellung

Die obengenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Endstücke so ausgebildet sind, daß in der Eingriffsstellung beim Auftreten von Zugkräften durch die Verbindungsstelle sich gegenseitig berührende Flächen der Endstücke unter der Einwirkung einer schiefen Ebene zusammenwirken, wobei die Endstücke jeweils nach außen gegen die Rückhaltevorrichtung gedrückt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Reihe miteinander kombinierter Vorteile auf. Die Rückhaltevorrichtung dient nicht nur zum Festhalten der Endstücke in der Eingriffsstellung, sondern wirkt mit den Endstücken bei der Übertragung der Zugkräfte durch die Verbindungsstelle zusammen. Wegen der Art und Weise, in welcher die Endstücke miteinander und mit der Rückhaltevorrichtung zusammenwirken, wenn die Verbindungsstelle belastet wird, ist es möglich, die Endstücke so auszubilden, daß eine wirksamere Ausnutzung des Materials erreicht wird, als dies möglich wäre, wenn die Endstücke so ausgebildet sind, daß sie hakenförmig ineinandergreifen. Bei der Herstellung von Kuppelstücken in Form ^ineinander-

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greifender Haken muß jedes der beiden Stücke mit einer Ausnehmung oder einer Nut zur Aufnahme des Hakjienteils des anderen Stückes versehen werden, und wenn die Kuppelstücke in der Eingriffsstellung koaxial zueinander stehen sollen, hat dies zur Folge, daß die Bauteile in ihrem Querschnitt stellen weise stark reduziert werden müssen.

Jedes Endstück einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Gesenkschmieden oder in anderer Weise an einem Ende eines auf Zug beanspruchbaren Gliedes befestigt werden. Die auf Zug beanspruchbaren Glieder können beispielsweise Kabel oder Stangen sein.

Die Erfindung schließt Verbindungsvorrichtungen der oben beschriebenen Art ein, bei denen die Winkel zwischen der schiefen Ebene und den Berührungsflächen der Endstücke mit der Rückhaltevorrichtung so gewählt sind, daß durch die Zugbelastung der Verbindungsstelle eine Reibungsverriegelung zwischen den Endstücken und der Rückhaltevorrichtung auftritt. Allgemein gesagt bedeutet dies, daß beim ersten Auftreten einer ausreichenden Zugbelastung die Endstücke sich wie selbstverriegelnde Keile verhalten. Jedes Endstück wird jeweiii^l zwischen dem anderen Endstück und der Rückhaltevorrichtung reibungsverriegelt, und es muß eine Druckbelastung angelegt werden, aufgrund derer eine relative Annäherungsbewegung der Endstücke in axialer Richtung stattfindet, damit die Rückhaltevorrichtung für eine die Entkoppelung der Endstücke ermöglichende axiale Bewegung freigegeben wird. Es ist in einfacher Weise möglich, die Winkel der schiefen Ebene auszuwählen, unter Berücksichtigung der Reibungswinkel zwischen den sich berührenden Teilen der Vorrichtung, so daß der die Selbstverriegelung bewirkende Keileffekt erreicht wird.

Erfindungsgemäße Vorrichtungen, welche diesen eine Selbst-

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verriegelung bewirkenden Keileffekt aufweisen, bringen außergewöhnliche Vorteile mit sich. Sobald aufgrund einer genügend großen Zugbelastung der Verbindungsvorrichtung die Reibungsverriegelung eingetreten ist, wirken die Endstücke und die Rückhaltevorrichtung als eine einheitliche Struktur. Bei einem Nachlassen der axialen Spannung bleiben die Endstücke gegen eine axiale Bewegung festgehalten, und die Verbindungsvorrichtung kann zurwiederholten Übertragung von Zugbelastungen verwendet werden, ohne daß eine Vibrieren oder Aneinanderprellen der Endstücke einsetzt, wie dies bei hakenförmigen Endstücken der Fall ist, bei denen notwendigerweise zwischen den ineinander eingreifenden Hakenteilen ein Spiel vorhanden sein muß, damit diese leicht ineinander verhakt und voneinander getrennt werden können. Das Verhalten der Endstücke und der Rückhaltevorrichtung als einheitliche Struktur ist bei bestimmten Anwendungen der erfindungsbemäßen Verbindungsvorrichtung von besonderer Bedeutung. Beispielsweise in Fällen, wo die Vorrichtung zur Verbindung von Bauteilen verwendet wird, welche sich zwischen einem antreibenden und einem angetriebenen Bauteil befinden, und ein toter Gang vermieden werden soll.

Vorzugsweise sind die miteinander zusammenwirkenden Flächen der Endstücke ebene Flächen, die in parallelen Ebenen liegen, wenn die Endstücke sich in der überlappenden, lastübertragenden Eingriffsstellung innerhalb der Rückhaltevorrichtung befinden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann eine dieser Flächen eben ausgebildet sein, während die andere Fläche gegen die erste Fläche konvex gekrümmt ausgebildet sein kann. Jedoch ist das Zusammenwirken zwischen zwei Ebenen und parallelen Flächen zur Erzielung der Wirkung einer schiefen Ebene im Hinblick auf eine günstige Lastverteilung sehr viel vorteilhafter. Für diese günstige Lastverteilung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Endstücke so ausgebildet sind, daß sie in der Eingriffsstellung innerhalb der Rückhaltevor-

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richtung eine gemeinsame Symmetrie-Achse in Richtung der Übertragung der Zugkräfte durch die Verbindungsstelle besitzen, die so angeordnet ist, daß die ebenen Flächen symmetrisch zu dieser gemeinsamen Symmetrie-Achse angeordnet sind.

Der auf die Rückhaltevorrichtung bei der Übertragung von Zugkräften nach außen ausgeübte Druck kann gleichzeitig dazu dienen, die Rückhaltevorrichtung in der gewünschten Stellung festzuhalten,und die Erfindung gestattet einen beträchtlichen Spielraum bei der Auswahl und Ausbildung der Rückhaltevorrichtung.

Vorzugsweise ist die Rückhaltevorrichtung ein einstückiges Bauteil in Form einer Hülse. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Rückhaltevorrichtung eine Hülse ist, welche eine Länge aufweist, die ausreicht, die Endstücke in ihrer überlappenden, lastübertragenden Eingriffsstellung zu umhüllen, wobei die Hülse in der VerriegelungsBtellung gegen eine unabsichtliche Verschiebung in axialer Richtung allein durch ihr Anliegen an den Endstücken festgehalten wird.

Wenn sich die Endstücke als selbstverriegelnde Keile verhalten, wie weiter oben dargestellt, kann die Rückhaltevorrichtung die Form einer Hülse aufweisen, die in ihrer Verriegelungsstellung allein durch die von den Endstücken nach außen auf sie ausgeübten Kräfte festgehalten wird. Bei einer anderen Ausführungsform der Rückhaltevorrichtung, weist die Rückhaltevorrichtung eine Hülse auf mit Endabschnitten, welche in der Verriegelungsstellung der Vorrichtung nach innen über Endflächen der Endstücke ragen,zur Blockierung einer relativen axialen Verschiebung der Endstücke gegeneinander. Diese Konstruktion ist,ohne Rücksicht darauf, ob die Endstücke sich als selbstverriegelnde Keile verhalten oder nicht, verwendbar. Bei einem Ausführungsbeispiel weist ein Endabschnitt der Hülse einen festen, radial nach inen ragenden Flansch auf, während das andere Ende der Hülse einen oder

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mehrere radial bewegbare Ansätze besitzt. Derartige Ansätze können durch Verformung des Hülsenmaterials nach innen bewegbar sein,oder die Ansätze können eine Federcharakteristik besitzen und so ausgebildet sein, daß sie sich unter Wirkung elastischer Rückstellkräfte automatisch in die Verriegelungsstellung bewegen, wenn die Hülse in ihre richtige Gebrauchsstellung verschoben wird.

Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung ist sehr geeignet zur Verbindung von Drähten oder Kabeln von mechanischen Fernsteuermechanismen, beispielsweise Drähten oder Kabeln, die das Innenteil eines Bowdenzuges oder die Innenteile eines Doppel-Bowdenzuges bilden. Wenn ein Bowdenzug-Steuermechanismus in bestimmten Maschinen, beispielsweise zur Steuerung der Bremsen in Kraftfahrzeugen, angeordnet wird, ist es manchmal praktisch, wenn das Innenteil eines derartigen Steuermechanismus zunächst mit einer Untereinheit einer Maschine verbunden wird, bevor es mit der Maschine oder einer anderen Untereinheit verbunden wird und bevor der Rest des Steuermechanismus angeschlossen wird. In solchen Fällen kann der Abschnitt des Innenteiles, der mit der Untereinheit verbunden ist, sehr praktisch mit dem Rest des Innenteiles über eine Verbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden werden.

Im folgenden vird der Gegenstand der Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Figur 1 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht eine Verbindungsvorrichtung bekannter Bauart;

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche zwei verseilte Drahtkabel zeigt, die mit Endstücken einer Verbindungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ausgestattet sind sowie eine zur Verschiebung in die Verriegelungsstellung bereite Rückhaltevorrichtung;

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Figur 3 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die Verbindungsvorrichtung nach Figur 2 in der Verriegelungsstellung.

Die in Figur 1 dargestellte Verriegelungsvorrichtung bekannter Bauart besitzt zwei Kuppelstücke 1 und 2, die hakenförmig ausgebildet sind und eine Rückhaltevorrichtung, welche ein Paar Rohre 3, 4 und einen Kuppel- oder Verriegelungsring 5 aufweist, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drehbar am Rohr 4 befestigt ist und mittels eines Schraubengewindes mit dem Rohr 3 verbindbar ist. Die Rohre 3 und 4 sind an den Ummantelungen 6 und 7 zweier Zug-Glieder 8 und 9 befestigt, an deren Enden die Kuppelstücke 1 und 2 befestigt sind. Zugbelastungen werden direkt durch die einander gegenüberliegenden Flächen 10 und 11 der hakenförmigen Bauteile 1 und 2 übertragen.

Die in den Figuren 2 und 3 dargestelle erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung besitzt zwei metallische Endstücke 12 und 13, die aus weichem Stahl hergestellt sind. Die zwei Endstücke sind identisch ausgebildet. Das Endstück 12 weist beispielsweise einen inneren Endabschnitt 14 auf mit einer Bohrung die das eine Ende eines Kabels 15 aufnimmt, sowie einen mittleren Abschnitt 16 mit breiterem Querschnitt und einen keilförmig ausgebildeten, äußeren Endabschnitt 17, dessen schräge Oberfläche 18 mit der Längsachse des Bauteils, das mit der Richtung zusammenfällt, in der die Zugspannungen beim Gebrauch durch die Verbindungsvorrichtung übertragen werden, einen Winkel von 17° einschließt. Der innere Endabschnitt 14 ist mit dem Kabel 15 durch Gesenkschmieden verbunden. Das Endstück 13 ist in der gleichen Weise mit dem Kabel 19 durch Gesenkschmieden verbunden.

Eine Verbindung der beiden Kabel 15 und 19 mittels der dargestellten verbindungsvorrichtung erfolgt in der Weise, daß

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die zwei keilförmig ausgebildeten, äußeren Endabschnitte der Endstücke mit ihren geneigten Oberflächen in Kontakt gebracht werden und dann eine metallische Hülse 20 durch Verschieben in eine Position gebracht wird, in der sie die beiden Endstücke 12, 13 umgibt. An ihrem einen Ende besitzt die Hülse 20 einen festen, radial nach innen ragenden Flansch 21, der sich an die radiale Fläche 22 an einem Ende des mittleren Abschnittes des Endstückes 13 anlegt. Am entgegengesetzten Ende der Hülse 20 sind einander gegenüberliegende, a^jixial verlaufende Schlitze 23 angeordnet. Sobald die Hülse in eine Position bewegt ist, in welcher sie in der oben beschriebenen Weise an der Fläche 22 des Endstückes 13 anschlägt, biegen sich die Ansätze oder zungenartig ausgebildeten Teile 24, 25, die durch die beiden Schlitze 23 voneinander getrennt sind, nach innen hinter die radiale Fläche 26 des Endstückes 12, wie aus Figur 3 zu entnehmen. Die Hülse ist dadurch gegen eine unabsichtliche Verschiebung relativ zu den beiden Endstücken gesichert. Solange die Hülse 20 in dieser Stellung bleibt, können sich die beiden Endstücke 12 und 13 nicht seitlich gegeneinander bewegen ("seitlich" bedeutet in Bezug auf die Längsachse der Verbindungsvorrichtung),und die Endstücke können sich daher unter Belastung nicht trennen. Wenn das Kabel unter Spannung gesetzt wird, tritt eine leichte, relative Gleitbewegung der Endstücke 12 und 13 auf, und sie werden gegen die innere Oberfläche der Hülse 20 gepreßt und unter Keilwirkung verriegelt. Der Neigungswinkel der zusammenwirkenden Flächen der Endstücke steht in einer solchen Beziehung zu den Reibungskoeffizienten der verschiedenen Teile der Vorrichtung, daß die Vorrichtung sich während des Anlegens und Nachlassens der Zugkräfte auf das Kabel wie eine einheitliche Struktur verhält.

Die Verbindungsvorrichtung kann gelöst werden, indem ein Schlag auf die Enden 27, 28 der beiden Endstücke 12 und 13 ausgeübt wird, durch den diese sich axial aufeinander zu bewegen, wodurch die Keilverriegelung der Endstücke mit der

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Hülse 20 gelöst wird. Dann kann die Hülse von den Endstücken abgezogen werden.

Wie bereits erwähnt, können die Ansätze oder zungenartigen Teile 24, 25 der Hülse 20 in nach innen ragenden Stellungen vorgespannt sein und mit einer geeigneten Elastizität versehen sein, so daß sie beim Gleiten der Hülse über die Endstück elastisch nach außen gedrückt werden müssen, aber sofort nach innen in eine Verriegelungsstellung hinter der Fläche 26 eins/pringen, sobald die Hülse sich in ihrer richtigen Verriegelungsstellung befindet.

Eine nicht dargestellte, andere Ausführungsform der Rückhaltevorrichtung besitzt eine Hülse mit gleichmäßigen Querschnittsdimensionen, deren Länge gerade ausreicht, um die beiden Endstücke 12 und 13 zu überdecken, wobei die Sicherheit gegen unabsichtliches, axiales Verschieben der Hülse allein durch die selbstverriegelnde Keilwirkung bewirkt wird.

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Claims

DR. HEINZ FEDER DR. WOLF-D. FEDER PATENTANWÄLTE 3 0 0 '^ Düsseldorf Akte 80-10/20-02 21. JAN. 1980 WF/No I Patentansprüche !

1.)Vorrichtung zum Verbinden zweier auf Zug beanspruchbarer j Bauelemente mit zueinander fluchtenden Enden, insbesondere zweier Drähte oder Kabel derart, daß Zugkräfte durch die Verbindungsstelle übertragen werden mit einem Paar Endstücke, wobei jedes Endstück an einem der Bauelemente be- ^! festigt oder befestigbar ist und einen Abschnitt aufweist, der so ausgebildet ist, daß ein Eingriff der beiden End- ; stücke ineinander in überlappender, lastübertragender Weise ermöglicht ist und mit einer um die Endstücke herum anzuordnenden Rückhaltevorrichtung zum Festhalten der Endstücke in der Eingriffsstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (12, 13) so ausgebildet sind, daß in der Eingriffsstellung beim Auftreten von Zugkräften durch die Verbindungs-i stelle sich gegenseitig berührende Flächen (18) der Endstücke (12, 13) unter der Einwirkung einer schiefen Ebene zusammenwirken, wobei die Endstücke (12, 13) jeweils nach , außen gegen die Rückhaltevorrichtung (20) gedrückt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel zwischen der JZ schiefen Ebene (18) und den ^! Berührungsflächen der Endstücke (12, 13) mit der Rückhaltevorrichtung (20) so gewählt sind, daß durch die Zugbelastung der Verbindungsstelle eine Reibungsverriegelung zwischen den Endstücken (12, 13) und der Rückhaltevorrichtung (20) auftritt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Flächen (18) der Endstücke (12, 13) ebene Flächen sind, die in der überlappenden, lastübertragen den Eingriffsstellung der Endstücke innerhalb der Rückhaltevorrichtung (20) in parallelen Ebenen liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (12, 13) so ausgebildet sind, daß sie in der Eingriffsstellung innerhalb der Rückhaltevorrichtung (20) eine gemeinsame Symmetrie-Achse in Richtung der Übertragung der Zugkräfte durch die Verbindungsstelle besitzen, und daß die ebenen Flächen (18) symmetrisch zu dieser gemeinsamen Symmetrie-Achse angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel zwischen der schiefen Ebene (18) und den Berührungsflächen der Endstücke (12, 13) mit der Rückhaltevorrichtung (20) im wesentlichen 17° betragen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltevorrichtung ein einstückiqes Bauteil in Form einer Hülse (20) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) eine solche Länge aufweist, daß sie in ihrer Verriegelungsstellung die Endstücke in ihrer überlappenden, lastübertragenden Eingriffsstellung mindestens teilweise umgibt, wobei sie in der Verriegelungsstellung gegen eine unabsichtliche Verschiebung in axialer Richtung allein jdurch ihr Anliegen an den Endstücken (12, 13) festgehalten wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltevorrichtung die Form einer Hülse mit gleichbleibendem Querschnitt besitzt, die in der Verriegelungsstellung allein durch die auf sie von den Endstücken nach außen ausgeübten Kräfte festgehalten wird. !

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltevorrichtung eine/ Hülse (20) aufweist mit Endabschnitten (21), welche in der Verriegelungsstellung der Vorrichtung nach innen über Endflächen (22) der Endstücke (13) ragen, zur Blockierung einer relativen, axialen Verschiebung der Endstücke (12, 13) gegeneinander.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endabschnitt der Hülse (20) ein oder mehrere radial bewegbare Ansätze (24, 25) aufweist, die nach innen über eine Endfläche (26) eines der Endstücke ragt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke mit Drähten oder Kabeln verbunden sind, die das Innenteil eines Bowdenzuges bzw. die Innenteile eines Doppel-Bowdenzuges bilden.

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