DE6905185U - Bowdenzug. - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. D. H„ WERNER ^Anmelder8 415 KREFELD Bowden Controls Limited, oahierdyk 73a

TElEFON (021 SI) 26461

Lianelly Carmarthenshire, South Wales Gro ßb ritanni en

/ Bowdenzug .~7

Die Erfindung betrifft einen Übertragungsmechanismus in Form eines Bowdenzüge oder dergleichen für eine flexible, gekrümmte 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.

KONTO NR. 509091

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Solch ein Futterrohr sollte allgemein einen geringen Reibungskoeffizienten, hohen Verschleißwiderstand, hohen Kompresslonswiderstand und natürlich eine aus« reichende Flexibilität besitzen, tue den Krümmungen folgen zu können, denen 'eine solche übertragung wie bei einem Bowdemaechanismus unterworfen wird«

Zur Verbesserung dieser bekannten Übertragungaraecha— nlsmen wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen« das ·.. Kabel mit einem zusammenhängenden überzug zu versehen» der vollständig oder zum überwiegenden Teil aus einem Polyfluorcarbon-Thermoplastmaterial, vorzugsweise Polytetrafluorethylen besteht, welches mindestens die schraubenförmigen Rillen an der Umfangsfläche des Kabels la 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-Thertnoplastmaterials unter denselben Bedingungen zu erzeugen«

Dabei soll das Futterrohr vorzugsweise aus einem Thermoplast bestehen, rier eine Druckbeanspruchung von nicht weniger al9 2,1 κp/mm² erfordert, um eine 1 ^-Verformung hervorzurufen*

Weiterhin wurde gefunden, daß Polyamide, Polye<jetal, Polyolefine, z.B, Polyäthylen, oder Polyesterkunststoffe eine befriedigende Wirkung haben, wobei Polyacetalkunstetofft gegenüber den anderen gekannten Kunststoffen noch eine hohe Lebensdauer aufweisen· Versuche mit gesonderten

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Futterrohren aus Polyfluorcarbonen, insbesondere Polytetrafluorethylen (P.T.F.E.) zeigten zwar eine sehr gute Wirkungt jedoch eine -verhältnismäßig kurze Lebensdauer« Das Kabel wird nicht nur in die Oberfläche des Futter» rohre unter staatischer Beanspruchung eingebettet (ein üblicher Mangel), sondern wird schlleOliih nach einer gewissen Betätigungezelt die Vfinde des Futterrohrs zerreißen.

Venn man die Tätigkeit eines verseilten Kabels In Innern eines thermoplastischen Futterrohre betrachtet« erfolgt die Beanspruchung des thermoplastischen Futterrohrs durch eine gleitende Drucklast, die au einem Zusammenpressen der Vand des Futterrohrs und zu dessen Verfor— suing in einer Radialrichtung auf einem Abschnitt führt« an dem sich die Drähte des Kabels mit dem Futterrohr In Berührung befinden« Dieser Abschnitt 1st eigentlich eine linienförmige Berührung im unbelasteten Zustand, und er vergrößert sich fortschreitend« wenn die maximale Arbeitslast auf den Kabelmechanismus wirkt· Das Ergebnis von Zelts tandversuchen, bei denen der Brück des Futter« rohre auftritt« ist, daß das Futterrohr als Folge der ständigen 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-Verfahren getestet, zeigt, daß die

prozentuale Verformung unter Last ein Mehrfaches der von Polyamid- und Polyacetal-Kunststoffen 1st und daß die sur Erzeugung einer gegebenen prosentualen Verformung notwendige Druckbeanspruchung bei Polyansid- und Polyacetal-Kunststoffen'mehrfach größer ist als bei Polyfluorcarbonen· Vergleichedarstellungen durch das A«S»T*M«-Versucheverfahren O 621 Beigen Verformungen unter einer Last τοπ 1,4 Kp/mm² bei 5O°C in der Größenordnung von 1 bis 4 % bei Polyamiden, weniger als 1 % bei Verwendung von Polyacetal-Kunstatoffen, in der Größenordnung von 7 bis 8 $ bei Hochdruck» Polyäthylen-Kunststoffen und in der Größenordnung von 25 $ für Ρ,Τ·Ρ·£·« Zahlen für die Druckbeanspruchung nach dem A« S «T. M* -Testverfahren D 695 >ur Ermlelung einer 1 ^-Verformung sind für ein Polyamid z.B. 3,45 Kp/ram², tftir einen Polyacetal-Kunstatoff 3,65 Kp/mra , für ein Hochdruck-Polyäthylen 2,32 Xp/mm² und für ein P.T.F.S. 0,42 Kp/mm²·

Das gemäß der Erfindung vorgeschlagene Polyfluorcarbon-ThertBoplaetssaterial für den Dbersug auf dem Kabel und das Ausfüllen der Zwischenräume «wischen den Kabel-V strängen erfüllt die vorgenannten Forderungen am beste»· Für das Futterrohr soll erfindungsgemäß ein synthetischer Thermoplast Verwendung finden, der eine Druckbeanspruchung zur Erzeugung einer 1 ^-Verformung erfordert, die größer und vorzugsweise das Doppelte der Druckbean— spruchung ist, um eine entsprechende Verformung unter denselben Bedingungen bei dem Polyfluorcarbon-Thermoplast— material für den Überzug zu erzeugen»

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Sowohl für leichtere als auch für schwerere Beanspruchungen sind Polyamid- und Polyacetal-Kunstetoffe als Werkstoff für das Futterrohr geeignet« Diese Futterrohre haben «sine, lange Lebensdauer und die Wirkung des Mechanismus mit einem solchen Futterrohr wird sichtbar erhöht durch einen Kabelüberzug aus P*T*F»£·« Für leichtere Anwendungsfälle kann auch Polyolefln-Kunststoff, s.B. Polyäthyeln genommen werden· Bin Futterrohr au» diesem Material wird zwar nicht die Dauereigen*- sohaften von Polyamid* und Polyacetal-Kunststliffen auf-· weisen, aber die Anwesenheit eines solchen Überzüge auf dea Xabel erhöht die Lebensdauer eines Futterrohrs aus diesem Material erheblich und die Auswirkung ist ebenfalls bemerkenswert· Auch Polyester-Kunststoffe können j Verwendung finden*

Die besten Eigenschaften insgesamt ergeben sich, wenn für das Futterrohr ein thermoplastisches Material mit einer Zugfestigkeit von 2,8 Kp/mm 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, Z₀B. mit P»T_#F,E,-Fasern verstärkt sein. Die Anwesenheit von Fluorcarbonwi-Material als orientierte Fasern vermindert die Druckfestigkeit im Vergleich zu P»T.F_eE.-Fasern auf etwa 1,25 Kp/mm² bei 1 % Verformung, verbessert aber die Gleiteigenschaften, und ein Futterrohr aus solchem Material kann zusammen mit einem Kabel, das einen Überzug in der erfindungsgemäOen Weise aufweist, gut verwendet werden.

Un die Erfindung besser verständlich zu machen, wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, von denen

Figuren 1 und 2 schematisch die Eindrucke de« Kabele an der Innenoberfläche des Futterrohrs unter staatischer Last zeigen, wenn das Xabel in üblicher Weise ausgebildet ist, d.h. ohne Überzug, wie er erfindungsgemäß vorgesehen ist·

Figuren 3 und k s eigen schema tisch einen Ubertragungsmechanismus gemäß der Erfindung«

Versuche haben gezeigt, daß die Innenoberfläche des Futterrohrs 2 in einer Führung 1 eines Bowdenmechanismussee unter städtischer 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-Kunatstoffen und erkennbar so im Falle von Polyfluorcarbon-Kunststoff rohr. Venn das Kabel in Tätigkeit gesetzt wird, neigt es dazu, die kleinen Hügel in den leichter zusaimnendrückbaren Futterrohren auszubügeln und über diese Hügel der weniger kompressiblen Futterrohre hlnwegzugleiten·

Der dargestellte Bowdenmechanismus hat eine flexible metallische Führung aus verflochtenen trapezförmigen Drähten im Bowden-Prinzip, d»h., wo sich die Führung in ihrer Axiallänge bei Biegung nicht ändert· Das Futterrohr ist zwischen der Führung und dem Kabel frei angeordnet und nicht an der Führung befestigt und ist vorzugsweise in der Führung axial frei beweglich·

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Venn das Kabel ait einen übercug au· P«T«F*E·, wi· ⁱⁿ !Figuren 3 und *» angedeutet« versehen ist, der die schraubenförmigen AuQenrlllen auf dem Kabel 3 füllt, und da· !futterrohr 2 aus einem Polyamid, Polyacetal, Polyolefin oder Polyester besteht,, tritt dieselbe Einbettung des Kabels in das Futterrohr nicht auf« Der Überzug ist Bit k bezeichnet. Fig* k .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 dos Kabels« Es wird Jedoch bevorzugt, daß das P«T«F«£. in das Kabel eindringt und vor allem die Zwischenräume zwischen den Kabelsträngen füllt, well dann das Kabel gegen das Bindringen von Wasser versiegelt ist, welches bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zum Verklemmen des Hechanlsame fuhren 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 beschriebenen Behandlung, entfernt werden, wobei das P.T.F.E« in den Außenrillen eingeschlossen bleibt und unter staatischer 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 im Boden eines geeigneten P.T.F.Eo-Bades, z.B. eine wässrige Lösung dieses Materials, und anschließendes Passleren einer Hitzekammer, die z»B· eine genügende Temperatur besitzt, um eine ausreichende Bindung zu bewirken, erzeugt werden, wobei über—

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sehUssiges Material von dem Kabel in das Ba* zorüükfließt, bevor dieses die Hitsekamaer betritt*

Es kfinnen einige Schwierigkeiten« insbesondere bei schwereren Mechanismen in Bezug auf eine wirksame Befestigung, z.B. durch Einsenken üblicher Endpaßetücke an dem Kabel infolge der Anwesenheit von P.T.F.E. auf , und in dem Kabel auftreten· Diese Schwierigkeiten konnten jedoch durch Unterbrechung oder Zerstörung der ··_ Eigenschaften 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* dafl der bearbeitende Abschnitt des Kabele zwischen Elektroden geklemmt wird und ein Strom zugeführt wird, der zua Er· - hitzen der betreffenden Länge des Kabelabschnitts aus» reicht, um die Gleiteigenachaften des P.T*F»E· auf einer genügenden Länge zum Anklemmen der Paßstücke so «erstBren. Der Strom kann ausreichend sein, um das Kabel zu trennen and die abgeschnittenen Drahtenden des Kabels zu verschmelzen· Das erleichtert das Verbrennen des

■ Ρ·Τ«Ρ·Ξ·, vslehes Is die Zwischenräume des Kabels einge- |

drangen ist, durch den Strom über eine genügende Läng« des Kabels·

Falls gewünscht, kann das Kabel, bevor es an die Elektroden gekle-nmt wird, durch einen Ziehstein hindurchgeführt werden, um das P«T.F»E. um die äußeren Spiralen (höchste Erhebungen auf der Umfangefläche) des Kabels zu.entfernen und um schmale Spiralen des Metallbandes freizulegen»

Das Anklemmen »on Endpaßstücken auf das Kabel alt einem überzug in der vorbeschriebenen Weise kann durch Einführen einer Paste aus Siliziumkarbid oder oinem anderen

geeigneten harten Material auf das Kabel oder in die Paßstücke oder zwischen das Äußere des Kabels und die Innenoborflache der Endpaßstücke, die auf das Kabel gepreßt werden sollen» erleichtert werden, so daß sich die härten Teilchen während des Festklemmen» der Endpaß« stücke in den Kabel oder das Metall der Paßstücke einprägen wird. Gewünschtenfalls können zusätzlich oder stattdessen kleine Eindrücke in den Kabel vorgesehen werden» am die Verbindung mit den Paßstücken zu verbessern· Auch kann ein anderes gleichwertiges statt des vorbeschriebenen' mit 2xe£troden angewendet werden·

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Claims (4)

Schutzansprüche

1. Bowdenzug« bestehend aus einem flexiblen« aus verseilten Drähten gebildeten Kabel« das in einem koaxialen Futterrohr aus thermoplastischem Kunststoff reibungsarm geführt ist« das seinerseits koaxial von einem flexiblen Kabelmantel umgeben ist« dadurch gekennzeichnet« daß nach einer Tränkung des Kabels (3) mit in einem flüchtigen Flüssigkeitsmedium dispergiertem Polyfluorcarbon auf der Oberfläche des Kabels (3) ein hauchdünner Überzug (4) aus einem einen geringeren Widerstand gegen Druckbeanspruchung als das Material des Futterrohrs (2) besitzenden festen Polyfluor carbon gebildet ist« das auch die Zwischenräume zwischen den Kabeldrähten (3) füllt.

2. Bowdenzug nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet« daß das Futterrohr (2) aus einem thermoplastischen Material besteht« das eine Druckbeanspruchung von nicht weniger als 2,1 kp/mm erfordert« um eine 1 %-Verformung hervorzurufen.

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

4. Übertragungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterrohr (2) aus einem Kunststoff

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besieht, der eine Zugfestigkeit von wenigstens 2_J 8 kp/mm und einen Reibungskoeffizienten gegen Stahl von O₁ 3 oder weniger besitzt.

Bowdenzug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Kabels (3) von dem Polyfluorcarbon-Überzug freigemacht und mit aufgesetzten Endfittings versehen sind.

Bowdenzug nach einem der Ansprache 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Kabels (3) zur Verschlechterung der Gleiteigenschaften des Überzugs (4) aus Polyfluorcarbon überhitzt oder gebrannt sind.

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