Bowdenzug

Bowdenzug, wie er als Brems- oder Kupplungszug eingesetzt wird: Kunststoffmantel, Hülle aus gewendeltem Rechteckdraht mit Innenauskleidung und Stahllitze als Seele.
Gedichtete Bowdenzugendkappen (Anschlaghülsen) einer Rohloff Speedhub 500/14

Der Bowdenzug [ˈbaʊ̯dn̩ˌʦuːk] (nach DIN 71986 „Seilzug“) ist ein bewegliches Maschinenelement zur Übertragung einer mechanischen Bewegung sowie von Druck- und Zugkräften durch eine Kombination aus einem Drahtseil und einer in Verlaufsrichtung druckfesten, biegsamen Hülle.

Benannt ist der Bowdenzug nach seinem Erfinder, dem Iren Ernest Monnington Bowden (1859–1904). Je nach vorgesehenem Einsatzzweck wird der Bowdenzug auch als Bremszug, Schaltzug, Gaszug, Kupplungszug etc. bezeichnet. Bowdenzüge zur Übertragung von Druckkräften sind beispielsweise Schaltbetätigungen zur Verbindung von mechanischen Wählhebeln und Getrieben oder Drahtauslöser für Kameras.

Aufbau

Über Bowdenzug betätigte Felgenbremse, Hülle drückt auf den oberen Hebel, Seil zieht am unteren Hebel
Kompressionslose Bowdenzughülle, wie sie als Schaltzug eingesetzt wird: nur leicht gewendelte Stahldrähte, fixiert durch äußere Kunststoffumhüllung, darin eingebettet ein Teflonschlauch zur Führung und als Gleitlager für die Bowdenzugseele

Der Bowdenzug besteht aus einem Stahldraht oder Drahtseil (Seele, Zugseil, Innenzug oder Innenseil), das in einer flexiblen, aber in Zugrichtung druckfesten Hülle (Bowdenzughülle oder Zughülle) verlegt wird. Die Hülle dient der Führung des Zugs sowie als Gegenlager zur Abstützung der zu übertragenden Zugkräfte. Der Bowdenzug kann dadurch Zugkräfte entlang einer beliebig gekrümmten Bahn übertragen (solange ein gewisser Biegeradius nicht unterschritten wird). Verläuft der Bowdenzug in einer Krümmung, so entstehen durch die Abstützung des inneren Seilzugs Druckkräfte in der Hülle. Die Hülle wird dadurch gestaucht und kann Druckkräfte übertragen, zum Beispiel bei Fahrradfelgenbremsen.

Zwischen Hülle und Zugseil kann ein flexibles Gleitrohr (Innenauskleidung, Gleitinnenrohr) aus Polyoxymethylen (POM), Polyethylen (PE) oder Polytetrafluorethylen (PTFE, „Teflon“) eingebracht sein. Mitunter wird ein kunststoffummanteltes Seil eingesetzt. Zur äußeren Ummantelung der Hülle wird meist Weich-PVC verwendet. Die Ummantelung muss den Biegungen des Mantels folgen, ohne einzureißen. Sie schützt den Zug und eingebrachte Schmierstoffe vor Staub und Feuchtigkeit und verhindert somit Korrosion (Rost), erhöhte Reibung und das Einfrieren.

Üblicherweise wird die Seele vor dem Einfädeln auf ganzer Länge gefettet. Zum Nachfetten können Schmiernippel oder Öler an der Hülle angebracht werden.

Im Automobilbau werden vielfach Tüllen und Faltenbälge zur Abdichtung der Hüllen eingesetzt. Ebenso an Cantileverbremsen von Fahrrädern, denn hier liegt ein Ende der Hülle („Hüllenmund“) im Spritzbereich des Reifens. Insbesondere Bowdenzüge, deren beide Enden nach oben weisen, müssen vor dem Eindringen von Wasser geschützt werden, um Korrosion und Einfrieren des Zugs durch stehendes Wasser zu verhindern. Alternativ ist ein Ablauf am tiefsten Punkt der Hülle vorzusehen.

Ausführungen der Hülle:

Die Verbindung des Zugseils mit dem zu bewegenden Maschinenteil geschieht entweder durch kraftschlüssige Klemmung oder durch Einhängen eines Nippels in eine passend geformte Öse. Wichtig ist, eine starke Biegung sowie den Kontakt der Bowdenzugseele zu harten Absätzen oder Kanten zu vermeiden, um einen frühzeitigen Bruch zu verhindern. Nippel können an der Bowdenzugseele durch Pressen, Hartlöten, Zinkdruckguss oder Anschrauben befestigt werden. Geschobene Bowdenzüge werden in der Regel mit Drahtstiften zur Krafteinleitung versehen, die erst in der Hülle mit der Seele verbunden sind, um das Abknicken der Seele unter Druck außerhalb der Hülle zu vermeiden.

Weitere Systembestandteile:

Abschnittsweise kann das Zugseil zwischen zwei Zuggegenhaltern (an denen die Bowdenzughülle jeweils endet) frei gespannt verlaufen. Im freien Verlauf kann es über Rollen, Gleitführungen oder Führungsröhrchen umgelenkt werden (beim Fahrrad beispielsweise zur Gewichtseinsparung und Verringerung der Betätigungskraft). Eine Zugseilumlenkung mittels Rollen oder Führungsrohr ermöglicht engere Radien.

Einsatzgebiete

Seilzug in der Automobiltechnik
Schaltzugseele für Fahrräder mit Birnen- und Tonnennippel (das nicht benötigte Ende wird abgeschnitten)

Eingesetzt werden Bowdenzüge zur Betätigung von Bremsen und Gangschaltung bei Fahrrädern, als Gas- und Kupplungszug bei Motorrädern sowie bei Kraftwagen zur Betätigung der Feststellbremse, der Entriegelung von Kofferraum und Tankdeckel und zur Ansteuerung des Schaltgetriebes. In der Feinwerktechnik werden Bowdenzüge beispielsweise als Auslösemechanismus („Drahtauslöser“) von Fotokameras verwendet. In der Luftfahrt werden Seilzüge zur Betätigung der Ruder und Steuerklappen eingesetzt. Ein frühes Beispiel ist das Experimentalflugzeug bzw. Hubschrauber von Engelbert Zaschka aus dem Jahr 1928.

Auch zur Betätigung von Netzschaltern (besonders in Audio/Video-Geräten) werden häufig Bowdenzüge eingesetzt. Damit kann der eigentliche Schalter EMV-gerecht nahe der Netzeinführung platziert werden und es wird vermieden, die EMI über eine Leitung quer durch das Gehäuse und wieder zurückzuführen.

In der Vergangenheit wurde der Seilzug für Bremssysteme aller Art verwendet. Später wurde er bei Kraftfahrzeugen weitgehend durch die Hydraulikbremse oder andere Systeme ersetzt, die funktionssicherer sind und geringere Betätigungskräfte erfordern. So wurde beispielsweise die Standardausführung des VW Käfers noch bis 1962 mit Seilzugbremsen ausgestattet. Bei seilzugbetätigten Duplexbremsen ohne Koppelstange stützt sich die Hülle an einem Bremshebel ab, das Seil ist am anderen angebracht; bei Bremsbetätigung kommt es zu einer Art „Scherenwirkung“ und gleichmäßiger Kraftaufteilung.

Verbreitet sind bowdenzugartige Systeme auch in FDM-Druckern („3-D-Drucker“). Hier dient ein sogenannter Bowdenschlauch dazu, den Extruder, mit dem das Filament gedruckt werden soll, in zwei Teile zu teilen, um die bewegte Masse des Druckkopfs zu reduzieren. Der Filamentantrieb (Feeder) mit dem Motor ist am Druckerrahmen oder am Ende der X-Achse montiert. Durch den Schlauch wird das Filament in den Druckkopf gepresst. Das Filament ist dabei die Seele des Bowden„zuges“ und das Druckgut. Das Gesamtsystem aus Filamentantrieb (Feeder), Schlauch mit Kopplern und Druckkopf (Hotend) wird dabei auch kurz als „Bowdenextruder“ bezeichnet.

Normen

Materialien

Typisch werden Bowdenzüge aus folgenden Materialien gefertigt:

Seele:

Ummantelung von Litzenseilen:

Hülle:

Ummantelung der Hülle

Auskleidung der Hülle


Fittings wie Hülsen, Nippel und anderes:

Verbindungen können durch Verlöten, Verpressen, Schraubklemmung und Formschluss über angeformte Nippel erfolgen.

Literatur

Commons: Bowdenzug – Sammlung von Bildern
Wiktionary: Bowdenzug – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. ↑ Patent GB189625325: New or Improved Mechanism for Transmission of Power. Veröffentlicht am 25. September 1897, Erfinder: Ernest Monnington Bowden.‌
  2. ↑ Patent GB189714402: Improvements in and relating to Brakes for Velocipedes and other Road Vehicles. Veröffentlicht am 14. Mai 1898, Erfinder: Ernest Monnington Bowden.‌
  3. ↑ Patent US609570: Mechanism for Transmitting Motion or Power. Veröffentlicht am 23. August 1898, Erfinder: Ernest Monnington Bowden.‌
  4. ↑ Patent GB189801196: Improvements in and relating to Brakes for Velocipedes. Veröffentlicht am 19. November 1898, Erfinder: Ernest Monnington Bowden.‌
  5. ↑ Patent CH27570: Neuartiger Strang zur Übertragung von Zugkräften. Veröffentlicht am 31. Januar 1904, Erfinder: Ernest Monnington Bowden.‌
  6. ↑ Schmiernippel, In: Bowdenzug24.com
  7. ↑ Netzschalter (mit Fotos des Bowdenzugs)
  8. ↑ Lexikon der Motorradtechnik. Beilage zur Zeitschrift Motorrad, 1978–1980, ISSN 0027-237X, S. 15.
  9. ↑ Produkte > Drahtlitzen, Bowdenhüllen & Bowdenspiralen (Memento vom 22. April 2016 im Internet Archive) seilzuege.at, A.M.W. Anton Müllner Wien, Anton Müllner GmbH, Hersteller, abgerufen am 3. Dezember 2017.