Cięgna Bowdena. Co to takiego?

Cięgna Bowdena, określane również jako linki Bowdena, to giętkie cięgna mechaniczne, których zadaniem jest przenoszenie podłużnych sił rozciągających. W maszynoznawstwie cięgna  definiuje się jako elementy pracujące na tzw. rozciąganie wzdłużne.

Nazwa interesującego nas urządzenia pochodzi od nazwiska żyjącego w stolicy Wielkiej Brytanii wynalazcy irlandzkiego Ernesta Monnigtona Bowdena (1860-1904), który opatentował linkę w Zjednoczonym Królestwie oraz w Stanach Zjednoczonych w roku 1897. Opracowanie cięgna przypisuje się również niekiedy Sir Frankowi Bowdenowi   założycielowi fabryki rowerów Raleigh Bicycle Company. Przyczyną pomyłki jest zapewne nie tylko nazwisko, lecz również to, że w rowerach Sir Bowdena montowano mechanizm stworzony przez jego imiennika.

Jaka jest budowa i sposób pracy cięgien Bowdena?

Rdzeniem całego elementu jest stalowa linka w kształcie spirali spleciona z ocynkowanych drutów spłaszczonych bądź okrągłych o niewielkiej średnicy, cechujących się minimalną rozciągliwością.  Linka ta jest umieszczona wewnątrz pustej, wykonanej z tworzywa sztucznego, rurki. Tworzywo dobiera się tak, by minimalizowało siłę tarcia.

Te dwa podstawowe elementy cięgien są otoczone strukturą stalową lub aluminiową zwaną pancerzem oraz ostatnią, położoną na zewnątrz, powłoką ochronną wykonaną z syntetycznych polimerów np. igelitu. Właściwości tworzywa, np. teflonu lub polioksymetylenu (POM) stykającego się z linką poprawiają specjalne dodatki ułatwiające poślizg. Wodoszczelność konstrukcji zapewniają np. uszczelnienia z dopasowanymi zakończeniami z elastomeru, a ochronę końcówek przed korozją uzyskuje się dzięki powłoce cynkowo-niklowej. Właściwości pancerza poprawia użycie stali wysokowęglowej lub stopów o podobnych parametrach.

Linki Bowdena umożliwiają przenoszenie na odległość mechanicznych sił wzdłużnych. Ich rola w budowie maszyn polega przede wszystkim na tym, że dzięki przenoszeniu sił rozciągających pozwalają na uruchamianie części mechanicznych, np. szczęk hamulcowych, chwytaków, zaczepów, przepustów czy też dysz i zamków.

Cięgno wewnętrzne, czyli spleciona z drutu linka w rurce z polimeru, porusza się, gdy jest uruchamiane przy pomocy znajdującego się na końcu wspomnianej wyżej linki spustu lub dźwigni. Ruch cięgna skutkuje poruszaniem się zaczepionych na drugim jego końcu elementów mechanicznych.

Różnorodne zastosowania cięgien Bowdena

Z początku cięgna Bowdena montowano jedynie w rowerach, jednak niebawem pojawiły się one również w wielu innych pojazdach i urządzeniach mechanicznych, przede wszystkim w motocyklach, samochodach i motorowerach. Już w pierwszych latach XX wieku znalazły zastosowanie w lotnictwie.

Do dziś stosuje się je np. w roli linek hamulcowych i linek do przerzutek rowerowych, jednak najważniejszą rolę pełnią w motoryzacji jako linki gazu, sprzęgła i zmiany biegów. Cięgna są instalowane również w systemach hamulcowych, jako dobrze znane kierowcom i mechanikom linki hamulcowe. W maszynach rolniczych linki Bowdena są montowane np. w kombajnach, rozsiewaczach i ładowaczach czołowych.

Na rynku dostępne są nie tylko standardowe cięgna np. do pługów, ładowarek, przyczep lub układów hydraulicznych ciągników, lecz również linki wykonywane za zamówienie np. gdy seryjne części nie są już wytwarzane.