DE10154609A1

DE10154609A1 - Drehdämpfer

Info

Publication number: DE10154609A1
Application number: DE2001154609
Authority: DE
Inventors: Edgar Prottengeier; Wolfgang Nagl
Original assignee: Suspa Holding GmbH
Current assignee: Suspa Holding GmbH
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2003-05-22

Abstract

Drehdämpfer zur Dämpfung einer Drehbewegung, insbesondere zur Dämpfung der Drehbewegung einer Gurtwelle in einem Sicherheitsgurt-Aufroller, mit einem Gehäuse (2), das einen mit einem Dämpfungs-Medium (18) gefüllten Arbeitsraum (8) begrenzt, mit einer in dem Gehäuse (2) um eine Drehachse (15) drehbar gelagerten, mit einem zu dämpfenden Drehmoment beaufschlagbaren Welle (14) und mit einem mit der Welle (14) verbundenen, in dem Arbeitsraum (8) angeordneten Konvektions-Element zur Erzeugung von Konvektion in dem Dämpfungs-Medium (18).

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehdämpfer zur Dämpfung von Drehbewegungen. Sie betrifft insbesondere einen Drehdämpfer zur Dämpfung der Drehbewegung einer Gurtwelle in einem Sicherheitsgurt-Aufroller in einem Kraftfahrzeug.
Dämpfer für Drehbewegungen sind seit langem bekannt. Die meisten dienen lediglich der Dämpfung von Drehbewegungen mit einem Gesamt- Drehwinkel von weniger als 360° aufweisen. Darüber hinaus ist es schwierig, Drehdämpfer zu schaffen, die besonders für die Dämpfung von Drehmomenten in einem Sicherheitsgurt-Aufroller geeignet sind, da sich bei diesem die Situation des Normalbetriebs wesentlich von der bei dem Aufprall eines Kraftfahrzeugs unterscheidet.

Der Erfindung liegt die Erfindung zugrunde, einen möglichst einfachen Drehdämpfer zu schaffen, der eine Drehbewegung um einen beliebigen Drehwinkel möglichst gleichmäßig dämpft.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, in einem Gehäuse mit einem zylindrischen Arbeitsraum ein Konvektions-Element vorzusehen, das durch ein äußeres zu dämpfendes Drehmoment in eine Drehbewegung versetzbar ist. Durch Scherbewegungen zwischen dem Konvektions-Element und den Dämpfungs-Kanälen, die mit einem Dämpfungs-Medium gefüllt sind, tritt eine Dämpfung der Drehbewegung ein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Drehdämpfers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Draufsicht eines geöffneten Drehdämpfer gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt eines Drehdämpfers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Fig. 4 eine Draufsicht eines geöffneten Drehdämpfers gemäß Fig. 3.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Drehdämpfers 1 beschrieben. Der Drehdämpfer 1 dient insbesondere zur Dämpfung der Drehbewegung einer Gurtwelle in einem Sicherheitsgurt-Aufroller in einem Kraftfahrzeug. Der Drehdämpfer 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das aus einer Bodenplatte 3 und einer damit verbundenen, von dieser stehenden, ringzylindrischen Gehäusewand 4 besteht. Die Gehäusewand 4 weist im Bereich ihres freien Endes eine Ringnut 5 auf, in der ein mit der Gehäusewand 4 fest verbundener Deckel 6 aufgenommen ist. Zwischen dem Deckel 6 und der Gehäusewand 4 ist ein umlaufender Dichtungsring 7, ein sogenannter O-Ring, vorgesehen, um den Gehäuse-Innenraum 8 gegenüber der Umgebung abzudichten. Das Gehäuse 2 weist zwei radial nach außen vorstehende Laschen 9 mit zugehörigen Bohrungen 10 zur Befestigung des Drehdämpfers 1 beispielsweise an einer Kraftfahrzeug-Karosserie auf.
Der Deckel 6 und die Bodenplatte 3 weisen mittig jeweils nach außen vorspringende Lager 11 bzw. 12 mit zugehörigen Lager-Bohrungen 13 auf, in denen eine Welle 14 um eine Drehachse 15 drehbar gelagert ist. Die Welle 14 weist außerhalb des Gehäuses 2 einen unrunden Querschnitt, z. B. ein Innen-Sechskant-Profil 16 auf, durch das ein zu dämpfendes Drehmoment von außen auf die Welle 14 gegeben werden kann. Das zu dämpfende Drehmoment kann von der Gurtwelle eines Sicherheitsgurt-Aufrollers stammen.
In dem Gehäuse-Innenraum 8, der auch als Arbeitsraum 8 bezeichnet wird, ist eine als Konvektions-Element ausgebildete Scheibe 17 kreisförmigen Querschnitts vorgesehen. Die Scheibe 17 ist exzentrisch mit der Welle 14 in Drehmoment übertragender Weise verbunden und in dem zylindrischen Arbeitsraum 8 drehbar. Der von der Scheibe 17 nicht ausgefüllte Arbeitsraum 8 ist mit einem Dämpfungs-Medium 18 gefüllt. Hierbei handelt es sich um eine hochviskose Flüssigkeit, insbesondere ein Silikon. In dem Arbeitsraum 8 ist ferner eine Trennwand 19 mit einer Vielzahl von über den Umfang verteilten, radial verlaufenden Dämpfungs-Kanälen 20 vorgesehen. Die ringförmige Trennwand 19 unterteilt den Arbeitsraum 8 in einen inneren, ersten Teil-Arbeitsraum 21 und einen zweiten, außengelegenen Teil-Arbeitsraum 22, die durch die Dämpfungs-Kanäle 20 miteinander verbunden sind. Das äußere Ende 23 der Scheibe 17 liegt, abgesehen von einem kleinen Spiel, an der Innenseite 24 der Trennwand 19 an. Im vorliegenden Fall sind ungefähr 60 Dämpfungs-Kanäle 20 vorgesehen. Für das Verhältnis der Volumina des ersten Teil-Arbeitsraumes 21 zum zweiten Teil-Arbeitsraum 22 gilt, daß dieses zwischen 3 und 5 und insbesondere bei 4 liegt. Es ist grundsätzlich auch möglich, die Trennwand 19unmittelbar an der Gehäusewand 4 vorzusehen, so daß der zweiten Teil- Arbeitsraum 22 vollständig verschwindet und sein Volumen auf Null geht.
Im folgenden wird die Funktionsweise des Drehdämpfers 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Beispielsweise bei einem Aufprall wird auf den Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges ein starker Zug ausgeübt, so daß die Gurtwelle über einen Sperrmechanismus ein Drehmoment auf die Welle 14 ausübt. Durch die Drehbewegung der Welle 14 in oder entgegen der Drehrichtung 25, wird die Scheibe 17 in eine Drehbewegung versetzt. Das jeweils vor der Scheibe 17 befindliche Dämpfungs- Medium 18 wird verdrängt, so daß eine Konvektion in den Arbeitsraum 8 entsteht. Durch das Vorbeilaufen des Endes 23 der Scheibe 17 an den innenseitigen Enden der Dämpfungs-Kanäle 20 tritt eine Scherung des hochviskosen Dämpfungs-Mediums 18 auf, wodurch eine Dämpfung erzeugt wird. Darüber hinaus wird das Dämpfungs-Medium 18 in der Nähe des Endes 23 radial beschleunigt, so daß es auch zu einer Durchströmung der Dämpfungs-Kanäle 20 kommt. Hierdurch entsteht ebenfalls eine dämpfende, nicht genau definierte Strömung durch die Dämpfungs-Kanäle 20.
Vorteilhaft an dem Drehdämpfer 1 ist, daß Drehbewegungen unabhängig von dem Gesamtdrehwinkel, d. h. vor allem Drehungen mit einem Drehwinkel von mehr als 360° problemlos gedämpft werden können. Darüber hinaus ist eine außerordentlich kompakte Ausbildung des Drehdämpfers 1 möglich. Die einzelnen Bestandteile, insbesondere auch die Scheibe 17, sind leicht herzustellen und zu montieren. Aufgrund der Eigenschaften des Silikons als Dämpfungs-Medium 18 ist das Dämpfungsverhalten bei einer schnellen Drehung der Welle 14 sehr viel größer als bei einer langsamen Umdrehung der Welle 14. Andererseits ist das Dämpfungsdrehmoment des Drehdämpfers 1 als Funktion des Lagewinkels der Welle 14 im wesentlichen konstant. Das Dämpfungsdrehmoment als Funktion der Winkelgeschwindigkeit der Welle steigt stark an. Dies ist besonders bei der Verwendung des Drehdämpfers 1 an der Gurtwelle eines Sicherheitsgurt- Aufrollers wichtig, um der Unfallschere entsprechen zu können. Darüber hinaus kann das Dämpfungsverhalten des Drehdämpfers 1 dadurch verändert werden, daß das Dämpfungs-Medium 18 unter Vorspannung, d. h. unter Druck gesetzt wird. Je höher der Ausgangsdruck des Dämpfungs- Mediums 18 in dem Drehdämpfer 1 ist, um so größer ist auch das Dämpfungsdrehmoment.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem hochgesetzten Strich. Der wesentliche Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, daß die Trennwand 19' anders ausgebildet ist. Die Trennwand 19' weist weniger Dämpfungs- Kanäle 20', im vorliegenden Fall 12 Dämpfungs-Kanäle 20' auf. Die Dämpfungs-Kanäle 20' sind dafür breiter als bei der ersten Ausführungsform ausgebildet. Das Verhältnis des Volumens des ersten Teil- Arbeitsraumes 21 zum Volumen des zweiten Teil-Arbeitsraumes 22 ist geringer und liegt zwischen 1 und 2 und insbesondere bei ungefähr 1,25. Wesentlich ist, daß bei der zweiten Ausführungsform der zweite, d. h. äußere Teil-Arbeitsraum 22 größer ausgebildet ist, als bei der ersten Ausführungsform. Dies hat zur Folge, daß anders bei der ersten Ausführungsform stärker ausgebildet auch tangential verlaufende Strömungen in den Teil- Arbeitsraum 22 auftreten können. Hinsichtlich der Funktionsweise und der mit dem Drehdämpfer 1' erzielbaren Vorteile wird ansonsten auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles verwiesen.

Claims

1. Drehdämpfer zur Dämpfung einer Drehbewegung, insbesondere zur Dämpfung der Drehbewegung einer Gurtwelle in einem Sicherheitsgurt-Aufroller,

a) mit einem Gehäuse (2), das einen mit einem Dämpfungs-Medium (18) gefüllten Arbeitsraum (8) begrenzt,

b) mit einer in dem Gehäuse (2) um eine Drehachse (15) drehbar gelagerten, mit einem zu dämpfenden Drehmoment beaufschlagbaren Welle (14) und

c) mit einem mit der Welle (14) verbundenen, in dem Arbeitsraum (8) angeordneten Konvektions-Element zur Erzeugung von Konvektion in dem Dämpfungs-Medium (18).

2. Drehdämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvektions-Element als Scheibe (17) ausgebildet ist.

3. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (17) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

4. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (17) exzentrisch mit der Welle (14) verbunden ist.

5. Drehdämpfer gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Arbeitsraum (8) mit dem Dämpfungs- Medium (18) gefüllte Dämpfungs-Kanäle (20) vorgesehen sind.

6. Drehdämpfer gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs-Kanäle (20) im wesentlichen radial verlaufen.

7. Drehdämpfer gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs-Kanäle (20) in einer Trennwand (19; 19') vorgesehen sind.

8. Drehdämpfer gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) ringzylindrisch ausgebildet ist.

9. Drehdämpfer gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) den Arbeitsraum (8) in einen ersten Teil-Arbeitsraum (21) und einen konzentrisch dazu angeordneten zweiten Teil-Arbeitsraum (22) unterteilt.

10. Drehdämpfer gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs-Kanäle (20) den ersten Teil-Arbeitsraum (21) mit dem zweiten Teil-Arbeitsraum (22) verbinden.