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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungsvorrichtung, die
eine translatorische Bewegung eines Bauteils relativ zu einem stationären
Lagerbauteil dämpft nach dem Patentanspruch 1.
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Es
ist bekannt, bewegbare Teile, etwa im Inneren eines Automobils,
bei Möbeln oder dergleichen mit Hilfe geeigneter Dämpfer
in ihrer Bewegung zu dämpfen. Meist geht es darum, durch
eine Feder vorgespannte oder durch Eigengewicht öffnende
Teile in ihrer Geschwindigkeit zu reduzieren, damit keine unangenehmen
Geräusche entstehen oder Beeinträchtigungen an
den Bauteilen. Bekannt sind Drehdämpfer, bei denen in einem
Gehäuse ein Rotor angeordnet ist, der in einem Bremsfluid
läuft, beispielsweise einem Silikonöl. Zwischen
Rotor und Gehäuse wird mithin die Drehung des Rotors gedämpft.
Auf der Rotorwelle sitzt üblicherweise ein Ritzel, das
mit einem Zahnsegment kämmt. Die Zahnung kann wie bei einer
Zahnstange gerade verlaufen oder bogenförmig.
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Aus
DE 296 21 043 U1 ist
eine Dämpfungsvorrichtung bekannt geworden, bei der eine
Zahnstange mit einem Drehdämpfer zusammenwirkt. An dem
Lagerbauteil für den Drehdämpfer ist eine Führung
für die Zahnstange vorgesehen, die die Zahnstange mit dem
Ritzel des Drehdämpfers in kontinuierlichem Eingriff hält.
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Die
beschriebenen Drehdämpfer entwickeln ein Bremsmoment in
beiden Drehrichtungen. Häufig wird jedoch eine Dämpfung
nur in einer Richtung gewünscht, während in der
entgegengesetzten Richtung eine Verstellung oder Bewegung eines
Bauteils im Wesentlichen ungedämpft erfolgen soll. Daher sind
auch bereits sogenannte Einwegdämpfer bekannt geworden.
Aus
DE 42 44 484 A1 oder
DE 297 19 465 U1 sind
Rotationsdämpfer bekannt geworden, bei denen der Rotor
mindestens einen Flügel aufweist, der bei einer Drehung
der Welle des Rotors ermöglicht, dass verdrängtes
Medium über eine zwischen Flügel und Kammerwandung
gebildete Strömungsverengung strömt. Bei einer
Drehung des Rotors in Neigungsrichtung des Flügels wird
dieser zur Kammerwandung hin gebogen, während bei einer entgegengesetzten
Drehung der Flügel zur Welle hin gebogen wird. Dadurch
sind zwischen Flügel und Kammerwandung unterschiedliche
weite Strömungswege geschaffen und somit auch unterschiedliche Bremsmomente.
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Aus
DE 102 10 917 C1 ist
ein Drehdämpfer bekannt geworden, bei dem das Gehäuse
des Drehdämpfers in einer Kammer eines zweiten Gehäuses schwimmend
gelagert ist. Der Umfang des ersten Gehäuses und die Wandung
der zweiten Kammer sind mit einem Sperrabschnitt so ausgebildet,
dass sich zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse ein Drehformschluss
einstellt, wenn zusätzlich zum Drehmoment am Ritzel eine
lineare Kraftkomponente am ersten Gehäuse auftritt, wobei
ein Freilauf zwischen erstem und zweitem Gehäuse bewirkt
wird. Bei einer der ersten Kraftkomponente entgegengesetzten zweiten
Kraftkomponente wirken die Sperrabschnitte zusammen, um eine Bremswirkung
zu entfalten. Bei einer Ausgestaltung des bekannten Drehdämpfers
ist am Umfang des ersten Gehäuses eine Zahnung vorgesehen,
und die zweite Kammer weist einen gezahnten Abschnitt auf. Der Formschluss
zwischen erstem und zweitem Gehäuse ermöglicht
die Übertragung eines hohen Drehmoments. Das Drehmoment
in Freilaufrichtung ist hingegen annähernd null. Da der
Drehdämpfer symmetrisch ist, kann in verschiedenen Einbaulagen
ein Freilauf in beiden Richtungen erhalten werden. Mithin liegt
eine Bremsvorrichtung vor, die unabhängig von der Richtung
ein Bremsmoment bzw. einen Freilauf erzeugt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsvorrichtung
zu schaffen, die eine translatorische Bewegung eines Bauteils relativ
zu einem stationären Lagerbauteil dämpft und die
bei relativ hohem Bremsmoment wenig Bauraum erfordert und auf einfache
Weise an speziell geforderte Bremsmomente anpassbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. Patentanspruch
4 gelöst.
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Bei
der Dämpfungsvorrichtung nach Patentanspruch 1 sind mindestens
zwei Drehdämpfer vorgesehen, deren Ritzel mit der Zahnung
einer Zahnstange zusammenwirken, wobei die Drehdämpfer entweder
in Reihe oder parallel angeordnet sind. Es versteht sich, dass bei
der Parallelanordnung der Drehdämpfer jedem eine Zahnung
zugeordnet ist, vorzugsweise eine Zahnstange mit zwei parallelen Zahnungen.
Es versteht sich ferner, dass der Begriff „Zahnstange” nicht
nur eine gerade Zahnung, sondern auch eine gebogene Zahnung umfasst.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner mindestens
ein Drehdämpfer als Einwegdämpfer ausgebildet
und die Drehdämpfer sind so bemessen, dass sie in der einen
Bewegungsrichtung der Zahnstange ein erstes Bremsmoment erzeugen
und in der entgegengesetzten Richtung ein zweites Bremsmoment, wobei
erstes und zweites Bremsmoment unterschiedlich groß sind.
Bei der Erfindung können beide Drehdämpfer als
Einwegdämpfer ausgebildet sein und zum Beispiel in einer
Drehrichtung ein unterschiedliches Bremsmoment erzeugen. Andererseits
können die Bremsrichtungen bei den Drehdämpfern
unterschiedlich sein, d. h. in der einen Richtung bremst der eine
Drehdämpfer und der andere ist im Freilauf und umgekehrt.
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Bei
dem Einsatz von zwei Drehdämpfern können diese
mit einem relativ kleinen Durchmesser versehen werden im Verhältnis
zu einem einzigen größeren Drehdämpfer,
der das gleiche Bremsmoment aufbringt. Der erfindungsgemäße
Lineardämpfer erlaubt mithin eine schmale Bauweise.
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Wenn
bei einer Dämpfungsvorrichtung ein Drehdämpfer
in beiden Drehrichtungen wirksam ist (Zweiwegdämpfer),
ist ein geringerer Leerhub beim Umschalten der Bewegungsrichtung
vorhanden. Dies ist bei der genannten Ausführung nicht
der Fall, da immer ein Teil des Systems (Dämpfer-Zahnstange)
voll im Eingriff ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung
können die Abmessungen der Drehdämpfer bzw. ihre
Bremsleistung gleich groß sein. Es liegt jedoch auch im
Rahmen der Erfindung, den einen Drehdämpfer mit größerem
Bremsmoment auszulegen als den anderen.
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Die
erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung
bietet die Möglichkeit, die Bewegung eines translatorisch
bewegten Bauteils relativ zu einem stationären Lagerbauteil
in beiden Verstellrichtungen gezielt zu beeinflussen. Eine weitere
Mög lichkeit ist bei der Dämpfungsvorrichtung nach
Anspruch 4 geschaffen, die eine wegabhängige Dämpfung
des Bauteils vorsieht. Mindestens zwei Drehdämpfer sind in
Reihe angeordnet, deren Ritzel mit der Zahnung einer Zahnstange
oder eines Zahnsegments zusammenwirken. Die Zahnung ist so ausgebildet
bzw. angeordnet, dass eine erste Strecke des Bauteils bei der relativen
Bewegung über das Ritzel des ersten Drehdämpfers
mit der Zahnung in Eingriff ist. Bei einer sich anschließenden
zweiten Strecke ist/sind entweder das Ritzel des zweiten Drehdämpfers
oder die Ritzel beider Drehdämpfer mit der Zahnung in Eingriff.
Beide Drehdämpfer können als Einwegdämpfer ausgebildet
sein. Sie können außerdem für ein unterschiedliches
Bremsmoment ausgelegt werden.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse
eines Drehdämpfers in einer zweiten Kammer eines zweiten
Gehäuses schwimmend gelagert, der Umfang des ersten Gehäuses und
die Wandung der Kammer weisen einen Sperrabschnitt auf, die so ausgebildet
sind, dass sich zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse
ein Drehformschluss einstellt, wenn zusätzlich zum Drehmoment
am Ritzel eine lineare erste Kraftkomponente aufgebracht ist, wodurch
ein Drehformschluss zwischen erstem und zweiten Gehäuse
hergestellt ist. Bei der Kraftkomponente in entgegengesetzter Richtung
werden die beiden Sperrabschnitte voneinander entfernt und es wird
ein Freilauf zwischen erstem und zweitem Gehäuse bewirkt.
Hierzu ist vorzugsweise am Umfang des ersten Gehäuses eine
Zahnung vorgesehen, und die zweite Kammer weist einen gezahnten
Abschnitt auf. Die Ausbildung eines derartigen Freilaufs bzw. Einweg-Drehdämpfers
ist an sich bekannt, wie in
DE 102 10 917 C1 offenbart.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
ein Gehäuse vorgesehen ist, das zwei Aufnahmeöffnungen
für die Drehdämpfer aufweist sowie eine Führung
für eine Zahnstange bzw. ein Zahnsegment. Bei der Ausbildung
als Einwegdrehdämpfer kann die Wandung der Aufnahmeöffnung
mit einem ge zahnten Abschnitt versehen werden und ein Umfang des
Drehdämpfergehäuses mit einer umlaufenden Zahnung.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können beide
Drehdämpfergehäuse eine Umfangszahnung aufweisen.
Es hängt dann von der Ausbildung der Aufnahmeöffnung
ab, ob ein Einweg- oder ein Zweiwegdämpfer zum Einsatz
gelangt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher
erläutert:
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1 zeigt
in Explosionsdarstellung perspektivisch eine Dämpfungsvorrichtung
nach der Erfindung,
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2 zeigt
perspektivisch den zusammengebauten Teil der Dämpfungsvorrichtung
nach 1,
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3 zeigt
die Dämpfungsvorrichtung nach 1 im zusammengebauten
Zustand in Seitenansicht,
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4 zeigt
einen Schnitt durch die Dämpfungsvorrichtung nach 3 entlang
der Linie 4-4,
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5 zeigt
die gleiche Schnittdarstellung wie 4, jedoch
mit einer anderen Wirkungsrichtung einer Zahnstange nach 3 wie
in 4,
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6 zeigt
eine ähnliche Schnittdarstellung wie 4,
jedoch mit zwei Freilauf-Drehdämpfern in der einen Wirkrichtung,
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7 zeigt
die gleiche Schnittansicht wie 6, jedoch
mit einer entgegengesetzten Wirkrichtung wie in 6,
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8 zeigt
einen Schnitt ähnlich wie die 4 bis 7,
jedoch im Bereich der Zahnstange nach 3.
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In 1 ist
ein Gehäuse 10 für eine Dämpfungsvorrichtung
dargestellt mit zwei kreisrunden Aufnahmeöffnungen 12, 14.
Sie nehmen zwei Drehdämpfer 16, 18 auf,
wie dies in 2 zu erkennen ist. Die Drehdämpfer
haben ein zylindrisches Gehäuse mit einer ringförmigen
Zahnung 20 am Umfang. Am oberen Ende ist eine zylindrische
Ringfläche 22 vorgesehen. Jeder Drehdämpfer 16, 18 weist
außerdem ein Ritzel 24 bzw. 26 auf. Im
Gehäuse des Drehdämpfers 18, 20 ist
jeweils ein Rotor angeordnet, der mit einer Bremsflüssigkeit
im Gehäuse zusammenwirkt. Die Welle des Rotors ist drehfest
mit dem Ritzel 24 bzw. 26 verbunden. Der Aufbau
eines derartigen Drehdämpfers ist allgemein bekannt und
soll daher nicht weiter erörtert werden. Auf der Oberseite
des Gehäuses 10 ist an gegenüberliegenden
Enden eine Führung 28 bzw. 30 vorgesehen.
Sie bildet einen Führungsdurchbruch für eine Stange 32 mit
U-förmigem Profil. Auf der Innenseite eines der beiden Schenkel
des U-Profils 32 ist eine Zahnung vorgesehen (nicht zu
sehen), welche mit den Ritzeln 24, 28 in Eingriff
ist, wenn die Stange 32 durch die Führungen 28, 30 hindurchgeführt
ist. Am anderen Ende der Stange 32 sind zwei Ansätze 34 vorgesehen
mit jeweils einem Loch 36 zur Verbindung mit einem zu bewegenden
Teil.
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Die
gezeigte Dämpfungsvorrichtung dient zur Dämpfung
der Bewegung eines zu bewegenden Teils relativ zu einem stationären
Lagerbauteil. Diese Teile sind in den Figuren nicht dargestellt.
Beispielsweise ist das Gehäuse 10 stationär
mit dem Lagerbauteil verbunden, während das bewegliche
Teil mit der Stange 32 bzw. den Ansätzen 34 verbunden
ist.
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In 3 ist
die Stange 32 durch die Führungen 28, 30 eingeschoben.
Man erkennt in 3 ferner ein Befestigungsmittel 38 zur
Anbringung des Gehäuses zum Beispiel an einem Lagerbauteil
(nicht gezeigt).
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In
den 4 und 5 sind die Drehdämpfer 16, 18 im
Bereich ihrer Umfangszahnung 20 geschnitten, wobei sie
in der zugehörigen Aufnahmeöffnung 12, 14 aufgenommen
sind. Man erkennt, dass beide Aufnahmeöffnungen 12, 14 in
der Wandung einen aus zwei Zähnen bestehenden gezahnten
Abschnitt 40, 42 aufweisen. Man erkennt ferner,
dass die Aufnahmeöffnung 12 einen etwas größeren Durchmesser
aufweist als die Aufnahmeöffnung 14. In letzterer
liegen die Zähne der Zahnung 20 gegen die Wandung
der Aufnahmeöffnung 14, und sind mit dem gezahnten
Abschnitt 42 in Eingriff. Eine Drehung des Gehäuses
des Drehdämpfers 18 ist daher ausgeschlossen.
Der Drehdämpfer 16 bzw. sein Gehäuse
ist in der Aufnahmeöffnung 12 schwimmend angeordnet.
In der Darstellung nach 4 sind Zahnabschnitt 40 und
Zahnung 20 außer Eingriff. Das Gehäuse
des Drehdämpfers 16 kann sich daher frei in der
Aufnahmeöffnung 12 drehen. 4 zeigt eine
Bewegung der Stange 32 nach rechts. Zahnabschnitt 40 und
Zahnung 20 sind außer Eingriff, sodass der Drehdämpfer 12 keine
Bremswirkung hat. Der Drehdämpfer 18 erzeugt hingegen
eine Bremswirkung. Die Verstellung der Stange 32 ist in 4 durch
Pfeil 44 angedeutet. Die Verstellrichtung der Stange 32 ist
bei der Darstellung nach 5 entgegengesetzt. Sie ist durch
Pfeil 46 angedeutet. Hierbei entfaltet der Drehdämpfer 16 eine
Bremswirkung zusammen mit dem Drehdämpfer 18.
Das gesamte Bremsmoment ist daher deutlich höher als bei
der Verstellung der Stange 32 in Wirkungsrichtung 44.
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Bei
der Ausführungsform nach den 6 und 7 liegt
der Unterschied zu den 4 und 5 darin,
dass eine Aufnahmeöffnung 14a für den Drehdämpfer 18 den
gleichen Durchmesser hat wie die Aufnahmeöffnung 12,
sodass auch das Gehäuse des Drehdämpfers 18 in
der Aufnahmeöffnung 14a schwimmend gelagert ist.
Bei einer Bewegung der Zahnstange 32 in Richtung Pfeil 48 befindet
sich der Dämpfer 16 in Freilauf und der Dämpfer 18 unter Bremswirkung
(Zahnung 20) wirkt mit gezahntem Abschnitt 42 zusammen.
Bei der Bewegungsrichtung gemäß Pfeil 50 in
entgegengesetzter Richtung ist der Dämpfer 16 im
Einsatz, während der Dämpfer 18 ohne
Wirkung ist, d. h. im Freilauf. Werden die Drehdämpfer 16, 18 mit
unterschiedlichem Bremsmoment ausgelegt, wird mithin je nach Verstellrichtung
der Stange 32 eine unterschiedliche Bremswirkung aufgebracht.
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In 8 sind
die Drehdämpfer 16, 18 nach den 1 bis 5 dargestellt
mit ihren Ritzeln 24, 26. Außerdem ist
eine modifizierte Stange 32a zu erkennen, mit einer Zahnung 48 an
der Innenseite eines Schenkels des U-förmigen Profils der
Stange 32a. In 8 ist die Zahnung 48 nur
mit dem Ritzel 26 in Eingriff und mit dem Ritzel 24 außer
Eingriff. Bei einer Bewegung der Stange 32a in Richtung
Pfeil 50 wird daher zunächst durch den Drehdämpfer 18 ein Bremsmoment
erzeugt. Kommt die Stange 32a bzw. ihre Zahnung 48 auch
mit dem Ritzel 24 in Eingriff, erfolgt auch eine Dämpfung
durch den zweiten Dämpfer 16. Auf diese Weise
kann wegabhängig das Dämpfungsverhalten beeinflusst
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 29621043
U1 [0003]
- - DE 4244484 A1 [0004]
- - DE 29719465 U1 [0004]
- - DE 10210917 C1 [0005, 0014]