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Die
Erfindung betrifft einen Rotationsdämpfer mit einem inneren,
feststehenden Teil und einem relativ zum inneren Teil verdrehbaren äußeren
Teil, welche über eine dazwischen angeordnete, reibschlüssige
Kupplung miteinander koppelbar sind, um ab einer definierten Relativverdrehung
zwischen den beiden Teilen über einen Kontakt von Reibflächen
der Kupplung eine Drehbewegung des äußeren Teils
abzubremsen und diese somit zu dämpfen.
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Im
Bereich der Radaufhängungen eines Kraftfahrzeuges sind
neben Federungen jeweils Schwingungsdämpfer vorgesehen,
um die durch äußere Kräfte eingeleiteten
Schwingungen des Fahrzeugaufbaus abklingen zu lassen. Diese Schwingungsdämpfer
müssen dabei derart abgestimmt sein, dass sie Kriterien
im Bezug auf den Komfort für die Fahrzeuginsassen sowie
der Fahrsicherheit gerecht werden, also Aufbaubeschleunigungen und Radlastschwankungen
nur in bestimmten Grenzen zulassen. Neben den bei herkömmlichen
Kraftfahrzeugen am häufigsten verbauten Teleskopdämpfern kommen
in Einzelfällen, insbesondere im Bereich des Motorsports,
auch so genannte Rotationsdämpfer zum Einsatz, bei welchen
eine Drehbewegung eines mit Überströmkanälen
versehenen Flügels zwischen zwei mit einer Hydraulikflüssigkeit
gefüllten Kammern durch ein Strömen der Flüssigkeit
abgedämpft wird. Gegenüber Teleskopdämpfern
haben Rotationsdämpfer den Vorteil, kompakter und somit bauraumsparender
aufgebaut zu sein. Allerdings weisen sie im Gegenzug höhere
Herstellungskosten auf, da eine Abdichtung der Kammern sehr aufwendig
ist. Aufgrund dieser Tatsache gibt es Entwicklungen von Rotationsdämpfern,
bei welchen eine Dämpfung ohne eine zwischen Kammern strömende
Hydraulikflüssigkeit erreicht werden kann.
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Aus
der
FR 2607891 A1 ist
ein derartiger Rotationsdämpfer bekannt, bei welchem eine
Drehbewegung eines inneren Teils gegenüber einem äußeren
Teil des Dämpfers mittels einer zwischen den beiden Teilen
angeordneten Lamellenkupplung abgedämpft wird. Hierzu ist
im Bereich der Lamellenkupplung ein Kolben angeordnet, welcher bei
einer Druckbeaufschlagung die Lamellenkupplung betätigt
und somit für ein Abbremsen der Relativbewegung sorgt. Die
Druckbeaufschlagung des Kolbens wird über einen auf dem
inneren Teil abrollenden Stößel gesteuert, welcher
entsprechend einer auf dem inneren Teil platzierten Erhebungsgeometrie
eine Hubbewegung ausführt und somit eine Druckbeaufschlagung
des Kolbens bewirkt.
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Durch
eine derartige Anordnung wird zwar eine Abdämpfung der
Drehbewegung der beiden Teile zueinander mittels einer reibschlüssigen
Kupplung und nicht mittels einer Hydraulikflüssigkeit erreicht, allerdings
zeichnet sich die Anordnung zum Betätigen der reibschlüssigen
Kupplung durch einen sehr komplizierten Aufbau aus. Des Weiteren
wird zum Betätigen der Kupplung weiterhin ein Druckmedium vorgesehen,
was erneut das Vorsehen von Dichtungen in diesem Bereich nötig
macht und somit den Herstellungsaufwand erhöht.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotationsdämpfer
zu schaffen, bei welchem eine Abdämpfung einer Drehbewegung ohne
die Verwendung eines Druckmediums stattfindet und der einen möglichst
einfachen Aufbau aufweist.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung
mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauf
folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Die
Erfindung umfasst die technische Lehre, dass ein äußerer,
drehbarer Teil des Rotationsdämpfers mit einem ersten Glied
eines Spindeltriebes verbunden ist, welches die Drehbewegung des äußeren Teils
in eine axiale Bewegung entsprechend der Steigung eines zweiten
Gliedes des Spindeltriebes umsetzt. Durch die daraufhin hervorgerufene
axiale Bewegung des äußeren Teils wird eine, zwischen
den beiden Teilen des Rotationsdämpfers angeordnete, reibschlüssige
Kupplung betätigt, was zu einem Abbremsen der Drehbewegung
des äußeren Teils und somit eine Abdämpfung
führt. Durch die Verwendung eines Spindeltriebes weist
die Betätigung der Kupplung somit einen einfachen Aufbau
auf, während des Weiteren die Verwendung eines Druckmediums überflüssig
wird.
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Unter
dem Begriff Spindeltrieb sind hierbei sämtliche, gängige
Ausführungen von Gewindespindeltrieben mit oder ohne Wälzkörpern
zu verstehen, die eine rotatorische Bewegung in eine translatorische
umsetzen.
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Entsprechend
einer Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Glied
des Spindeltriebes mit einer rotatorischen Stelleinheit gekoppelt,
welche bei Ansteuerung eine gezielte Verdrehung des zweiten Gliedes
einleitet. Dies hat den Vorteil, dass somit durch eine entsprechende
Verdrehung des zweiten Gliedes eine Axialbewegung des ersten Gliedes
und damit des äußeren Teils des Rotationsdämpfers
gezielt unterstützt oder gehemmt wenden kann. Somit ist
es möglich, die Betätigung der Kupplung und folglich
die Dämpfung des erfindungsgemäßen Rotationsdämpfers
zu variieren.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist das zweite Glied über eine
weitere, zweite Kupplung mit dem inneren Teil des Rotationsdämpfers
koppelbar. Dadurch wird die Stelleinheit beim Halten des zweiten Gliedes
in einer gewünschten Position entsprechend unterstützt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen
der Stelleinheit und dem zweiten Glied des Spindeltriebes ein weiteres
Getriebe angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Moment der Stelleinheit
zum Verdrehen des zweiten Gliedes durch dieses zusätzliche
Getriebe verstärkt werden kann. Dementsprechend kann eine
Stelleinheit mit einem niedrigeren Drehmoment Anwendung finden.
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Vorteilhafterweise
ist der Spindeltrieb nach Art eines Kugelgewindetriebes ausgebildet.
Dadurch kann die Reibung des Spindeltriebes aufgrund der abrollenden
Kugeln deutlich verringert werden, was in einer Verbesserung des
Wirkungsgrades und einer Erhöhung der Lebensdauer des Systems
resultiert.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist die Stelleinheit radial innenliegend
im inneren Teil des Rotationsdämpfers angeordnet. Dadurch
kann eine in axiale Richtung sehr kompakt bauende Ausführung
des Rotationsdämpfers erreicht werden.
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Entsprechend
einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist die Stelleinheit nach Art eines Elektromotors ausgebildet. Die
Verwendung eines Elektromotors hat den Vorteil, dass eine Verdrehung
des zweiten Gliedes des Spindeltriebes sehr präzise und
mit ausreichender Kraft eingeleitet werden kann.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind die Kupplungen nach Art von Lamellenkupplungen
ausgebildet. Dadurch können sehr kompakte Ausführungen
der Kupplungen bei gleichzeitig hohen übertragbaren Momenten
erzielt werden.
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Weitere,
die Erfindung verbessernden Maßnahmen werden nachstehend
gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 eine
schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen
Rotationsdämpfers gemäß einer ersten
Ausführungsform; und
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2 eine
schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen
Rotationsdämpfers gemäß einer zweiten
Ausführungsform.
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In 1 ist
eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen
Rotationsdämpfers gemäß einer ersten
Ausführungsform dargestellt, welcher aus einem inneren,
feststehenden Teil 1 und einem zu diesem relativ verdrehbaren, äußeren
Teil 2, welcher mit einem Hebel 3 zum Einleiten
der Verdrehung verbunden ist, besteht. Zwischen dem inneren Teil 1 und
dem äußeren Teil 2 ist eine reibschlüssige Kupplung 4 in
Form einer Lamellenkupplung angeordnet, deren Lamellen alternierend
mit den beiden Teilen 1 und 2 fest verbunden sind.
Der äußere Teil 2 ist des Weiteren im
Bereich des Hebels 3 an einem ersten Glied 5 eines – hier
als Kugelgewindetrieb realisierten – Spindeltriebes 6 fixiert,
welches mit Kugeln 7 auf einem zweiten Glied 8 rotierend
bewegbar ist und dabei entsprechend einer Steigung des zweiten Gliedes 8 eine
axiale Bewegung ausführt. Dementsprechend wird eine Drehbewegung
des äußeren Teils 2 über den
Spindeltrieb 6 in eine axiale Bewegung des ersten Gliedes 5 und
damit auch des äußeren Teils 2 umgesetzt,
was zu einem Kontakt der Reibflächen der Kupplung 4 führt.
Dies bewirkt eine Koppelung des inneren Teils 1 mit dem äußeren
Teil 2 und resultiert somit in einem Abbremsen des letztgenannten,
was eine Abdämpfung der Drehbewegung hervorruft. Um diese
Abdämpfung variieren zu können, steht das zweite
Glied 8 des Spindeltriebes 6 über ein
Gestänge 9 fest mit einem Rotor 10 eines Elektromotors 11 in
Kontakt, welcher entsprechend der Bestromung eines Stators 12 eine
Drehbewegung ausführt und über das Gestänge 9 dabei
das zweite Glied 8 mit sich führt. Je nach Drehrichtung des
Rotors 10 und damit des zweiten Gliedes 8 wird somit
die Dämpfung der Drehbewegung des äußeren Teils 2 verstärkt
oder verzögert. Auf diese Art und Weise kann bei einer
gleichgerichteten Drehung des äußeren Teils 2 und
des Rotors 10 mit jeweils gleicher Geschwindigkeit eine
Abbremsung und damit Dämpfung völlig unterdrückt
werden, während diese bei entgegengesetzter Drehrichtung
schneller und stärker herbeigeführt wird. Entsprechend
der relativen Drehrichtungen und der relativen Drehge schwindigkeiten
zwischen dem äußeren Teil 2 und dem Rotor 10 lassen
sich somit eine Vielzahl unterschiedlicher Dämpfungen erreichen.
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In 2 ist
eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Rotationsdämpfers zu sehen, wobei im Unterschied zu dem
vorher beschriebenden das zweite Glied 8 des Spindeltriebes 6 über eine
zweite Kupplung 13 mit dem inneren Teil 1 koppelbar
ist, um den Elektromotor 11 beim Halten des zweiten Gliedes 8 in
einer gewünschten Position zu unterstützen. Außerdem
ist zwischen dem Gestänge 9 und dem Rotor 10 ein
Getriebe 14 angeordnet, welches das durch den Rotor 10 erzeugte
Drehmoment weiter verstärkt.
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Durch
Ausführungen eines Rotationsdämpfers in den vorstehend
beschriebenen Ausführungen lässt sich eine Abdämpfung
ohne Verwendung eines Druckmediums erzielen. Des Weiteren kann die
Abdämpfung durch den im Bereich des inneren Teils 1 angeordneten
Elektromagneten 11 gezielt variiert werden.
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- 1
- innerer
Teil
- 2
- äußerer
Teil
- 3
- Hebel
- 4
- Kupplung
- 5
- erstes
Glied
- 6
- Spindeltrieb
- 7
- Kugel
- 8
- zweites
Glied
- 9
- Gestänge
- 10
- Rotor
- 11
- Elektromotor
- 12
- Stator
- 13
- zweite
Kupplung
- 14
- Getriebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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