DE102009053436A1

DE102009053436A1 - Kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung mit trennbaren Vorrichtungsteilen

Info

Publication number: DE102009053436A1
Application number: DE102009053436A
Authority: DE
Inventors: Guenther Zimmer; Martin Zimmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2011-05-26
Also published as: PL2501884T3; EP2501884B1; WO2011060760A1; EP2501884A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung mit mindestens einem parallel zu den Hubrichtungen einer Kolbenstange einer Zylinder-Kolben-Einheit angeordneten ersten Steuerkulissenabschnitt und mit mindestens einem hierzu nichtparallelen zweiten Steuerkulissenabschnitt, wobei ein Mitnahmeelement mittels der Steuerkulissenabschnitte führbar ist. Das Mitnahmeelement und die Kolbenstange sind bei relativer Führung zueinander parallel zu den Hubrichtungen der Zylinder-Kolben-Einheit formschlüssig verbindbar. Bei Führung des Mitnahmeelements mittels mindestens eines zweiten Steuerkulissenabschnitts ist das Mitnahmeelement von der Kolbenstange trennbar. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung entwickelt, die eine einfache Montage ermöglicht und Beschädigungen beim Betrieb verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung mit mindestens einem parallel zu den Hubrichtungen einer Kolbenstange einer Zylinder-Kolben-Einheit angeordneten ersten Steuerkulissenabschnitt und mit mindestens einem hierzu nichtparallelen zweiten Steuerkulissenabschnitt, wobei ein Mitnahmeelement mittels der Steuerkulissenabschnitte führbar ist.
Aus der DE 10 2006 058 639 A1 ist eine derartige Vorrichtung bekannt. Bei der Montage wird die Kolbenstange in das Mitnahmeelement dauerhaft eingerastet. Der maximale Schwenkwinkel des Mitnahmeelements – und damit der nutzbare Hebelarm des Mitnahmeelements – ist durch die Kolbenstangenbefestigung begrenzt.
Die DE 202 18 067 U1 schlägt vor, beim Einsatz eines Fluiddämpfers die Kolbenstange und einen linear verfahrbaren Schlitten jeweils mit einem Anschlag zu versehen, damit der Fluiddämpfer nur beim Einfahren wirksam ist. Das Wiederausfahren der Kolbenstange mit einer niedrigen Geschwindigkeit kann eine im Zylinder angeordnete Feder bewirken. Die Endgeschwindigkeit eines derartigen Systems ist von der Anfangsgeschwindigkeit der auftreffenden Masse abhängig, so dass in der Endlage ein Anschlagen erfolgen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine einfache Montage der Vorrichtung zu ermöglichen und Beschädigungen beim Betrieb zu verhindern.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu sind das Mitnahmeelement und die Kolbenstange bei relativer Führung zueinander parallel zu den Hubrichtungen formschlüssig verbindbar. Bei Führung des Mitnahmeelements mittels mindestens eines zweiten Steuerkulissenabschnitts ist das Mitnahmeelement von der Kolbenstange trennbar.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
1: Kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung;
2: Vorrichtung in einer Parkposition;
3: Vorrichtung in einer Endposition;
4: Detail der Zylinder-Kolben-Einheit;
5: Mitnahmeelement;
6: Kolbeneinheit;
7: Schematische Darstellung der Vorrichtung.
Die 1 bis 3 zeigen eine kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) in einer isometrischen Ansicht sowie in Längsschnitten in einer Parkposition (11) und in einer Endposition (12). Mit einer derartigen Vorrichtung (10) können beispielweise Schiebetüren oder Möbelstücke, z. B. Schubladen, verzögert in eine geöffnete und/oder geschlossene Endlage gefördert werden. Bei der Bewegung in Richtung dieser Endlage umgreift in einem an die Endlage angrenzenden Teilhub ein Mitnahmeelement (41) der Vorrichtung (10) einen relativ hierzu bewegten Mitnehmer. Das Mitnahmeelement (41) wird hierbei von der kraft- und/oder formschlüssig gesicherten Parkposition (11) in die Endposition (12) bewegt. Bei einer Bewegung aus der Endlage heraus wird das Mitnahmeelement (41) von der in der 3 gezeigten Endposition (12) in die in der 2 dargestellte Parkposition (11) gefördert.
Die kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) umfasst ein Trag- und Führungsteil (21), in dem eine Zylinder-Kolben-Einheit (61) und das Mitnahmeelement (41) gelagert sind. Das Trag- und Führungsteil (21) hat an seinen beiden Enden jeweils eine Durchgangsbohrung (22). Beispielsweise kann die Vorrichtung mittels Schrauben, die in diese Bohrungen (22) eingesetzt werden, z. B. als Nachrüstteil in ein Schubladenführungssystem eingesetzt werden.
Das z. B. zu einer Mittenlängsebene symmetrische Trag- und Führungsteil (21) umfasst einen Aufnahmebereich (23) sowie einen Führungsbereich (24). Im Aufnahmebereich (23) ist die Zylinder-Kolben-Einheit (61) mittels zweier am Zylinderkopfteil (64) eingreifenden Nasen (26) und mittels einer in den Zylinderboden (65) ragenden Tragnase (27) gehalten. Der Führungsbereich (24) umfasst beispielsweise zwei einander gegenüber angeordnete Führungsbahnen (25). Im Ausführungsbeispiel sind diese Führungsbahnen (25) Nuten, die jeweils einen parallel zu den Hubrichtungen (2) des Kolbens (82) und der Kolbenstange (83) der Zylinder-Kolben-Einheit (61) orientierten Abschnitt (28) und einen mit diesem einen stumpfen Winkel, z. B. 120 Grad, einschließenden Abschnitt (29) umfassen. Der zur Bewegungsrichtung (2) nichtparallele Abschnitt (29) kann gerade oder gebogen sein. Die Nutbreite beträgt im Ausführungsbeispiel drei Millimeter. Der in der 3 waagerechte Abschnitt (28) hat an seiner Oberseite eine Ausbuchtung (31). Diese Ausbuchtung (31) hat einen in Richtung des kurzen Abschnitts (29) zeigenden flachen Schenkel (36), an den sich ein kreissegmentförmiger Abschnitt (37) anschließt. Der vom flachen Schenkel (36) mit dem waagerechten Abschnitt (28) eingeschlossene Winkel beträgt z. B. zwischen 15 und 30 Grad.
Das Trag- und Führungsteil (10) kann auch eine zentrale Führungsbahn (25) oder mehrere, z. B. in unterschiedlichen Ebenen angeordnete Führungsbahnen (25) aufweisen. Diese können auch eine Kante des Trag- und Führungsteils (10) umfassen. Jede dieser Führungsbahnen (25) hat mindestens einen parallel zur Bewegungsrichtung (2) orientierten Abschnitt (28) und/oder einen Abschnitt (29), der mit der Bewegungsrichtung (2) einen Winkel ungleich einem ganzzahligen Vielfachen von π einschließt.
Der waagerechte Abschnitt (28) umfasst beispielsweise einen Steuerkulissenabschnitt (32). Analog hierzu umfasst der nicht zu den Hubrichtungen (2) parallele Abschnitt (29) einen Steuerkulissenabschnitt (33). Die Normalen der beiden Steuerkulissenabschnitte (32, 33) können einen Schnittpunkt haben oder sich kreuzen. Bei sich kreuzenden Normalen liegen die beiden Steuerkulissenabschnitte (32, 33) in parallel zueinander liegenden Ebenen.
Die Zylinder-Kolben-Einheit (61) umfasst einen Zylinder (62), in dem eine Kolbeneinheit (81) geführt ist.
Der Zylinder (62), vgl. auch 4, umfasst einen Zylindermantel (63) mit einem Kopfteil (64) und ein in den Zylindermantel (63) eingesetzten Zylinderboden (65). Der Zylindermantel (63) und der Zylinderboden (65) sind beispielsweise als Spritzgussteile aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. Polyoximethylen, hergestellt. Der Zylindermantel (63) ist hier auf seiner Außenseite zylindrisch und hat eine Einschnürung (66). Seine Länge beträgt beispielsweise das Neunfache des Außendurchmessers. Die nichtzylindrische Zylinderinnenwandung (67) ist beispielsweise zur Entformung z. B. in Form eines Kegelstumpfmantels ausgebildet. Die kleinere Querschnittsfläche dieses Kegelstumpfmantels befindet sich am Kopfteil (64) des Zylinders (62), die größere Querschnittsfläche am Zylinderboden (65). Die letztgenannte Querschnittsfläche beträgt z. B. 62 mm². Die Steigung dieses Kegels beträgt beispielsweise 1:140. Die Innenwandung (67) ist gegebenenfalls poliert. Die minimale Wandstärke des Zylindermantels (63) beträgt z. B. 6% seines Außendurchmessers.
In der Zylinderinnenwandung (67) ist hier eine Längsnut (68) angeordnet. Ihre Länge beträgt beispielsweise 70% der Zylinderlänge und endet am Zylinderboden (65). Ihre Breite beträgt z. B. 2% des größeren Durchmessers der Zylinderinnenwandung (67). Die Tiefe der Nut (68) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ein Viertel ihrer Breite. Die Nut (68) ist zur Innenwandung (67) hin scharfkantig, der Nutauslauf hat beispielsweise eine Steigung von 45 Grad. Statt einer einzelnen Nut (68) können auch mehrere Nuten (68) an der Innenwandung (67) angeordnet sein. Auch können sich diese z. B. schraubenlinienförmig an der Innenwandung (67) des Zylindermantels (63) entlangwinden.
Am Bodenende (71) des Zylindermantels (63) befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel eine weitere Längsnut (72) in der Zylinderinnenwandung (67). Diese Längsnut (72), sie ist z. B. um 180 Grad versetzt zur Nut (68), ist beispielsweise doppelt so breit wie die Nut (68), ihre Länge beträgt z. B. 15% der Zylinderlänge. Die Tiefe dieser Nut (72) beträgt hier ein Achtel ihrer Breite. Auch diese Nut (72) ist zur Zylinderinnenwandung (67) hin scharfkantig und hat z. B. eine Auslaufschräge von 45 Grad.
Jede dieser Nuten (68, 72) vergrößert den Querschnitt des Zylinderinnenraumes (69).
Zum Einsetzen des Zylinderbodens (65) verfügt das Bodenende (71) z. B. über eine zweistufige rotationssymmetrische Einkerbung (73). Bei der Montage des Zylinderbodens (65) wird die Luft aus dem Bereich der äußeren Einkerbung nach außen verdrängt, während die Luft aus der inneren Einkerbung in den Zylinderinnenraum (69) verdrängt wird. Es ist auch denkbar, im Zylinderboden (65) eine zentrale Bohrung anzuordnen, die nach dem Einsetzen des Zylinderbodens (65) mittels eines Verschlussstopfens verschlossen wird.
Im Kopfteil (64) sind in diesem Ausführungsbeispiel die Kolbenstangendurchführung (74) und eine den Zylinderinennraum (69) gegen die Umgebung (1) abdichtende Kolbenstangendichtung (75) angeordnet. Die Kolbenstangendichtung (75) kann an den Kopfteil (64) angeformt sein.
In den Darstellungen der 2 und 3 hat der Zylinder (62) seiner Unterseite eine Federaufnahme (76). Diese trägt zusammen mit einer zweiten, am Mitnahmeelement (41) angeordneten Federaufnahme (46) einen Energiespeicher (111), z. B. eine Feder (111). Im Ausführungsbeispiel ist dies eine Zugefeder (111).
Die Kolbeneinheit (81) umfasst einen z. B. zweiteiligen Kolben (82) und eine Kolbenstange (83). Der Kolben (82) trägt zwei Kolbendichtelemente (91, 92). Diese grenzen zumindest in einem Teilhub der Einschubbewegung des Kolbens (82) einen Verdrängungsraum (15) von einem Ausgleichsraum (16) ab.
Der Kolben (82) hat einen an die Kolbenstange (83) angeformten Aufnahmebereich (101) mit einem Anschlagschild (102) und einen Tragteil (103). Letzteres sitzt auf dem Aufnahmebereich (101) auf und ist mit diesem z. B. verklebt. Das Tragteil (103) hat einen Führungsabschnitt (104) und ein Frontschild (105). Das Frontschild (105) und der Führungsabschnitt (104) weisen beispielsweise zwei Längskanäle auf, so dass der Innenraum (97) des zweiten Kolbendichtelements (92) immer mit dem Verdrängungsraum (15) verbunden ist.
Beide Kolbendichtelemente (91, 92) sind im Ausführungsbeispiel in Richtung des Zylinderbodens (65) orientiert. Der in Richtung des Verdrängungsraums (15) orientierte Wellendichtring (91) liegt mit seiner außenliegenden Dichtlippe (93) zumindest in der in der 2 dargestellten Parkposition (11) an der Zylinderinnenwandung (67) an. In der in der 3 dargestellten Endposition (12) ist die Dichtlippe (93) von der Zylinderinnenwandung (67) gelöst. Der Innenring (94) sitzt mit Spiel auf einer Kolbentaille (88). Mit einem Ringsteg (95) legt sich der Wellendichtring (91) bei Druckbeaufschlagung an das zweite Kolbendichtelement (92) an.
Das zweite Kolbendichtelement (92) ist eine Bremsmanschette (92). Sie ist zwischen dem Anschlagschild (102) und dem Tragteil (103) eingespannt. Mit einem Bund (96) ist sie am Führungsabschnitt (104) geführt.
Die Kolbenstange (83), vgl. 6, ist aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, z. B. einem thermoplastischen Werkstoff, hergestellt. Beispielsweise ist sie im biegbaren Führungsbereich (84) zylindrisch ausgebildet und hat einen Durchmesser von drei Millimetern. Der Kolbenstangenkopf (85) hat stirnseitig eine Anschlagfläche (86), die im Ausführungsbeispiel normal zur Bewegungsrichtung (2) orientiert ist. An den Kolbenstangenkopf (85), dessen Länge beispielsweise zwei Drittel des Durchmessers des Führungsbereichs (84) beträgt, schließt sich ein Abschnitt tallienartig reduzierten Durchmessers (87) an. Seine Länge beträgt das Zweifache des Führungsbereichsdurchmessers und sein Durchmesser zwei Drittel dieses Bezugswertes.
Das Mitnahmeelement (41) ist als Einzelteil in der 5 dargestellt. Es umfasst im Ausführungsbeispiel zwei jeweils einander gegenüber angeordnete Paare von Führungselementen (42, 43), die in die Führungsbahnen (25) eingreifen. Gegebenenfalls können die Führungselemente (42, 43) einer Seite zu einem ovalen Nutenstein zusammengefasst sein.
Die Mitnahmeausnehmung (48) ist durch zwei beispielsweise parallel zueinander angeordnete Anschläge (44, 45) begrenzt. Der von der Zylinder-Kolben-Einheit (61) abgewandte Anschlag (44) ist hakenförmig ausgebildet. Er hat eine Auflaufschräge (47) und ist elastisch verformbar.
An seiner der Zylinder-Kolben-Einheit (61) zugewandten Seite hat das Mitnahmeelement (41) eine Kolbenstangenkopfaufnahme (51). Diese umfasst im Ausführungsbeispiel einen Doppelhaken (52), eine Kopfzugfläche (53), eine Kopfschubfläche (54) und eine Einführausnehmung (55).
Der Doppelhaken (52) hintergreift in der Darstellung der 3 den Kolbenstangenkopf (85) im Abschnitt reduzierten Durchmessers (87) der Kolbenstange (83). Bei der Bewegung des Betätigungselements (41) aus der in der 3 dargestellten Endposition (12) in Richtung der in der 2 gezeigten Parkposition (11) liegt die Kopfzugfläche (53) des Doppelhakens (52) am Kolbenstangenkopf (85) an und zieht so die Kolbenstange (83) heraus. Beim Einschieben der Kolbenstange (83) in den Zylinder (62) liegt die Anschlagfläche (86) der Kolbenstange (83) an der Kopfschubfläche (54) des Betätigungselements (41) an. Der Doppelhaken (52) umgreift weiterhin den Abschnitt reduzierten Durchmessers (87) der Kolbenstange (83), so dass das Mitnahmeelement (41) und die Kolbenstange (83) formschlüssig miteinander verbunden sind.
Bei der Montage werden das Mitnahmeelement (41) und die Zylinder-Kolben-Einheit (61) in das Trag- und Führungsteil (21) eingesetzt. Die Feder (111) kann bereits in den Federaufnehmen (46, 76) sitzen. Beispielsweise bei der erstmaligen Bewegung des Mitnahmeelements (41) aus der Parkposition (11) in Richtung der Endposition (12) kontaktiert der Doppelhaken (52) mit einer Einführfläche (56), die z. B. mit der Kopfzugfläche (53) einen Winkel von 30 Grad einschließt, die Anschlagfläche (86) der Kolbenstange (83). Beim weiteren Bewegen des Mitnahmeelements (41) wird die Kolbenstange (83) unter elastischer Verformung in der Darstellung der 3 nach unten gedrückt. Sie gleitet entlang des an seiner Unterseite offenen Doppelhakens (52) und rastet in diesen ein. Auf die beschriebene Art kann das Mitnahmeelement (41) und die Kolbenstange (83) auch bei einem z. B. versehentlichen Aushaken im Betrieb wieder eingekoppelt werden. Es ist auch denkbar, z. B. bei stehendem Mitnahmeelement (41) die Kolbenstange (83) in die Einführausnehmung (55) einzuschieben und zu verrasten.
Nach der Montage der kombinierten Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) und eines relativ zu dieser bewegbaren Mitnehmers ist das Mitnahmeelement (41) in der Parkposition (11) beispielsweise ohne Kontakt mit dem Mitnehmer. Das Mitnahmeelement (41) liegt mit den voneinander abgewandten Seiten der Führungselemente (42, 43) im Abschnitt (29) und in der Ausbuchtung (31) an. Die Berührung kann eine Punkt-, Linien oder Flächenberührung sein. Es können auch beide Führungselemente (42, 43) in dem geneigten Abschnitt (29) gelagert sein. Auch andere Anlagepunkte des Mitnahmeelements (41) am Trag- und Führungsteil (21) sind denkbar. Das sich so selbsthaltende Mitnahmeelement (41) ist ohne Kontakt mit der z. B. ausgefahrenen Kolbenstange (83). Der Energiespeicher (111) ist gespannt und trägt beispielsweise zusätzlich zur Arretierung des Mitnahmeelements (41) bei.
Der sich weiter relativ zur Vorrichtung (10) bewegende Mitnehmer kontaktiert das Betätigungselement (41) am Anschlag (45). Das Betätigungselement (41) löst sich aus der Arretierung und wird entlang der Steuerkulissenabschnite (32, 33) verschoben. Hierbei wird das Betätigungselement (41) geschwenkt und der Doppelhaken (52) umgreift den Kolbenstangenkopf (85). Der Energiespeicher (111) wird entlastet und zieht das Mitnahmeelement (41) in Richtung der Zylinder-Kolben-Einheit (61). Die Kopfschubfläche (54) stößt gegen die Anschlagfläche (86) und schiebt die Kolbenstange (83) ein. Die Führung des Mitnahmeelements (41) erfolgt nun entlang des parallel zur Hubrichtung des Kolbens (82) angeordneten Steuerkulissenabschnitts (32) oder den Steuerkulissenabschnitten (32). Diese Führung ist beispielsweise eine Gleitlagerung.
In der gegenüber der Umgebung (1) verschlossenen Zylinder-Kolben-Einheit (61) wird beim Beginn der Bewegung nach dem Prinzip der Selbsthilfe die Dichtlippe (93) des Kolbendichtelements (91) nach außen an die Zylinderinnenwandung (67) angepresst und der Ringsteg (95) gegen die Bremsmanschette (92) gedrückt. Der Verdrängungs- (15) und der Ausgleichsraum (16) sind nun quasi hermetisch voneinander getrennt. Der im Ausgleichsraum (16) entstehende Unterdruck verstärkt die Abdichtung der beiden Räume (15, 16) voneinander und damit die Verzögerung der bewegten Masse.
Die Masse beispielsweise der Schublade wird stark verzögert. Die Verzögerung ist z. B. abhängig von der Massenträgheit der bewegten Masse, beispielsweise der Schublade mit dem Mitnehmer und dem Mitnahmeelement (41).
Beim weiteren Entladen des Energiespeichers (111) wird die das Mitnahmeelement (41) und die Kolbenstange (83) in den 2 bis 4 nach rechts, in die Verzögerungshubrichtung (3) gezogen. Das Mitnahmeelement (41) ist hierbei am Steuerkulissenabschnitt (32) gelagert. Die Dichtlippe (93) reibt entlang der Zylinderinnenwandung (67). Gleichzeitig wird die Gassäule – das Gas kann z. B. Luft sein – im Verdrängungsraum (15) komprimiert. Die Luftsäule baut eine Gegenkraft gegen die weitere Bewegung des Kolbens (82) auf. Die von ihrem Innenraum (97) aus druckbeaufschlagte Bremsmanschette (92) legt sich an die Innenwandung (67) an und verstärkt die Bremswirkung.
Sobald die Dichtlippe (93) den Beginn der Längsnut (68) passiert, strömt Gas aus dem Verdrängungsraum (15) durch diesen Drosselspalt (68) in den Ausgleichsraum (16). Der Druck im Verdrängungsraum (15) nimmt schlagartig ab, so dass die Gassäule nur noch eine geringe Gegenkraft gegen die Vortriebskraft des Kolbens (82) ausübt. Die Reibungsverzögerung hat mit zunehmendem Hub einen abnehmenden Einfluß auf die Kolbenbewegung. Die Verzögerung nimmt ab.
Die beiden Kolbendichtelemente (91, 92) lösen sich vollständig von der Zylinderinnenwandung (67), sobald die bodenseitige Längsnut (72) erreicht ist. Gegebenenfalls kann die Dichtlippe (93) weitgehend normalkraftfrei an der Zylinderwandung (67) entlang gleiten. Da nun der Verdrängungs- (15) und der Ausgleichsraum (16) drosselfrei miteinander verbunden sind, findet keine Verzögerung mehr statt. Der sich weitere entladende Energiespeicher (111) zieht die bewegte Masse langsam in die Endlage. Die Endgeschwindigkeit ist somit unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der der Mitnehmer auf das Mitnahmeelement (41) trifft. Die Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) ist nun der in der 3 dargestellten Endposition (12).
Die 7 zeigt eine schematische Darstellung dieses kombinierten Beschleunigungs- und Verzögerungssystems (10). Die hier reibungsfrei angenommene bewegte Masse (35) ist rechts dargestellt. Sie ist entlang der Steuerkulissenabschnitte (32, 33) bewegbar.
Der Zylinder (62) der Zylinder-Kolben-Einheit (61) hat drei Abschnitte (77, 78, 79). Im ersten Abschnitt (77) ist die Zylinderinnenwandung (67) glatt. Im zweiten Abschnitt (78) hat die Zylinderinnenwandung (67) zusätzlich die Drosselnut (68). Der dritte Abschnitt (79) umfasst zusätzlich die Längsnut (72).
Bei Annahme einer reibungsfreien Bewegung dieses mechanischen Systems lautet seine Bewegungsgleichung zweiter Ordnung: m·x'' + k(x)·x' + c(x)·x = 0
In dieser Gleichung bezeichnet der Koeffizient m die bewegte Masse in Kilogramm, k(x) die Dämpfung in Newtonsekunde pro Meter und c(x) die Federsteifigkeit in Newton pro Meter.
Die Variable x bezeichnet den Hub, ihre erste Ableitung nach der Zeit x' die Geschwindigkeit und ihre zweite Ableitung nach der Zeit x'' die Beschleunigung.
Die bewegte Masse ist in allen Abschnitten (77–79) konstant. Die Kraft m·x'' ist die Trägheitskraft.
Im ersten Abschnitt (77), in dem 0 kleiner als x und x kleiner ist als s1, wird die Dämpfungskraft k(x)·x' durch die Summe der Reibungsdämpfungskraft der Kolbendichtelemente (91, 92) an der Zylinderinnenwandung (67) und der Luftdämpfung durch Leckageverluste zwischen dem Verdrängungs- (15) und dem Ausgleichsraum (16) bestimmt. Aufgrund der Abdichtung zwischen Verdrängungs- (15) und Ausgleichsraum (16) ist der letztgenannte Summand nahe Null.
Die Federkraft c(x)·x ergibt sich aus der Summe der Federkräfte der Feder (111) und der Gasfeder (112), die hier zur besseren Darstellung ihrer Wirkung in der Kolbenstange (83) gezeichnet ist. Die Gasfeder (112) ergibt sich durch die Kompression der Gassäule im Verdrängungsraum (15).
Im zweiten Abschnitt (78), in dem s1 kleiner x kleiner s2 gilt, wird die Dämpfungskraft im Wesentlichen durch die Drosselwirkung der Längsnut (68) bestimmt. Die Wirkung der Reibungskraft nimmt mitzunehmendem Hub ab, da sich beide Kolbendichtelemente (91, 92) keinen Reibung mehr mit der Zylinderinnenwandung (67) haben. Damit nimmt auch die Wirkung der durch die Gasfeder (112) verursachten Gegenkraft ab. Die durch den ersten Energiespeicher (111) verursachte Federkraft wirkt weiter, beispielsweise nimmt sie mit zunehmendem Hub nur geringfügig ab.
Im dritten Abschnitt (79), in dem s2 kleiner x kleiner s gilt, ist die Dämpfungskraft vollständig aufgehoben. Der Dämpfungskoeffizient ist Null, auch die Gasfeder (112) hat keinen Einfluss mehr auf die Bewegung. Die Trägheitskraft und die durch den Energiespeicher (111) verursachte Federkraft sind nach der obengenannten homogenen Gleichung betragsmäßig gleich. Die Endgeschwindigkeit der bewegten Masse (35) ist damit nur von der Kraft des Energiespeichers (111) und der Reibung des Führungssystems der Masse (35) abhängig.
Der Dämpfungskoeffizient und der Koeffizient der Federsteifigkeit des mechanischen Systems sind damit wegabhängig und nicht konstant.
Wird beispielsweise die Schublade wieder ausgezogen, bewegt sich das Mitnahmeelement (41) entlang der Steuerkulissenabschnitte (32, 33) von der in der 3 dargestellten Endposition (12) in die in der 2 gezeigte Parkposition (11). Beim Verlassen der Endposition (12) zieht der Doppelhaken (52) die Kolbenstange (83) mit. Der Kolben (82) bewegt sich hierbei weitgehend widerstandsfrei im Zylinder (62). Sobald das Mitnahmeelement (41) den nichtparallel zur Bewegungsrichtung (2) orientierten Steuerkulissenabschnitt (33) erreicht, bewirkt der Energiespeicher (111) ein Schwenken des Mitnahmeelements (41) Dieses kippt in Richtung der hier unteren offenen Seite des Doppelhakens (52). Der Doppelhaken (52) wandert relativ zur Kolbenstange (83) nach oben. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Mitnahmeelement (41) und der Kolbenstange (83) wird getrennt. Die Kolbenstange (83) bleibt stehen. Das Mitnahmeelement (41) wird nun mittels des Mitnehmers weiter in die Parkposition (12) bewegt, wo es durch Anlage an den Führungsbahnabschnitten (29, 31) arretiert. Der Mitnehmer verlässt die Mitnahmeausnehmung (48). Der Schwenkwinkel des Mitnahmeelements (41) ist damit unabhängig von der Kolbenstangenkopfaufnahme (51).
Die kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) kann auch so aufgebaut sein, dass der Verdrängungsraum (15) der Zylinder-Kolben-Einheit (61) zwischen dem Kolben (82) und dem Zylinderkopfteil (64) angeordnet ist. Die Verzögerungshubrichtung (3) ist dann in Richtung des Zylinderkopfes (64) orientiert.
Die Zylinder-Kolben-Einheit (61) kann auch eine hydraulische Zylinder-Kolben-Einheit (61) sein. Beispielsweise umfasst der Kolben (82) dann ein Rückschlagventil, das beim Herausziehen der Kolbenstange (83) mit einem großen Querschnitt öffnet.
Auch Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind denkbar.
Bezugszeichenliste

1: Umgebung
2: Bewegungsrichtungen, Hubrichtungen
3: Verzögerungshubrichtung
10: Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung
11: Parkposition
12: Endposition
15: Verdrängungsraum
16: Ausgleichsraum
21: Trag- und Führungsteil
22: Durchgangsbohrung
23: Aufnahmebereich
24: Führungsbereich
25: Führungsbahnen
26: Nasen
27: Tragnase
28: Abschnitt von (25)
29: Abschnitt von (25)
31: Ausbuchtung, Führungsbahnabschnitt
32: Steuerkulissenabschnitt, parallel zu (2)
33: Steuerkulissenabschnitt, nicht parallel zu (2)
35: bewegte Masse
36: flacher Schenkel
37: kreissegmentförmiger Abschnitt
41: Mitnahmeelement, Betätigungselement
42: Führungselemente
43: Führungselemente
44: Anschlag, hakenförmig
45: Anschlag
46: Federaufnahme
47: Auflaufschräge
48: Mitnahmeausnehmung
51: Kolbenstangenkopfaufnahme
52: Doppelhaken
53: Kopfzugfläche
54: Kopfschubfläche
55: Einführausnehmung
56: Einführfläche
61: Zylinder-Kolben-Einheit
62: Zylinder
63: Zylindermantel
64: Kopfteil
65: Zylinderboden
66: Einschnürung
67: Zylinderinnenwandung
68: Längsnut, Drosselspalt
69: Zylinderinnenraum
71: Bodenende
72: Längsnut
73: Einkerbung
74: Kolbenstangendurchführung
75: Kolbenstangendichtung
76: Federaufnahme
77: Abschnitt von (62)
78: Abschnitt von (62)
79: Abschnitt von (62)
81: Kolbeneinheit
82: Kolben
83: Kolbenstange
84: Führungsbereich
85: Kolbenstangenkopf
86: Anschlagfläche
87: Abschnitt reduzierten Durchmessers
88: Kolbentaille
91: Kolbendichtelement, Wellendichtring
92: Kolbendichtelement, Bremsmanschette
93: Dichtlippe
94: Innenring
95: Ringsteg
96: Bund
97: Innenraum
101: Aufnahmebereich
102: Anschlagschild
103: Tragteil
104: Führungsabschnitt
105: Frontschild
111: Energiespeicher, Feder, Zugfeder
112: Gasfeder
s1: Ende des ersten Abschnitts (77)
s2: Ende des zweiten Abschnitts (78)
s: Ende des dritten Abschnitts (79)
x: Weg, Hub
x': Geschwindigkeit
x'': Beschleunigung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006058639 A1 [0002]
DE 20218067 U1 [0003]

Claims

Kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) mit mindestens einem parallel zu den Hubrichtungen (2) einer Kolbenstange (83) einer Zylinder-Kolben-Einheit (61) angeordneten ersten Steuerkulissenabschnitt (32) und mit mindestens einem hierzu nichtparallelen zweiten Steuerkulissenabschnitt (33), wobei ein Mitnahmeelement (41) mittels der Steuerkulissenabschnitte (32, 33) führbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass das Mitnahmeelement (41) und die Kolbenstange (83) bei relativer Führung zueinander parallel zu den Hubrichtungen (2) formschlüssig verbindbar sind und – dass bei Führung des Mitnahmeelements (41) mittels mindestens eines zweiten Steuerkulissenabschnitts (33) das Mitnahmeelement (41) von der Kolbenstange (83) trennbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeelement (41) mittels eines Energiespeichers (111) belastet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeelement (41) mittels des Energiespeichers (111) von der Kolbenstange (83) trennbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (83) elastisch verformbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Steuerkulissenabschnitte (32, 33) in zueinander parallelen Ebenen liegen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in zumindest einer Verzögerungshubrichtung (3) hubabhängige Feder- und Dämpfungskoeffizienten aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheit (61) eine hydraulische Zylinder-Kolben-Einheit (61) ist.