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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fluiddämpfer, aufweisend ein erstes Teil und ein zweites Teil, wobei zumindest das erste Teil einen dichten Hohlraum, der mit Dämpfungsfluid gefüllt ist, begrenzt und wobei eine Bewegung der beiden Teile gegeneinander mittels des Dämpfungsfluids dämpfbar ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug-Staufach mit mindestens einem verschwenkbaren Deckel, wobei dieser mit einem Fluiddämpfer mechanisch gekoppelt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einstellen eines Bewegungswiderstands eines Fluiddämpfers. Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft anwendbar im Bereich des Fahrzeugbaus, insbesondere für Fahrzeug-Interieurteile.
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Stand der Technik
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DE 196 23 005 A1 offenbart einen freien Flüssigkeitsdämpfer mit einem ersten und zweiten Element, welche zwecks Herstellung einer Bewegung zwischen diesen operabel angeordnet sind, sowie einem, zwischen dem ersten und zweiten Element angeordneten, im Wesentlichen massiven Eingriffselement, welches eine Widerstandskraft zwischen dem ersten und zweiten Element vorsieht, wobei die Widerstandskraft entweder im Wesentlichen konstant sein kann oder sich mit zunehmender Geschwindigkeit zwischen dem ersten und zweiten Element erhöht.
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DE 10 2008 057 577 B4 offenbart ein Elastomer-Lager mit mindestens einem zwischen mindestens zwei Stützkörpern eingebrachten Feder-/Dämpferkörper, der über mindestens einen weiteren Stützkörper im Bedarfsfall abstützbar ist, wobei der weitere Stützkörper den Feder-/Dämpferkörper in dessen Dehnfähigkeit verstellbar abstützen kann und dazu aus mindestens zwei über eine Mantelfläche des Feder-/Dämpferkörpers verteilte, gegen eine Dehnungsrichtung des Feder-/Dämpferkörpers verstellbaren Stützkörperelementen besteht. Die Stützkörperelemente sind als Verstellbacken an ihrem einen Ende gegen die Mantelfläche des Feder-/ Dämpferkörpers klappbar, umlaufend um diesen, in einem den Feder-/Dämpferkörper mindestens teilweise umgebenden Gehäuse gelagert und an ihrem anderen Ende durch je einen Kugelkopf in radialer Richtung. Durch einen von einem Verstellrad um 20 bis 30 Winkelgrad vor und zurück drehbaren Verstellring, indem jeder Kugelkopf in einer zum Gehäuse sekantenartig verlaufenden Nut des Verstellrings geführt ist, verschiebbar.
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EP 1 707 723 B1 offenbart eine Dämpfvorrichtung für bewegbare Möbelteile mit einem Gehäuse und einem im Gehäuse angeordneten Zylinder, in dem ein Kolben mit einer Kolbenstange verschiebbar gelagert ist, wobei am Gehäuse mindestens ein Getriebe gelagert ist, über das der Zylinder und/oder ein Anschlag für die Kolbenstange relativ zum Gehäuse verstellbar ist, wobei ein Teil des Getriebes von einem verstellbaren Betätigungselement gebildet ist, wobei das Getriebe eine Drehbewegung des Betätigungselementes in eine Linearbewegung des Zylinders und/oder des Anschlages für die Kolbenstange umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement - bezogen auf die Längsachse des Zylinders - seitlich am Gehäuse drehbar gelagert ist, und das Getriebe wenigstens zwei bewegbar gelagerte Teile umfasst.
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JP 2001-108 004 A offenbart einen Rotationsdämpfer, der zur Dämpfung einer Drehbewegung verwendet wird, wenn ein Öffnungs- und Schließkörper, wie beispielsweise ein Deckel oder eine Tür, öffnet und schließt, und insbesondere einen Rotationsdämpfer, der drehbar an einem Rotationsdämpfer betrieben wird, zum Einstellen einer auf ein Objekt ausgeübten Bremskraft.
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DE 821 576 B offenbart ein Dämpfungselement in Form eines Federelements, das als Ganzes durch Druck entlang seiner Längsachse zusammengedrückt wird. Dabei sind ein Hohlzylinder
4, der einen Hohlraum begrenzt, und eine Decke
1 eines Motorradsattels gezeigt. Eine Bewegung der Decke gegen den Hohlzylinder ist mittels eines Dämpfungsfluids in Form von Luft dämpfbar. Der Hohlzylinder weist an seiner Seitenwand, die an den Hohlraum grenzt, rillenartige Vertiefungen zur Aufnahme von Spannringen auf.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine Möglichkeit zur präzisen Anpassung eines Fluiddämpfers insbesondere für den Fahrzeugbereich an Soll-Dämpfungswerte bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Ein erfindungsgemäßer Fluiddämpfer weist ein erstes Teil und ein zweites Teil, von denen zumindest das erste Teil einen abgedichteten bzw. im Wesentlichen dichten Hohlraum, der mit Dämpfungsfluid gefüllt ist, begrenzt, auf, wobei an mindestens einer Stirnwand des ersten Teils ein Radiallager für das zweite Teil vorhanden ist, eine Bewegung der beiden Teile gegeneinander mittels des Dämpfungsfluids dämpfbar ist, das erste Teil an mindestens einer Wand, die an den Hohlraum grenzt, mindestens einen Eindrückbereich mit verringerter Wandstärke aufweist und der Fluiddämpfer eine Einstellvorrichtung zum variablen Eindrücken des mindestens einen Eindrückbereichs in Richtung des Hohlraums aufweist.
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Dieser Fluiddämpfer ergibt den Vorteil, dass er eine Einstellung von Soll-Dämpfungswerten mit geringer Toleranz ermöglicht und folglich ein kleines Toleranzfeld aufweist. Dadurch ist eine genaue Justage der Bewegungsdämpfung des Fluiddämpfers zu Kundenvorgaben möglich. Zur Einstellung oder Justage ist kein oder zumindest kein hoher Abstimmbedarf nötig. Der Fluiddämpfer ist darüber hinaus konstruktiv einfach und robust mit günstigen Einsatzkosten bereitstellbar. Das Radiallager ermöglicht vorteilhafterweise eine Relativbewegung des ersten Teils und des zweiten Teils gegeneinander. Das Radiallager ist insbesondere gegen das Dämpfungsfluid dicht.
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Unter einem Fluiddämpfer wird insbesondere ein Dämpfungselement verstanden, das eine vorgegebene Dämpfung in Bezug auf eine Relativbewegung des ersten Teils und des zweiten Teils aufweist. Diese vorgegebene Dämpfung wird nicht durch eine direkte Reibung der beiden Teile („mechanische Reibung“) aneinander bewirkt, sondern durch eine Bewegung zumindest eines der beiden Teile in dem Hohlraum, wobei das Dämpfungsfluid der Bewegung einen Widerstand (Strömungswiderstand) entgegensetzt. Dies schließt nicht aus, dass das erste Teil und das zweite Teil eine geringe mechanische Reibung gegeneinander aufweisen, z.B. an einem Lager oder einer Führung. Jedoch ist diese mechanische Reibung vergleichsweise gering und insbesondere auch nicht gezielt einstellbar, so dass sie zur Bestimmung einer Bewegungsdämpfung nicht weiter betrachtet wird.
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Grundsätzlich sind das erste Teil und das zweite Teil in der Lage, eine Bewegung auszuführen, insbesondere eine Relativbewegung gegeneinander. Dabei ist es möglich, dass das erste Teil und/oder das zweite Teil durch eine entsprechende Kraftaufbringung bewegbar sind. Beispielsweise könnten das erste Teil und das zweite Teil gegenläufig beweglich sein und/oder mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in gleicher Richtung (z.B. Drehrichtung) beweglich sein. Auch kann eines der Teile ein stationäres Teil sein, während das andere Teil ein bewegbares Teil ist.
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Unter einem Dämpfungsfluid wird insbesondere ein Fluid - d.h. eine Flüssigkeit und/oder ein (ein- oder mehrkomponentiges) Gas - verstanden, das dazu geeignet ist, eine ausreichend starke Dämpfung zu bewirken. Das Gas kann auch Luft sein. Die Dämpfung wird durch eine Bewegung des Dämpfungsabschnitts des zweiten Teils in dem Dämpfungsfluid, insbesondere ohne Berührung des ersten Teils, bewirkt. Der Dämpfungsabschnitt kann dazu Strömungswiderstandsbereiche - wie Flügel, Rippen usw. - aufweisen, um die Dämpfungswirkung zu verstärken.
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Der Eindrückbereich lässt sich aufgrund seiner verringerten Wandstärke durch die Einstellvorrichtung gezielt in Richtung des Hohlraums eindrücken, und zwar so, dass verschiedene Eindrücktiefen einstellbar sind. Mit einer erhöhten Eindrücktiefe bzw. mit einer stärkeren Eindrückung wird ein Volumen des Hohlraums verringert, wodurch die Dichte und/oder die Viskosität (Zähigkeit) des Dämpfungsfluids ansteigen. Die erhöhte Dichte und/oder Viskosität führt zu einem höheren Strömungswiderstand und damit zu einer stärkeren Bewegungsdämpfung.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der Eindrückbereich - in seinem normalen, schadenfreien Eindrückzustand - elastisch biegbar ist. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Eindrücktiefe besonders präzise einstellbar ist und zudem mit einer Verringerung des Einstelldrucks eine präzise Aufweitung des Hohlraums und damit auch eine Dämpfungsverringerung genau einstellbar sind. Dies wiederum ermöglicht vorteilhafterweise eine Vermeidung von Ausschuss, der z.B. bei einem Testen und/oder bei einem Einbau des Fluiddämpfers vorkommen kann, wenn die Einstellvorrichtung zunächst zu stark eingestellt wurde. Jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, dass der Eindrückbereich dazu vorgesehen ist, sich unter üblicher Andrückkraft plastisch oder elastisch-plastisch zu verbiegen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die den Hohlraum begrenzende Wand oder Wandung des ersten Teils aus Metall besteht, z.B. aus Edelstahl. Sie kann alternativ aus Kunststoff bestehen.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Einstellvorrichtung ein Klemmteil mit einstellbarer Klemmkraft ist. Dies ermöglicht eine besonders robuste, kompakte und preisgünstige Anordnung.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das erste Teil eine hohlzylindrische Wand, die an den Hohlraum grenzt, aufweist, der Eindrückbereich ringförmig um eine Seitenwand der hohlzylindrischen Wand angeordnet ist und das Klemmteil ein außenseitig auf dem ringförmigen Eindrückbereich aufliegender Klemmring ist. So wird ein besonders stabiler, genau einstellbarer und preiswert herstellbarer Fluiddämpfer bereitgestellt. Der Klemmring kann auch als eine Schelle usw. bezeichnet werden. Der Klemmring kann ein Klemmring aus Metall oder aus Kunststoff sein.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass der Eindrückbereich als eine außenseitige Ringnut ausgebildet ist, in die der Klemmring eingelegt ist. Dies ermöglicht eine besonders genaue und nicht verrutschende Positionierung des Klemmrings.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der Klemmring ein lösbar verrastbarer Klemmring mit mehreren Rastpositionen ist. Dadurch kann der Klemmring wieder gelockert werden, um eine Dämpfungswirkung zu verringern. Die Möglichkeit der Einstellung der Eindrücktiefe und damit auch der Dämpfungswirkung mittels einer Wahl einer Rastposition ergibt den Vorteil, dass die Dämpfungswirkung bei einer Montage besonders einfach einstellbar ist, z.B. indem ein Montagemitarbeiter lediglich eine Zahl von Verrastungen zu erreichen braucht.
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Der Klemmring kann aber auch ein anderer variabel verstellbarer, insbesondere auch wieder lösbarer, Klemmring sein.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Radiallager gegen das Dämpfungsfluid dicht ist.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der Fluiddämpfer ein Rotationsdämpfer ist und das zweite Teil drehbar an dem Radiallager gelagert ist. Zur Verhinderung einer Linearverschiebung des zweiten Teils in dem Lager kann das Lager als ein Radiaxlager ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Fluiddämpfer ein Lineardämpfer sein, bei dem das zweite Teil in dem Lager linearverschieblich gelagert ist.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das Dämpfungsfluid ein flüssiges, gelartiges oder gasförmiges Medium ist. Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass das Dämpfungsfluid Silikonöl ist.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrzeug-Staufach mit mindestens einem verschwenkbaren Deckel (z.B. einem Schmetterlingsdeckel), wobei der verschwenkbare Deckel mit einem Fluiddämpfer wie oben beschrieben mechanisch gekoppelt ist. Der Einsatz eines wie oben beschrieben Fluiddämpfers ist deshalb besonders vorteilhaft, weil beim Öffnen von Staufachdeckeln bzw. Klappfachdeckeln o.ä. häufig Vorgaben zu einem Öffnungsverhalten mittels einer zeitlichen Vorgabe existieren. Bisher werden viele Arbeitsschritte und Komponentenvarianten für eine Abstimmung benötigt, da die herkömmlichen Dämpfungselemente sehr hohe Toleranzen aufweisen, z.B. von typischerweise +/- 20%. Diese Toleranzen können durch den oben beschriebenen Fluiddämpfer erheblich reduziert werden, so dass auch die Zahl der Arbeitsschritte und vorzuhaltenden Komponenten deutlich sinkt.
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Das Fahrzeug-Staufach kann analog zu dem Fluiddämpfer ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile. Jedoch können auch andere gegeneinander verdrehbare und/oder verschiebbare Fahrzeugkomponenten über einen solchen Fluiddämpfer miteinander verbunden sein. Die Fahrzeugkomponenten können insbesondere einem Fahrzeuginnenraum zugeordnete Komponenten oder Interieurkomponenten sein.
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Die Aufgabe wird allgemein gelöst durch ein Fahrzeug, das mindestens einen solchen Fluiddämpfer aufweist.
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Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Verfahren zum Einstellen eines Bewegungswiderstands eines Fluiddämpfers wie oben beschrieben, bei dem die Einstellvorrichtung betätigt wird, um den Eindrückbereich in Richtung des Hohlraums einzudrücken. Das Verfahren kann analog zu den Vorrichtungen ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Fluiddämpfer gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 zeigt in Draufsicht einen Klemmring des Fluiddämpfers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und
- 3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Fluiddämpfer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen Fluiddämpfer in Form eines Rotationsdämpfers 1 mit einem ersten Teil 2 und einem dagegen drehbaren zweiten Teil 3. Das erste Teil 2 weist eine hohlzylindrische Grundform auf, wobei an einer ersten Stirnwand 4 ein durchgehendes Radiaxlager 5 vorhanden ist, durch welches das zweite Teil 3 in einen Hohlraum 6 des ersten Teils 2 hindurchgeführt ist. Das zweite Teil 3 ist also drehbar in dem Radiaxlager 5 gelagert.
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Das zweite Teil 3 ragt genauer gesagt mit einem Dämpfungsabschnitt 7 in den Hohlraum 6. Der dichte Hohlraum 6 ist mit einem Dämpfungsfluid in Form von Silikonöl S gefüllt. Bei Drehung des zweiten Teils 3 gegen das erste Teil 2 dreht sich der Dämpfungsabschnitt 7 in dem Silikonöl S. Das Silikonöl S bewirkt eine Bewegungsdämpfung, insbesondere im Bereich von Flügeln 8 des Dämpfungsabschnitts 7.
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An einer Außenseite einer zweiten Stirnwand 9 weist das erste Teil 2 mehrere Befestigungsfüße 10 auf. Das erste Teil 2 kann über seine Befestigungsfüße 10 z.B. mit einem Rahmen eines Fahrzeugfachs (o. Abb.) befestigt sein, während das drehbewegliche zweite Teil 3 mit einem verschwenkbaren Deckel (o. Abb.) des Fachs verbunden ist, oder umgekehrt.
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An einer Außenseite seiner mantelförmigen Seitenwand 11 ist eine in Umfangsrichtung umlaufende Ringnut 12 eingebracht, so dass die Seitenwand 11 an der Ringnut 12 einen ringförmigen („Eindrück-“) Bereich 13 verringerter Wandstärke d aufweist. In die Ringnut 12 ist als eine Einstellvorrichtung in Form eines Klemmrings 14 eingesetzt, der also außenseitig auf dem Eindrückbereich 13 aufliegt. Eine durch den Klemmring 14 senkrecht auf den Eindrückbereich 13 ausgeübte Klemmkraft F (die also einer Eindrückkraft entspricht) ist durch eine Verstellung des Klemmrings 14 einstellbar. Aufgrund der Klemmkraft F wird das Material des Eindrückbereichs 13 in den Hohlraum 6 eingedrückt, wie hier übertrieben durch den gestrichelten Eindrückbereich 13 angedeutet. Je höher die Andrückkraft F ist, desto größer ist auch eine Eindrücktiefe und damit eine Dämpfungswirkung. Falls der Eindrückbereich 13 elastisch verformt wird, kann durch eine Lockerung des Klemmrings 14 die Dämpfungswirkung wieder verringert werden.
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2 zeigt den Klemmring 14. Dieser kann durch Anziehen einer Schraube S zusammengezogen werden, um die Klemmkraft F zu steigern. Durch Aufdrehen der Schraube S kann der Klemmring 14 gelockert werden, um die Klemmkraft F zu senken.
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Der Klemmring 14 kann in der gezeigten Ausführungsform oder in anderen Varianten mehrere Rastpositionen aufweisen (o. Abb.), um die Klemmkraft F besonders zuverlässig einstellen zu können. Dazu kann der Klemmring eine Zahnung mit mehreren Rastzähnen o.ä. (o. Abb.) aufweisen. Auch ein solcher Klemmring ist vorteilhafterweise lösbar, insbesondere Rastposition um Rastposition.
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3 zeigt einen weiteren Fluiddämpfer in Form eines Rotationsdämpfers 21 mit einem ersten Teil 22 und einem dagegen drehbaren beweglichen Teil 23. Das erste Teil 22 weist eine beidseitig offene hohlzylindrische Grundform auf. Das zweite Teil 23 weist eine durch das bewegliche Teil 23 längs durchlaufende Stange 27 auf, die zwei senkrecht dazu stehende kreisrunde Scheiben 28 trägt. Die Scheiben 28 bilden zusammen mit Enden des ersten Teils 22 ein jeweiliges ringförmiges Radiaxlager 5.
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Das erste Teil 22 und die Scheiben 28 des zweiten Teils 23 bilden oder begrenzen den mit Silikonöl S gefüllten Hohlraum 6, wobei das erste Teil dessen Seitenwand bildet und die Scheiben 28 die erste Stirnwand 24 bzw. die zweite Stirnwand 29 bilden. In der Seitenwand 11 ist weiterhin die Ringnut 12 eingebracht, in die z.B. der Klemmring 14 einsetzbar ist, usw.
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Die Stange 27 weist in den Hohlraum 6 ragende Flügel 8 auf, so dass die Flügel 8 bei einer relativen Drehung des ersten Teils 22 und des zweiten Teils 23 das Silikonöl S durchfahren. Das Silikonöl S bewirkt dabei eine Bewegungsdämpfung.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotationsdämpfer
- 2
- Erstes Teil
- 3
- Zweites Teil
- 4
- Erste Stirnwand
- 5
- Radiaxlager
- 6
- Hohlraum
- 7
- Dämpfungsabschnitt
- 8
- Flügel
- 9
- Zweite Stirnwand
- 10
- Befestigungsfüße
- 11
- Seitenwand
- 12
- Ringnut
- 13
- Eindrückbereich
- 14
- Klemmring
- 15
- Schraube
- 21
- Rotationsdämpfer
- 22
- Erstes Teil
- 23
- Zweites Teil
- 24
- Erste Stirnwand
- 25
- Radiaxlager
- 26
- Hohlraum
- 27
- Stange
- 28
- Scheibe
- 29
- Zweite Stirnwand
- d
- Wandstärke
- F
- Klemmkraft
- S
- Silikonöl
