DE102017213286A1

DE102017213286A1 - Rotations-Fluid-Dämpfer zum Erzeugen eines Dämpfungsmoments sowie Anordnung mit einem derartigen Rotations-Fluid-Dämpfer

Info

Publication number: DE102017213286A1
Application number: DE102017213286.8A
Authority: DE
Inventors: An Shuo; Ferdinand Wagner
Original assignee: Suspa GmbH
Current assignee: Suspa GmbH
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-01-10
Also published as: CN109209092A; CN109209092B

Abstract

Rotations-Fluid-Dämpfer zum Erzeugen eines Dämpfungsmoments umfassend ein Gehäuse (13), ein im Gehäuse (13) angeordnetes Dämpfungsteil (26), einen Läufer (19), der im Gehäuse (13) bezüglich des Dämpfungsteils (26) um eine Drehachse (16) drehbar angeordnet ist, einen zwischen dem Läufer (19) und dem Dämpfungsteil (26) gebildeten Dämpfungs-Strömungskanal (27) mit einem Dämpfungsfluid.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotations-Fluid-Dämpfer zum Erzeugen eines Dämpfungsmoments sowie eine Anordnung mit einem derartigen Rotations- Fluid-Dämpfer.
Bei einem Gegenstand mit einer schwenkbaren Schließklappe, beispielweise bei Möbeln, werden Dämpfer eingesetzt, um die Schließbewegung zu dämpfen. Als Dämpfer kann eine Gasfeder dienen, die hinsichtlich ihrer Anwendung beschränkt ist. Es können unerwünschte Arbeitsgeräusche auftreten. Aufgrund der Einbaulage der Gasfeder an dem Möbel kann ein unerwünschtes Zufallen der Schwenkklappe in einem letzten Abschnitt des Schließvorgangs auftreten. Dies kann zu Beschädigung der Schließklappe und/oder Verletzungen der Bedienperson führen.
Anstelle eines Axial-Dämpfers kann ein Rotations-Dämpfer eingesetzt werden. Der Rotations-Dämpfer ist hinsichtlich seiner Anwendung eingeschränkt. Der Rotations-Dämpfer erfordert eine exakte Einbauposition und muss auf die Einzelheiten des Möbelstücks oder der Schwenkklappe angepasst werden. Ein derartiger Rotations-Dämpfer kann nicht ohne weiteres für verschiedene Dämpfungs-Anwendungen eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Dämpfung einer Schwenkklappe an einem Gegenstand zu verbessern und insbesondere einen Dämpfer bereitzustellen, der flexibel einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird durch einen Rotations-Fluid-Dämpfer mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Anordnung mit den im Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass ein Rotations-Fluid-Dämpfer einen Dämpfungs-Strömungskanal mit einem Dämpfungsfluid aufweist, wobei der Dämpfungs-Strömungskanal zwischen einem Läufer und einem Dämpfungsteil in einem Gehäuse gebildet ist. Das Dämpfungsteil ist in dem Gehäuse fest angeordnet. Der Läufer ist in dem Gehäuse angeordnet und bezüglich des Dämpfungsteils um eine Drehachse drehbar angeordnet. Die Drehung des Rotations-Fluid-Dämpfers, also die Drehung des Läufers, bewirkt eine Strömung des Dämpfungsfluids und damit eine Scherung des Dämpfungsfluids. Die Scherung des Dämpfungsfluids ermöglicht die Dämpfungswirkung.
Ein Dämpfungsteil gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine vorteilhafte Ausgestaltung des Dämpfungs-Strömungskanals. Eine Strömungsnut ist insbesondere offen ausgeführt. Der Dämpfungs-Strömungskanal weist insbesondere mehrere Strömungsnuten auf. Die Strömungsnut weist insbesondere mehrere Strömungsnutkanäle auf. Die Strömungsnut ist insbesondere konzentrisch zur Drehachse angeordnet. Insbesondere sind die Strömungsnutkanäle konzentrisch zur Drehachse angeordnet. Der Dämpfungs-Strömungskanal weist eine große Kontaktoberfläche für das Dämpfungsfluid auf. Die Dämpfungswirkung infolge der Fluidscherung ist wegen der großen Kontaktoberfläche erhöht.
Eine Ausführung des Läufers mit mindestens einem Dämpfungssteg gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine zusätzlich kleinbauende Ausführung des Rotations-Fluid-Dämpfers. Der Dämpfungssteg ist insbesondere zumindest bereichsweise innerhalb der Strömungsnut angeordnet. Insbesondere ist der Dämpfungssteg korrespondierend zu der Strömungsnut ausgeführt. Der Dämpfungssteg ist insbesondere konzentrisch zur Drehachse angeordnet. Der Dämpfungssteg kämmt in der Strömungsnut.
Eine Ausführung des Dämpfungs-Strömungskanals gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine flexible Gestaltung desselben und eine flexible Anpassung der Dämpfungswirkung. Durch Veränderung der Strömungsnut und/oder des Dämpfungsstegs ist eine Anpassung des Dämpfungs-Strömungskanals, insbesondere der Strömungsquerschnittsfläche desselben möglich.
Eine Ausführung des Rotations-Fluid-Dämpfers gemäß Anspruch 5 ermöglicht einen flexiblen Einsatz. Der Rotations-Fluid-Dämpfer kann für verschiedene Einsatzzwecke angepasst werden. Insbesondere ermöglicht die veränderliche Einstellbarkeit der Strömungsquerschnittsfläche eine Feinjustierung der Dämpfungswirkung, insbesondere wenn der Rotations-Fluid-Dämpfer bereits eingebaut ist und die Dämpfungswirkung noch anzupassen ist.
Eine Ausführung des Rotations-Fluid-Dämpfers gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine direkte Feinjustage, insbesondere mittels einer Stellschraube, um den Dämpfungssteg axial bezüglich der Drehachse relativ zu der Strömungsnut zu verlagern. Der zwischen dem Dämpfungssteg und der Strömungsnut resultierende Zwischenraum, der die Strömungsquerschnittsfläche bildet, ist unmittelbar einstellbar.
Ein Verbindungshebelarm gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine unmittelbare Drehmomentübertragung einer Schwenkbewegung auf den Rotations-Fluid-Dämpfer.
Eine Befestigungsplatte gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine vorteilhafte Anbringung des Rotations-Fluid-Dämpfers an einem Gegenstand, insbesondere in einem Möbelkorpus.
Ein Rotations-Fluid-Dämpfer ermöglicht eine vorteilhafte Anwendung. Entlang einer Öffnungs-Drehbewegung soll ein Dämpfungsmoment unterbunden und insbesondere verhindert werden, damit die Öffnungsbewegung nicht zusätzlich erschwert ist. Entlang einer Schließ-Drehrichtung, die der Öffnungs-Drehrichtung entgegengesetzt orientiert ist, soll die Schließbewegung der Schwenkklappe gedämpft werden, um ein unerwünschtes Anschlagen der Schwenkklappe an dem Gegenstand infolge des Eigengewichts zu vermeiden.
Ein Sperrlager gemäß Anspruch 10 vereinfacht die Realisierung der Richtungsabhängigkeit des Rotations-Fluid-Dämpfers.
Ein Dämpfungsöl als Dämpfungsfluid gemäß Anspruch 11 gewährleistet den Einsatz des Rotations-Fluid-Dämpfers für besonders große und insbesondere besonders schwere Schwenkklappen. Durch die Auswahl des Dämpfungsfluids wird die Dämpfungswirkung grob voreingestellt. Insbesondere dient Silikonöl als Dämpfungsfluid.
Eine Anordnung gemäß Anspruch 12 ist insbesondere ein mit einer Schwenkklappe verschließbares Möbel, insbesondere Tatamimöbel. Alternative Anwendungen können Tribünensitze, Elektrogeräte oder Maschinen mit Abdeckungen sein.
Eine Anordnung gemäß Anspruch 13 gewährleistet eine unmittelbare Dämpfungswirkung des Rotations-Fluid-Dämpfers.
Ein Zwei-Hebel-Schwenkschanier gemäß Anspruch 14 gewährleistet eine vorteilhafte Einleitung eines Schwenk-Drehmoments auf den Rotations-Fluid-Dämpfer.
Dadurch, dass der erste Scharnierhebel als Verbindungshebelarm gemäß Anspruch 15 dient, ist eine unmittelbare Dämpfungswirkung möglich.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel es erfindungsgemäßen Rotations-Fluid-Dämpfers angegebenen Merkmale sind jeweils für sich allein oder in Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegentand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung eines Gegenstands mit einer daran angelenkten Schwenkklappe und einem erfindungsgemäßen Rotations-Fluid-Dämpfer,
2 eine vergrößerte Detailansicht des Details II in 1,
3 eine vergrößerte Seitenansicht des Rotations-Fluid-Dämpfers in 2,
4 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie IV-IV in 3,
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Rotations-Fluid-Dämpfers gemäß 3,
6 eine Draufsicht auf ein Dämpfungsteil des Rotations-Fluid-Dämpfers gemäß 3,
7 ein Läufer des Rotations-Fluid-Dämpfers gemäß 3,
8 eine Montage-Darstellung des Rotations-Fluid-Dämpfers zum Befestigen an einem Gegenstand,
9 eine vergrößerte Detaildarstellung des Details IX in 4,
10 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Sperrlagers.

1 und 2 zeigen eine Anordnung eines Gegenstands 1 mit einer daran um eine Schwenkachse 2 angelenkten Schwenkklappe 3. Der Gegenstand 1 ist insbesondere ein Tatamimöbel oder ein Möbelkorpus, beispielsweise ein Oberschrank, insbesondere ein Küchenoberschrank. Der Gegenstand 1 ist kistenartig ausgeführt und weist eine offene Kubusform auf. Der Gegenstand 1 kann auch einen anderen Anwendungszweck haben und/oder eine andere Geometrie aufweisen.
An einer Seitenwand 4 des Gegenstands 1 ist ein Rotations-Fluid-Dämpfer 5 befestigt, der mittels eines Zwei-Hebel-Schwenkscharniers 6 schwenkbar mit der Schwenkklappe 3 verbunden ist. Der Rotations-Fluid-Dämpfer 5 dient zum Dämpfen einer Schwenkbewegung der Schwenkklappe 3 um die Schwenkachse 2 gegenüber dem Gegenstand 1, insbesondere zum Dämpfen einer Schließbewegung, also einer Verlagerung der Schwenkklappe 3 entlang einer Schließ-Drehrichtung 43. Es ist denkbar, an der der Seitenwand 4 gegenüberliegenden Seitenwand einen weiteren Rotations-Fluid-Dämpfer 5 vorzusehen, um die Dämpfungswirkung zu erhöhen. Der Rotations-Fluid-Dämpfer 5 ist an der Seitenwand 4 benachbart zu der Schwenkachse 2 angeordnet.
Das Zwei-Hebel-Schwenkscharnier 6 umfasst einen ersten Scharnier-Hebel 7, der unmittelbar mit dem Rotations-Fluid-Dämpfer 5 verbunden ist. Der erste Scharnierhebel 7 ist ein Verbindungshebelarm, der insbesondere unmittelbar an dem Rotations-Fluid-Dämpfer 5 angelenkt ist. Der erste Scharnierhebel 7 ist um eine Scharnierachse 8 schwenkbar mit einem zweiten Scharnierhebel 9 verbunden. Die Scharnierachse 8 ist parallel zur Schwenkachse 2 orientiert. Die Scharnierachse 8 ist an einem ersten Ende des Scharnierhebels 9 angeordnet. An einem zweiten Ende des zweiten Scharnierhebels 9, das dem ersten Ende gegenüberliegend angeordnet ist, ist der zweite Scharnierhebel 9 schwenkbar an einem Befestigungselement 10 angelenkt. Das Befestigungselement 10 ist an einer dem Gegenstand 1 zugewandten Innenseite der Schwenkklappe 3 befestigt, insbesondere angeschraubt.
Nachfolgend wird anhand der 3 bis 10 der Aufbau und die Funktion des Rotations-Fluid-Dämpfers 5 näher erläutert.
Das Zwei-Hebel-Schwenkscharnier 6 weist eine Sicherheitsfunktion auf, um ein Überknicken des Zwei-Hebel-Scharniers 6 zu vermeiden. Ein Überknicken ist dann gegeben, wenn ein Öffnungswinkel a zwischen dem ersten Scharnierhebel 7 und dem zweiten Scharnierhebel 9 größer ist als 180°. Der Öffnungswinkel a ist in 3 dargestellt und beträgt in der in 3 gezeigten Ausgangsposition des Zwei-Hebel-Schwenkscharniers etwa 30°. Die Sicherheitsfunktion des Zwei-Hebel-Schwenkscharniers ist durch ein mechanisches Anschlagelement 11 gewährleistet. Das mechanische Anschlagelement 11 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel einteilig an dem ersten Scharnierhebel 7 im Bereich der Scharnierachse 8 angeformt. Der erste Scharnierhebel 7 ist entlang der Scharnierachse 8 zwischen zwei außenliegenden Laschen des zweiten Scharnierhebels 9 angeordnet. Entlang der Scharnierachse 8 ist zwischen den Laschen des zweiten Scharnierhebels 9 eine Anschlagleiste 12 vorgesehen, die in 3 angedeutet ist. Beim Schwenken des Zwei-Hebel-Schwenkscharniers 6 werden die Scharnierhebel 7, 9 um die Scharnierachse 8 zueinander gedreht. Diese Drehbewegung ist möglich, solange das mechanische Anschlagelement 11 des ersten Scharnierhebels 7 beabstandet von der Anschlagleiste 12 des zweiten Scharnierhebels 9 angeordnet ist. Durch Anliegen des Anschlagelements 11 an der Anschlagleiste 12 ist eine weitere Schwenkbewegung des Zwei-Hebel-Scharniers mechanisch gesperrt, also verhindert. Eine kinematisch instabile Überknickung des Zwei-Hebel-Schwenkscharniers 6 ist ausgeschlossen.
Der Rotations-Fluid-Dämpfer 5 weist ein im Wesentlichen scheibenförmiges Gehäuse 13 auf, das zwei im Wesentlichen identische Gehäusehalbschalen 14 aufweist. Das Gehäuse 13 weist an einer äußeren Mantelfläche einen Durchführschlitz 15 auf, durch den der erste Scharnierhebel 7 in das Innere des Gehäuses 13 geführt ist. Das Gehäuse 13 ist Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich einer Drehachse 16 ausgeführt. Bezüglich der Drehachse 16 weist der Durchführschlitz einen Öffnungswinkel von etwa 90° auf.
Die Drehachse 16 ist parallel zur Scharnierachse 8 orientiert.
Der erste Scharnierhebel 7 weist an einem innerhalb des Gehäuses 13 liegenden Ende, das der Scharnierachse 8 abgewandt ist, einen kreissegmentartigen Befestigungsabschnitt 17 auf. Mit dem Befestigungsabschnitt 17 ist der erste Scharnierhebel 7 in einer korrespondierenden Befestigungsaufnahme 18 an einem Läufer 19 angeordnet. Der erste Scharnierhebel 7 ist bezüglich einer Drehung des Läufers 19 um die Drehachse 16 drehfest verbunden. An einer der Außenseite des Gehäuses 13 zugewandten Rückseite ist der Läufer 19 mittels einer Befestigungsplatte 20 und einem offenen Abdeckring 21 am Gehäuse 13 abgedeckt. Die Befestigungsplatte 20 ist insbesondere in eine kreisförmige Öffnung der Gehäusehalbschale 14 eingelegt.
Der Läufer 19 ist einteilig, insbesondere aus Kunststoff, insbesondere aus Polyoxymethylen (POM) hergestellt. Der Läufer 19 ist im Wesentlichen scheibenartig ausgeführt. Der Läufer 19 weist eine zentrische Kreisbohrung 22 auf. Die Kreisbohrung 22 ist von einer Ringscheibe 23 umgeben. An der Ringscheibe 23 sind mehrere Dämpfungsstege 24 angeordnet, die sich von einer Oberfläche der Ringscheibe 23 entlang der Drehachse 16 erstrecken.
Die Dämpfungsstege 24 weisen eine Stegbreite bs und eine Steghöhe hs auf. Die Dämpfungsstege 24 sind bezüglich der Drehachse 16 kreislinienförmig ausgeführt und konzentrisch zu der Drehachse 16 angeordnet. Die Dämpfungsstege 24 erstrecken sich jeweils entlang eines Öffnungswinkels von weniger als 90°. Entlang einer Kreislinie sind vier Dämpfungsstege 24 angeordnet, wobei jeweils zwei in Umfangsrichtung um die Drehachse 16 benachbarte Dämpfungsstege 24 durch eine Unterbrechung 25 beabstandet sind. Die Dämpfungsstege 24 sind bezüglich der Drehachse 16 dreireihig angeordnet, also in Form von drei bezüglich der Drehachse 16 konzentrischen Kreisen unterschiedlichen Durchmessers. Die Dämpfungsstege 24 benachbarter Kreislinien sind in radialer Richtung bezogen auf die Drehachse 16 derart überlappend angeordnet, dass eine Unterbrechung 25 einer Kreislinie durch einen Dämpfungssteg einer benachbarten Kreislinie abgedeckt ist. Es ist auch denkbar, die Unterbrechungen benachbarter Kreislinien in radialer Richtung bezogen auf die Drehachse 16 fluchtend anzuordnen.
Die Dämpfungsstege 24 sind labyrinthartig angeordnet.
Die Befestigungsaufnahme 18 ist an einer äußeren Mantelfläche des Läufers 19 einstückig angeformt. In diesem Bereich ist der Läufer 19 nicht rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse 16 ausgeführt.
Der Läufer 19 wirkt mit einem Dämpfungsteil 26 zusammen. Das Dämpfungsteil 26 ist in dem Gehäuse 13 statisch, also gehäusefest, angeordnet. Das Dämpfungsteil 26 ist einteilig, insbesondere aus Kunststoff, insbesondere aus Polyoxymethylen (POM) hergestellt.
Der Läufer 19 ist bezüglich der Drehachse 16 drehbar im Gehäuse angeordnet. Zwischen dem Läufer 19 und dem Dämpfungsteil 26 ist ein Dämpfungs-Strömungskanal 27 angeordnet. In dem Dämpfungs-Strömungskanal 27 ist Silikonöl als Dämpfungsfluid 28 vorgesehen.
Der Dämpfungs-Strömungskanal 27 ist insbesondere durch das Dämpfungsteil 26 und den Läufer 19 begrenzt. In dem Gehäuse 13 sind Dichtungsringe 29 und eine Dichtungsabdeckung 30 vorgesehen, um den Dämpfungs-Strömungskanal 27, insbesondere den Läufer 19 und das Dämpfungsteil 26, gegenüber dem Gehäuse 13 fluiddicht abzudichten.
Das Dämpfungsteil 26 weist eine zentrische Drehmoment-Übertragungs-Öffnung 31 auf Die Drehmoment-Übertragungs-Öffnung 31 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Innen-Sechskant-Öffnung ausgeführt. Die Drehmoment-Übertragungs-Öffnung 31 ist als Durchgangsöffnung ausgeführt. An der Drehmoment-Übertragungs-Öffnung 31 weist das Dämpfungsteil 26 einen Hülsenabschnitt 32 auf, der über einen Verbindungsring 33 mit einer äußeren Profilscheibe 34 verbunden ist. Die Drehmoment-Übertragungs-Öffnung 31 ist innerhalb des Hülsenabschnitts 32 angeordnet.
Die Profilscheibe 34 weist vier konzentrisch zur Drehachse 16 angeordnete Kreisstege 35 auf. In radialer Richtung bezogen auf die Drehachse 16 ist jeweils zwischen zwei benachbarten Kreisstegen 35 eine Strömungsnut 36 angeordnet. Die Strömungsnut 36 ist offen ausgeführt. Die Strömungsnut 36 weist ein U-, insbesondere ein rechteckförmiges, Nutprofil auf. Die drei Strömungsnuten 36 sind bezüglich der Drehachse 16 konzentrisch zueinander angeordnet. Die Strömungsnuten 36 sind als umlaufende Kreisringnuten ausgeführt. Jede Strömungsnut 36 weist mehrere, insbesondere acht, Durchgangsöffnungen 37 auf, die in der Profilscheibe 34 angeordnet sind.
Der Durchmesser der jeweiligen Durchgangsöffnungen 37 entspricht im Wesentlichen der Breite der Strömungsnut 36 im Nutgrund. Anzahl und Größe der Durchgangsöffnungen 37 kann an die gewünschte Dämpfungswirkung angepasst werden.
Die Strömungsnuten 36 weisen jeweils eine Nutbreite b_N auf, wobei die Nutbreite b_N für alle Strömungsnuten 36 gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel identisch ist. Es ist auch denkbar, die Strömungsnuten 36 mit unterschiedlichen Nutbreiten b_N auszuführen.
Die Nuten weisen eine Nuttiefe t_N auf. Die Nuttiefe t_N entspricht im Wesentlichen der Höhe der Kreisstege 35 an der Profilscheibe 34.
Die Stegbreite bs der Dämpfungsstege 24 entspricht im Wesentlichen der Nutbreite b_N der Strömungsnuten 36. Insbesondere ist der radiale Abstand der Dämpfungsstege 24 entsprechend dem Abstand der Strömungsnuten 36 angepasst. Wie insbesondere in 4 und 9 gezeigt, ist der Läufer 19 mit den Dämpfungsstegen 24 den Strömungsnuten 36 zugewandt an dem Dämpfungsteil 26 angeordnet. Insbesondere ragen die Dämpfungsstege 24 zumindest bereichsweise in die Strömungsnuten 36 hinein. Der verbleibende Zwischenraum, insbesondere zwischen den Dämpfungsstegen 24 und den Strömungsnuten 36, ist mit dem Dämpfungsfluid 28 gefüllt.
Insbesondere gilt: bs ≥ 0,9*b_N, insbesondere bs ≥ 0,95*b_N, insbesondere b_S ≥ 0,97*b_N, insbesondere b_S ≥ 0,98* b_N, insbesondere b_S ≥ 0,99* b_N und insbesondere b_S ≥ 0,995* b_N.
Der Dämpfungs-Strömungskanal 27 setzt sich insbesondere aus den Strömungsnuten 36 zusammen, wobei die Tiefe des Dämpfungs-Strömungskanals 27 maximal die Nuttiefe t_N der Strömungsnuten 36 entspricht.
In die Drehmoment-Übertragungsöffnung 31 ist ein hülsenförmiges Sperrlager 38 eingesetzt. Das Sperrlager 38 weist eine Außen-Sechskant-Kontur auf und ist drehfest bezüglich der Drehachse 16 in der Drehmoment-Übertragungs-Öffnung 31 des Dämpfungsteils 26 angeordnet. Insbesondere ist das Sperrlager 38 in das Dämpfungsteil 26 eingepresst.
Das Sperrlager 38 ist ein an sich bekanntes Freilaufelement, das bei einer Drehung entlang einer ersten Drehrichtung eine Drehmomentübertragung zwischen zwei gekoppelten Teilen ermöglicht und bei einer Drehung in einer entgegengesetzten Drehrichtung eine Freilauffunktion aufweist, also keine Drehmomentübertragung zwischen den verbundenen Komponenten ermöglicht. Das Sperrlager weist eine Innen-Zylinder-Kontur auf, die nicht dargestellte Sperrelemente aufweist, um die drehrichtungsabhängige Drehmomentenübertragungsfunktion zu gewährleisten. In der Zylinderbohrung des Sperrlagers 38 ist eine hülsenförmige Aufnahme 39 angeordnet, die stirnseitig mit der Befestigungsplatte 20 verbunden ist. Insbesondere ist die hülsenförmige Aufnahme 39 stirnseitig an der Befestigungsplatte 20 angeschweißt.
Die Aufnahme 39 weist an dem der Befestigungsplatte 20 gegenüberliegenden stirnseitigen Ende eine Gewinde-Innenbohrung auf. In die Gewinde-Innenbohrung ist eine Einstellschraube 40 eingeschraubt, mit der insbesondere eine vordere Verschlussplatte 41 gehalten ist.
An der der Einstellschraube 40 gegenüberliegenden Stirnseite, also an der Stirnseite des Gehäuses 13, an der die Befestigungsplatte 20 angeordnet ist, kann eine zusätzliche Verschlussplatte 41 vorgesehen sein, die insbesondere flächig auf die Befestigungsplatte 20 aufgelegt ist. Die Verschlussplatten 41 sind insbesondere identisch ausgeführt.
Die relative, axiale Positionierung des Läufers 19 und des Dämpfungsteils 26 legt die Eindringtiefe der Dämpfungsstege 24 in den Strömungsnuten 36 fest. Je größer die Eindringtiefe ist, desto kleiner ist der verbleibende Zwischenraum zwischen dem Läufer 19 und dem Dämpfungsteil 26. Der verbleibende Zwischenraum entspricht einer Strömungsquerschnittsfläche des Dämpfungs-Strömungskanals 27. Die Strömungsquerschnittsfläche des Dämpfungs-Strömungskanals 27 ist veränderliche einstellbar, insbesondere indem mittels der Einstellschraube 40 die axiale Positionierung des Läufers 19 gegenüber dem Dämpfungsteil 26 entlang der Drehachse 16 veränderlich festlegbar ist.
Nachfolgend wird anhand der 8 der Einbau des Rotations-Fluid-Dämpfers 5 näher erläutert. Zunächst wird die Befestigungsplatte 20 mit mehreren, insbesondere vier, Befestigungsschrauben 42, insbesondere Holzschrauben, an der Seitenwand 4 des Gegenstands 1 befestigt, insbesondere angeschraubt. Anschließend wird der Rotations-Fluid-Dämpfer 5 mit der inneren Zylinderbohrung des Sperrlagers 38 auf die hülsenförmige Aufnahme 39 aufgesetzt. Abschließend wird der Rotations-Fluid-Dämpfer 5 mittels der Einstellschraube 40 befestigt und gegebenenfalls feinjustiert.
Nachfolgend wird die Funktion des Rotations-Fluid-Dämpfers 5 näher erläutert. Ausgehend von der geöffneten Anordnung der Schwenkklappe 3 an dem Gegenstand 1 bewirkt ein Schließen der Schwenkklappe, ein Zuklappen des Zwei-Hebel-Scharniers 6 und damit ein Drehen des ersten Scharnierhebels 7 um die Drehachse 16 des Rotations-Fluid-Dämpfers 5 entlang einer Schließ-Drehrichtung. Gemäß der Darstellung in 2 ist die Schließ-Drehrichtung im Gegenuhrzeigersinn orientiert und durch den Pfeil 43 in 2 symbolisiert.
Gemeinsam mit dem ersten Scharnierhebel 7 wird der drehfest verbundene Läufer 19 gedreht. Der Läufer 19 und das Dämpfungsteil 26 sind über das Dämpfungsfluid 28 zumindest größtenteils, bevorzugt vollständig, voneinander getrennt.
Bei der Betätigung des ersten Scharnierhebels 7 entlang der Schließ-Drehrichtung 43 wird das Drehmoment von dem Scharnierhebel 7 auf den Läufer 19 übertragen. Das Drehmoment wird von dem Läufer 19 auf das Dämpfungsteil 26 übertragen. Eine Drehbewegung des Dämpfungsteils 26 bezüglich der Drehachse 16 entlang der Schließ-Drehrichtung 43 ist durch das Sperrlager 38 gesperrt. Die Drehung des Dämpfungsteils 26 ist in Schließ-Drehrichtung 43 blockiert. Dadurch findet eine Relativdrehung zwischen dem Läufer 19 und dem Dämpfungsteil 26 um die Drehachse 16 statt.
Durch die Drehung des Läufers 19 relativ zu dem Dämpfungsteil 26 werden die Dämpfungsstege 24 in den Strömungsnuten 36 bewegt. Das in dem Dämpfungs-Strömungskanal 27 befindliche Dämpfungsfluid 28 wird dadurch geschert. Die Fluidscherung führt zu der Dämpfungswirkung. Die Dämpfungswirkung ist maßgeblich von den physikalischen Eigenschaften des Dämpfungsfluids abhängig. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird als Dämpfungsfluid 28 Silikonöl verwendet, das eine kinematische Viskosität zwischen 1000000 mm2/s und 5000000 mm²/s aufweist. Dadurch ist es beispielsweise möglich, Schwenkklappen mit einer Masse zwischen 1 kg und 10 kg in einem Zeitintervall zwischen 7 s und 20 s vollständig zuzuziehen. Die dabei gedämpften Drehmomente können bis zu 15 Nm oder mehr betragen.
Zum Öffnen der Schwenkklappe 3 am Gegenstand 1 wird diese um die Schwenkachse 2 aufgeschwenkt, sodass das Zwei-Hebel-Schwenkscharnier 6 derart geschwenkt wird, dass sich der Öffnungswinkel a vergrößert. Ein instabiles Überknicken eines maximalen Öffnungswinkels a von > 180° ist durch die Sicherheitsfunktion des Zwei-Hebel-Schwenkscharniers 6 unterbunden.
Durch das Schwenken des Zwei-Hebel-Schwenkscharniers 6 wird der erste Scharnierhebel 7 entlang einer Öffhungs-Drehrichtung 44 um die Drehachse 16 des Rotations-Fluid-Dämpfers 5 gedreht. Die Öffhungs-Drehrichtung 44 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel in 2 im Uhrzeigersinn orientiert und insbesondere der Schließ-Drehrichtung 43 entgegengerichtet orientiert.
Das Sperrlager 38 ist bei einer Betätigung entlang der Öffhungs-Drehrichtung 44 ohne Sperrfunktion ausgeführt. Bei einer Betätigung in der Öffhungs-Drehrichtung 44 besteht die kraftschlüssige, drehfeste Verbindung zwischen dem Läufer 19 und dem Dämpfungsteil 26. Durch die Drehung des Läufers 19 in der Öffnungs-Drehrichtung 44 wird das Dämpfungsteil 26 automatisch mitgedreht. Eine Relativdrehung zwischen dem Läufer und dem Dämpfungsteil 26 findet bei einer Betätigung entlang der Öffnungs-Drehrichtung 44 nicht statt. Dadurch findet keine Fluidscherung und somit auch keine Dämpfungswirkung statt. Dadurch ist es möglich, die Schwenkklappe 3 ohne Gegenkraft von dem Gegenstand 1 wegzuschwenken. Die Dämpfungswirkung ist ausschließlich bei einem Zuklappen der Schwenkklappe 3 in der Schließ-Drehrichtung 43 gegeben.
Anhand der 10 wird die Funktion des Sperrlagers 38 erläutert. Das Sperrlager 38 weist eine Außen-Sechskantkontur auf. Das Sperrlager 38 ist in die Drehmoment-Übertragungs-Öffnung 31 des Dämpfungsteils 26 eingepresst. Das Sperrlager 38 ist mit dem Dämpfungsteil 26 in drehmomentübertragender Weise bezüglich der Drehachse 16 verbunden.
An der Innenseite ist die Hülse des Sperrlagers 38 im Wesentlichen mit einer Zylindermantelfläche 45 ausgeführt, die in Umfangsrichtung um die Drehachse 16 durch Axialnuten 46, die sich in einer Richtung parallel zur Drehachse 16 erstrecken, unterbrochen sind. Die Axialnuten 46 weisen in der Schnittebene gemäß 10 einen im Wesentlichen kreissegmentartigen Nutgrund auf, wobei das Kreissegment nicht konzentrisch zur Drehachse 16 angeordnet ist. Die Nuttiefe, also der radiale Abstand des Nutgrunds von der Drehachse 16, ist entlang einer Drehrichtung um die Drehachse 16 veränderlich, insbesondere kontinuierlich zunehmend bezüglich einer Drehung entgegen der Öffhungs-Drehrichtung 44, die gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Uhrzeigersinn orientiert ist.
In Öffhungs-Drehrichtung 44 weist jede Axialnut 46 an dem jeweils hinteren Ende 47 eine minimale Nuttiefe auf und an einem jeweils vorderen Ende 48 eine jeweils maximale Nuttiefe.
In den Axialnuten 46 ist jeweils ein Sperrkörper 49 angeordnet. Der Sperrkörper 49 ist gemäß 10 als Zylinderstift ausgeführt. Der Zylinderstift kann auch als Kugelrolle ausgeführt sein. Der Sperrkörper 49 kann zwischen einer Außenseite der Aufnahme 39 und der Axialnut 46 des Sperrlagers 38 in Umfangsrichtung um die Drehachse 16 verlagert werden.
Jeweils im Bereich der Zylindermantelfläche 45 ist ein Zwischenstück 50 statisch angeordnet. Die Sperrkörper 49 sind jeweils mittels eines mechanischen Federelements 51 an dem in Öffnungs-Drehrichtung 44 vorangehenden Zwischenstück 50 elastisch abgestützt.
Bei einer Drehung des Sperrlagers 38 entlang der Öffnungs-Drehrichtung 44 werden die Sperrkörper 49 in Richtung des jeweils vorderen Endes 48 mit der maximalen Nuttiefe verlagert. Der Durchmesser des Sperrkörpers 49 ist kleiner als der radiale Abstand der Aufnahme 39 und der maximalen Nuttiefe. Bei der Betätigung entlang der Öffnungs-Drehrichtung 44 ist eine Drehung des Sperrlagers 38 gegenüber der Aufnahme 39 möglich.
Bei einer Drehung des Sperrlagers 38 in Schließ-Drehrichtung 43, also im Gegenuhrzeigersinn, werden die Sperrkörper 49 jeweils zu dem hinteren Ende 47 der Axialnut 46 hingedrückt. Der Durchmesser der Sperrlager 49 ist jeweils mindestens so groß wie die Differenz der minimalen Nuttiefe und dem Außendurchmesser der Aufnahme 39. Eine Drehbewegung entlang der Öffnungs-Drehrichtung 43 ist durch die Sperrlager 49 blockiert. Durch die Federelemente 51 werden die Sperrlager 49 jeweils in eine sperrende Ausgangsposition gedrückt, so dass eine Öffnung des Sperrlagers ausschließlich bei einer Betätigung entlang der Öffnungs-Drehrichtung 44 gewährleistet ist.
Der Rotations-Fluid-Dämpfer 5 mit dem darin befindlichen Dämpfungsfluid 28 ist insbesondere derart voreingestellt, dass eine minimale Schließzeit mindestens 7 s beträgt. Damit ist gewährleistet, dass ein Bediener ausreichend Reaktionszeit hat, um Gliedmaßen aus dem Schließspalt zwischen der Schwenkklappe 3 und dem Gegenstand 1 zu nehmen. Der Rotations-Fluid-Dämpfer 5 weist eine ausreichende Verzögerung auf. Das Risiko von Verletzungen ist reduziert und insbesondere ausgeschlossen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Großteil der Masse der Schwenkklappe 3, insbesondere des davon verursachten Drehmoments von dem Rotations-Fluid-Dämpfer 5 aufgenommen und über die statische Befestigungsplatte 20 zuverlässig an den Gegenstand 1 abgeleitet werden kann. Dadurch ist vermieden, dass hohe Belastungen auf Befestigungsschrauben an dem Befestigungselement 10 an der Schwenkklappe 3 wirken. Ein unbeabsichtigtes Beschädigen und Herausreißen des Befestigungselements 10 von der Schwenkklappe 3 ist vermieden.

Claims

Rotations-Fluid-Dämpfer zum Erzeugen eines Dämpfungsmoments umfassend a. ein Gehäuse (13), b. ein im Gehäuse (13) angeordnetes Dämpfungsteil (26), c. einen Läufer (19), der im Gehäuse (13) bezüglich des Dämpfungsteils (26) um eine Drehachse (16) drehbar angeordnet ist, d. einen zwischen dem Läufer (19) und dem Dämpfungsteil (26) gebildeten Dämpfungs-Strömungskanal (27) mit einem Dämpfungsfluid.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsteil (26) eine Strömungsnut (36) aufweist.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19) mindestens einen Dämpfungssteg (24) aufweist, der insbesondere, zunächst bereichsweise in der Strömungsnut (36) angeordnet ist.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungs-Strömungskanal (27) durch die Strömungsnut (36) und durch den Dämpfungssteg (24) begrenzt ist.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungsquerschnittsfläche des Dämpfungs-Strömungskanals (27) veränderlich einstellbar ist.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungssteg (24) in axialer Richtung der Drehachse bezüglich der Strömungsnut (36) veränderlich anordenbar ist.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Läufer (19) ein Verbindungshebelarm (7) befestigt ist, wobei der Verbindungshebelarm (7) zumindest bereichsweise außerhalb des Gehäuses (13) angeordnet ist.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (13) mittels einer Befestigungsplatte (20) an einem Gegenstand (1) befestigbar ist.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der drehrichtungsabhängig wirkt, wobei insbesondere bei einer Betätigung des Rotations-Fluid-Dämpfers (5) entlang einer Öffnungs-Drehrichtung (44) ein reduziertes oder kein Dämpfungsmoment wirkt.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Sperrlager (38) zum Sperren der Drehbarkeit des Läufers (19) gegenüber dem Dämpfungsteil (26) in der Öffhungs-Drehrichtung, wobei das Sperrlager (38) insbesondere fest mit dem Dämpfungsteil (26) verbunden ist.
Rotations-Fluid-Dämpfer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Dämpfungsfluid ein Dämpfungsöl dient, das insbesondere eine kinematische Viskosität zwischen 1000000 und 5000000 mm/s aufweist.
Anordnung mit einem Gegenstand (1), einer an dem Gegenstand (1) schwenkbar angelenkten Schwenkklappe (3) und mit einem Rotations-Fluid-Dämpfer (5) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zum Dämpfen der Schwenkbewegung der Schwenkklappe (3).
Anordnung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotations-Fluid-Dämpfer (5) mit dem Gehäuse (13) an dem Gegenstand (1) befestigt ist.
Anordnung gemäß Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch ein Zwei-Hebel-Schwenkscharnier (6), mit einem ersten Scharnierhebel (7) und einen um eine Scharnierachse (8) schwenkbar mit dem ersten Scharnierhebel (7) verbundenen zweiten Scharnierhebel (9).
Anordnung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Scharnierhebel (7) als Verbindungshebelarm mit dem Läufer (19) verbunden ist und/oder dass der zweite Scharnierhebel (9) schwenkbar an der Schwenkklappe (3) angelenkt ist.