DE10210917C1 - Bremsvorrichtung mit Freilauf - Google Patents

Abstract

Bremsvorrichtung mit Freilauf, mit einem ersten Gehäuse, in dem eine mit viskosem Fluid abgedichtete erste Kammer angeordnet ist, in der ein Bremsrotor drehbar gelagert ist, wobei das Gehäuse oder der Bremsrotor mit einem Ritzel zusammenwirkt, das seinerseits mit einer Zahnstange, einem Zahnrad oder dergleichen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuse in einer zweiten Kammer eines zweiten Gehäuses schwimmend gelagert ist, der Umfang des ersten Gehäuses und ein Sperrabschnitt der Wandung der zweiten Kammer so ausgebildet sind, daß sich zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse ein Drehformschluß einstellt, wenn eine lineare erste Kraftstoffkomponente das erste Gehäuse und den Sperrabschnitt gegeneinander bewegt und ein Freilauf zwischen erstem und zweitem Gehäuse bewirkt, wenn eine der ersten Kraftkomponente entgegengesetzte zweite Kraftkomponente am ersten und zweiten Gehäuse wirkt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung mit Freilauf nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Rotationsdämpfer. Rotationsdämpfer weisen üblicherweise einen Bremsrotor auf, der in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Im Gehäuse befindet sich ein viskoses Fluid, z. B. Silikonöl. Bei einer Drehung des Rotors wird ein entsprechender Widerstand erzeugt, der sich als Bremsmoment be­ merkbar macht. Über eine aus dem Gehäuse herausgeführte Welle ist das Zusammen­ wirken mit einer Zahnstange oder einem Zahnsegment möglich, das am zu bremsen­ den Teil angebracht ist. Auf der Welle sitzt zumeist ein Ritzel. Derartige Rotations­ dämpfer gibt es in den verschiedensten Ausführungsformen. Sie werden vor allen Dingen in Automobilen, bei elektronischen Geräten und dergleichen eingesetzt. Sie sind von relativ kleinen Abmessungen.

Falls keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, ist die Bremswirkung derarti­ ger Rotationsbremsen symmetrisch. In beiden Drehrichtungen wird annähernd glei­ ches Bremsmoment erhalten. In manchen Anwendungsfällen ist jedoch eine einseitige Bremswirkung erwünscht, so daß in der entgegengesetzten Richtung ein Freilauf wir­ ken soll. Bei bekannten Freilaufsystemen gemäß DE 295 18 173 U1 wird eine Schlingfeder, sowie eine zweigeteilte Achse und eine zusätzliche Metallbuchse mit Schmierung zur Kraftübertragung benötigt. Die Schlingfeder kann nicht durch Automaten maschinell montiert werden, so daß der Montageaufwand für derartige Rotationsdämpfer mit Freilauf verhältnismäßig aufwendig ist.

Aus DE 37 26 031 A1 ist eine Bremsvorrichtung mit Freilauf bekannt geworden, mit einem ersten Gehäuse, in dem eine viskoses Fluid enthaltende, nach außen abgedichtete erste Kammer angeordnet ist, in der ein Bremsrotor drehbar gelagert ist, wobei der Bremsrotor über eine Ausdehnung mit einem Antrieb zusammenwirkt. Das erste Gehäuse ist in einer zweiten Kammer eines zweiten Gehäuses gelagert, wobei der Umfang des ersten Gehäuses und ein Sperrabschnitt der Wandung der zweiten Kammer so ausgebildet sind, daß sich zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse ein Drehformschluß einstellt, wenn eine in tangentialer Richtung verlaufende lineare erste Kraftkomponente das erste Gehäuse und den Sperrabschnitt gegeneinander bewegt und einen Freilauf zwischen erstem und zweitem Gehäuse bewirkt, wenn eine der ersten Kraftkomponente entgegengesetzte zweite Kraftkomponente am ersten und zweiten Gehäuse wirkt. Aus DE 197 29 900 C1 ist eine bewegliche Lagerung eines Drehdämpfers in einem weiteren Gehäuse bekannt geworden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung der eingangs ge­ nannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Montageaufwand verringert und eine kleine Bauform realisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung wird der Freilauf zwischen dem Ge­ häuse der Drehbremsvorrichtung und einem weiteren Gehäuse gebildet, daß das erste Gehäuse aufnimmt. Das erste Gehäuse ist in der Kammer des zweiten Gehäuses schwimmend aufgenommen, und der Umfang des ersten Gehäuses und ein Abschnitt der Wandung der zweiten Kammer sind derart geformt, daß zwischen diesen Ab­ schnitten ein Formschluß hergestellt wird, wenn aufgrund einer zwischen diesen Tei­ len wirkenden linearen Kraftkomponente diese gegeneinander bewegt werden. In die­ sem Fall wird eine am Ritzel der Bremsvorrichtung angreifende Kraft mit Hilfe des Bremsrotors gebremst. Wird hingegen auf erstes und zweites Gehäuse so eingewirkt, daß sie entgegengesetzt der ersten Kraftkomponente beaufschlagt werden, kann sich das erste Gehäuse frei in der zweiten Kammer des zweiten Gehäuses drehen. Für die­ sen Fall ist ein Freilauf hergestellt. Der Formschluß zwischen erstem und zweitem Gehäuse ermöglicht die Übertragung eines hohen Drehmoments. Das Drehmoment in Freilaufrichtung ist hingegen annähernd Null.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist am Umfang des ersten Gehäuses eine Zahnung vorgesehen, und die zweite Kammer weist ein Zahnsegment auf, wobei Zahnung und Zahnsegment im Bremsbetrieb in Eingriff gelangen und im Freilaufbe­ trieb außer Eingriff.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Sperrabschnitt von beabstande­ ten Eingriffskanten gebildet, die mit napf- oder rillenförmigen Ausnehmungen des am Umfang ersten Gehäuses zusammenwirken.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Umfang des ersten Gehäuses im Schnitt als Vieleck ausgebildet und der Sperrabschnitt ist als komplementärer Viel­ eckabschnitt geformt. Auch hier wird ein Formschluß erhalten, wenn das erste und zweite Gehäuse so gegeneinander gezogen werden, daß das erste Gehäuse mit dem Sperrabschnitt des zweiten Gehäuses in Eingriff gelangt.

Da bei der Erfindung der Dämpfer symmetrisch ist, kann in verschiedenen Einbaula­ gen ein Freilauf in beiden Richtungen erhalten werden. Mithin liegt eine Bremsvor­ richtung vor, die unabhängig von der Richtung ist, in der ein Bremsmoment bzw. ein Freilauf erzeugt werden soll. Mithin braucht nur eine Werkzeuggruppe gefertigt zu werden, um die vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Teile der erfindungsgemä­ ßen Bremsvorrichtung zu fertigen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Montage der Bremsvorrichtung vollständig automatisch erfolgen kann. Eine Vormontage von Hand, wie das bei bisherigen Rota­ tionsbremsen mit Freilauf erforderlich war, entfällt.

Die Baugröße der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung ist beliebig, insbesondere kann sie sehr klein bauen.

Das Material für den Bremsrotor und die Gehäuse kann das gleiche sein und ist vor­ zugsweise Kunststoff. Auch dadurch reduziert sich der Aufwand für die erfindungs­ gemäße Bremsvorrichtung.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Bremsvorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Bremsvorrichtung nach der Er­ findung.

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Bremsvorrichtung nach der Erfin­ dung.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 3 entlang der Linie 4-4.

Fig. 5-8 zeigen die Bremsvorrichtung nach Fig. 4 in unterschiedlichen Einbausitua­ tionen.

In den Fig. 1 bis 3 sind schematisch drei Rotationsdämpfer gezeigt, die ein Gehäuse 10a, 10b bzw. 10c aufweisen mit diametral gegenüberliegenden Flanschen 12, 14 zur Anbringung an einem Untergrund. Die Gehäuse 10a bis 10c haben eine innere Kam­ mer 16a bzw. 16b bzw. 16c. In der Kammer ist ein zweites Gehäuse 18a, 18b bzw. 18c angeordnet.

Der Außenumfang des Gehäuses 18a ist als Vieleck ausgebildet. Der Außenumfang des Gehäuses 18b ist kreisförmig und mit rillenförmigen Vertiefungen 20 am Umfang ausgebildet. Der Umfang des Gehäuses 18c ist kreisförmig und mit einer Zahnung 22 versehen. Man erkennt, daß die Wandung der Kammer 16a über einen gewissen Be­ reich bei 24 mit einem komplementären Vieleck des Gehäuses 18a ausgebildet ist. In Fig. 2 weist die Kammer 16b im Bereich des oberen Flansches 12 eine Erweiterung 26 auf, durch welche an den Enden der Erweiterung 26 in Umfangsrichtung gesehen zwei Eingriffskanten 28 bzw. 30 gebildet sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 weist die Wandung der Kammer 16c einen gezahnten Abschnitt 32 auf.

Der innere Aufbau der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Rotationsdämpfer geht aus Fig. 4 hervor. Fig. 4 soll einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 3 sein, er könnte je­ doch auch einen Schnitt der Fig. 1 und 2 darstellen.

Die Flanschabschnitte 12, 14 gehören zu einem Bauteil 34 des Gehäuses 10c, das eine untere Platte 36 und einen Ringabschnitt 38 aufweist. Platte 36 und Ringabschnitt 38 bilden die Kammer 16c. Über den Ringabschnitt 38 ist eine Kappe 40 gestülpt, die mit der Außenseite des Ringabschnitts 38 eine Schnappverbindung bildet, wie bei 42 zu erkennen. Die Deckenwand der Kappe 40 weist eine mittige Öffnung 44 auf.

Das Gehäuse 18c weist einen ersten Abschnitt 46 und einen zweiten Abschnitt 48 auf, die ineinandergesteckt und in geeigneter Weise miteinander verbunden sind. Im Ge­ häuse 18c ist eine Kammer 48a gebildet, welche einen Bremsrotor 50 aufnimmt, der mit einem Wellenstumpf 52 im Gehäuseabschnitt 46 drehbar und abgedichtet gelagert ist. Der Wellenstumpf erstreckt sich durch die Öffnung 44 nach außerhalb des Gehäu­ ses 10c, und auf dem äußeren Abschnitt des Wellenstumpfs 52 sitzt ein Ritzel 54. Bei einer Drehung des Bremsrotors 50 in der Kammer 48 relativ zum Gehäuse 18c stellt sich eine bremsende Wirkung ein, wenn die Kammer 38 mit einer viskosen Flüssig­ keit, z. B. Silikonöl, gefüllt ist. Insoweit ist diese Wirkung für Drehdämpfer allgemein bekannt.

Aus den Fig. 1 bis 3 ergibt sich, daß z. B. in Fig. 1 zwischen den Gehäusen 10a und 18a ein Formschluß hergestellt werden kann, der eine Relativdrehung zwischen den Gehäusen verhindert, wenn das Gehäuse 18a in Richtung Abschnitt 24 bewegt wird. In diesem Fall wird ein auf das Ritzel 54 aufgebrachtes Drehmoment in bekannter Weise gebremst. Wird hingegen das Gehäuse 18a in die entgegengesetzte Richtung bewegt, kann zwischen den Gehäusen 10a und 18a eine freie Drehung stattfinden, wodurch sich ein Freilauf ergibt, wenn am Ritzel 54 ein Drehmoment angreift.

Analog verhält sich der Drehdämpfer nach Fig. 2. In diesem Fall wird der Formschluß durch die Eingriffskanten 28 und 30 mit den Vertiefungen 16b hergestellt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird der Formschluß zwischen der Zahnung 22 des Ge­ häuses 18c und den gezahnten Abschnitt 32 des Gehäuses 10c hergestellt.

Voraussetzung für die beschriebene Wirkung ist, daß außer einem Drehmoment am Ritzel auch eine lineare Kraftkomponente am Gehäuse 18a bis 18c wirkt, welche ent­ weder den beschriebenen Formschluß herstellt oder ihn aufhebt. Dies ist der Fall, wenn z. B. eine Zahnstange am Ritzel 54 angreift, wie dies in Verbindung mit den Fig. 5 bis 8 beschriebenen ist. Weitere Voraussetzung ist, daß das Gehäuse 18a, 18b bzw. 18c schwimmend in der Kammer 18a bzw. 18b bzw. 18c des Gehäuses 10a, 10b bzw. 10c aufgenommen ist.

In den Fig. 5 bis 8 ist die Rotationsbremse 30d etwa die analog Fig. 2, in unter­ schiedlichen Positionen dargestellt. In Fig. 5 ist eine Zahnstange 22a unterhalb eines Ritzels 40d angeordnet und es ergibt sich bei einer Bewegung der Zahnstange 22d nach rechts ein Bremsverhalten und bei einer Bewegung nach links ein Freilaufver­ halten. In Fig. 6 ist das Gehäuse wie in Fig. 5 angeordnet, die Zahnstange 22d ist je­ doch oberhalb des Ritzels 40d angeordnet. Eine Bewegung der Zahnstange 22d nach rechts führt wiederum zu einer Bremsung und nach links zu einem Freilauf.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 ist das Gehäuse 32d um 180° ge­ dreht. Eine Bewegung der oben angeordneten Zahnstange 22d nach Fig. 7 nach rechts führt zu einem Freilaufverhalten und nach links zu einem Bremsen. Die unten ange­ ordnete Zahnstange 22d nach Fig. 8 führt bei einer Bewegung nach rechts zum Frei­ laufverhalten und nach links zu einem Bremsen.

Claims (7)

1. Bremsvorrichtung mit Freilauf, mit einem ersten Gehäuse, in dem eine viskoses Fluid enthaltende, nach außen abgedichtete erste Kammer angeordnet ist, in der ein Bremsrotor drehbar gelagert ist, wobei das Gehäuse oder der Bremsrotor mit einem Ritzel verbunden ist, das seinerseits mit einer Zahnstange oder einem Zahnrad am zu bremsenden Teil zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuse (18a, 18b, 18c) in einer zweiten Kammer (16a, 16b, 16c) eines zweiten Gehäuses (10a, 10b, 10c) schwimmend gelagert ist, der Umfang des ersten Gehäuses (18a, 18b, 18c) und ein Sperrabschnitt der Wandung der zweiten Kammer (16a, 16b, 16c) so ausgebildet sind, daß sich zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse (18a, 18b, 18c; 10a, 10b, 10c) ein Drehformschluß einstellt, wenn zusätzlich zum Drehmoment am Ritzel (54) eine lineare erste Kraftkomponente das erste Gehäuse (18a, 18b, 18c) und den Sperrabschnitt gegeneinander bewegt und ein Freilauf zwischen erstem und zweitem Gehäuse bewirkt, wenn eine der ersten Kraftkomponente entgegengesetzte zweite Kraftkomponente am ersten und zweiten Gehäuse (18a, 18b, 18c; 10a, 10b, 10c) wirkt.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des ersten Gehäuses (18a, 18b, 18c) eine Zahnung (22) vorgesehen ist und die zweite Kammer (16c) einen gezahnten Abschnitt (32) aufweist.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrab­ schnitt zwei beabstandete Eingriffskanten (28, 30) aufweist, die mit napfoder rillenförmigen Ausnehmungen (20) am kreisförmigen Umfang des ersten Gehäuses (18b) zusammenwirken.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des ersten Gehäuses (18a) im Schnitt ein Vieleck ist und der Sperrabschnitt als kom­ plementärer Vieleckabschnitt (24) geformt ist.

5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (16c) des zweiten Gehäuses (10c) innerhalb eines ringförmigen Abschnitts (38) gebildet ist, wobei die offene Seite des ringförmigen Abschnitts (38) von einer Kappe (40) abgedeckt ist, die den Abschnitt (38) außen übergreift.

6. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile aus Kunststoff geformt sind.

7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (40) mit seiner Schnappverbindung (42) auf dem ringförmigen Abschnitt (38) sitzt.