DE10231079A1

DE10231079A1 - Drehdämper

Info

Publication number: DE10231079A1
Application number: DE10231079A
Authority: DE
Inventors: Edgar Prottengeier; Jens Scharf; Ludwig Haas; Wolfgang Nagl
Original assignee: Suspa Holding GmbH
Current assignee: Suspa Holding GmbH
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2003-05-28
Also published as: DE10231064A1; DE10231064B4

Abstract

Ein Drehdämpfer (1) dient zur Dämpfung einer Drehbewegung, insbesondere einer Gurtwelle in einem Sicherheitsgurt-Aufroller. Der Drehdämpfer (1) hat ein Gehäuse (2), welches einen mit einem Dämpfungs-Medium (33) gefüllten Arbeitsraum (26) begrenzt. Eine mit einem zu dämpfenden Drehmoment beaufschlagbare Welle (8) ist im Gehäuse (2) um eine Drehachse (9) drehbar. Zur Erzeugung von Konvektion in dem Dämpfungs-Medium (33) sind mit der Welle (8) verbundene und als Schaufeln (18) ausgebildete Konvektionselemente in dem Arbeitsraum (26) vorgesehen. Hierdurch lässt sich eine gezielte Vorgabe der Dämpfung des Drehdämpfers (1) realisieren.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehdämpfer zur Dämpfung einer Drehbewegung, insbesondere zur Dämpfung der Drehbewegung einer Gurtwelle in einem Sicherheitsgurt-Aufroller für Kraftfahrzeuge.
Die Dämpfung von Drehbewegungen in Sicherheitsgurt-Aufrollern in Kraftfahrzeugen ist seit langem ein Problem. Zahlreiche der bekannten Dämpfer besitzen die Eigenschaft, dass sie lediglich Drehbewegungen um einen Gesamt-Drehwinkel von kleiner als 360° dämpfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst einfachen Drehdämpfer zu schaffen, der eine Drehbewegung um einen beliebigen Drehwinkel möglichst gleichmäßig dämpft.

Die Aufgabe wird durch einen Drehdämpfer mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, in einem Gehäuse als Schaufeln ausgebildete Konvektions-Elemente vorzusehen, die mit einer drehbar gelagerten Welle verbunden sind. Hierdurch wird das zu dämpfende Drehmoment in eine Bewegung des Dämpfungs-Mediums umgewandelt. Von besonderer Bedeutung für die Dämpfung können hierbei auftretende Scherungen sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von zehn Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Drehdämpfer gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie 11-11 in Fig. 1,
Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung eines Drehdämpfers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung eines Drehdämpfers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Konvektions-Elements eines Drehdämpfers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Fig. 8 einen Querschnitt durch einen Drehdämpfer gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Fig. 9 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie IX-IX in Fig. 8,
Fig. 10 einen Querschnitt durch einen Drehdämpfer gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
Fig. 11 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie XI-XI in Fig. 10,
Fig. 12 einen Querschnitt durch einen Drehdämpfer gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 13 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie XIII-XIII in Fig. 12,
Fig. 14 einen Querschnitt durch einen Drehdämpfer gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
Fig. 15 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie XV-XV in Fig. 14,
Fig. 16 einen Querschnitt durch einen Drehdämpfer gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
Fig. 17 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie XVII-XVII in Fig. 16,
Fig. 18 einen Querschnitt durch einen Drehdämpfer gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel,
Fig. 19 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie XIX-XIX in Fig. 18,
Fig. 20 einen Querschnitt durch einen Drehdämpfer gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 21 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie XXI-XXI in Fig. 20.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Drehdämpfers 1 beschrieben. Der Drehdämpfer 1 dient insbesondere zur Dämpfung der Drehbewegung einer Gurtwelle in einem Sicherheitsgurt-Aufroller in einem Kraftfahrzeug. Der Drehdämpfer 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das aus einer Bodenplatte 3 und einer damit verbundenen, von dieser abstehenden, ringzylindrischen Gehäusewand 4 besteht. Die Gehäusewand 4 weist an ihrem oberen Ende einen nach innen vorspringenden, ringförmigen Haltesteg 5 auf, der einen ringförmigen, in dem Gehäuse 2 angeordneten Deckel 6 nach außen festlegt. In dem Deckel 6 und der Bodenplatte 3 sind mittig Bohrungen 7 vorgesehen, in denen eine Welle 8 um eine Drehachse 9 drehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck ist in dem Deckel 6 eine Lager-/Dichtungs-Einheit 10 vorgesehen, gegenüber der die Welle 8 drehbar gelagert ist und die einen Innenraum 12 des Gehäuses 2 nach außen abdichtet. Eine Dichtung 10a dichtet die äußere Umfangswand des Deckels 6 gegen die innere Gehäusewand 4 ab. Die Welle 8 ist gegenüber der Bodenplatte 3 durch eine Dichtung 11a abgedichtet und durch ein Lager 11b gelagert. Die Welle 8 ist mit einem ringförmigen Deckel 11c fest verbunden. Die Bodenplatte 3 weist im Randbereich Bohrungen 13 auf, durch die der Drehdämpfer 1 festlegbar, insbesondere in einem Kraftfahrzeug befestigbar ist.
Auf der Welle 8 ist in dem Innenraum 12 ein im Querschnitt im wesentlichen quadratischer Tragkörper 14 mit abgerundeten Ecken 15 mittig befestigt. Die Stirnfläche des Tragkörpers 14 verläuft senkrecht zur Drehachse 9. An dem in Fig. 1 unteren Ende des Tragkörpers 14 ist eine sich radial nach außen erstreckende, ringförmige Tragplatte 16 befestigt. Die Tragplatte 16 ist über ein gehäuseinnenseitig an der Bodenplatte 3 befestigtes, ringförmiges Lager 17 gegenüber der Bodenplatte 3 drehbar gelagert. Auf der Tragplatte 16 sind über den Umfang gleichmäßig verteilte, als Konvektions-Elemente ausgebildete Schaufeln 18 vorgesehen, die sich von der Tragplatte 16 nach oben erstrecken. Die Schaufeln 18 sind wie Turbinenschaufeln in eine Drehrichtung 19 gekrümmt. Die voreilende Kante 20 am Tragkörper 14 einer Schaufel 18 schließt mit der äußeren voreilenden Kante 21 derselben Schaufel 18 einen Winkel a ein, für den gilt: a ≍ 23°, wobei für das Verhältnis der radialen Abstände der Kanten 21 und 20, R₂ und R₁ gilt: R₂/R₁ ≍ 2,2. Über den Umfang verteilt sind acht Schaufeln 18 vorgesehen. Es ist selbstverständlich möglich, eine andere Zahl von Schaufeln vorzusehen. Es ist auch möglich, die Krümmung der Schaufeln 18 und somit den Winkel a und das Verhältnis R₂/R₁ zu verändern. An der Innenseite der Gehäusewand 4 ist eine sich ungefähr über zwei Drittel der Höhe des Innenraumes 12 erstreckende, ringzylindrische Wand 22 befestigt, an deren in Fig. 1 oberem Ende ein nach innen vorspringender, ringförmiger Steg 23 befestigt ist, von dessen innerem Ende in Richtung auf die Tragplatte 16 eine ringförmige Trennwand 24 vorspringt. Die Trennwand 24 weist gleichmäßig über den Umfang verteilt 12 Verbindungs-Öffnungen 25 mit einem in radialer Richtung rechteckigen Querschnitt auf. Es ist auch möglich, eine andere Zahl von Verbindungs-Öffnungen 25 vorzusehen.
Der in radialer Richtung nach innen durch den Tragkörper 14, in radialer Richtung nach außen durch die Wand 22, nach oben durch den Steg 23 und nach unten durch die Tragplatte 16 begrenzte Arbeitsraum 26 wird durch die Trennwand 24 in einen inneren, ersten Teil-Arbeitsraum 27 zwischen dem Tragkörper 14 und der Innenseite der Trennwand 24 und einen äußeren, zweiten Teil-Arbeitsraum 28 zwischen der Außenseite der Trennwand 24 und der Wand 22 unterteilt. In angularer Richtung wird der Teil- Arbeitsraum 27 durch die innenliegenden Schaufel-Abschnitte 29 unterteilt. Der Teil-Arbeitsraum 28 wird in angularer Richtung durch die außenliegenden Schaufel-Abschnitte 30 unterteilt. Der erste Teil-Arbeitsraum 27 setzt sich somit aus über den Umfang verteilten Kammern 31 zwischen benachbarten Schaufel-Abschnitten 29 zusammen. Der zweite Teil- Arbeitsraum 28 setzt sich aus durch benachbarte Schaufel-Abschnitte 30 begrenzte Kammern 32 zusammen. Der Arbeitsraum 26 und der Rest des Innenraumes 12 sind mit einer als Dämpfungs-Medium ausgebildeten hochviskosen Flüssigkeit 33 gefüllt, wobei hier insbesondere ein Silikon verwendet wird. Die benachbart zu der Trennwand 24 angeordneten vorderen Scherkanten 34 und 35 sind um einen Winkel b gegeneinander versetzt, wobei für b ungefähr gilt: b ≍ 9°. Es können auch andere Winkel b verwendet werden.
Die Wand 25 und der Steg 23 sind nach oben durch einen Sicherungsring 36 festgelegt, der in einer Ringnut 37 in der Gehäusewand 4 festgelegt ist. Auf dem Tragkörper 14 ist ein den ersten Teil-Arbeitsraum 27 nach oben verschließender Ring 38 angeordnet, der über einen Sicherungsring 39, der in einer Ringnut 40 in der Welle 8 festgelegt ist, befestigt ist. Unterhalb der Wand 22 ist eine ringförmig in die Bodenplatte 3 eingelegte Verdrehsicherung 47 vorgesehen, die sicherstellt, dass die Einheit aus Wand 22, Steg 23 und Trennwand 24 ortsfest bleibt, wenn die Tragplatte 16 in Drehung versetzt wird. Die Welle 8 weist im Bereich der Bohrung 7 eine Innen- Vierkant-Ausnehmung 48 auf, die mit der Gurtwelle des Sicherheitsgurt- Aufrollers bei einem Unfall in drehmomentübertragender Weise verbindbar ist.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Drehdämpfers 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Beispielsweise bei einem Aufprall wird auf den Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges ein starker Zug ausgeübt, der die Gurtwelle 8 in eine Drehbewegung versetzt. Durch die Drehbewegung der Welle 8 in oder entgegen der Drehrichtung 19 wird die Tragplatte 16 mit den Schaufeln 18 in eine Drehbewegung versetzt. Durch das Vorbeilaufen der Scherkanten 34 und 35 an den Verbindungs- Öffnungen 25 tritt eine Scherung der hochviskosen Flüssigkeit 33 auf, wodurch eine Dämpfung erzeugt wird. Darüber hinaus wird die Flüssigkeit 33 in radial benachbarten und miteinander verbundenen Kammern 31 und 32 verschieden in radialer Richtung beschleunigt, da die wirkenden Zentrifugalkräfte vom Abstand von der Drehachse 9 abhängen. Hierdurch entsteht eine ebenfalls dämpfende, nicht genau definierte Strömung durch die Verbindungs-Öffnungen 25. Durch den Versatz der Scherkanten 34 und 35 um den Winkel b wird erreicht, dass der dämpfende Schereffekt der äußeren Schaufel-Abschnitte 30 versetzt zu dem Schereffekt der inneren Schaufel- Abschnitte 29 auftritt. Hierdurch wird eine möglichst gleichmäßige Dämpfung erzielt.
Vorteilhaft an dem Drehdämpfer 1 ist, dass Drehbewegungen unabhängig von dem Gesamt-Drehwinkel gedämpft werden können. Darüber hinaus ist eine außerordentlich kompakte Ausbildung des Drehdämpfers 1 möglich. Die bevorzugte Dämpfungsrichtung ist für Drehungen in die Drehrichtung 19 gegeben. Der Dämpfer 1 besitzt jedoch auch eine Dämpfungswirkung bei Drehungen entgegen der Drehrichtung 19. Aufgrund der Eigenschaften der hochviskosen Flüssigkeit 33, insbesondere eines Silikons, ist das Dämpfungsverhalten bei einer schnellen Bewegung der Welle 8 größer als bei einer langsamen Umdrehung der Welle 8. Das Dämpfungsdrehmoment des Drehdämpfers 1 ist als Funktion des Lagewinkels der Welle 8 im wesentlichen konstant. Das Dämpfungsdrehmoment als Funktion der Winkelgeschwindigkeit der Welle 8 jedoch steigt an. Dies ist besonders bei der Verwendung des Drehdämpfers 1 an der Gurtwelle eines Sicherheitsgurt- Aufrollers wichtig, um der Unfallschwere entsprechen zu können. Das Dämpfungs-Medium 33 kann unter Vorspannung gesetzt werden. Hierfür wird der Deckel 6 definiert auf das Dämpfungs-Medium 33 gedrückt und über den Haltesteg 5 am oberen Ende des Gehäuses 2 arretiert. Bei einer erhöhten Vorspannung des Dämpfungs-Mediums 33 ergibt sich auch eine erhöhte Dämpfkraft des Dämpfers 1.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Entsprechende identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert. Der wesentliche Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, dass die Verbindungs- Öffnungen 25 als radial nach außen verlaufende Bohrungen 41 ausgebildet sind. Das Einbringen von Bohrungen 41 in die Trennwand 24 ist einfacher als die Erzeugung von Verbindungs-Öffnungen 25 mit rechteckigem Querschnitt. Ansonsten entspricht die Funktionsweise der des Drehdämpfers 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Entsprechende Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass zwischen der Trennwand 24 und der Wand 22 eine weitere ringförmige Trennwand 42 mit entsprechenden Verbindungs-Öffnungen 25 vorgesehen ist. Hierdurch entsteht ein dritter Teil-Arbeitsraum 43 zwischen der Trennwand 42 und der Wand 22. Die Schaufeln 18 bestehen von innen nach außen aus den Schaufel-Abschnitten 29, 30 und 44, wobei wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch die gekrümmte Anordnung der Schaufeln 18 die Scherkanten 34 und 35 gegeneinander versetzt sind. Das gleiche gilt für die benachbarten Scherkanten 45 und 46, die an die Trennwand 42 angrenzen. Die Verbindungs-Öffnungen 25 in den Trennwänden 24 und 42 fluchten miteinander in radialer Richtung. Es ist auch möglich, die Verbindungs-Öffnungen 25 in den Trennwänden 24 und 42 gegeneinander versetzt vorzusehen.
Der Vorteil des Drehdämpfers 1 gemäß der dritten Ausführungsform besteht darin, dass durch die Verdoppelung der Verbindungs-Öffnungen 25 die dort auftretenden, dämpfenden Schereffekte erhöht werden und somit die Dämpfungswirkung erhöht wird. Darüber hinaus erfolgt durch die größere Zahl gegeneinander versetzter Scherkanten 34, 35 und 45, 46 eine noch gleichmäßigere Dämpfung.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Entsprechende Teile erhalten dieselben Bezugszeichen, wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die beiden Teil-Arbeitsräume nicht konzentrisch zueinander und damit in radialer Richtung hintereinander angeordnet sind, sondern bezogen auf die Drehachse 9 in axialer Richtung zueinander versetzt sind. Die Schaufeln 18 weisen im Bereich der Schaufel-Abschnitte 30 schräg bezüglich der Drehebene schräg entgegen der Drehrichtung 19 ansteigende Oberseiten 49 auf. In dem ortsfest mit dem Gehäuse 2 verbundenen, horizontal verlaufenden Steg 23 sind Verbindungs-Öffnungen 25, insbesondere in Form von Bohrungen, vorgesehen, die den unteren ersten Teil-Arbeitsraum 27 mit dem darüberliegenden zweiten Teil-Arbeitsraum 28 verbinden. Die Verbindungs-Öffnungen 25 verlaufen somit in axialer Richtung. Der zweite Teil- Arbeitsraum 28 wird nach oben begrenzt durch den Deckel 6 und nach unten durch den Steg 23. Der erste Teil-Arbeitsraum 27 wird nach oben begrenzt durch den Steg 23 und nach unten durch die Tragplatte (16) mit den Schaufeln 18.
Beim Betrieb wird die Welle 8 mit den Schaufeln 18 in eine Drehbewegung versetzt. Durch die schräg verlaufenden Oberseiten 49 erhält das Dämpfungs-Medium 33 eine Beschleunigung in axialer Richtung und wird somit durch die Verbindungs-Öffnungen 25 in den axial darüberliegenden zweiten Teil-Arbeitsraum 28 geschoben. Durch die erzeugten Strömungen des viskosen Dämpfungs-Mediums 33 wird die Drehbewegung der Welle 8 gedämpft. Darüber hinaus treten Scherungen zwischen den oberen Kanten 50 der Schaufeln 18 und der Unterseite des Steges 23 auf. Ansonsten wird hinsichtlich der Beschreibung der Funktion auf die Beschreibung der Funktion des ersten Ausführungsbeispieles verwiesen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Einander entsprechende Teile erhalten dieselben Bezugszeichen, wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der Drehdämpfer 1 des fünften Ausführungsbeispiels weist keine Unterteilung des Arbeitsraums 26 in zwei Teil-Arbeitsräume 27, 28 auf, so dass bei dieser Ausführungsform der Arbeitsraum 26 mit dem für die Flüssigkeit 33 zugänglichen Bereich des Innenraums 12 des Gehäuses 2 zusammenfällt.
Der Tragkörper 14 des fünften Ausführungsbeispiels weist eine zylindrische Mantelfläche auf. An dieser sind insgesamt drei Schaufeln 51 drehfest angeformt, die sich in zur Drehachse 9 radialer Richtung bis zur gegenüberliegenden Wand des Arbeitsraums 26 erstrecken. Dieser gegenüberliegenden Wand benachbarte Stirnwände 52 der Schaufeln 51 sind konvex komplementär zur Krümmung der Innenseite der Gehäusewand 4 ausgeführt. Jede Schaufel 51 weist zwei zueinander parallele Schaufelwände 53, 54 auf. Diese sind schräg in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Drehachse 9 angestellt. Ferner weisen die Schaufeln 51 noch jeweils eine den Deckel 6 zugewandte Stirnwand 55 und eine der Bodenplatte zugewandte Stirnwand 56 auf. Diese beiden Stirnwände 55, 56 verlaufen parallel zu einer Ebene senkrecht zur Drehachse 9. Insgesamt sind die Schaufeln 51 also derart bemaßt, dass eine Drehung der Schaufeln 51 im Arbeitsraum 26 möglich ist, wobei zwischen den Stirnwänden 52, 55 und 56 und den diesen benachbarten Begrenzungswänden des Arbeitsraums 26 nur jeweils ein geringer Zwischenraum verbleibt.
Der Drehdämpfer 1 gemäß der fünften Ausführungsform funktioniert folgendermaßen: Beispielsweise bei einem Aufprall wird auf den Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs ein starker Zug ausgeübt, der die Gurtwelle 8 in eine Drehbewegung versetzt. Hierdurch werden die Schaufeln 51 in eine Drehbewegung relativ zum Gehäuse 2 versetzt. Im Zuge dieser Drehung wird die hochviskose Flüssigkeit 33 durch die Zwischenräume zwischen den Stirnwänden 52, 55 und 56 der Schaufeln 51 und den diesen benachbarten Innenwänden des Arbeitsraums 26 hindurchgepresst, wodurch eine Dämpfung erzeugt wird. Über die Geometrie der Schaufeln 51, die Weite sowie die Formgestaltung der Zwischenräume zwischen den Stirnwänden 52, 55 und 56 und den diesen benachbarten Innenwänden des Arbeitsraums 26 sowie über einen gegebenenfalls vorgegebenen Überdruck der Flüssigkeit 33 kann die Größe der Dämpfung eingestellt werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 eine sechste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Einander entsprechende Teile erhalten dieselben Bezugszeichen, wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem fünften Ausführungsbeispiel besteht darin, dass beim sechsten Ausführungsbeispiel sechs Schaufeln 51 mit gekrümmten Schaufelwänden 53, 54 vorliegen. Die oberen Schaufelwände 53 sind hierbei einerseits um eine parallel zur Drehachse 9 verlaufende Achse konvex gekrümmt. In der in Fig. 13 gezeigten Ansicht brauchen die Schaufelwände 53 also aus. Andererseits sind die oberen Schaufelwände 53 um eine radial zur Drehachse 9 verlaufende Achse ausgehend von der Drehachse 9 zunächst konkav und dann konvex gekrümmt. Im dem Tragkörper 14 benachbarten Bereich sind die oberen Schaufelwände 53 also eingewölbt und in einem Bereich nahe der Innenwand der Gehäusewand 4 ausgebaucht ausgeführt. Die unteren Schaufelwände 54 sind um eine parallel zur Drehachse 9 verlaufende Achse konkav und zudem ebenfalls konkav um eine radial zur Drehachse 9 verlaufende Achse gekrümmt. Die unteren Schaufelwände 54 sind also sowohl in der Ansicht der Fig. 13 als auch in der gemäß Fig. 12 eingewölbt, also kellenartig geformt. Zudem weisen die Schaufelwände 53 und 54 in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Drehachse 9 eine größere mittlere Steigung auf als die Schaufeln 51 des fünften Ausführungsbeispiels.
Durch die beschriebenen Krümmungen der Schaufeln 51 des Drehdämpfers 1 gemäß der sechsten Ausführungsform lässt sich eine Feinbeeinflussung des Fließverhaltens der hochviskosen Flüssigkeit 33 und damit der Dämpfung des Drehdämpfers 1 erzielen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 14 und 15 eine siebte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Entsprechende Teile erhalten dieselben Bezugszeichen, wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem sechsten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass in den oberen und unteren Stirnwänden 55, 56 der siebten Ausführungsform jeweils drei keilförmige Überströmnuten 57 ausgeführt sind. Diese Überströmnuten verlaufen in zur Drehachse 9 azimutaler, also in Umfangsrichtung verlaufender Richtung. Beim Drehdämpfer 1 des siebten Ausführungsbeispiels liegen insgesamt fünf Schaufeln 51 vor. Die oberen Schaufelwände 53 von diesen sind parallel zur Drehachse 9 nicht gekrümmt und in zur Drehachse 9 radialer Richtung konkav gekrümmt. Die unteren Schaufelwände 54 sind ebenfalls parallel zur Drehachse nicht gekrümmt, radial zu dieser konvex gekrümmt.
Bei einer Drehung der Welle 8 mitsamt den Schaufeln 51 des Drehdämpfers 1 des siebten Ausführungsbeispiels wird die hochviskose Flüssigkeit 33 durch Überströmkanäle hindurchgepresst, welche aus den Überströmnuten 57 und diesen gegenüberliegenden Abschnitten der Bodenplatte 3 bzw. des Deckels 6 gebildet werden. Über die Gestaltung und die Größe der Überströmnuten 57 kann zusätzlich zu den oben erwähnten Beeinflussungsparametern das Fließverhalten der Flüssigkeit 33 und damit die Dämpfung eingestellt werden. Natürlich können auch in den die Begrenzung des Arbeitsraums 26 bildenden Innenwänden der Bodenplatte 3, der Gehäusewand 4 sowie des Deckels 6 Überströmnuten, zum Beispiel durch konzentrische Nuten, ausgeführt werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 eine achte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Entsprechende Teile erhalten dieselben Bezugszeichen, wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem fünften bis siebten Ausführungsbeispiel besteht in der Gestaltung und der Anordnung der Schaufeln 51. Wie die Schaufeln 51 beim fünften Ausführungsbeispiel sind auch diejenigen des achten Ausführungsbeispiels mit planen Schaufelwänden 53, 54 ausgeführt. Diese erstrecken sich jedoch in Ebenen, die senkrecht auf der Drehachse 9 stehen, sind also nicht schräg angestellt. Azimutal zur Drehachse 9 haben die Schaufeln 51 eine größere Erstreckung als parallel hierzu. Die Stirnwände 55 und 56 der Schaufeln 51 des achten Ausführungsbeispiels verlaufen parallel zueinander und stehen senkrecht auf den Schaufelwänden 53, 54, so dass die Schaufeln 51 im Schnitt senkrecht zur ihrer Längserstreckung rechteckig sind. Bedingt dadurch, dass die Schaufeln 51 des achten Ausführungsbeispiels nicht schräg zur Drehachse 9 angestellt sind, sind die Stirnwände 55 und 56 den Innenwänden des Arbeitsraums 26 nicht nahe benachbart, sondern liegen als innerhalb des Arbeitsraums 26 frei zugängliche Flächen vor.
Die Schaufeln 51 des achten Ausführungsbeispiels sind nach Art der Stufen einer mehrfach umlaufenden Wendeltreppe um den Tragkörper 14 herum angeordnet. Die in der Stellung, die in den Fig. 16 und 17 dargestellt ist, der Bodenplatte 3 am nächsten benachbarte Stufe 51 liegt in Fig. 17 in 9-Uhr-Position vor. In Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn in der Ansicht der Fig. 17 dieser Schaufel 51 benachbarte Schaufeln 51 weisen einen inkremental zunehmenden Abstand zur Bodenplatte 3 auf. Die nach mehr als zwei Umläufen um die Welle 8 den größten Abstand zur Bodenplatte 3 aufweisende und dem Deckel 6 direkt benachbarte Schaufel 51 liegt in Fig. 17 in 7.30-Uhr-Position vor. Eine durch einen derartigen vollständigen 360°-Umlauf beschriebene Gruppe von Schaufeln 51 wird nachfolgend auch als Wendelgruppe bezeichnet. Insgesamt weist der Drehdämpfer 1 des achten Ausführungsbeispiel 18 Schaufeln 51 auf. Hierbei fluchten die Schaufeln 51 miteinander derart, dass in der Ansicht der Fig. 17 acht Schaufeln 51 sichtbar sind.
Über die Größe, die Anzahl und insbesondere auch die Querschnittsgeometrie der Schaufeln 51 nach dem achten Ausführungsbeispiel lässt sich das Fließverhalten der Flüssigkeit 33 bei einer Drehung der Welle 8 im Gehäuse 2 und damit die Dämpfung des Drehdämpfers 1 beeinflussen. Bei dieser Drehung wird die Flüssigkeit 33 zwischen den durch die Stufenanordnung gebildeten Wendelgruppen und darüber hinaus auch zwischen den einzelnen Stufen 51 hindurchgepresst.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 18 und 19 eine neunte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Entsprechende Teile erhalten dieselben Bezugszeichen, wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem achten Ausführungsbeispiel besteht in der Gestaltung der Querschnittsform der Stufen 51. Diese weisen abgerundete seitliche Stirnwände 55, 56 auf. Zudem laufen die obere Schaufelwand 53 und die untere Schaufelwand 54 einer Schaufel 51 keilförmig aufeinander zu.
Bei einer Drehung des Drehdämpfers gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel entgegen der Drehrichtung 19 wird aufgrund der keilförmig zulaufenden Schaufelwände 53, 54 die Flüssigkeit 33 in zur Drehachse 9 axialer Richtung beschleunigt. Bei Drehung in Drehrichtung 19 resultiert ein hiervon verschiedenes Fließverhalten der Flüssigkeit 33. Damit lässt sich über die in Bezug auf die Drehrichtung asymmetrische Querschnittsgestaltung der Schaufeln 51 eine vom Drehsinn des Betreibens des Drehdämpfers 1 abhängige Dämpfung erzielen.
Beim Drehdämpfer 1 des neunten Ausführungsbeispiels liegt genau eine Wendelgruppe vor. Sowohl die der Bodenplatte 3 am nächsten benachbarte Schaufel 51 als auch die dem Deckel 6 nächst benachbarte Schaufel 51 liegen in Fig. 19 in 9-Uhr-Position vor. Insgesamt weist der Drehdämpfer 1 des neunten Ausführungsbeispiels neun Schaufeln 51 auf.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 20 und 21 eine zehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Entsprechende Teile erhalten dieselben Bezugszeichen, wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem neunten Ausführungsbeispiel besteht in der Querschnittsform der Schaufeln 51. Diese laufen beim zehnten Ausführungsbeispiel derart keilförmig zu, dass anstelle einer Stirnwand 56 die Schaufeln 51 des Drehdämpfers 1 nach der zehnten Ausführungsform einen spitz zulaufenden Stirnkantenbereich 58 aufweisen. Zudem öffnen sich die keilförmigen Schaufelwände 53, 54 einer Schaufel 51 des zehnten Ausführungsbeispiels in genau der umgekehrten azimutalen Richtung wie diejenigen des neunten Ausführungsbeispiels.

Claims

1. Drehdämpfer zur Dämpfung einer Drehbewegung, insbesondere zur Dämpfung der Drehbewegung einer Gurtwelle in einem Sicherheitsgurt-Aufroller,

a) mit einem Gehäuse (2), das einen mit einem Dämpfungs- Medium (33) gefüllten Arbeitsraum (26) begrenzt,

b) mit einer in dem Gehäuse (2) um eine Drehachse (9) drehbar gelagerten, mit einem zu dämpfenden Drehmoment beaufschlagbaren Welle (8), und

c) mit der Welle (8) verbundenen, in dem Arbeitsraum (26) angeordneten, als Schaufeln (18, 51) ausgebildeten Konvektions-Elementen zur Erzeugung von Konvektion in dem Dämpfungs-Medium (33).

2. Drehdämpfer gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch
mindestens eine erste Trennwand (24, 24, 42; 23) zur Unterteilung des Arbeitsraumes (26) in einen ersten Teil-Arbeitsraum (27) und mindestens einen zweiten Teil-Arbeitsraum (28; 43),
wobei der erste Teil-Arbeitsraum (27) und der mindestens eine zweite Teil-Arbeitsraum (28, 28, 43) durch mindestens eine Verbindungs-Öffnung (25) miteinander verbunden sind.

3. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Trennwand (24; 24, 42) ringzylindrisch ausgebildet ist.

4. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (18) einen im ersten Teil-Arbeitsraum (27) angeordneten ersten Schaufel-Abschnitt (29) sowie mindestens einen in dem mindestens zweiten Teil-Arbeitsraum (28; 28, 43) angeordneten zweiten Schaufel-Abschnitt (30; 30, 43) aufweisen.

5. Drehdämpfer gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaufel-Abschnitt (29) und der mindestens zweite Schaufel- Abschnitt (30) benachbart zu der mindestens ersten Trennwand (24) angeordnete Scherkanten (34, 35; 45, 46) aufweisen.

6. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungs-Öffnung (25) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

7. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungs-Öffnung (25) als Bohrung (41) ausgebildet ist.

8. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Trennwand (24) und eine konzentrisch zu dieser angeordnete zweite Trennwand (42) vorgesehen sind.

9. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil-Arbeitsraum (27) konzentrisch zu dem mindestens einen zweiten Teil-Arbeitsraum (28; 28, 43) angeordnet ist.

10. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungsöffnung (25) von innen nach außen verläuft.

11. Drehdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungsöffnung (25) im wesentlichen axial bezogen auf die Drehachse (9) verläuft.

12. Drehdämpfer gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schaufeln (51) mit schräg angestellten ebenen Schaufelwänden (53, 54).

13. Drehdämpfer gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schaufeln (51) mit Schaufelwänden (53, 54), die um eine zur Welle (8) radial verlaufende Achse und/oder um eine zur Drehachse (9) parallele Achse gekrümmt sind.

14. Drehdämpfer gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen Überströmkanal (57), welcher zwischen mindestens einer Stirnwand (55, 56) einer Schaufel (51) und einer dieser benachbarten Wand des Arbeitsraums (26) ausgebildet und in der Schaufel (51) und/oder der Wand des Arbeitsraums (26) ausgeführt ist.

15. Drehdämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (51) nach Art der Stufen einer insbesondere mehrfach umlaufenden Wendeltreppe um die Welle (8) herum angeordnet sind.

16. Drehdämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (51) abgerundete vorauseilende und/oder nacheilende Stirnwände (55, 56) aufweisen.

17. Drehdämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und die untere Schaufelwand (53, 54) einer Schaufel (51) keilförmig aufeinander zulaufen.

18. Drehdämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungs-Medium (33) im Arbeitsraum (26) mit einem Druck vorliegt, der größer ist als der Umgebungsdruck.