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Die
Erfindung betrifft einen Bewegungsdämpfer nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Derartige
Bewegungsdämpfer
werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Dämpfung der Bewegung von beweglichen
Bauteilen, wie z.B. Handschuhfachklappen, Heckklappen, ausfahrbaren Cup-Holdern
oder Aschenbechern eingesetzt. Der Bewegungsdämpfer soll dabei die Geschwindigkeit des
beweglichen Bauteils reduzieren oder auch Schwingungsbewegungen
dämpfen,
die beispielsweise beim Öffnen
einer Handschuhfachklappe auftreten. Es sollen insbesondere abrupte Öffnungs- oder
Schließbewegungen
vermieden werden. Gleichzeitig soll die Schließbewegung ohne größeren Kraftaufwand
ermöglicht
werden.
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Ein
gattungsgemäßer Bewegungsdämpfer vom
Luftzylindertyp ist aus der EP 0 562 284-A bekannt. Dieser Bewegungsdämpfer weist
einen Zylinderkörper
mit einer vorderen, stirnseitigen Öffnung auf, in dem ein Kolben
gleitverschieblich angeordnet ist. Ein innerhalb des Zylinderkörpers angeordnetes Federelement
dient zum Vorspannen des Kolbens in einer Schließrichtung. Innerhalb des Zylinderkörpers ist
an dem Kolben ein Saitenelement, beispielsweise ein Faden oder ein
Seil, befestigt. Auf der vorderen endseitigen Öffnung des Zylinderkörpers ist
eine Kappe vorgesehen, die in ihrem Zentrum eine Öffnung aufweist,
welche von einer gekrümmten
Umfangsführungsfläche umgeben
ist. Durch diese Öffnung
in der Kappe wird das Saitenelement stirnseitig aus dem Zylinderkörper herausgeführt und
in Richtung seiner Anordnung, also beispielsweise in Richtung der
Handschuhfachklappe, an der das Saitenelement befestigt wird, umgelenkt.
Die Öffnungsbewegung
des beweglichen Bauteils wird geregelt, indem der Kolben in einer
Richtung durch das Saitenelement gegen die Vorspannkraft des Federelements bewegt
wird und eine Schließbewegung
des beweglichen Bauteils wird entsprechend geregelt, indem der Kolben
in der entgegengesetzten Richtung durch die Vorspannkraft des Federelements
bewegt wird. Durch die Herausführung
des Saitenelements an der stirnseitigen Öffnung des Zylinderkörpers kann
das Saitenelement frei in einer gewünschten Richtung über die
Umfangsführungsfläche der
Kappe umgelenkt werden, ohne dass die zusätzliche Verwendung von Umlenk-
oder Führungsmitteln,
wie beispielsweise eine Rolle, erforderlich wäre. Die Dämpfung wird bei diesem Bewegungsdämpfer im
Wesentlichen bewirkt durch die am anderen stirnseitigen Ende des Zylinderkörpers angeordnete
Luftzylinder-Dämpfungseinrichtung
und andererseits auch über die Reibkraft,
die bei der Reibungsbewegung des Saitenelements an der Umfangsführungsfläche auftritt.
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Dieser
bekannte Bewegungsdämpfer
weist jedoch folgende Nachteile auf Durch die relativ große Öffnung in
der stirnseitigen Kappe, durch welche das Saitenelement aus dem
zylindrischen Gehäuse
herausgeführt
wird, kann Schmutz in das Gehäuse
eindringen. Diese Verschmutzung führt einerseits zu einem vorzeitigen
Verschleiß des
Saitenelements und kann sogar zu einem Reißen des Saitenelements führen. Andererseits
wird durch den Schmutzeinfall auch die Dämpfungscharakteristik des Bewegungsdämpfers geändert, da
diese auch von der Reibkraft beeinflusst wird, die bei der Bewegung
des Saitenelements über
die Umfangsführungsfläche auftritt. Wegen
der Abhängigkeit
der Dämpfungscharakteristik
von der Reibkraft des Saitenelements und weil der Bewegungsdämpfer in
der Regel so eingesetzt wird, dass das Saitenelement beim Herausführen aus
der Öffnung
in der Kappe über
die Umfangsführungsfläche umgelenkt
wird, ist die ideale Dämpfungscharakteristik
auch nur bei einer Umlenkung des Saitenelements über die Umfangsführungsfläche vorhanden. Der
Bewegungsdämpfer
kann daher nur bedingt in anderen Anordnungen eingesetzt werden,
in denen eine Umlenkung des Saitenelements nicht erforderlich ist
und das Saitenelement deshalb geradlinig aus der stirnseitigen Öffnung des
zylindrischen Gehäuses
herausgeführt
wird. Weiterhin treten bei der Umlenkung des Saitenelements über der
Umfangsführungsfläche in bestimmten
Richtungen Kippmomente auf das Saitenelement auf, welche zu einem
Verdrallen und damit zu einem vorzeitigen Verschleiß des Saitenelements
führen
können.
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Hiervon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Bewegungsdämpfer so
weiterzubilden, dass er die genannten Nachteile nicht mehr aufweist
und insbesondere vorzeitigen Verschleiß des Saitenelements verhindert.
Darüber
hinaus soll der Bewegungsdämpfer universell
und insbesondere in verschiedenen Anordnungen bezüglich des
beweglichen Bauteils einsetzbar sein.
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Gelöst werden
diese Aufgaben mit einem Bewegungsdämpfer mit den Merkmalen des
Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Bewegungsdämpfers sind
den Unteransprüchen
entnehmbar.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
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1:
Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Bewegungsdämpfer (oben)
sowie eine Detailansicht dieser Querschnittsdarstellung im Bereich des
Umlenkelements zur Umlenkung und Herausführung des Verbindungselements
(unten);
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2:
Perspektivische Darstellung des Bewegungsdämpfers von 1,
teilweise im Aufriss.
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Der
in den 1 und 2 zeichnerisch dargestellte
Bewegungsdämpfer
umfasst ein zylindrisches Gehäuse 1,
welches im Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt wird.
Das Gehäuse 1 besteht
aus einem Zylindermantel 2, an dessen Außenseite
ein Befestigungselement 13 angespritzt ist. Über dieses
Befestigungselement 13 kann der Bewegungsdämpfer im
Fahrzeug, beispielsweise innerhalb des Handschuhfachs an dessen
Innenwand, befestigt werden. Bevorzugt ist die Befestigung durch eine
Steck- oder Rastverbindung verwirklicht, um den Bewegungsdämpfer abnehmbar
befestigen zu können.
An dem Befestigungsteil 13 sind hierfür Rastelemente 14 vorgesehen,
welche in korrespondierende Rastelemente am Fahrzeug, beispielsweise
an der Innenwand des Handschuhfachs, einrasten können. Die beiden stirnseitigen
Enden des Zylindermantels 2 sind jeweils durch Verschlusskappen 15 und 16 verschlossen.
Die hintere Verschlusskappe 15 kann eine Öffnung 17 aufweisen,
damit ein Druckausgleich stattfinden kann.
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Innerhalb
des Zylindermantels 2 ist ein Kolben 3 beweglich
angeordnet. Am äußeren Umfang des
im Wesentlichen zylindrischen Kolbens 3 sind bei dem hier
zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel
zwei in Längsrichtung
hintereinander angeordnete Dichtringe angeordnet. Diese Dichtringe 18 sind in
am Umfangsrand des Kolbens 3 umlaufende Nuten eingebracht,
um ein Verrutschen auf der Kolbenaußenseite zu verhindern. Die
Dichtringe und die Kolbenstange können auch als 2K-Teil gespritzt
sein, d. h. die Dichtungen werden in die Kolbenstange gespritzt
oder an deren Umfang angespritzt. Der Kolben 3 mit den
Dichtringen 18 ist passgenau und gleitverschieblich in
den Zylindermantel 2 eingeschoben, wobei die Dichtringe 18 an
der Innenseite des Zylindermantels 2 anliegen und dort
bei Bewegung des Kolbens 3 gegenüber dem Zylindermantel 2 eine
der Bewegung entgegen gesetzte Reibkraft und damit eine Dämpfung dieser
Bewegung erzeugen. Die Dämpfungscharakteristik
wird hierbei im wesentlichen bestimmt durch die Anzahl der Dichtringe 18 (im gezeigten
Ausführungsbeispiel:
zwei Dichtringe) und dem Reibkoeffizienten, welcher wiederum abhängig ist
von den Materialien der Dichtringe 18 und dem Zylindermantel 2 sowie
einer etwaigen Schmierung mittels Fett oder Öl, das auf die Dichtringe 18 bzw.
die Innenseite des Zylindermantels 2 aufgebracht wird. Die
Dämpfungscharakteristik
hängt darüber hinaus von
der Verpressung der Dichtringe 18 im Zylindermantel 2 ab.
Durch geeignete Auswahl dieser Parameter kann die Dämpfungscharakteristik
dem jeweiligen Anwendungsfall und insbesondere den Parametern des
beweglichen Bauteils, dessen Bewegung gedämpft werden soll, angepasst
werden. Um eine nachträgliche
Anpassung zu ermöglichen,
ist die hintere Verschlusskappe 15 abnehmbar, so dass der Kolben 3 aus
dem Zylindermantel 2 herausgenommen werden kann, um z.B.
die Anzahl der Dichtringe 18 oder den Reibkoeffizienten
(beispielsweise durch eine nachträgliche Schmierung der Dichtringe)
nachträglich
anpassen zu können.
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An
der Vorderseite des Kolbens 3 greift ein Vorspannelement 4 an,
welches bei einer Bewegung des Kolbens 3 innerhalb des
Zylindermantels 2 vorgespannt wird. Bei dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel
wird das Vorspannelement 4 durch eine Spiralfeder gebildet,
welche sich an ihrem einen Ende an der Vorderseite des Kolbens 3 und
an ihrem anderen Ende gegen einen Absatz 19 im Innern des Zylindermantels 2 abstützt. An
der Vorderseite des Kolbens 3 ist ferner ein Verbindungselement 5 angelenkt.
Dieses Verbindungselement 5, welches von einem Faden oder
einem Seil gebildet ist, dient zur Kraftübertragung bei der Bewegung
des Kolbens 3 innerhalb des Zylindermantels 2 auf
das Objekt, dessen Bewegung gedämpft
werden soll, also beispielsweise auf das bewegliche Bauteil, wie
z.B. eine Handschuhfachklappe. Hierzu ist das andere Ende des Verbindungselements 5 mit
diesem Objekt bzw. Bauteil gegebenenfalls über eine hier nicht zeichnerisch
dargestellte Verlängerung
verbunden. Zur Anbindung des Objekts bzw. des Bauteils oder einer Verlängerung
an das Verbindungselement 5 ist eine Schlaufe 20 an
diesem Ende des Verbindungselements 5 vorgesehen.
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Bei
einer Öffnungsbewegung
des Bauteils, an das der Bewegungsdämpfer über das Verbindungselement 5 angelenkt
ist, zieht das Verbindungselement 5 den Kolben 3 von
seiner hinteren Position innerhalb des Zylindermantels 2 gegen
die Kraft des Vorspannelements 4 und gegen die Reibkraft
nach vorne. Dadurch wird das Vorspannelement 4 vorgespannt
und übt
in dieser Position eine Rückstellkraft
auf den Kolben 3 aus. Diese Rückstellkraft erleichtert zum
einen die Schließbewegung
des Bauteils in entgegen gesetzter Richtung und bewerkstelligt die
Rückführung des
Dichtungssystems in seine Ausgangsposition. Der Schließbewegung
wirkt lediglich die Reibkraft entgegen. Die Charakteristik des Vorspannelements 4,
insbesondere deren Federkraft, bestimmt damit die Öffnungs-
bzw. die Schließgeschwindigkeit
des beweglichen Bauteils. Die Rückstellkraft
des Vorspannelements 4 und die Reibkraft sind bevorzugt
so eingestellt, dass die Rückstellkraft nicht
dazu führt,
die Schließbewegung
des Bauteils selbsttätig
einzuleiten, sondern nur dann, wenn eine zusätzliche Schließkraft auf
das Bauteil einwirkt. Die Reibkraft verhindert insbesondere bei
der Öffnungsbewegung
ein Nachschwingen der Bewegung des Bauteils.
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Innerhalb
des Zylindermantels 2 ist in Zugrichtung Z gesehen hinter
dem Vorspannelement 4 ein Umlenkelement 7 angeordnet, über oder
durch welches das Verbindungselement 5 geführt und
aus seiner ursprünglichen
Richtung umgelenkt wird. Das Umlenkelement 7 ist bei dem
hier zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen
an der Innenseite des Zylindermantels 2 angeformten, ins
Innere des Gehäuses 1 ragenden
Flügel 11 gebildet. Das
Umlenkelement 7 weist eine Einführöffnung 8 zur Einführung des
Verbindungselements 5 auf. Diese Einführöffnung 8 liegt bevorzugt
auf oder zumindest nahe der Zylinderachse, sie kann jedoch auch versetzt
hierzu angeordnet sein. Da das Verbindungselement 5 auf
Höhe der
Zylinderachse an dem Kolben 3 angelenkt ist, verläuft das
Verbindungselement 5 auf der Strecke zwischen der Vorderseite
des Kolbens 3 und der Einführöffnung 8 längs der
Zylinderachse, wenn die Einführöffnung 8 auf
Höhe der Zylinderachse
angeordnet ist. Die die Einführöffnung 8 umschließende, bevorzugt
rotationssymmetrisch ausgebildete Fläche geht in eine gekrümmte Führungsfläche 10 über, wie
aus der Detaildarstellung von 1 ersichtlich.
Das Verbindungselement 5, das durch die Einführöffnung 8 in
das Umlenkelement 7 eingeführt wird, wird anschließend eng
anliegend an diese Führungsfläche 10 um
einen Winkel von etwa 90° aus
seiner ursprünglichen,
entlang oder zumindest nahezu parallel zur Zylinderachse laufenden
Richtung umgelenkt.
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Das
Umlenkelement 7 weist einen sich an die Einführöffnung 8 anschließenden Kanal 12 auf, durch
den das Verbindungselement 5 geführt wird. Der Kanal 12 mündet in
eine Öffnung 6 im
Zylindermantel 2. Die Öffnung 6 ist
durch eine um ihre Mittelachse rotationssymmetrische Bohrung im
Zylindermantel 2 gebildet und von einer konvex gekrümmten, rotationssymmetrisch
ausgebildeten Führungsfläche 9 umgeben,
wie aus der Detailansicht von 1 sowie
aus 2 ersichtlich. Die Führungsfläche 9 schließt sich
unmittelbar an die Führungsfläche 10 des
Umlenkelements 7 nahtlos an. Das durch das Umlenkelement 7 umgelenkte
Verbindungselement 5 wird schließlich durch den Kanal 12 und
durch die Öffnung 6 in
dem Zylindermantel 2 seitlich aus dem Gehäuse 1 herausgeführt. Der
Durchmesser der Öffnung 6 ist
bevorzugt nur geringfügig
größer als
der Außendurchmesser
des Verbindungselements 5, damit keine Verschmutzung durch
die Öffnung 6 in
das Innere des Gehäuses 1 eindringen
kann.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Bewegungsdämpfer ist
im Gegensatz zu dem eingangs genannten Bewegungsdämpfer nach
dem Stand der Technik die Umlenkung und die Herausführung des
Verbindungselements 5 aus dem Gehäuse 1 funktionsmäßig getrennt.
Dies wird nach der Erfindung durch das im Innern des Zylindermantels 2 angeordnete
Umlenkelement 7 bewirkt, welches das Verbindungselement 5 zunächst noch
innerhalb des Gehäuses 1 umlenkt.
Die Herausführung
des Verbindungselements 5 aus dem Gehäuse 1 erfolgt dann örtlich getrennt von
der Umlenkung seitlich durch die Öffnung 6 im Zylindermantel 2.
Da die Umlenkung des Verbindungselements 5 im Innern des
Gehäuses 1 erfolgt, ist
dieser Bereich weitgehend vor Verschmutzungen geschützt. Durch
Anpassung des Durchmessers der Öffnung 6 an
den Außendurchmesser
des Verbindungselements 5 kann der Einfall von Verschmutzung
in den Umlenkbereich, also insbesondere auf die Führungsfläche 10,
weitgehend verhindert werden.
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Darüber hinaus
liegt das Umlenkelement 7 stets auf gleicher Höhe mit der
Anbindung des Verbindungselements 5 an dem Bauteil, dessen
Bewegung gedämpft
werden soll. Dadurch liegt die auf diese Anbindung einwirkende Kraft
jeweils nahezu senkrecht auf der Ebene, die durch das Verbindungselement 5 (vor
und nach der Umlenkung) aufgespannt wird, wodurch das gesamte Moment
auf die Anbindung des Verbindungselements 5 minimiert werden
kann. Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Bewegungsdämpfer das
Verbindungselement 5 direkt in Richtung der Mittelachse
der Anbindung des Bewegungsdämpfers
an das Bauteil, dessen Bewegung gedämpft werden soll, angeordnet werden.
Dadurch treten nur noch Biegemomente infolge der Kräfte auf,
die in der Anbindungsfläche
liegen, wodurch ebenfalls wiederum das auf die Anbindung wirkende
Gesamtdrehmoment minimiert werden kann.
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Da
die Bewegungscharakteristik des erfindungsgemäßen Bewegungsdämpfers im
wesentlichen durch die Reibung der Dichtringe 18 an der
Innenseite des Zylindermantels 2 bestimmt wird und die
Reibung des Verbindungselements 5 bei dessen Umlenkung
an den Führungsflächen 9 und 10 die
Bewegungscharakteristik nur geringfügig beeinflusst, kann der Bewegungsdämpfer bei
gleich bleibender Dämpfungscharakteristik
in fast jeder beliebigen Anordnung des Bewegungsdämpfers bezüglich des
in seiner Bewegung zu dämpfenden
Bauteils verwendet werden. Der Bewegungsdämpfer ist insbesondere auch
geradlinig an das Bauteil anbindbar.