DE3320069C2 - Öldämpfer - Google Patents

Description

In einem Kraftfahrzeug veranlaßt beispielsweise ein auf einen Druckknopf ausgeübter Druck einen zurückziehbaren Ascher in seine Arbeitsstellung herauszugleiten, oder den geschlossenen Deckel eines Handschuhfachs herauszuspringen und so Zugang zu seinem Inneren zu gewähren. In einem Videokassettenrecorder veranlaßt ein ähnlicher auf einen Druckknopf ausgeübter Druck einen in seiner verdeckten Stellung befindlichen Kassetten­ halter, sich nach oben zu bewegen und außerhalb des Gehäuses des Videogeräts sichtbar zu werden. Zum Abbremsen der oben erwähnten plötzlichen Bewegung eines geschlossenen Bestand­ teils in einer zurückziehbaren Vorrichtung ist beispielsweise bereits ein Reibungsdämpfer oder ein Öldämpfer (US 4,342,135) vorgeschlagen worden. Der Reibungsdämpfer bringt Probleme wie beispielsweise Schwierigkeiten bei der Gewährleistung einer glatten Bremsbewegung, ein unangenehmes Gefühl für den Finger des Benutzers beim Auflegen auf den Druckknopf sowie eine allmähliche Verschlechterung der Leistung bei längerem Gebrauch mit sich. Obwohl bei dem Öldämpfer diese für den Reibungs­ dämpfer eigentümlichen Schwierigkeiten nicht auftreten, krankt er dennoch an einem besonderen, ihm eigenen Problem, und zwar einem Problem, welches sich aus der Verwendung von Öl ergibt. In dem Öldämpfer kommt im allgemeinen als Öl Silikonschmier­ mittel mit einem hohen viskosen Widerstand in einer Menge von etwa 0,15 g zur Anwendung. Das Silikonschmiermittel hat einen sehr hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten, und sein Volumen nimmt mit einer Rate von 0,1% je Grad Celsius zu. Wenn die Temperatur des Öldämpfers im Gebrauch ansteigt, kann sich daher das Silikonschmiermittel so viel ausdehnen, daß es durch einen feinen Spalt zwischen dem Hals eines durch die Gehäusewand hindurchtretenden umlaufenden Körpers und der Öffnung in der Wand oder durch einen feinen Spalt zwischen dem das Gehäuse bildenden Kasten und dem in dem Gehäuse ge­ bildeten Deckel hindurchtritt. Sowie ein solches Lecken auf­ tritt, kann der Öldämpfer möglicherweise infolge der daraus resultierenden Verknappung an Silikonschmiermittel entweder vollständig oder teilweise seiner Funktion beraubt werden. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, ist bereits eine Vorrich­ tung entwickelt worden, um durch Anwendung einer Ultraschall­ schweißeinrichtung eine feste Dichtung zwischen dem Gehäuse und dem Deckel sicherzustellen. Da das Gehäuse und der Deckel beide aus Kunststoff hergestellt sind, werden sie wegen der Temperaturerhöhung durch die von der Schweißeinrichtung abge­ gebene Wärme in ihrem Volumen ausgedehnt, was eine Verkleinerung des für die Aufnahme des Öls verbleibenden Raumes bis zum Her­ ausdrücken des Öls zur Folge hat. Diese Vorrichtung ist daher nach allem zur Verhinderung eines Herausleckens von Öl unwirksam.

Auch bei einem bekannten Öldämpfer (GB 2 062 933 A) von dem die Erfindung ausgeht, ist das mit Siliconöl gefüllte Ge­ häuse gegen Austreten von Siliconöl abgedichtet. Der Aus­ tritt von Siliconöl zwischen der Gehäuseöffnung und der Welle erfolgt durch eine an der Welle angeformte Scheibe, die in einem engen Ringspalt des Gehäuses umläuft sowie durch ein formschlüssiges Verbinden der beiden Gehäusehälf­ ten, die außerdem noch durch Ultraschallschweißen mitein­ ander verbunden werden.

Bei einem anderen bekannten Öldämpfer (US 3 362 510) werden zwei Dämpferkörper zahnartig in gegenseitigen Eingriff ge­ bracht, indem einer der Dämpferkörper axial verschoben wird. Die Abdichtung des ölgefüllten Dämpferraums erfolgt durch eine elastische Membran, deren Innenrand an dem axial verschiebbaren Dämpferkörper und deren Außenrand gehäuse­ seitig befestigt ist. Die Membran ist balgartig ausgeführt, damit die erforderliche axiale Verschiebung des Dämpferkör­ pers möglich ist.

Es ist auch bekannt (DE 25 01 102 A1) ein ölgefülltes Däm­ pfergehäuse mit einer flexiblen Dichtung zu verschließen, die ein Mittel darstellt, um ein Ausdehnen und ein Zusam­ menziehen des Siliconöls infolge von Temperaturschwankungen zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Öldämpfer zu schaffen, bei dem das Austreten des Öls aus dem Gehäuse auch dann vermieden ist, wenn sich das Öl infolge Tempera­ turerhöhung ausdehnt und bei dem die Bremswirkung über eine lange Betriebszeit hinweg aufrechterhalten bleibt, um eine Tür oder ähnliche Vorrichtung wirksam zu dämpfen.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß bildet die Membran einerseits die Dämpfer­ kammerwandung und dichtet andererseits den mit Dämpferflüs­ sigkeit gefüllten Raum innerhalb des Gehäuses elastisch ab. Wenn sich die Dämpferflüssigkeit ausdehnt, gibt die Membran nach und wird ein Austreten von Dämpferflüssigkeit aus dem Gehäuse wirksam verhindert.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, damit läßt sich der erfindungsgemäße Öl­ dämpfer leicht herstellen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungs­ form eines Öldämpfers,

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung verschiedener Einzelteile des Öldämpfers nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine biegsame Membran und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausfüh­ rungsform eines Öldämpfers.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Öldämpfer, welcher kein Herauslecken des im Inneren des Gehäuses desselben abgedich­ teten Öls aus dem Gehäuse heraus gestattet. In den Zeichnungen bezeichnen 1 und 2 jeweils einen Grundkörper und eine Kappe, die beide aus Kunststoff hergestellt und zusammen zur Bildung eines Gehäuses geeignet sind. Der Grundkörper 1 ist einstückig aus einer rohrförmigen Wand 3 mit einem geschlossenen Boden 2′ und einem Befestigungssockel 4 zusammengesetzt. Die Kappe 2 enthält einen Deckel 5, der auf der offenen Kante der rohrförmigen Wand 3 aufsitzt, einen Flansch 6, der lotrecht von der Innenseite des Deckels 5 vorsteht und geeignet ist, auf die Innenseite der rohrförmigen Wand 3 bis zu einer Tiefe von etwa der Hälfte der gesamten axialen Länge der rohrförmigen Wand aufgesetzt zu werden, sowie eine mittig von der Außenseite des Deckels in axialer Richtung vorspringende Nabe 7 mit einer mittleren Öffnung 8. Auf der Innenseite der rohrförmigen Wand 3 und der Außenseite des Flansches 6 sind jeweils eine ringförmige Nut 9b und ein ringförmiger Vorsprung 9a vorgesehen, welche in gegenseitigen Schnappeingriff miteinander kommen, wenn der Flansch 6 in die rohrförmige Wand 3 eingesetzt wird, bis der Deckel 5 aufsitzt.

Somit bilden der ringförmige Vorsprung 9a und die ringförmige Nut 9b zusammen eine Schnappeingriffsvorrichtung 9 für die rohrförmige Wand 3 und den Flansch 6.

Mit 10 wird ein umlaufender Körper bezeichnet, der eine Scheibe 11 und zwei Wellen 12, 13, aufweist, die lotrecht von den Mittelpunkten der gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 11 vorstehen. Die erste Welle 12 ist durch eine Mittelbohrung 8 der Kappe 2 von der Innenseite der Kappe 2 her hindurchgeführt und ragt aus dem vorderen Ende der Nabe 7 heraus. An dem Ende der Welle 12 ist ein Zahnrad 14 befestigt. Der Durchmesser der Scheibe 11 ist leicht geringer als der Innendurchmesser des Flansches 6. Um die zweite Welle 13 herum ist eine Bremsscheibe 15 mit einem in sie eingebrachten Loch derart angebracht, daß sie gemeinsam mit der Welle 13 um ihre Achse umlaufen kann. Auf die gegenüberliegenden Seiten und auf die Umfangsfläche der Bremsscheibe 15 ist ein Öl 16, beispielsweise ein Silikonschmiermittel mittels einer Bürste aufgebracht. Die so mit dem Öl 16 überzogene Bremsscheibe ist innerhalb des von der rohrförmigen Wand 3 des Grundkörpers umgebenen Raumes gegenüber dem Boden 2′ untergebracht.

Eine weiche, elastische flexible Membran 17 ist auf der Welle 13 gegenüber der Brems­ scheibe 15 angeordnet, so daß bei einer thermischen Aus­ dehnung des an die Bremsscheibe 15 anhaftenden Öls 16 die flexible Membran 17 infolge des erhöhten Volumens des Öls in genügendem Ausmaß verformt werden kann, um die Volumenausdehnung des Öls aufzunehmen. Vorzugsweise ist diese flexible Membran in geringer Wanddicke aus synthetischem Gummi oder weichem Kunststoff, wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen, hergestellt, welches ein Material von geringer thermischer Verformung ist. Auf der Innenseite der flexiblen Membran entlang ist eine ringförmige Lippe 18 ausgebildet, die geeignet ist, eine Dichtverbindung mit der Welle 13 dadurch herzustellen, daß sie in innige Berührung mit der Außenseite der Welle 13 kommt und demzufolge das Öl daran hindert, auf dem Umfang der Welle entlangzuströmen und zur Seite der Scheibe 11 herauszulecken.

In der vorliegenden Ausführungsform ist der Flansch 6 der Kappe 2 auf der Innenseite zum vorderen Ende derselben hin mit einer ringförmig ausgebildeten Stufe 6′ versehen. An der ringförmigen Stufe 6′ ist ein Umfangsabschnitt 17′ der flexiblen Membran 17 befestigt. Die in dieser Ausführungsform zur Anwendung kommende flexible Membran ist so geformt, daß ihre der Bremsscheibe 15 zugewendete Seite bis zu der ring­ förmigen Lippe 18 auf der Innenseite derselben im wesentlichen flach und ihre andere, der Scheibe 11 zugewendete Seite auf halbem Wege zwischen dem Umfang und der ringförmigen Lippe 18 ausgenommen ist, um eine ringförmige Ausnehmung 19 zu bilden.

In einem Ausführungsbeispiel hat die flexible Membran 17 einen Durchmesser von etwa 14 mm bei einem Außendurchmesser von etwa 11 mm und einem Innendurchmesser von etwa 7 mm der ringförmigen Ausnehmung, eine Dicke von 0,8 mm auf dem Umfangsabschnitt, 0,3 bis 0,5 mm Tiefe der ringförmigen Ausnehmung und 0,5 bis 0,3 mm Wanddicke an dem Boden der ringförmigen Ausnehmung. Die ringförmige Lippe 18 kommt innen in Berührung mit dem Umfang der Welle 13 und axial mit den ringförmig angehobenen Abschnitten 11′, 15′, die koaxial mit der Scheibe 11 bzw. der Bremsscheibe 15 gebildet sind. Demzufolge ist es der flexiblen Membran möglich, einen festen Abstand S von der Scheibe 11 einzuhalten.

Der Zusammenbau des gemäß der obigen Beschreibung ausgelegten Dämpfers wird in der Form durchgeführt, daß man die Welle 12 des umlaufenden Körpers 10 von der Innenseite der Kappe 2 her durch die Mittelbohrung 8 hindurchsteckt, die flexible Membran 17 und die Bremsscheibe 15 um die andere Welle 13 herum montiert, Silikonschmiermittel auf die Bremsscheibe 15 aufbringt, sodann den Flansch 6 der Kappe 2 auf der Innenseite der rohrförmigen Wand 3 des Grundkörpers 1 entlang einschiebt, wie bereits beschrieben, und an dem vorderen Ende der Welle 12 das Zahnrad 14 zum Kämmen mit einer Zahnstange, einem Zahnrad­ ausschnitt oder einem Zahnrad zur gemeinsamen Bewegung beispielsweise mit einem Deckel befestigt. Demzufolge kann sich der umlaufende Körper 10 frei um seine Achse drehen, während er durch die Mittelöffnung 8 in seiner Lage gehalten wird. Diese Drehbewegung des umlaufenden Körpers 10 wird jedoch durch den Viskosewiderstand des Öls 16, das an der Brems­ scheibe anhaftet und den durch den Boden 2′, die Innenseite der rohrförmigen Wand 3 und die Seite der flexiblen Membran 17 gegenüber der Bremsscheibe begrenzten Hohlraum füllt, gebremst mit dem Ergebnis, daß die Bewegung eines Deckels, eines Kassettenhalters oder eines Aschers gedämpft wird. Wenn das Öl 16 infolge einer Zunahme in der Temperatur der Umgebungs­ luft in seinem Volumen expandiert, dann wird die flexible Membran 17 durch den Druck des expandierten Öls in Richtung der Scheibe 11 ausgebaucht. Da die Expansion des Öls durch die flexible Membran 17 aufgenommen wird, leckt das Öl nicht aus dem Gehäuse heraus.

Das Gehäuse hält ständig, wie oben beschrieben, eine fest­ gesetzte Menge des Öls zurück. Der Dämpfer gemäß der Erfindung bewahrt daher seine intakte Funktion für eine lange Zeit, im Gegensatz zu dem herkömmlichen Dämpfer, welcher infolge Leckens, verursacht durch eine Zunahme der Temperatur der Umgebungsluft, Öl verliert und anschließend, wenn die Temperatur abnimmt, keine ausreichende Bremskraft liefert. Außerdem kann das Ge­ häuse durch die Schnappverbindungsmittel 9 leicht zusammen­ gebaut werden, was lediglich ein Hereinschieben des ring­ förmigen Vorsprungs 9a auf der Außenseite des Flansches 6 in die ringförmige Nut 9b auf der Innenseite der rohrförmigen Wand 3 verlangt, wie in der Zeichnung dargestellt. Der Dämpfer gemäß der Erfindung benötigt keinerlei beschwerliche Verbin­ dungsmittel, wie beispielsweise die Ultraschallschweißein­ richtung, und erfreut sich demzufolge einer bemerkenswert hohen Produktion.

In dem herkömmlichen Dämpfer war die Menge des auf die Brems­ scheibe aufzubringenden Öls auf etwa 70 bis 80% des inneren Volumens des Hohlraums begrenzt, der bei gebotener Berücksich­ tigung der voluminalen Ausdehnung des Öls infolge eines Anstiegs der Temperatur in dem mit dem Öl zu füllenden Gehäuse verblieb. Somit krankte der herkömmliche Dämpfer an einem möglichen, wenn auch sehr geringen Verlust der Bremskraft. Im Gegensatz dazu ist bei dem Dämpfer gemäß der Erfindung infolge der Verformung der flexiblen Membran durch den Druck des Öls in ausreichendem Maße zur Aufnahme der Volumenaus­ dehnung des Öls die Menge des auf die Bremsscheibe aufgebrachten Öls konstant, nämlich 100% des inneren Volumens des Hohlraums. Somit schafft der Dämpfer eine gleichmäßige Bremskraft.

Aus der Konstruktion der vorliegenden Ausführungsform, in welcher das Zahnrad 14 an dem vorderen Ende der Welle 12 befestigt ist, welche - wie oben gezeigt - aus der Nabe 7 vorsteht, entsteht der Vorteil, daß das Zahnrad so eingerichtet werden kann, daß es zu einer Vorrichtung paßt, mit welcher der Dämpfer gekoppelt werden soll, um den Erfordernissen dieser Vorrichtung zu genügen. Der Außenumfang 17′ der flexiblen Membran 17 wird einfach auf die auf der Innenseite des Flansches 6 ausgebildete Stufe 6′ aufgesetzt. Wahlweise kann der Außenumfang 17′ so eingerichtet werden, daß er zwischen den Flansch 6 und den Grundkörper greift, um ein Herauslecken von Öl mit größerer Sicherheit zu verhindern.

Die auf der Innenseite der flexiblen Membran ausgebildete ringförmige Lippe 18 ist gebogen, wie in der Zeichnung gezeigt. Wenn das Öl sich in seinem Volumen ausdehnt, dann schiebt der Druck des expandierten Öls diese ringförmige Lippe 18 und streckt sie aus ihrer gebogenen Form heraus. Demzufolge wird die ringförmige Lippe 18 gegen die Außenseite der Welle 13 gedrückt. Wegen dieses engen Kontaktes der ringförmigen Lippe 18 mit der Welle 13 ist ein mögliches Hindurchlecken von Öl durch die Grenzschicht zwischen der ringförmigen Lippe und der Welle 13 im wesentlichen ausgeschlossen. Wenn ein sehr geringer Teil des Öls durch diese Grenzschicht hindurchlecken sollte, dann zeigt diese geringe Menge Öl die Wirkung eines Dämpfers zwischen der Scheibe 11 und der ringförmigen Lippe 18. Somit bleibt die von dem Dämpfer gebotene Gesamtbremskraft durch dies geringe Lecken als Ganzes unverändert.

In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform hat der Grundkörper 1 zwei rohrförmige Wände 3, die sich in ent­ gegengesetzten Richtungen von einem gemeinsamen Boden 2 aus forterstrecken. Diese rohrförmigen Wände sind jeweils mit einem umlaufenden Körper und einer flexiblen Membran versehen und sind jeweils mittels einer Kappe geschlossen. Somit sind zwei Dämpfer einstückig ausgebildet. Dieser Dual­ dämpfer eignet sich zum Einbau in einen Kassettenrecorder mit zwei Kassettenhaltern nebeneinander zur Erzeugung zusätzlicher Toneffekte, so daß die Dämpfer zum mehrmaligen Abbremsen der unabhängigen Bewegungen von zwei Kassettenhaltern benutzt werden können. Die vorliegende Erfindung braucht nicht auf diese spezielle Konstruktion begrenzt zu werden, sondern läßt sich in ähnlicher Weise als eine Konstruktion ausführen, in welcher der Grundkörper nur eine rohrförmige Wand mit einem Boden aufweist, wie in Fig. 4 gezeigt.

In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist der Grundkörper 1 in seinem Boden 20 mit einer kreisförmigen Ausnehmung versehen. In diese kreisförmige Ausnehmung ist eine weitere flexible Mem­ bran 17 eingesetzt und ist daher der auf die Stufe 6′ auf der Innenseite des Flansches 6 aufgesetzten Membran 17 zugewendet. Wenn sich das Öl in seinem Volumen ausdehnt, wird daher die flexible Membran 17 verformt, bis die ringförmige Ausnehmung 19 der von der Bodenseite der Ausnehmung 21 vorstehenden flexiblen Membran 17 mit der Bodenseite der Ausnehmung 21′ zusammenstößt. So­ mit wird die Volumenausdehnung des Öls von der flexiblen Membran 17 aufgenommen.

In dieser Ausführungsform sind die beiden einander gegenüber­ liegenden flexiblen Membranen in der Lage, gemeinsam die Volumenausdehnung des Öls aufzunehmen. Wenn eine ringförmige Ausnehmung 21′, die der ringförmigen Ausnehmung 19 der flexiblen Membran gegenüberliegt, weiter in dem Boden der Ausnehmung 21 gebildet ist, wird das Ausmaß, bis zu welchem der Dämpfer die Volumenausdehnung des Öls aufzunehmen in der Lage ist, weiter erhöht.

Bei einem Dämpfer von der Konstruktion, bei welcher die Wand des Gehäuses zwischen der Scheibe 11 und der Bremsscheibe 15 liegt, wie in der US 4 342 135 offenbart, kann die vorliegende Erfindung durch Einsetzen der flexiblen Membran in die in dem Boden gebildete Ausnehmung verwirklicht werden, um so die Volumenausdehnung des Öls auf­ zunehmen. Wenn die rohrförmige Wand 3 in der Mitte ihres Bodens 20 mit einer Sackbohrung versehen ist, wie in der vor­ liegenden Ausführungsform, und diese Sackbohrung als Lager für das vordere Ende der Welle 13 benutzt wird, dann kann zwischen der Welle des umlaufenden Körpers und derjenigen des Gehäuses eine genaue Übereinstimmung hergestellt werden.

Claims (6)

1. Öldämpfer, bestehend aus einem Grundkörper mit einer rohrförmigen Wand, die sich lotrecht von einem Boden forterstreckt, einer mit einer mittleren Öffnung versehenen Kappe, die auf das offene Ende der rohrförmigen Wand des Grundkörpers aufgesetzt ist, und einem umlaufenden Körper, bestehend aus einer Scheibe (11) mit einem geringeren Durch­ messer als dem Innendurchmesser der rohrförmigen Wand des Grundkörpers und zwei lotrecht von den Mittelpunkten der gegenüberliegenden Seiten der Scheibe vorstehenden Wellen, und einer Bremsscheibe (15), die völlig mit Öl bedeckt und in dem Grundkörper zum Umlauf gemeinsam mit dem umlaufenden Körper enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Boden gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe (15) eine biegsame Membran (17) aus elastischem Material angeord­ net ist, die auf der der Bremsscheibe zugekehrten Seite im wesentlichen flach ausgebildet ist und auf ihrer anderen Seite eine ringförmige Ausnehmung (19) aufweist.

2. Öldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die rohrförmige Wand (3) des Grundkörpers (1) auch in der entgegengesetzten Richtung von dem Boden (2) lotrecht forterstreckt und in diese Öffnung eine weitere Bremsschei­ be, eine Membran, ein umlaufender Körper und eine Kappe ein­ gesetzt sind.

3. Öldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Bremsscheibe (15) je eine Membran (17) angeordnet ist.

4. Öldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der der Außenrand (17′) der Mem­ bran (17) am Grundkörper (1) befestigt ist und der Innenrand (18) der Membran als auf der Welle (13) aufliegende Dicht­ lippe ausgebildet ist.

5. Öldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe axial an der auf der Welle (13) befestig­ ten Scheibe (11) abgestützt ist.

6. Öldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kappe (2) in der rohrförmigen Wand (3) einrastet.