DE3844544A1 - Hydraulischer drehfluegelstossdaempfer - Google Patents
Hydraulischer drehfluegelstossdaempferInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Drehflügel-Stoß
dämpfer für Schwingungen niedriger Frequenzen mit großen Ampli
tuden und für Schwingungen hoher Frequenz mit kleinen Amplitu
den, bestehend aus einem Stator
in Form eines Gehäuses aus Stahl, Metall und/oder Kunststoff,
das mit einer pastenartigen Dämpfmitteldispersion luftfrei
vollgefüllt ist und mit einem Rotor mit einem Drehflügel,
dessen Rotorachse über Deckel unten und oben herausgeführt ist,
um Antriebe und/oder Federn daran anzulenken.
Bei vielen technischen Vorrichtungen werden Teile bewegt. Diese
können auch federnd abgestützt, gelagert oder aufgehängt sein.
Häufig ist es nötig, die Bewegungen solcher Teile zu dämpfen, z.B.
wenn Schwingungsbewegungen sich aufschaukeln und dadurch Schäden verursachen
können.
Der Wunsch nach Dämpfung von Bewegungen besteht auf den unterschied
lichsten Gebieten, z.B. bei Möbeln, Haushaltsmaschinen, Sport
geräten, Werkzeugmaschinen, Meßgeräten und sogar elektronischen
Einrichtungen. Ein klassisches Beispiel für eine weitverbreitete
Dämpferart sind Türschließer, die für sehr unterschiedliche Türen,
wie Außentüren, Feuertüren und sonstige Spezialtüren, benötigt
werden. Dabei müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllt sein,
z.B. hinsichtlich der Größe der auftretenden Kräfte, des Gewichts,
der Schließwege, der Verzögerung und der Beschleunigung.
Die Schwingungsprobleme werden meist mit linear arbeitenden
Dämpfern mit Zylinderrohr, Kolbenstange usw. gelöst, wobei dünn
flüssige Öle über kleine Spalten und Ventile mit hoher Präzision
verdrängt werden und Bewegungsenergie in Wärme umwandeln. Solche
Lineardämpfer können aber aus Platzmangel in vielen Fällen nicht
eingesetzt werden.
Diese linear arbeitenden Dämpfe werden immer über Hebel angelenkt.
Dagegen bietet ein Torsionsdämpfer den Vorteil, daß er direkt in
der Achse der zu dämpfenden Drehbewegung eingebaut werden kann.
Obwohl ein sehr großer Teil der Bewegungen rotatorischen Ursprungs
ist, gibt es keine Torsionsdämpfer in unterschiedlichen Größen als
Baureihe für die verschiedensten Einsatzgebiete. Es sind einige
Speziallösungen, z.B. für Türschließer, bekannt. Sie arbeiten
aber alle mit relativ niedrigviskosen Flüssigkeiten und deren
Nachteilen oder mit Medien, welche die hohen Anforderungen an
ein solches Dämpfmittel hinsichtlich Wärmestabilität und Visko
sität nicht erfüllen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehflügelstoß
dämpfer zu schaffen, der sehr einfach aufgebaut ist und deshalb
für unterschiedliche Anforderungen in preiswerten Konstruktionen
herstellbar ist sowie hohe, temperaturbedingte Schwankungen im
Dämpfungsverhalten nicht entstehen läßt oder ausgleicht. Auch
soll dieser Dämpfer trotz einfachen Aufbaus eine progressive, de
gressive oder lineare Dämpfung ermöglichen.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch einen hydraulischen
Drehflügelstoßdämpfer gemäß der eingangs genannten Art, der
durch die folgenden weiterbildenden Merkmale gekennzeichnet ist,
daß mit der Rotorachse mindestens ein Drehflügel und eine Steuerscheibe fest verbunden oder einstückig ausgebildet sind und die Steuerscheibe zur genauen Steuerung des Dämpf kraftverlaufs stirnseitig die Form einer Kurve, eines Exzenters, eines Kreises mit Nocken oder mit anderen Er höhungen oder Vertiefungen aufweist,
daß mit der Innenwand des Stators ein Trennstück mit einem Schlitz fest verbunden ist und den Zylinderraum des Stators in zwei Kammern aufteilt, sowie eine Öffnung zur Aufnahme eines Einstellelements durch die Statorwand hindurchführt, und
daß der Schlitz so eng bemessen ist, daß nur zwischen der Stirnfläche der Steuerscheibe und dem Einstellelement ein Spalt einstellbar ist, durch den die Dämpfmitteldispersion fließt und die jeweilige, auch variierende Dämpfung in beiden Drehrichtungen festlegt.
daß mit der Rotorachse mindestens ein Drehflügel und eine Steuerscheibe fest verbunden oder einstückig ausgebildet sind und die Steuerscheibe zur genauen Steuerung des Dämpf kraftverlaufs stirnseitig die Form einer Kurve, eines Exzenters, eines Kreises mit Nocken oder mit anderen Er höhungen oder Vertiefungen aufweist,
daß mit der Innenwand des Stators ein Trennstück mit einem Schlitz fest verbunden ist und den Zylinderraum des Stators in zwei Kammern aufteilt, sowie eine Öffnung zur Aufnahme eines Einstellelements durch die Statorwand hindurchführt, und
daß der Schlitz so eng bemessen ist, daß nur zwischen der Stirnfläche der Steuerscheibe und dem Einstellelement ein Spalt einstellbar ist, durch den die Dämpfmitteldispersion fließt und die jeweilige, auch variierende Dämpfung in beiden Drehrichtungen festlegt.
Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer ist sehr einfach aufgebaut.
Dadurch ist er in verschiedenen Ausführungsformen preiswert
herstellbar und eignet sich auch zur Konstruktion in verschiedenen Größen
für Baureihen zum Einsatz auf verschiedenen Gebieten.
Ferner ist der Stoßdämpfer sehr betriebssicher, d.h. störunan
fällig, und läßt temperaturbedingte Schwankungen im Dämpfver
mögen entweder erst gar nicht entstehen oder er gleicht sie aus.
Geeignete pastenartige Dämpfmitteldispersionen für den Einsatz
in dem Drehflügelstoßdämpfer sind bekannt (vgl. z.B.
DE 28 14 366 C2 und DE 26 47 697 C3).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Stoßdämpfers weist der Drehflügel mindestens eine Öffnung auf,
die für eine Drehrichtung mit einer großflächigen, scharnier
artig befestigten Klappe verschlossen ist, und die Dämpf
mitteldispersion fließt fast ohne Widerstand in eine Dreh
richtung durch den Schlitz in dem Trennstück und die Öffnung
in dem Drehflügel, und in der Gegenrichtung wird die Dämpfung
nur durch den Schlitz, auch ohne Steuerscheibe, allein durch
die Einstellung des Einstellelements bestimmt.
Es ist vorteilhaft, wenn die Klappe an dem Drehflügel eine Dros
selbohrung aufweist, die ohne Mitwirkung des Schlitzes und der
Steuerscheibe in einer Drehrichtung die Dämpfung bestimmt. Ein
solcher Dämpfer eignet sich gut für Innentüren oder Luken bzw.
Klappen, die an Scharnieren aufgehängt sind.
Vorzugsweise weist der Drehflügel mindestens zwei Öffnungen
mit Klappen auf, wobei für jede Drehrichtung jeweils eine davon in eine
Offenstellung und eine davon in eine Schließstellung bringbar ist.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn mit dem Drehflügel min
destens ein kreisrund geformter konischer Stift fest verbunden
ist, der bei der entsprechenden Drehung des Rotors in eine dem
Dämpfkraftaufbau angepaßte Öffnung in einem Statorteil eingreift
und den Dämpfkraftaufbau und den Endanschlag bestimmt.
Vorzugsweise enthält der erfindungsgemäße Stoßdämpfer als pasten
artige Dämpfmitteldispersion ein homogenes Gemisch aus einer
flüssigen und einer festen Phase mit unterschiedlichen, den
Erfordernissen entsprechenden Zusätzen, wobei diese Dispersion
in einem Temperaturbereich von etwa -40 bis etwa 120°C stabil
ist und statisch eine Paste darstellt sowie dynamisch sehr
fließfähig und schmierfähig ist und eine hohe Wärmeleitfähig
keit aufweist. Entsprechende Dämpfmitteldispersionen sind in
den vorgenannten Druckschriften beschrieben.
Es ist auch günstig, wenn im Inneren des Stoßdämpfers ein
Volumenausgleichselement aus einem kompressiblen Kunststoff,
Gummi oder Schaumstoff vorgesehen ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Stoßdämpfers weist das
Einstellelement eine Hohlschraube mit einer Feder, einem beweg
lichen Kolben mit vorstehendem Zapfen, der in den Schlitz in
dem Trennstück eingreift, und außen eine Einstellskala auf.
Nachfolgend wird die Erfindung durch in der Zeichnung schema
tisch dargestellte Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine axiale Ansicht, teilweise im Schnitt, einer
ersten Ausführungsform eines hydraulischen Dreh
flügelstoßdämpfers im geöffneten Zustand;
Fig. 2 eine axiale Ansicht einer zweiten Ausführungsform
eines an einer Montageplatte befestigten hydrau
lischen Drehflügelstoßdämpfers im geöffneten
Zustand;
Fig. 3 eine axiale Ansicht, teilweise im Schnitt, einer
ersten Ausführungsform eines Rotors mit Drehflügel
für einen hydraulischen Drehflügelstoßdämpfer;
Fig. 4 eine axiale Ansicht, teilweise im Schnitt, einer
dritten Ausführungsform eines hydraulischen Dreh
flügelstoßdämpfers im geöffneten Zustand und
Fig. 5 einen radialen Querschnitt einer zweiten Ausfüh
rungsform eines Rotors mit Drehflügel für einen
hyraulischen Drehflügelstoßdämpfer.
Gemäß Fig. 1 besteht der hydraulische Drehflügelstoßdämpfer
im wesentlichen aus einem Stator 1 in Form eines Gehäuses aus
Stahl, Metall und/oder Kunststoff. Der Stator 1 ist mit einer
pastenartigen Dämpfmitteldispersion 2 luftfrei vollgefüllt.
Ferner ist in dem Stator 1 ein Rotor mit einem Drehflügel 5
angeordnet. Der Stator 2 ist oben und unten jeweils mit einem
in der Fig. 1 nicht dargestellten Deckel geschlossen. Durch die
Deckel ist eine Rotorachse 3 herausgeführt, um daran z.B. An
triebe und/oder Federn anzulenken.
Die Rotorachse 3 ist mit dem Drehflügel 5 und
einer Steuerscheibe 6 fest verbunden oder einstückig ausge
bildet. Zur genauen Steuerung des Dämpfkraftverlaufs weist die
Steuerscheibe 6 stirnseitig die Form einer Kurve auf. Diese
Ausgestaltung kann auch in Form eines Exzenters, eines Kreises
mit Nocken oder mit anderen Erhöhungen oder Vertiefungen ver
wirklicht sein.
Mit der Innenwand des Stators 1 ist ein Trennstück 4 mit einem
Schlitz oder Kanal 4 a fest verbunden. Das Trennstück 4 teilt
den Zylinderraum des Stators 1 in zwei Kammern a und b auf.
Durch die Wand des Stators 1 ist zur Aufnahme eines Einstell
elements 8 eine Öffnung hindurchgeführt. Das Einstellelement 8
kann auch als Nach- oder Feststellelement fungieren.
Der Schlitz 4 a ist so eng bemessen, daß nur zwischen der Stirn
fläche der Steuerscheibe 6 und dem Einstellelement 8 ein Spalt
einstellbar ist, durch den die Dämpfmitteldispersion 2 fließt
und die jeweilige, gegebenenfalls variierende Dämpfung in
beiden Drehrichtungen festlegt.
Der Drehflügel 5 weist eine Öffnung 5 a auf, die für
eine Drehrichtung mit einer großflächigen, scharnierartig be
festigten Klappe 9 verschlossen ist.
Die Ausführungsform des hydraulischen Drehflügelstoßdämpfers
gemäß Fig. 2 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform
gemäß Fig. 1. Jedoch ist nach Fig. 2 eine achsparallele Montage
platte 10 vorgesehen, an welcher der Stoßdämpfer befestigt ist.
Dabei wird ein Abschnitt der zylindrischen Wand des Stators 1
durch die plane Montageplatte 10 ersetzt.
Gemäß Fig. 3 sitzt auf der Rotorachse 3 eine Mitnehmerhülse 3 a.
Ein radialer Vorsprung an der Rotorachse 3 greift in eine ent
sprechende Nut der Mitnehmerhülse 3 a ein. Dadurch sind die
Rotorachse 3 und die Mitnehmerhülse 3 a in beiden Drehrichtungen
kraftschlüssig miteinander verbunden.
Wie Fig. 1 und 3 zeigen, ist am Umfang der Mitnehmerhülse der
Drehflügel 5 befestigt und mit einer Öffnung 5 a versehen. Die
Klappe 9 wird von einer Schraube an dem Drehflügel 5 gehalten
und weist konzentrisch mit der Öffnung 5 a eine Drosselbohrung
9 a auf.
Die weitere Ausführungsform des hydraulischen Drehflügel-Stoß
dämpfers gemäß Fig. 4 entspricht in wesentlichen Teilen der
Ausführungsform gemäß Fig. 1. Jedoch ist gemäß Fig. 4 mit dem
Drehflügel 5 ein kreisrund geformter konischer Stift 6 a fest
verbunden. Bei einer entsprechenden Drehung des Rotors greift
der Stift 6 a in eine Öffnung 4 c in einem Statorteil 4 b ein.
Dadurch werden der Dämpfkraftaufbau und der Endanschlag des
Stoßdämpfers festgelegt.
In Fig. 5 ist ein Rotor mit einer anderen Ausführungsform des
Drehflügels 5 dargestellt. Er unterscheidet sich von dem in
Fig. 3 gezeigten Drehflügel durch zwei Öffnungen 5 a, die je
weils mit einer Klappe 9 versehen sind. Bei jeder Drehrichtung
befindet sich jeweils eine der Klappen 9 in der Offenstellung
und die andere in der Schließstellung.
Der hydraulische Drehflügelstoßdämpfer funktioniert in folgen
der Weise: Zu dämpfende Schwingungen niedriger Frequenzen mit
großen Amplituden oder Schwingungen hoher Frequenzen mit kleinen
Amplituden, die jeweils von irgendwelchen bewegten Teilen stammen, werden
auf den Stoßdämpferrotor in dessen Drehrichtung übertragen. Der
Stator 1 ist unabhängig von jenen schwingenden Teilen befestigt.
Die Drehbewegungen des Rotors werden zwangsläufig auf den damit
fest verbundenen Drehflügel 5 und folglich auf die Dämpfmittel
dispersion 2 übertragen. Eine Bewegung des Drehflügels 5 ist
aber nur entsprechend dem Fließvermögen der Dämpfmitteldisper
sion 2 möglich, wcbei diese aus der Kammer a des Zylinderraums
des Stators 1 in dessen Kammer b oder umgekehrt strömt. In Ab
hängigkeit von der Viskosität und von anderen Fließeigenschaften
der Dämpfmitteldispersion 2 sowie von der Größe des eingestellten
Spalts zwischen der Stirnfläche der Steuerscheibe 6 und dem Ein
stellelement 8 wird die Strömung der Dämpfmitteldispersion 2
mehr oder weniger stark eingeschränkt und damit werden die
Schwingungsbewegungen des Drehflügels 5 entsprechend gebremst.
Durch die starre Verbindung zwischen dem Drehflügel 5 und dem
Rotor einerseits und den schwingenden Teilen andererseits werden
deren Schwingungen gedämpft. Die Fließeigenschaften der Dämpf
mitteldispersion 2 können je nach Bedarf sehr unterschiedlich
eingestellt werden. Falls die Steuerscheibe 6 stirnseitig die
Form einer Kurve, eines Exzenters, eines Kreises mit Nocken
oder mit anderen Erhöhungen oder Vertiefungen aufweist, ändert
sich mit der Drehung des Rotors die Größe des vorgenannten
Spalts und damit die Dämpfkraft. So kann deren Verlauf entlang
des Drehwegs des Rotors in gewünschter Weise unterschiedlich
gesteuert werden.
Claims (8)
1. Hydraulischer Drehflügelstoßdämpfer für Schwingungen niedri
ger Frequenzen mit großen Amplituden und für Schwingungen hoher
Frequenzen mit kleinen Amplituden, mit einem Stator (1) in Form
eines Gehäuses aus Stahl, Metall und/oder Kunststoff, das mit
einer pastenartigen Dämpfmitteldispersion (2) luftfrei vollge
füllt ist, und mit einem Rotor mit einem Drehflügel (5), dessen
Rotorachse (3) über Deckel unten und oben aus dem Stator (1)
herausgeführt ist, um Antriebe und/oder Federn daran anzulenken,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Rotorachse (3) mindestens ein Drehflügel (5) und eine Steuerscheibe (6) fest verbunden oder einstückig ausgebildet sind und die Steuerscheibe (6) zur genauen Steuerung des Dämpfkraftverlaufs stirnseitig die Form einer Kurve, eines Exzenters, eines Kreises mit Nocken oder mit anderen Erhöhungen oder Vertiefungen aufweist,
daß mit der Innenwand des Stators (1) ein Trennstück (4) mit einem Schlitz (4 a) fest verbunden ist und den Zylinderraum des Stators (1) in eine erste Kammer (a) und eine zweite Kammer (b) aufteilt sowie eine Öffnung zur Aufnahme eines Einstellelements (8) durch die Statorwand hindurchführt und
daß der Schlitz (4 a) so eng bemessen ist, daß nur zwi schen der Stirnfläche der Steuerscheibe (6) und dem Einstellelement (8) ein Spalt einstellbar ist, durch den die Dämpfmitteldispersion (2) fließt und die jewei lige, gegebenenfalls variierende Dämpfung in beiden Dreh richtungen festlegt (Fig. 1).
daß mit der Rotorachse (3) mindestens ein Drehflügel (5) und eine Steuerscheibe (6) fest verbunden oder einstückig ausgebildet sind und die Steuerscheibe (6) zur genauen Steuerung des Dämpfkraftverlaufs stirnseitig die Form einer Kurve, eines Exzenters, eines Kreises mit Nocken oder mit anderen Erhöhungen oder Vertiefungen aufweist,
daß mit der Innenwand des Stators (1) ein Trennstück (4) mit einem Schlitz (4 a) fest verbunden ist und den Zylinderraum des Stators (1) in eine erste Kammer (a) und eine zweite Kammer (b) aufteilt sowie eine Öffnung zur Aufnahme eines Einstellelements (8) durch die Statorwand hindurchführt und
daß der Schlitz (4 a) so eng bemessen ist, daß nur zwi schen der Stirnfläche der Steuerscheibe (6) und dem Einstellelement (8) ein Spalt einstellbar ist, durch den die Dämpfmitteldispersion (2) fließt und die jewei lige, gegebenenfalls variierende Dämpfung in beiden Dreh richtungen festlegt (Fig. 1).
2. Drehflügelstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Drehflügel (5) mindestens eine Öffnung
(5 a) aufweist, die für eine Drehrichtung mit einer groß
flächigen, scharnierartig befestigten Klappe (9) verschlos
sen ist, und die Dämpfungsmitteldispersion (2) in eine
Drehrichtung durch den Schlitz (4 a) in dem Trennstück (4) und
die Öffnung (5 a) in dem Drehflügel (5) fast ohne Widerstand fließt
sowie in der Gegenrichtung die Dämpfung nur durch den Schlitz
(4 a), auch ohne Steuerscheibe (6), allein durch die Einstel
lung des Einstellelements (8), bestimmt wird (Fig. 1).
3. Drehflügelstoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Klappe (9) eine Drosselbohrung (9 a) auf
weist, welche ohne Mitwirkung des Schlitzes (4 a) und der
Steuerscheibe (6) die Dämpfung in einer Drehrichtung bestimmt (Fig. 3).
4. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehflügel (5) mindestens
zwei Öffnungen (5 a) mit Klappen (9) aufweist und für jede
Drehrichtung jeweils eine davon in eine Offenstellung und
eine davon in eine Schließstellung bringbar ist (Fig. 5).
5. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Drehflügel (5) minde
stens ein kreisrund geformter konischer Stift (6 a) fest
verbunden ist, der bei einer entsprechenden Drehung des
Rotors in eine dem Dämpfkraftaufbau angepaßte Öffnung (4 c)
in einem Statorteil (4 b) eingreift und den Dämpfkraftauf
bau und den Endanschlag bestimmt (Fig. 4).
6. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß er als pastenartige Dämpfmittel
dispersion (2) ein homogenes Gemisch aus einer flüssigen und
einer festen Phase mit unterschiedlichen, den Erforder
nissen entsprechenden Zusätzen enthält, wobei diese Dämp
fungsmitteldispersion in einem Temperaturbereich von etwa
-40 bis etwa 120°C stabil ist und statisch eine Paste dar
stellt sowie dynamisch sehr fließfähig und schmierfähig ist
und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.
7. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Volumenausgleichselement
(7) aus einem kompressiblen Kunststoff, Gummi oder Schaum
stoff in der Kammer (b) vorgesehen ist (Fig. 1).
8. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellelement (8) eine
Hohlschraube mit einer Feder, einem beweglichen Kolben
mit vorstehendem Zapfen ist, der in den Schlitz (4 a) ein
greift, und außen eine Einstellskala aufweist.
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DE3844544A1 true DE3844544A1 (de) | 1989-12-07 |
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