DE4139178A1 - Daempfer fuer grosse drehmomente - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfer, der für den Betrieb mit großen Drehmomenten benützt wird. Um eine Abdeckung oder eine Tür, die auf und ab geöffnet und geschlossen werden kann, zu betätigen, ist beispielsweise eine Stoßdämpfereinrichtung vorgesehen, um plötzliches Öffnen und Schließen der Abdeckung oder Tür zu verhindern.

Die herkömmliche Einrichtung, wie sie in der japanischen geprüften Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 59-26 051 offenbart ist, umfaßt eine Konstruktion mit einem pneumatischen Sicherungsarm, der einen Kolbenmechanismus aufweist und Stöße mittels Luft aufnimmt, die von der Stoßkraft komprimiert wird. Hierzu ist es unerläßlich einen zusätzlichen Raum vorzusehen, um einen Arm einzubauen. Bekannte Einrichtungen sind allesamt ungeeignet für Arme, die auf engem Raum eingebaut werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Dämpfer für große Drehmomente zu schaffen, der große Drehmomente durch Umwandeln in Rotationsenergie um seine Achse aufnehmen kann.

Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Dämpfer für große Drehmomente von kompakter Größe und einer einfachen Konstruktion zu schaffen, so daß der Dämpfer auf engem Raum angebracht werden kann.

Zur Lösung dieser Probleme umfaßt ein erfindungsgemäßer Dämpfer für große Drehmomente; ein Gehäuse mit einer hohlen zylinderförmigen Kammer, die an einem axialen Endabschnitt geschlossen und an einem anderen Abschnitt offen ist, in die viskose Fluide gefüllt werden können; ein rotierendes Element, das mit dem Gehäuse verbunden ist, um relativ zu diesem drehbar zu sein und das ein Schaftelement in einer Mitte aufweist, das in der Kammer angeordnet ist, um relativ zu einem Schaft verdrehbar zu sein; ein bewegbares Ventil, das mit Spiel in der Drehrichtung an einem axialen Vorsprung, der auf dem Schaftelement oder in der Kammer vorgesehen ist, verankert werden kann, und das auf der Umfangfläche des Schaftelementes oder einer Wandfläche der Kammer gleitet und drehbar mit dem rotierenden Element oder dem Gehäuse vorgesehen ist, und eine Vielzahl von Kanälen für viskose Fluide, die in dem bewegbaren Ventil beziehungsweise auf dem Vorsprung ausgebildet sind, so daß die viskosen Fluide entsprechend einer Richtung einer Relativdrehung des Gehäuses und des rotierenden Elementes mit unterschiedlichen Widerständen, von einer Seite des bewegbaren Ventils auf eine andere Seite fließen können; und eine Dichtung die dazu vorgesehen ist, die viskosen Fluide zwischen dem Gehäuse und dem rotierenden Element abzudichten.

Das Gehäuse und das rotierende Element drehen sich relativ zueinander und dabei kann sich das bewegbare Ventil auch in den viskosen Fluiden drehen und seine Lage verändern. Das drehbare Ventil kann an dem Vorsprung mit Spiel in der Drehrichtung verankert werden. Die Kanäle für viskose Fluide, jeder mit einer anderen Querschnittsfläche, sind auf dem Vorsprung und in dem bewegbaren Ventil ausgebildet und werden dazu verwendet ihren Widerstand entsprechend einer Drehrichtung zu ändern.

Demgemäß gibt es geringen Widerstand bei einer Drehung in der einen Richtung, und ein größerer Widerstand kann nur bei einer Drehung in die entgegengesetzte Richtung erzeugt werden. Im letzteren Fall kann der Widerstand entsprechend der Größe des Kanals der viskosen Fluide verändert werden, weil das bewegbare Ventil ohne Zwischenraum mit dem Vorsprung verbunden ist. Demnach kann ein extrem großes Drehmoment erzeugt werden, wenn lediglich die Größe des Fluidkanals verkleinert wird.

Die begleitenden Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Dämpfers für große Drehmomente:

Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Dämpfers für große Drehmomente gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 ist eine vertikale Schnittansicht des selben Ausführungsbeispiels.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des selben Ausführungsbeispiels.

Fig. 4 a), b), c) sind erläuternde Schnittansichten, die Funktionen zeigen, wenn der Dämpfer in eine Richtung verdreht wird.

Fig. 5 a), b), c) sind erläuternde Schnittansichten, die Funktionen zeigen, wenn der Dämpfer in die entgegengesetzte Richtung verdreht wird.

Fig. 6 ist eine vertikale Schnittansicht gemäß dem zweiten Ausführungungsbeispiel.

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des selben Ausführungsbeispiels.

Fig. 8 a), b) sind erläuternde Schnittansichten, die eine Funktion gemäß desselben Ausführungsbeispiels darstellen und zeigen

• a) wenn der Dämpfer in eine Richtung und
• b) wenn der Dämpfer in die entgegengesetzte Richtung gedreht ist.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die begleitenden Figuren näher beschrieben. Fig. 1 bis 5 betreffen das erste Ausführungsbeispiel und Fig. 6 bis 8 betreffen das zweite Ausführungsbeispiel.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, umfaßt das Gehäuse 3 die hohle zylinderische Kammer 1 und ist an einem Ende der Kammer 1 mit einem seitlichen Flansch 13 versehen und wird durch Verschrauben einer Verschlußabdeckung 14 mit einer inneren Umfangsfläche der Kammer 1 befestigt, um deren Endabschnitt zu schließen. Bezugszeichen 15 zeigt ein Innengewinde um die Verschlußabdeckung 14 mittels Verschrauben zu sichern, Bezugszeichen 16 zeigt ein Außengewinde, das an der Umfangsseitenfläche der Abschlußabdeckung 14 vorgesehen ist, und Bezugszeichen 17 zeigt einen Lagerabschnitt, der in der Mitte der Verschlußabdeckung ausgebildet ist.

Das rotierende Element 5 ist drehbar mit dem Gehäuse 3 verbunden. Wenn das rotierende Element 5 an der Seite vorgesehen ist, die an dem Flansch 13 befestigt wird, entspricht das rotierende Element 5 einem Eingangsschaft. Ein vorderes Ende 18 des Schaftelementes 4, das in der Mitte vorgesehen ist, wird axial von dem Lagerabschnitt 17 aufgenommen, und ein vergrößerter Abschnitt 19 an einem anderen Ende des Schaftelementes 4 gleitet an der Innenwandfläche 20 der Kammer 1. Die viskosen Fluide 2, die auch als Drehmomentfett bekannt sind, sind zwischen die Innenwandfläche 20 der Kammer 1 und das Schaftelement 4 eingefüllt. An der Umfangsfläche des vergrößerten Abschnittes 19 ist ein Dichtung 11, wie z. B. ein O-Ring, in eine Randnut des Gleitabschnittes des Schaftelementes 4 eingepaßt.

Der Vorsprung 6, der axial und radial absteht, ist auf dem Schaftelement 4 vorgesehen. An einer passenden Stelle davon, ist einer der Fluidkanäle vorgesehen, um die Menge an an dieser Position strömenden viskosen Fluiden sowie die Beziehung und die Drehrichtung, wie später angesprochen, zwischen dem bewegbaren Ventil 7 und dem Vorsprung 6 zu bestimmen. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das bewegbare Ventil reitend auf dem Vorsprung 6 und einem Fluidkanal 10, der aus dem Vorsprung 6 ausgeschnitten ist, angeordnet.

Die anderen Fluidkanäle 8 und 9 sind in beiden vertikalen Wänden 21 und 22 ausgebildet, beziehungsweise, sind Teile des bewegbaren Ventils 7, und der Vorsprung 6 zwischen diesen plaziert. Der Fluidkanal 8, der in der Drehrichtung vorgesehen ist um Drehmoment zu übertragen, ist in einem kleinen Querschnittsbereich ausgebildet, und der Fluidkanal 9, der in der entgegengesetzten Richtung vorgesehen ist, ist in einem größeren Querschnittsbereich als der Fluidkanal 8 ausgebildet. In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel kann ein großer Widerstand erzeugt werden, wenn das rotierende Element 5 nach links gedreht wird, weil nur die mengenmäßig durch den kleinen Kanal 8 begrenzten viskosen Fluide fließen können.

Das bewegbare Ventil 7 ist, wie oben beschrieben, im wesentlichen mit u-förmigem Querschnitt ausgebildet. Ein Zwischenraum der vertikalen Wände 21 und 22, die in jeder Drehrichtung vorgesehen sind, ist größer als der in der Drehrichtung des Vorsprunges 6 und hat Spiel in der Drehrichtung. Das bewegbare Ventil 7 ist auf dem Vorsprung 6 platziert und gleitet mit seiner außenseitigen Fläche an der Innenwandfläche 20 der Kammer 1. Ein Ende des Vorsprungs 6 ist gegenüber der inneren Endfläche der Verschlußabdeckung 14 positioniert, und ein anderes Ende des Vorsprungs 6 ist gegenüber der inneren Endfläche des vergrößerten Abschnittes 19 positioniert. Der Vorsprung 6 wird in der Kammer 1 mit einem geringfügigen Zwischenraum gedreht.

Bezugszeichen 25 zeigt eine Öffnung für das Lager um das andere Ende des rotierenden Elementes 5 axial aufzunehmen, und Bezugszeichen 26 weist auf ein Lagerelement, das die Form eines Rings hat und in dem eine Öffnung vorgesehen ist. Die Öffnung für das Lager ist durch Verschrauben der Öffnung des anderen Gehäuseendes 3 fixiert, um so das rotierende Element 5 am Herausfallen zu hindern. Bezugszeichen 27 zeigt das Innengewinde der inneren Randfläche des Gehäuses, Bezugszeichen 28 zeigt das Außengewinde der außenseitigen Randfläche des Lagerelementes, und Bezugszeichen 29 weist auf eine Aufnahmebohrung des anderen Endes des rotierenden Elementes 5.

In einem wie oben konstruierten Mechanismus 30, der große Drehmomente erzeugt, ist ein Anschlag in axialer Richtung auf der inneren Wandfläche 20 der Kammer 1 vorgesehen um einen Drehbereich des rotierenden Elementes 5 vorzuschreiben. Der Anschlag 12 steht in Kontakt mit der Gleitfläche des bewegbaren Ventils 7 auf dem rotierenden Element 5 und kann als Ausgangs- und Endpunkt der Drehung dienen. Wenn das rotierende Element 5 beginnt nach rechts zu drehen, wie in Fig 4 a) gezeigt, wird der Vorsprung 6 zusammen mit dem rotierenden Element in dieselbe Richtung gedreht, während er die vertikale Wand 22 berührt, die auf der anderen Seite des bewegbaren Ventils 7 vorgesehen ist. In diesem Moment gibt es einen kleinen Widerstand, weil die viskosen Fluide 2 in den Spielraum 31 zwischen dem Vorsprung 6 und dem großen Gebiet fließen, welches die Kanäle 9, 10 und die vertikale Wand 21 (in Fig. 4 b) und 4 c)) umfaßt. Dagegen, wenn das rotierende Element 5 von der in Fig. 5 a) dargestellten Stellung aus nach links gedreht wird, steht der Vorsprung 6 des rotierenden Elements 5 in Kontakt mit der vertikalen Wand 21, was die viskosen Fluide 2 zwingt durch den kleinen Kanal 8 zu fließen. Auf diese Weise, können extrem große Drehmomente erzeugt werden (Fig. 5 b) und c)). In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind zwei hohe Drehmomente erzeugende Mechanismen 30 vorgesehen, die den Vorsprung 6 und das bewegbare Ventil 7 umfassen, um das Schaftelement 4 herum vorgesehen, und zwei Anschläge 12 sind auf der inneren Wandfläche 20 des Gehäuses 3 vorgesehen. Die hohe Drehmoment erzeugenden Mechanismen 30 beziehungsweise die Anschläge 12 sind in regelmäßigen Intervallen in der Drehrichtung vorgesehen. Deshalb wird das Drehmoment zweimal so hoch als in dem ersten Ausführungsbeispiel und nur die Hälfte des Drehwinkels ist notwendig. Die übrigen Konstruktionen und Funktionen können ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels sein, daher werden nur Bezugzeichen angegeben und genaue Beschreibungen werden weggelassen.

In den beiden obenbeschriebenen Ausführungsbeispielen, ist der Vorsprung 6 an der Seite des rotierenden Elementes 5 vorgesehen. Dagegen kann der Vorsprung 6 zum Beispiel wie der Anschlag 12 an der inneren Wandfläche 20 des Gehäuses 3 vorgesehen werden, und das bewegbare Ventil 7 kann auf dem Vorsprung 6 reiten, dessen innenseitige Fläche auf dem Schaftelement 4 des rotierenden Elementes 5 verschoben werden kann. In diesem Fall kann dieselbe Funktion in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen erhalten werden. Weiteres können die Anschläge 12 auf dem Schaftelement 4 vorgesehen werden, und die Vorsprünge 6 und das bewegbare Ventil 7 können unter denselben Bedingungen wie bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen vorgesehen werden. Ebenso kann die Seite des Gehäuses 3 natürlich wie die drehbare Seite und die Seite des rotierenden Elementes 5 wie die fixe Seite gestaltet werden.

Die vorliegende Erfindung ist konstruiert und funktioniert wie oben beschrieben. Daher ist die vorliegende Erfindung vorteilhaft, dadurch daß sie direkt an einen Drehabschnitt, wie einen Öffnungs- und Schließmechanismus, montiert werden kann und sie in einem sehr kleinen Raum ausgebildet werden kann und erfordert daher kaum räumliche Begrenzungen zu deren Einbau. Überdies kann damit leicht ein Dämpfen mit großen Drehmomenten erziehlt werden. Verglichen mit bekannten Vorrichtungen von hohen Drehmomenten, kann die vorliegende Erfindung einfach mittlere und geringe Drehmomente erzeugen und ist so eine extrem elastische Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung ist in eine Einbaulage anpaßbar (wie beispielsweise ein Schaftelement einer Toilettenabdeckung), die auf engem und kleinem Raum ausgebildet sein sollte und die vielfach verwendet werden kann bei Abdeckungen, Türen, schweren Kissen mit Armen usw.

Claims (4)

1. Dämpfer für große Drehmomente gekennzeichnet durch:

• - ein Gehäuse (3) mit einer hohlen zylinderförmigen Kammer (1), die an einem axialen Endabschnitt geschlossen und an einem anderen Abschnitt offen ist, in die viskoses Fluide (2) gefüllt werden können;
• - ein rotierendes Element (5), das mit dem Gehäuse (3) verbunden ist, um gegenüber diesem drehbar zu sein und das ein Schaftelement (4) in einer Mitte aufweist, das in der Kammer (1) angeordnet ist, um gegenüber einem Schaft drehbar zu sein;
• - ein bewegbares Ventil (7), das mit Spiel in der Drehrichtung an einem axialen Vorsprung (6), der auf dem Schaftelement (4) oder in der Kammer (1) vorgesehen ist verankert werden kann, und das auf der Umfangsfläche des Schaftelementes (4) oder einer Wandfläche der Kammer (1) angebracht ist und drehbar mit dem rotierenden Element (5) oder dem Gehäuse (3) vorgesehen ist;
• - eine Vielzahl von Kanälen (8,9 und 10) für viskose Fluide, die in dem bewegbaren Ventil (7) bzw. auf dem Vorsprung (6) derart ausgebildet sind, daß die viskosen Fluide (2) entsprechend einer Richtung einer relativen Drehung des Gehäuses (3) und des rotierenden Elementes (5) bei unterschiedlichen Widerständen von einer Seite des bewegbaren Ventils (7) auf eine andere Seite durchströmen können; und
• - eine Dichtung (11), die dazu vorgesehen ist, die viskosen Fluide (2) zwischen dem Gehäuse (3) und dem rotierenden Element (5) abzudichten.

2. Dämpfer für große Drehmomente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Drehrichtung zwei oder mehrere Vorsprünge (6) und damit verankerte bewegbare Ventile (7) vorgesehen sind.

3. Dämpfer für große Drehmomente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (12) oder zwei oder mehrere Anschläge (12) um das bewegbare Ventil (7) zu stoppen auf der Wandfläche der Kammer (1) oder der Umfangsfläche des Schaftelementes (4) vorgesehen sind.

4. Dämpfer für große Drehmomente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (6) und das bewegbare Ventil (7) parallel zu einer Achse der zylinderförmigen Kammer (1) vorgesehen sind, und deren axiale Längen im wesentlichen gleich der der Kammer (1) festgelegt sind.