DE69820003T2

DE69820003T2 - Rotationsdämpfer

Info

Publication number: DE69820003T2
Application number: DE69820003T
Authority: DE
Inventors: Holger K. Korb; Jürgen Fuss
Original assignee: ITW Ateco GmbH
Current assignee: ITW Ateco GmbH
Priority date: 1997-10-11
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2018-09-10
Also published as: EP0908644A3; EP0908644A2; DE19745038C1; DE69820003D1; EP0908644B1; US6173822B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationsdämpfer, insbesondere für ein Betätigungsteil in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 42 44 484 ist ein Rotationsdämpfer bekanntgeworden, bei dem in einer Dämpferkammer, die ein flüssiges viskoses Medium enthält, ein Flügel angeordnet ist, der an einer Welle angebracht ist. Bei einer Drehung der Welle wird das Medium verdrängt und fließt zwischen dem Ende des Flügels und der Kammerwandung hindurch. Bei dem bekannten Rotationsdämpfer ist der Flügel zur einen Seite hin in Umfangsrichtung geneigt und relativ zur Welle verformbar bzw. biegbar derart, daß er bei einer Drehung in Neigungsrichtung zur zylindrischen Kammerwandung hin und bei einer entgegengesetzten Drehung zur Welle hin verschwenkt wird. Dadurch ist ein Rotationsdämpfer geschaffen, der in entgegengesetzten Drehrichtungen eine unterschiedlich starke Dämpfung hervorruft. Bei einer Verschwenkung des Flügels in Richtung Kammerwandung wird der vorhandene Spalt zur Wandung verringert, so daß eine relativ hohe Bremskraft entwickelt wird. Wird die Welle jedoch in entgegengesetzter Richtung gedreht, verschwenkt der Flügel in Richtung Welle, so daß sein Abstand von der zylindrischen Kammerwandung vergrößert wird. Dadurch ist ein größerer Strömungsquerschnitt geschaffen, und die Drehkraft in dieser Drehrichtung wird weit weniger gebremst. Mithin ist bei einem derartigen Rotationsdämpfer eine Art Freilauf geschaffen.
Es liegen Betätigungsfälle vor, bei denen die gebremste Bewegung eines betätigten Teils oft nicht ausreicht, Schäden zu vermeiden, beispielsweise bei Rückenlehnen oder dergleichen.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rotationsdämpfer, insbesondere für ein Betätigungsteil in Kraftfahrzeugen, zu schaffen, der verhindert, daß eine Bremsbeschleunigung einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Rotationsdämpfer ist in der Dämpferkammer ein radial nach innen weisender Sperrnocken angeordnet, mit dem das freie Ende des Flügels in Eingriff tritt, wenn er zur Kammerwandung hin um ein bestimmtes Maß verschwenkt wird. Eine Verschwenkung des Flügels zur Kammerwandung hin ist abhängig von dem Drehmoment bzw. der Beschleunigung des Rotors (Welle plus Flügel). Erreicht eine Beschleunigung einen bestimmten Wert, der möglicherweise kritisch ist für die Betätigung des zu betätigenden Teils, tritt der Flügel mit den Sperrnocken in Eingriff, so daß jede weitere Bewegung vollständig gesperrt wird. Sobald die Beschleunigung Null ist, kann sich der Flügel vom Sperrnocken zurückziehen und ist mithin wieder freigegeben. Die Bewegung des zu betätigenden Teils kann somit fortgesetzt werden.
Es versteht sich, daß bei mehreren Flügeln jedem ein Sperrnocken zugeordnet sein kann. Es kann auch eine Anzahl von Sperrnocken vorgesehen werden, die ein Vielfaches der Anzahl von Flügeln ist. Dies ist dann von Vorteil, wenn ein sehr rascher Stopp bei Erreichen der vorgegebenen Beschleunigung erhalten werden soll.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf einer Seite des Flügels an der Welle eine Stützrippe oder dergleichen angebracht ist derart, daß sich der Flügel gegen die Stützrippe anlegt, wenn er um ein bestimmtes Maß zur Kammerwandung hin verschwenkt wird. Die Stützrippe hat die Aufgabe zu verhindern, daß der Flügel durchgebogen wird und dabei an dem Sperrnocken vorbeiratscht. Die Rippe erfüllt mithin die Aufgabe, ein Überdrehen über die Sperrstellung hinaus zu verhindern.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt einen Schnitt durch einen Rotationsdämpfer nach der Erfindung im Ruhezustand.
2 den Rotationsdämpfer nach 2 bei einer Drehung des Rotors im Uhrzeigersinn.
3 zeigt den Rotationsdämpfer nach 1 bei einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn.
4 zeigt die Seitenansicht des Rotors des Rotationsdämpfers nach den 1 bis 3 teilweise im Schnitt.
Der in den 1 bis 3 dargestellte Rotationsdämpfer weist ein topfförmiges Gehäuse 10 auf, das an der offenen Seite mit einem Deckel verschlossen ist (nicht gezeigt). In dem Gehäuse befindet sich eine Flüssigkeit (nicht gezeigt), z. B. Silikonöl. Im Gehäuse ist ein Rotor 16 angeordnet, der einen zylindrischen Abschnitt 18 aufweist, der über einen radialen Abschnitt 20 zwischen den Enden mit einer Welle 22 verbunden ist. Der zylindrische Abschnitt 18 erstreckt sich annähernd zwischen dem nicht gezeigten Boden des topfförmigen Gehäuses 10 und dem Deckel. Die Welle 22 erstreckt sich durch eine zentrale Öffnung des Deckels (nicht gezeigt). Auf dem außen liegenden Abschnitt der Welle kann ein Ritzel drehfest aufgesetzt werden. Auf der entgegengesetzten Seite der Wand 20 ist ein Aufnahmeraum 30 für einen nicht gezeigten axialen Bund des Gehäuses 10 gebildet. Der bisher beschriebene Aufbau ist nicht von Bedeutung und im übrigen aus DE 42 44 484 bekanntgeworden.
Am Umfang des zylindrischen Abschnitts 18 ist eine Reihe von Flügeln 40 angeordnet. Die Form der Flügel geht aus den 1 bis 3 deutlich hervor. Sie sind leicht gekrümmt und zur einen Drehrichtung (hier entgegengesetzt der Uhrzeigemchtung) geneigt, d.h. gegenüber dem Durchmesser, der durch den jeweiligen Fußpunkt 42 hindurchgeht. Das freie Ende ist stärker gekrümmt, weist jedoch an der Außenseite einen schrägen Flächenabschnitt 44 auf. Benachbarte Flügel 40 sind seitlich versetzt, wie aus 4 hervorgeht. Die Enden weisen an den Außenseiten Anschrägungen 46 auf, die abwechselnd auf der einen und der anderen Seite verlaufen. Sie begünstigen den mäandernden Verlauf der Strömung zwischen den Flügeln, wenn der Rotor 16 im Gehäuse 18 gedreht wird.
Die Flügel 40, die einteilig mit dem aus Kunststoff geformten Rotor 16 gebildet sind, weisen nahe dem Fußpunkt 42 Schwächungen 48 auf. Die Schwächungen erleichtern ein Verschwenken der Flügel 40 in Richtung Rotor 16, wenn dieser in Uhrzeigerrichtung gedreht wird. Dies ist in 2 zu erkennen. 1 zeigt den Rotor 16 im Stillstand. Dadurch ist zwischen den freien Enden der Flügel 40 und der zylindrischen Wandung der Kammer ein mehr oder weniger großer Durchgang gebildet, so daß der Rotor relativ leicht verdreht werden kann (Freilauf). In der umgekehrten Drehrichtung hingegen ist im wesentlichen nur der beschriebene Strömungsweg seitlich an den Flügeln 40 vorbei möglich, so daß eine relativ starke Bremswirkung auftritt. Bei noch stärkerer Verdrehung erfolgt eine Verformung der Flügel in der Weise, daß sie gegen radial verlaufende Anschlagflächen von Nocken 61 anschlagen, die an der Innenseite des Gehäuses 10 angeordnet sind. Die Anschlagfläche der Nocken 61 und der Flügel 40 ist derart, daß sie beim Anschlag relativ satt gegeneinander anliegen. An dem der Anschlagfläche der Nocken abgewandten Ende sind die Nocken rampenartig geformt. Dadurch ist eine Gleitfläche geformt bei Verdrehung des Rotors 16 in Uhrzeigerrichtung.
Jeweils einem Flügel 40 ist eine Stützrippe 60 zugeordnet, die ähnlich geneigt ist wie die Flügel 40 und sich bis annähernd zum Kreis erstreckt, auf der die radial innen liegenden Flächen der Nocken 61 liegen. Die Stützrippen 60 sind relativ schmal, wie aus 4 zu erkennen und verjüngen sich dreieckförmig in Uhrzeigerrichtung. Dadurch entfalten die Stützrippen 60 bei der Freilaufdrehung (2) nur ein relativ geringes Bremsmoment. Bei der entgegengesetzten Drehung dienen die Rippen zur Abstützung der Flügel, wenn diese gegen die Nocken 61 anschlagen (3). Es wird verhindert, daß der Rotor 16 trotz Anschlag der Flügel 40 an den Nocken 61 weiterdreht, indem die Flügel umknicken. Ein Abknicken oder Herumbiegen der Flügel 40 wird durch die Stützrippen 60 verhindert.

Claims

Rotationsdämpfer, insbesondere für ein Betätigungsteil in Kraftfahrzeugen, mit einem eine zylindrische Dämpferkammer aufweisenden Gehäuse (10), einem flüssigen viskosen Medium in der Kammer, einer drehbar gelagerten in der Kammer angeordneten Welle (22), an der mindestens ein Flügel (40) angeordnet ist derart, daß bei einer Drehung der Welle (22) verdrängtes Medium über eine zwischen Flügel (40) und Kammerwandung gebildete Strömungsverengung strömt, wobei zumindest ein radial äußerer Abschnitt des Flügels (40) gegenüber dem durch seinen Fußpunkt gehenden Durchmesser zur einen Seite hin in Umfangsrichtung geneigt und relativ zur Welle (22) biegbar ist derart, daß er bei einer Drehung in Neigungsrichtung zur zylindrischen Kammerwandung hin und bei einer entgegengesetzten Drehung zur Welle (22) hin gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dämpferkammer mindestens ein radial nach innen weisender Sperrnocken (61) angeordnet ist, mit dem das freie Ende des Flügels (40) in Eingriff tritt, wenn er zur Kammerwandung hin um ein bestimmtes Maß gebogen ist.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Flügeln (40) die gleiche Anzahl von Sperrnocken (61) oder ein Vielfaches davon vorgesehen ist, wobei die Sperrnocken (61) in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrnocken (61) an der Innenseite rampenartig ist mit einem Anstieg zur Anschlagfläche des Sperrnockens (61).
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite des Flügels (40) an der Welle (22) eine Stützrippe (60) oder dergleichen angebracht ist derart, daß sich der Flügel (40) gegen die Stützrippe (60) anlegt, wenn der Flügel (40) um ein bestimmtes Maß zur Kammerwandung hin gebogen wird.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage des Flügels (40) an der Stützrippe (60) erst stattfindet, nachdem das freie Ende des Flügels mit dem Sperrnocken (61) in Eingriff getreten ist.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Flügels (40) von einer Schrägfläche gebildet ist, deren Neigung zur Längserstreckung des Flügels (40) so ausgelegt ist, daß sie bei entsprechender Verformung des Flügels (40) annähernd voll gegen die zugekehrte Anschlagfläche des Sperrnockens (61) anlegt.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (40) sich im Ruhezustand radial bis annähernd in Höhe des Sperrnockens (61) erstreckt.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Welle und Flügel (40) einteilig aus Kunststoff geformt sind.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrippe (60) im Querschnitt annähernd dreieckförmig ist, wobei der Scheitel in die der Neigungsrichtung des Flügels (40) entgegengesetzte Richtung zeigt.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (40) einen geschwächten Querschnittsbereich hat, vorzugsweise nahe seinem Fußabschnitt.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (40) bogenförmig gekrümmt ist.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung benachbarte Flügel (40) seitlich zueinander versetzt angeordnet sind.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Flügeln (40) diese an den Enden an abwechselnden Außenseiten eine Anschrägung aufweisen.
Rotationsdämpfer nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrnocken (61) einteilig mit dem Gehäuse (10) geformt ist.