EP2501884B1 - Kombinierte beschleunigungs- und verzögerungsvorrichtung mit trennbaren vorrichtungsteilen - Google Patents
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- EP2501884B1 EP2501884B1 EP10803343.2A EP10803343A EP2501884B1 EP 2501884 B1 EP2501884 B1 EP 2501884B1 EP 10803343 A EP10803343 A EP 10803343A EP 2501884 B1 EP2501884 B1 EP 2501884B1
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Definitions
- the invention relates to a combined acceleration and deceleration device with at least one parallel to the stroke directions of a piston rod of a cylinder-piston unit arranged first control gate section and at least one non-parallel thereto second control gate section, wherein a driving element by means of Steuerkulissenabitese can be guided.
- the DE 202 18 067 U1 proposes, when using a fluid damper, the piston rod and a linearly movable carriage each to be provided with a stop, so that the fluid damper is effective only when retracting.
- the re-extension of the piston rod at a low speed can cause a spring arranged in the cylinder.
- the final speed of such a system is dependent on the initial speed of the impinging mass, so that in the end position beating can take place.
- the present invention is based on the problem to enable easy installation of the device and to prevent damage during operation.
- the driving element on a double hook.
- the piston rod has a piston rod end.
- the driving element and the piston rod are positively connected in guiding the driving element parallel to the stroke directions by means of the piston rod end behind engaging double hook.
- the tilted entrainment element can be separated from the piston rod by means of relative movement of the double hook thereto.
- FIGS. 1 to 3 show a combined acceleration and deceleration device (10) in an isometric view and in longitudinal sections in a parking position (11) and in an end position (12).
- a device (10) for example, sliding doors or pieces of furniture, eg drawers, delayed in an open and / or closed end position can be promoted.
- a carrier element (41) of the device (10) engages around a driver moved relative thereto.
- the driving element (41) is in this case moved by the force and / or positively secured parking position (11) in the end position (12).
- the combined acceleration and deceleration device (10) comprises a support and guide part (21) in which a cylinder-piston unit (61) and the entrainment element (41) are mounted.
- the support and guide part (21) has at its two ends in each case a through hole (22).
- the device may be screwed into these bores (22), e.g. be used as a retrofit in a drawer slide system.
- the support and guide part (21) which is symmetrical with respect to a center longitudinal plane, comprises a receiving region (23) and a guide region (24).
- the cylinder-piston unit (61) in the receiving area (23), the cylinder-piston unit (61) by means of two on the cylinder head part (64) engaging lugs (26) and by means of a in the cylinder bottom (65) projecting Tragnase (27).
- the guide region (24) comprises, for example, two guideways (25) arranged opposite one another.
- these guideways (25) grooves each one parallel to the stroke directions (2) of the piston (82) and the piston rod (83) of the cylinder-piston unit (61) oriented Section (28) and with this an obtuse angle, for example, 120 degrees, enclosing portion (29).
- the non-parallel to the direction of movement (2) portion (29) may be straight or curved.
- the groove width is in the exemplary embodiment three millimeters.
- the Indian FIG. 3 horizontal portion (28) has on its upper side a bulge (31). This bulge (31) has a in the direction of the short portion (29) facing flat leg (36), to which a circular segment-shaped portion (37) adjoins.
- the angle enclosed by the flat leg (36) with the horizontal section (28) is, for example, between 15 and 30 degrees.
- the support and guide member (10) may also include a central guideway (25) or a plurality, e.g. Having in different planes arranged guideways (25). These may also include an edge of the support and guide part (10).
- Each of these guideways (25) has at least one section (28) oriented parallel to the direction of movement (2) and / or a section (29) which encloses an angle other than an integer multiple of n with the direction of movement (2).
- the horizontal section (28) comprises, for example, a control gate section (32).
- the section (29) not parallel to the lifting directions (2) comprises a control gate section (33).
- the normals of the two control gate sections (32, 33) may have an intersection or intersect. In the case of crossing normals, the two control cam sections (32, 33) lie in mutually parallel planes.
- the cylinder-piston unit (61) comprises a cylinder (62) in which a piston unit (81) is guided.
- the cylinder (62), cf. also FIG. 4 comprises a cylinder jacket (63) with a head part (64) and a cylinder bottom (65) inserted into the cylinder jacket (63).
- the cylinder jacket (63) and the cylinder bottom (65) are produced, for example, as injection-molded parts made of thermoplastic material, for example polyoxymethylene.
- the cylinder jacket (63) is here cylindrical on its outside and has a constriction (66). Its length is for example nine times the outer diameter.
- the non-cylindrical cylinder inner wall (67) is formed, for example, for demolding, for example in the form of a truncated cone shell.
- the smaller cross-sectional area of this truncated cone shell is located on the head part (64) of the cylinder (62), the larger cross-sectional area on the cylinder bottom (65).
- the latter cross-sectional area is for example 62 mm 2 .
- the slope of this cone is for example 1: 140.
- the inner wall (67) is optionally polished.
- the minimum wall thickness of the cylinder jacket (63) is for example 6% of its outer diameter.
- a longitudinal groove (68) is arranged here.
- Their length is for example 70% of the cylinder length and ends at the cylinder bottom (65).
- Their width is e.g. 2% of the larger diameter of the cylinder inner wall (67).
- the depth of the groove (68) is one quarter of its width in this embodiment.
- the groove (68) is sharp-edged to the inner wall (67), the Nutauslauf has, for example, a slope of 45 degrees.
- a single groove (68) can also be arranged a plurality of grooves (68) on the inner wall (67). Also, these may be e.g. helically along the inner wall (67) of the cylinder jacket (63).
- This longitudinal groove (72) for example, offset by 180 degrees from the groove (68), for example, is twice as wide as the groove (68), its length is for example 15% of the cylinder length.
- the depth of this groove (72) is here one-eighth of its width.
- this groove (72) is sharp-edged to the cylinder inner wall (67) and has, for example, an outlet slope of 45 degrees.
- Each of these grooves (68, 72) increases the cross section of the cylinder interior (69).
- the bottom end (71) For insertion of the cylinder bottom (65), the bottom end (71) has e.g. via a two-stage rotationally symmetrical indentation (73).
- the air When mounting the cylinder bottom (65), the air is displaced out of the region of the outer notch to the outside, while the air from the inner notch in the cylinder interior (69) is displaced.
- a central bore which is closed after insertion of the cylinder bottom (65) by means of a sealing plug.
- the piston rod seal (75) can be molded onto the head part (64).
- the cylinder (62) has on its underside a spring receiver (76).
- This carries together with a second, on the driving element (41) arranged spring receptacle (46) an energy storage (111), for example a spring (111).
- this is a Switzerlandefeder (111).
- the piston unit (81) comprises a e.g. two-piece piston (82) and a piston rod (83).
- the piston (82) carries two piston sealing elements (91, 92). These delimit at least in a partial stroke of the insertion movement of the piston (82) from a displacement chamber (15) from a compensation chamber (16).
- the piston (82) has a receiving area (101) formed on the piston rod (83) with a stop plate (102) and a supporting part (103). The latter sits on the receiving area (101) and is connected thereto by e.g. bonded.
- the support member (103) has a guide portion (104) and a front plate (105).
- the front plate (105) and the guide section (104) have, for example, two longitudinal channels, so that the interior (97) of the second piston sealing element (92) is always connected to the displacement chamber (15).
- Both piston sealing elements (91, 92) are oriented in the embodiment in the direction of the cylinder bottom (65).
- the in the direction of the displacement chamber (15) oriented shaft seal (91) lies with its outer sealing lip (93) at least in the FIG. 2 shown parking position (11) on the cylinder inner wall (67).
- the sealing lip (93) of the cylinder inner wall (67) is released.
- the inner ring (94) sits with play on a piston waist (88). With a ring land (95), the shaft sealing ring (91) engages when pressure is applied to the second piston sealing element (92).
- the second piston sealing element (92) is a brake collar (92). It is clamped between the stop plate (102) and the support member (103). With a collar (96) it is guided on the guide portion (104).
- the piston rod (83), cf. FIG. 6 is made of an elastically deformable material, such as a thermoplastic material.
- a thermoplastic material such as a thermoplastic material.
- the piston rod head (85) has an end face a stop surface (86) which is oriented in the embodiment normal to the direction of movement (2).
- a section of diametrically reduced diameter (87) follows. Its length is twice the guide diameter and its diameter is two thirds of this reference value.
- the entrainment element (41) is as an item in the FIG. 5 shown. It comprises two mutually opposite pairs of guide elements (42, 43) which engage in the guide tracks (25).
- the entrainment recess (48) is delimited by two stops (44, 45) arranged parallel to one another, for example.
- the remote from the cylinder-piston unit (61) stop (44) is hook-shaped. He has a ramp (47) and is elastically deformable.
- the carrier element (41) On its side facing the cylinder-piston unit (61), the carrier element (41) has a piston rod head receptacle (51).
- this comprises a double hook (52), a head pull face (53), a head push surface (54) and an insertion recess (55).
- the double hook (52) engages in the representation of Figure 3, the piston rod head (85) in the reduced diameter section (87) of the piston rod (83).
- the Double hook (52) engages in the representation of Figure 3, the piston rod head (85) in the reduced diameter section (87) of the piston rod (83).
- the entrainment element (41) and the cylinder-piston unit (61) are inserted into the support and guide part (21).
- the spring (111) can already sit in the spring receptacle (46, 76).
- the double hook (52) contacts an insertion surface (56) which, for example, encloses an angle of 30 degrees with the head pulling surface (53) , the abutment surface (86) of the piston rod (83).
- the piston rod (83) under elastic deformation in the representation of FIG. 3 pressed down. It slides along the open on its underside double hook (52) and snaps into it.
- the driving element (41) and the piston rod (83) can be coupled again during an example accidental unhooking during operation. It is also conceivable, for example, when the carrier element (41) is stationary, to insert the piston rod (83) into the insertion recess (55) and lock it.
- the entrainment member (41) After mounting the combined acceleration and deceleration device (10) and a relative to this movable carrier, the entrainment member (41) is in the park position (11) for example, without contact with the driver.
- the entrainment element (41) rests with the mutually remote sides of the guide elements (42, 43) in the section (29) and in the bulge (31).
- the touch can be a point, line or surface contact.
- Both guide elements (42, 43) may also be mounted in the inclined section (29).
- Other bearing points of the driving element (41) on the support and guide part (21) are conceivable.
- the so self-retaining driving element (41) is without contact with the example extended piston rod (83).
- the energy store (111) is stretched and contributes, for example, in addition to the locking of the driving element (41).
- the further moving relative to the device (10) driver contacts the actuating element (41) on the stop (45).
- the actuator (41) releases from the lock and is displaced along the control cam sections (32, 33).
- the actuating element (41) is pivoted and the double hook (52) engages around the piston rod head (85).
- the energy store (111) is relieved and pulls the entrainment element (41) in the direction of the cylinder-piston unit (61).
- the head push surface (54) abuts against the stop surface (86) and pushes the piston rod (83).
- the guide of the driving element (41) now takes place along the parallel to the stroke direction of the piston (82) arranged Steuerkulissenabitess (32) or the Steuerkulissenabêten (32). This guide is for example a plain bearing.
- the mass for example, the drawer is greatly delayed.
- the delay is e.g. depending on the inertia of the moving mass, for example, the drawer with the driver and the driving element (41).
- the entrainment element (41) is in this case mounted on the control gate section (32).
- the sealing lip (93) rubs along the cylinder inner wall (67).
- the gas column - the gas can be eg air - compressed in the displacement chamber (15).
- the air column builds up a counterforce against the further movement of the piston (82).
- the from its interior (97) pressurized brake sleeve (92) applies to the inner wall (67) and enhances the braking effect.
- the two piston sealing elements (91, 92) are completely detached from the cylinder inner wall (67) as soon as the bottom-side longitudinal groove (72) is reached. Now that the displacement (15) and the compensation chamber (16) are throttle-free interconnected, no delay takes place. The further discharging energy storage (111) slowly pulls the moving mass into the end position. The final speed is thus independent of the speed with which the driver strikes the carrier element (41).
- the acceleration and deceleration device (10) is now in the FIG. 3 shown end position (12).
- FIG. 7 shows a schematic representation of this combined acceleration and deceleration system (10).
- the moving mass (35) assumed here without friction is shown on the right. It is movable along the control gate sections (32, 33).
- the cylinder (62) of the cylinder-piston unit (61) has three sections (77, 78, 79).
- the cylinder inner wall (67) is smooth.
- the cylinder inner wall (67) additionally has the throttling groove (68).
- the third section (79) additionally comprises the longitudinal groove (72).
- the coefficient m denotes the moving mass in kilograms, k (x) the damping in Newton seconds per meter and c (x) the spring stiffness in Newtons per meter.
- variable x denotes the stroke, its first derivative after the time x 'the velocity and its second derivative after the time x''the acceleration.
- the moving mass is constant in all sections (77 - 79).
- the force m * x '' is the inertial force.
- the damping force k (x) * x ' is expressed by the sum of the friction damping force of the piston sealing elements (91, 92) on the cylinder inner wall (67) and Air damping determined by leakage losses between the displacement (15) and the compensation chamber (16). Due to the seal between displacement (15) and compensation chamber (16), the latter summand is close to zero.
- the spring force c (x) * x results from the sum of the spring forces of the spring (111) and the gas spring (112), which is shown here for better representation of their effect in the piston rod (83).
- the gas spring (112) results from the compression of the gas column in the displacement chamber (15).
- the damping force is essentially determined by the throttling action of the longitudinal groove (68).
- the effect of the friction force decreases with increasing stroke, since both piston sealing elements (91, 92) detach from the cylinder inner wall (67). This also decreases the effect of the counterforce caused by the gas spring (112).
- the spring force caused by the first energy store (111) continues to work, for example, it decreases only slightly with increasing stroke.
- the damping force is completely canceled.
- the damping coefficient is zero, also the gas spring (112) has no influence on the movement.
- the inertial force and the spring force caused by the energy storage (111) are after magnitude equal above.
- the final speed of the moving mass (35) is thus dependent only on the power of the energy store (111) and the friction of the guide system of the mass (35).
- damping coefficient and the coefficient of spring stiffness of the mechanical system are thus path-dependent and not constant.
- the entraining element (41) moves along the control gate sections (32, 33) of the in the FIG. 3 shown end position (12) in the in FIG. 2 shown parking position (11).
- the piston (82) moves largely without resistance in the cylinder (62).
- the energy store (111) causes the entraining element (41) to pivot. This tilts in the direction of the here lower open side of the double hook (52).
- the double hook (52) moves upwards relative to the piston rod (83).
- the positive connection between the driving element (41) and the piston rod (83) is separated.
- the piston rod (83) stops.
- the driving element (41) is now moved by means of the driver further into the parking position (12), where it is locked by abutment against the guide track sections (29, 31).
- the driver leaves the driving recess (48).
- the pivot angle of the driving element (41) is thus independent of the piston rod head receptacle (51).
- the combined acceleration and deceleration device (10) may also be constructed such that the displacement space (15) of the cylinder-piston unit (61) between the piston (82) and the cylinder head part (64) is arranged.
- the delay stroke direction (3) is then oriented in the direction of the cylinder head (64).
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Description
- Die Erfindung betrifft eine kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung mit mindestens einem parallel zu den Hubrichtungen einer Kolbenstange einer Zylinder-Kolben-Einheit angeordneten ersten Steuerkulissenabschnitt und mit mindestens einem hierzu nichtparallelen zweiten Steuerkulissenabschnitt, wobei ein Mitnahmeelement mittels der Steuerkulissenabschnitte führbar ist.
- Aus der
DE 10 2006 058 639 A1 ist eine derartige Vorrichtung bekannt. Bei der Montage wird die Kolbenstange in das Mitnahmeelement dauerhaft eingerastet. Der maximale Schwenkwinkel des Mitnahmeelements - und damit der nutzbare Hebelarm des Mitnahmeelements - ist durch die Kolbenstangenbefestigung begrenzt. - Die
DE 202 18 067 U1 schlägt vor, beim Einsatz eines Fluiddämpfers die Kolbenstange und einen linear verfahrbaren Schlitten jeweils mit einem Anschlag zu versehen, damit der Fluiddämpfer nur beim Einfahren wirksam ist. Das Wiederausfahren der Kolbenstange mit einer niedrigen Geschwindigkeit kann eine im Zylinder angeordnete Feder bewirken. Die Endgeschwindigkeit eines derartigen Systems ist von der Anfangsgeschwindigkeit der auftreffenden Masse abhängig, so dass in der Endlage ein Anschlagen erfolgen kann. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine einfache Montage der Vorrichtung zu ermöglichen und Beschädigungen beim Betrieb zu verhindern.
- Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu weist das Mitnahmeelement einen Doppelhaken auf. Die Kolbenstange weist einen Kolbenstangenkopf auf. Das Mitnahmeelement und die Kolbenstange sind bei Führung des Mitnahmeelements parallel zu den Hubrichtungen mittels des den Kolbenstangenkopf hintergreifenden Doppelhakens formschlüssig verbindbar. Bei Führung des Mitnahmeelements mittels mindestens eines zweiten Steuerkulissenabschnitts ist das gekippte Mitnahmeelement von der Kolbenstange mittels Relativbewegung des Doppelhakens zu dieser trennbar.
- Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
- Figur 1:
- Kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung;
- Figur 2:
- Vorrichtung in einer Parkposition;
- Figur 3:
- Vorrichtung in einer Endposition;
- Figur 4:
- Detail der Zylinder-Kolben-Einheit;
- Figur 5:
- Mitnahmeelement;
- Figur 6:
- Kolbeneinheit;
- Figur 7:
- Schematische Darstellung der Vorrichtung.
- Die
Figuren 1 bis 3 zeigen eine kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) in einer isometrischen Ansicht sowie in Längsschnitten in einer Parkposition (11) und in einer Endposition (12). Mit einer derartigen Vorrichtung (10) können beispielweise Schiebetüren oder Möbelstücke, z.B. Schubladen, verzögert in eine geöffnete und/oder geschlossene Endlage gefördert werden. Bei der Bewegung in Richtung dieser Endlage umgreift in einem an die Endlage angrenzenden Teilhub ein Mitnahmeelement (41) der Vorrichtung (10) einen relativ hierzu bewegten Mitnehmer. Das Mitnahmeelement (41) wird hierbei von der kraft- und/oder formschlüssig gesicherten Parkposition (11) in die Endposition (12) bewegt. Bei einer Bewegung aus der Endlage heraus wird das Mitnahmeelement (41) von der in derFigur 3 gezeigten Endposition (12) in die in derFigur 2 dargestellte Parkposition (11) gefördert. - Die kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) umfasst ein Trag- und Führungsteil (21), in dem eine Zylinder-Kolben-Einheit (61) und das Mitnahmeelement (41) gelagert sind. Das Trag- und Führungsteil (21) hat an seinen beiden Enden jeweils eine Durchgangsbohrung (22). Beispielsweise kann die Vorrichtung mittels Schrauben, die in diese Bohrungen (22) eingesetzt werden, z.B. als Nachrüstteil in ein Schubladenführungssystem eingesetzt werden.
- Das z.B. zu einer Mittenlängsebene symmetrische Trag- und Führungsteil (21) umfasst einen Aufnahmebereich (23) sowie einen Führungsbereich (24). Im Aufnahmebereich (23) ist die Zylinder-Kolben-Einheit (61) mittels zweier am Zylinderkopfteil (64) eingreifenden Nasen (26) und mittels einer in den Zylinderboden (65) ragenden Tragnase (27) gehalten. Der Führungsbereich (24) umfasst beispielsweise zwei einander gegenüber angeordnete Führungsbahnen (25). Im Ausführungsbeispiel sind diese Führungsbahnen (25) Nuten, die jeweils einen parallel zu den Hubrichtungen (2) des Kolbens (82) und der Kolbenstange (83) der Zylinder-Kolben-Einheit (61) orientierten Abschnitt (28) und einen mit diesem einen stumpfen Winkel, z.B. 120 Grad, einschließenden Abschnitt (29) umfassen. Der zur Bewegungsrichtung (2) nichtparallele Abschnitt (29) kann gerade oder gebogen sein. Die Nutbreite beträgt im Ausführungsbeispiel drei Millimeter. Der in der
Figur 3 waagerechte Abschnitt (28) hat an seiner Oberseite eine Ausbuchtung (31). Diese Ausbuchtung (31) hat einen in Richtung des kurzen Abschnitts (29) zeigenden flachen Schenkel (36), an den sich ein kreissegmentförmiger Abschnitt (37) anschließt. Der vom flachen Schenkel (36) mit dem waagerechten Abschnitt (28) eingeschlossene Winkel beträgt z.B. zwischen 15 und 30 Grad. - Das Trag- und Führungsteil (10) kann auch eine zentrale Führungsbahn (25) oder mehrere, z.B. in unterschiedlichen Ebenen angeordnete Führungsbahnen (25) aufweisen. Diese können auch eine Kante des Trag- und Führungsteils (10) umfassen. Jede dieser Führungsbahnen (25) hat mindestens einen parallel zur Bewegungsrichtung (2) orientierten Abschnitt (28) und/oder einen Abschnitt (29), der mit der Bewegungsrichtung (2) einen Winkel ungleich einem ganzzahligen Vielfachen von n einschließt.
- Der waagerechte Abschnitt (28) umfasst beispielsweise einen Steuerkulissenabschnitt (32). Analog hierzu umfasst der nicht zu den Hubrichtungen (2) parallele Abschnitt (29) einen Steuerkulissenabschnitt (33). Die Normalen der beiden Steuerkulissenabschnitte (32, 33) können einen Schnittpunkt haben oder sich kreuzen. Bei sich kreuzenden Normalen liegen die beiden Steuerkulissenabschnitte (32, 33) in parallel zueinander liegenden Ebenen.
- Die Zylinder-Kolben-Einheit (61) umfasst einen Zylinder (62), in dem eine Kolbeneinheit (81) geführt ist.
- Der Zylinder (62), vgl. auch
Figur 4 , umfasst einen Zylindermantel (63) mit einem Kopfteil (64) und einen in den Zylindermantel (63) eingesetzten Zylinderboden (65). Der Zylindermantel (63) und der Zylinderboden (65) sind beispielsweise als Spritzgussteile aus thermoplastischem Kunststoff, z.B. Polyoximethylen, hergestellt. Der Zylindermantel (63) ist hier auf seiner Außenseite zylindrisch und hat eine Einschnürung (66). Seine Länge beträgt beispielsweise das Neunfache des Außendurchmessers. Die nichtzylindrische Zylinderinnenwandung (67) ist beispielsweise zur Entformung z.B. in Form eines Kegelstumpfmantels ausgebildet. Die kleinere Querschnittsfläche dieses Kegelstumpfmantels befindet sich am Kopfteil (64) des Zylinders (62), die größere Querschnittsfläche am Zylinderboden (65). Die letztgenannte Querschnittsfläche beträgt z.B. 62 mm2. Die Steigung dieses Kegels beträgt beispielsweise 1:140. Die Innenwandung (67) ist gegebenenfalls poliert. Die minimale Wandstärke des Zylindermantels (63) beträgt z.B. 6% seines Außendurchmessers. - In der Zylinderinnenwandung (67) ist hier eine Längsnut (68) angeordnet. Ihre Länge beträgt beispielsweise 70% der Zylinderlänge und endet am Zylinderboden (65). Ihre Breite beträgt z.B. 2% des größeren Durchmessers der Zylinderinnenwandung (67). Die Tiefe der Nut (68) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ein Viertel ihrer Breite. Die Nut (68) ist zur Innenwandung (67) hin scharfkantig, der Nutauslauf hat beispielsweise eine Steigung von 45 Grad. Statt einer einzelnen Nut (68) können auch mehrere Nuten (68) an der Innenwandung (67) angeordnet sein. Auch können sich diese z.B. schraubenlinienförmig an der Innenwandung (67) des Zylindermantels (63) entlangwinden.
- Am Bodenende (71) des Zylindermantels (63) befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel eine weitere Längsnut (72) in der Zylinderinnenwandung (67). Diese Längsnut (72), sie ist z.B. um 180 Grad versetzt zur Nut (68), ist beispielsweise doppelt so breit wie die Nut (68), ihre Länge beträgt z.B. 15% der Zylinderlänge. Die Tiefe dieser Nut (72) beträgt hier ein Achtel ihrer Breite. Auch diese Nut (72) ist zur Zylinderinnenwandung (67) hin scharfkantig und hat z.B. eine Auslaufschräge von 45 Grad.
- Jede dieser Nuten (68, 72) vergrößert den Querschnitt des Zylinderinnenraumes (69).
- Zum Einsetzen des Zylinderbodens (65) verfügt das Bodenende (71) z.B. über eine zweistufige rotationssymmetrische Einkerbung (73). Bei der Montage des Zylinderbodens (65) wird die Luft aus dem Bereich der äußeren Einkerbung nach außen verdrängt, während die Luft aus der inneren Einkerbung in den Zylinderinnenraum (69) verdrängt wird. Es ist auch denkbar, im Zylinderboden (65) eine zentrale Bohrung anzuordnen, die nach dem Einsetzen des Zylinderbodens (65) mittels eines Verschlussstopfens verschlossen wird.
- Im Kopfteil (64) sind in diesem Ausführungsbeispiel die Kolbenstangendurchführung (74) und eine den Zylinderinnenraum (69) gegen die Umgebung (1) abdichtende Kolbenstangendichtung (75) angeordnet. Die Kolbenstangendichtung (75) kann an den Kopfteil (64) angeformt sein.
- In den Darstellungen der
Figuren 2 und 3 hat der Zylinder (62) an seiner Unterseite eine Federaufnahme (76). Diese trägt zusammen mit einer zweiten, am Mitnahmeelement (41) angeordneten Federaufnahme (46) einen Energiespeicher (111), z.B. eine Feder (111). Im Ausführungsbeispiel ist dies eine Zugefeder (111). - Die Kolbeneinheit (81) umfasst einen z.B. zweiteiligen Kolben (82) und eine Kolbenstange (83). Der Kolben (82) trägt zwei Kolbendichtelemente (91, 92). Diese grenzen zumindest in einem Teilhub der Einschubbewegung des Kolbens (82) einen Verdrängungsraum (15) von einem Ausgleichsraum (16) ab.
- Der Kolben (82) hat einen an die Kolbenstange (83) angeformten Aufnahmebereich (101) mit einem Anschlagschild (102) und einen Tragteil (103). Letzteres sitzt auf dem Aufnahmebereich (101) auf und ist mit diesem z.B. verklebt. Das Tragteil (103) hat einen Führungsabschnitt (104) und ein Frontschild (105). Das Frontschild (105) und der Führungsabschnitt (104) weisen beispielsweise zwei Längskanäle auf, so dass der Innenraum (97) des zweiten Kolbendichtelements (92) immer mit dem Verdrängungsraum (15) verbunden ist.
- Beide Kolbendichtelemente (91, 92) sind im Ausführungsbeispiel in Richtung des Zylinderbodens (65) orientiert. Der in Richtung des Verdrängungsraums (15) orientierte Wellendichtring (91) liegt mit seiner außenliegenden Dichtlippe (93) zumindest in der in der
Figur 2 dargestellten Parkposition (11) an der Zylinderinnenwandung (67) an. In der in derFigur 3 dargestellten Endposition (12) ist die Dichtlippe (93) von der Zylinderinnenwandung (67) gelöst. Der Innenring (94) sitzt mit Spiel auf einer Kolbentaille (88). Mit einem Ringsteg (95) legt sich der Wellendichtring (91) bei Druckbeaufschlagung an das zweite Kolbendichtelement (92) an. - Das zweite Kolbendichtelement (92) ist eine Bremsmanschette (92). Sie ist zwischen dem Anschlagschild (102) und dem Tragteil (103) eingespannt. Mit einem Bund (96) ist sie am Führungsabschnitt (104) geführt.
- Die Kolbenstange (83), vgl.
Figur 6 , ist aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, z.B. einem thermoplastischen Werkstoff, hergestellt. Beispielsweise ist sie im biegbaren Führungsbereich (84) zylindrisch ausgebildet und hat einen Durchmesser von drei Millimetern. Der Kolbenstangenkopf (85) hat stirnseitig eine Anschlagfläche (86), die im Ausführungsbeispiel normal zur Bewegungsrichtung (2) orientiert ist. An den Kolbenstangenkopf (85), dessen Länge beispielsweise zwei Drittel des Durchmessers des Führungsbereichs (84) beträgt, schließt sich ein Abschnitt tallienartig reduzierten Durchmessers (87) an. Seine Länge beträgt das Zweifache des Führungsbereichsdurchmessers und sein Durchmesser zwei Drittel dieses Bezugswertes. - Das Mitnahmeelement (41) ist als Einzelteil in der
Figur 5 dargestellt. Es umfasst zwei jeweils einander gegenüber angeordnete Paare von Führungselementen (42, 43), die in die Führungsbahnen (25) eingreifen. - Die Mitnahmeausnehmung (48) ist durch zwei beispielsweise parallel zueinander angeordnete Anschläge (44, 45) begrenzt. Der von der Zylinder-Kolben-Einheit (61) abgewandte Anschlag (44) ist hakenförmig ausgebildet. Er hat eine Auflaufschräge (47) und ist elastisch verformbar.
- An seiner der Zylinder-Kolben-Einheit (61) zugewandten Seite hat das Mitnahmeelement (41) eine Kolbenstangenkopfaufnahme (51). Diese umfasst im Ausführungsbeispiel einen Doppelhaken (52), eine Kopfzugfläche (53), eine Kopfschubfläche (54) und eine Einführausnehmung (55).
- Der Doppelhaken (52) hintergreift in der Darstellung der Figur 3 den Kolbenstangenkopf (85) im Abschnitt reduzierten Durchmessers (87) der Kolbenstange (83). Bei der Bewegung des Betätigungselements (41) aus der in der
Figur 3 dargestellten Endposition (12) in Richtung der in derFigur 2 gezeigten Parkposition (11) liegt die Kopfzugfläche (53) des Doppelhakens (52) am Kolbenstangenkopf (85) an und zieht so die Kolbenstange (83) heraus. Beim Einschieben der Kolbenstange (83) in den Zylinder (62) liegt die Anschlagfläche (86) der Kolbenstange (83) an der Kopfschubfläche (54) des Betätigungselements (41) an. Der Doppelhaken (52) umgreift weiterhin den Abschnitt reduzierten Durchmessers (87) der Kolbenstange (83), so dass das Mitnahmeelement (41) und die Kolbenstange (83) formschlüssig miteinander verbunden sind. - Bei der Montage werden das Mitnahmeelement (41) und die Zylinder-Kolben-Einheit (61) in das Trag- und Führungsteil (21) eingesetzt. Die Feder (111) kann bereits in den Federaufnehmen (46, 76) sitzen. Beispielsweise bei der erstmaligen Bewegung des Mitnahmeelements (41) aus der Parkposition (11) in Richtung der Endposition (12) kontaktiert der Doppelhaken (52) mit einer Einführfläche (56), die z.B. mit der Kopfzugfläche (53) einen Winkel von 30 Grad einschließt, die Anschlagfläche (86) der Kolbenstange (83). Beim weiteren Bewegen des Mitnahmeelements (41) wird die Kolbenstange (83) unter elastischer Verformung in der Darstellung der
Figur 3 nach unten gedrückt. Sie gleitet entlang des an seiner Unterseite offenen Doppelhakens (52) und rastet in diesen ein. Auf die beschriebene Art kann das Mitnahmeelement (41) und die Kolbenstange (83) auch bei einem z.B. versehentlichen Aushaken im Betrieb wieder eingekoppelt werden. Es ist auch denkbar, z.B. bei stehendem Mitnahmeelement (41) die Kolbenstange (83) in die Einführausnehmung (55) einzuschieben und zu verrasten. - Nach der Montage der kombinierten Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) und eines relativ zu dieser bewegbaren Mitnehmers ist das Mitnahmeelement (41) in der Parkposition (11) beispielsweise ohne Kontakt mit dem Mitnehmer. Das Mitnahmeelement (41) liegt mit den voneinander abgewandten Seiten der Führungselemente (42, 43) im Abschnitt (29) und in der Ausbuchtung (31) an. Die Berührung kann eine Punkt-, Linien oder Flächenberührung sein. Es können auch beide Führungselemente (42, 43) in dem geneigten Abschnitt (29) gelagert sein. Auch andere Anlagepunkte des Mitnahmeelements (41) am Trag- und Führungsteil (21) sind denkbar. Das sich so selbsthaltende Mitnahmeelement (41) ist ohne Kontakt mit der z.B. ausgefahrenen Kolbenstange (83). Der Energiespeicher (111) ist gespannt und trägt beispielsweise zusätzlich zur Arretierung des Mitnahmeelements (41) bei.
- Der sich weiter relativ zur Vorrichtung (10) bewegende Mitnehmer kontaktiert das Betätigungselement (41) am Anschlag (45). Das Betätigungselement (41) löst sich aus der Arretierung und wird entlang der Steuerkulissenabschnite (32, 33) verschoben. Hierbei wird das Betätigungselement (41) geschwenkt und der Doppelhaken (52) umgreift den Kolbenstangenkopf (85). Der Energiespeicher (111) wird entlastet und zieht das Mitnahmeelement (41) in Richtung der Zylinder-Kolben-Einheit (61). Die Kopfschubfläche (54) stößt gegen die Anschlagfläche (86) und schiebt die Kolbenstange (83) ein. Die Führung des Mitnahmeelements (41) erfolgt nun entlang des parallel zur Hubrichtung des Kolbens (82) angeordneten Steuerkulissenabschnitts (32) oder den Steuerkulissenabschnitten (32). Diese Führung ist beispielsweise eine Gleitlagerung.
- In der gegenüber der Umgebung (1) verschlossenen Zylinder-Kolben-Einheit (61) wird beim Beginn der Bewegung nach dem Prinzip der Selbsthilfe die Dichtlippe (93) des Kolbendichtelements (91) nach außen an die Zylinderinnenwandung (67) angepresst und der Ringsteg (95) gegen die Bremsmanschette (92) gedrückt. Der Verdrängungs- (15) und der Ausgleichsraum (16) sind nun quasi hermetisch voneinander getrennt. Der im Ausgleichsraum (16) entstehende Unterdruck verstärkt die Abdichtung der beiden Räume (15, 16) voneinander und damit die Verzögerung der bewegten Masse.
- Die Masse beispielsweise der Schublade wird stark verzögert. Die Verzögerung ist z.B. abhängig von der Massenträgheit der bewegten Masse, beispielsweise der Schublade mit dem Mitnehmer und dem Mitnahmeelement (41).
- Beim weiteren Entladen des Energiespeichers (111) werden das Mitnahmeelement (41) und die Kolbenstange (83) in den
Figuren 2 bis 4 nach rechts, in die Verzögerungshubrichtung (3) gezogen. Das Mitnahmeelement (41) ist hierbei am Steuerkulissenabschnitt (32) gelagert. Die Dichtlippe (93) reibt entlang der Zylinderinnenwandung (67). Gleichzeitig wird die Gassäule - das Gas kann z.B. Luft sein - im Verdrängungsraum (15) komprimiert. Die Luftsäule baut eine Gegenkraft gegen die weitere Bewegung des Kolbens (82) auf. Die von ihrem Innenraum (97) aus druckbeaufschlagte Bremsmanschette (92) legt sich an die Innenwandung (67) an und verstärkt die Bremswirkung. - Sobald die Dichtlippe (93) den Beginn der Längsnut (68) passiert, strömt Gas aus dem Verdrängungsraum (15) durch diesen Drosselspalt (68) in den Ausgleichsraum (16). Der Druck im Verdrängungsraum (15) nimmt schlagartig ab, so dass die Gassäule nur noch eine geringe Gegenkraft gegen die Vortriebskraft des Kolbens (82) ausübt. Die Reibungsverzögerung hat mit zunehmendem Hub einen abnehmenden Einfluß auf die Kolbenbewegung. Die Verzögerung nimmt ab.
- Die beiden Kolbendichtelemente (91, 92) lösen sich vollständig von der Zylinderinnenwandung (67), sobald die bodenseitige Längsnut (72) erreicht ist. Da nun der Verdrängungs- (15) und der Ausgleichsraum (16) drosselfrei miteinander verbunden sind, findet keine Verzögerung mehr statt. Der sich weiter entladende Energiespeicher (111) zieht die bewegte Masse langsam in die Endlage. Die Endgeschwindigkeit ist somit unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der der Mitnehmer auf das Mitnahmeelement (41) trifft. Die Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) ist nun der in der
Figur 3 dargestellten Endposition (12). - Die
Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung dieses kombinierten Beschleunigungs- und Verzögerungssystems (10). Die hier reibungsfrei angenommene bewegte Masse (35) ist rechts dargestellt. Sie ist entlang der Steuerkulissenabschnitte (32, 33) bewegbar. - Der Zylinder (62) der Zylinder-Kolben-Einheit (61) hat drei Abschnitte (77, 78, 79). Im ersten Abschnitt (77) ist die Zylinderinnenwandung (67) glatt. Im zweiten Abschnitt (78) hat die Zylinderinnenwandung (67) zusätzlich die Drosselnut (68). Der dritte Abschnitt (79) umfasst zusätzlich die Längsnut (72).
-
- In dieser Gleichung bezeichnet der Koeffizient m die bewegte Masse in Kilogramm, k(x) die Dämpfung in Newtonsekunde pro Meter und c(x) die Federsteifigkeit in Newton pro Meter.
- Die Variable x bezeichnet den Hub, ihre erste Ableitung nach der Zeit x' die Geschwindigkeit und ihre zweite Ableitung nach der Zeit x'' die Beschleunigung.
- Die bewegte Masse ist in allen Abschnitten (77 - 79) konstant. Die Kraft m * x'' ist die Trägheitskraft.
- Im ersten Abschnitt (77), in dem 0 kleiner als x und x kleiner ist als s1, wird die Dämpfungskraft k(x) * x' durch die Summe der Reibungsdämpfungskraft der Kolbendichtelemente (91, 92) an der Zylinderinnenwandung (67) und der Luftdämpfung durch Leckageverluste zwischen dem Verdrängungs- (15) und dem Ausgleichsraum (16) bestimmt. Aufgrund der Abdichtung zwischen Verdrängungs- (15) und Ausgleichsraum (16) ist der letztgenannte Summand nahe Null.
- Die Federkraft c(x) * x ergibt sich aus der Summe der Federkräfte der Feder (111) und der Gasfeder (112), die hier zur besseren Darstellung ihrer Wirkung in der Kolbenstange (83) gezeichnet ist. Die Gasfeder (112) ergibt sich durch die Kompression der Gassäule im Verdrängungsraum (15).
- Im zweiten Abschnitt (78), in dem s1 kleiner x kleiner s2 gilt, wird die Dämpfungskraft im Wesentlichen durch die Drosselwirkung der Längsnut (68) bestimmt. Die Wirkung der Reibungskraft nimmt mit zunehmendem Hub ab, da sich beide Kolbendichtelemente (91, 92) von der Zylinderinnenwandung (67) lösen. Damit nimmt auch die Wirkung der durch die Gasfeder (112) verursachten Gegenkraft ab. Die durch den ersten Energiespeicher (111) verursachte Federkraft wirkt weiter, beispielsweise nimmt sie mit zunehmendem Hub nur geringfügig ab.
- Im dritten Abschnitt (79), in dem s2 kleiner x kleiner s gilt, ist die Dämpfungskraft vollständig aufgehoben. Der Dämpfungskoeffizient ist Null, auch die Gasfeder (112) hat keinen Einfluss mehr auf die Bewegung. Die Trägheitskraft und die durch den Energiespeicher (111) verursachte Federkraft sind nach der obengenannten homogenen Gleichung betragsmäßig gleich. Die Endgeschwindigkeit der bewegten Masse (35) ist damit nur von der Kraft des Energiespeichers (111) und der Reibung des Führungssystems der Masse (35) abhängig.
- Der Dämpfungskoeffizient und der Koeffizient der Federsteifigkeit des mechanischen Systems sind damit wegabhängig und nicht konstant.
- Wird beispielsweise die Schublade wieder ausgezogen, bewegt sich das Mitnahmeelement (41) entlang der Steuerkulissenabschnitte (32, 33) von der in der
Figur 3 dargestellten Endposition (12) in die in derFigur 2 gezeigte Parkposition (11). Beim Verlassen der Endposition (12) zieht der Doppelhaken (52) die Kolbenstange (83) mit. Der Kolben (82) bewegt sich hierbei weitgehend widerstandsfrei im Zylinder (62). Sobald das Mitnahmeelement (41) den nichtparallel zur Bewegungsrichtung (2) orientierten Steuerkulissenabschnitt (33) erreicht, bewirkt der Energiespeicher (111) ein Schwenken des Mitnahmeelements (41). Dieses kippt in Richtung der hier unteren offenen Seite des Doppelhakens (52). Der Doppelhaken (52) wandert relativ zur Kolbenstange (83) nach oben. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Mitnahmeelement (41) und der Kolbenstange (83) wird getrennt. Die Kolbenstange (83) bleibt stehen. Das Mitnahmeelement (41) wird nun mittels des Mitnehmers weiter in die Parkposition (12) bewegt, wo es durch Anlage an den Führungsbahnabschnitten (29, 31) arretiert. Der Mitnehmer verlässt die Mitnahmeausnehmung (48). Der Schwenkwinkel des Mitnahmeelements (41) ist damit unabhängig von der Kolbenstangenkopfaufnahme (51). - Die kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) kann auch so aufgebaut sein, dass der Verdrängungsraum (15) der Zylinder-Kolben-Einheit (61) zwischen dem Kolben (82) und dem Zylinderkopfteil (64) angeordnet ist. Die Verzögerungshubrichtung (3) ist dann in Richtung des Zylinderkopfes (64) orientiert.
- Auch Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind denkbar.
-
- 1
- Umgebung
- 2
- Bewegungsrichtungen, Hubrichtungen
- 3
- Verzögerungshubrichtung
- 10
- Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung
- 11
- Parkposition
- 12
- Endposition
- 15
- Verdrängungsraum
- 16
- Ausgleichsraum
- 21
- Trag- und Führungsteil
- 22
- Durchgangsbohrung
- 23
- Aufnahmebereich
- 24
- Führungsbereich
- 25
- Führungsbahnen
- 26
- Nasen
- 27
- Tragnase
- 28
- Abschnitt von (25)
- 29
- Abschnitt von (25)
- 31
- Ausbuchtung, Führungsbahnabschnitt
- 32
- Steuerkulissenabschnitt, parallel zu (2)
- 33
- Steuerkulissenabschnitt, nicht parallel zu (2)
- 35
- bewegte Masse
- 36
- flacher Schenkel
- 37
- kreissegmentförmiger Abschnitt
- 41
- Mitnahmeelement, Betätigungselement
- 42
- Führungselemente
- 43
- Führungselemente
- 44
- Anschlag, hakenförmig
- 45
- Anschlag
- 46
- Federaufnahme
- 47
- Auflaufschräge
- 48
- Mitnahmeausnehmung
- 51
- Kolbenstangenkopfaufnahme
- 52
- Doppelhaken
- 53
- Kopfzugfläche
- 54
- Kopfschubfläche
- 55
- Einführausnehmung
- 56
- Einführfläche
- 61
- Zylinder-Kolben-Einheit
- 62
- Zylinder
- 63
- Zylindermantel
- 64
- Kopfteil
- 65
- Zylinderboden
- 66
- Einschnürung
- 67
- Zylinderinnenwandung
- 68
- Längsnut, Drosselspalt
- 69
- Zylinderinnenraum
- 71
- Bodenende
- 72
- Längsnut
- 73
- Einkerbung
- 74
- Kolbenstangendurchführung
- 75
- Kolbenstangendichtung
- 76
- Federaufnahme
- 77
- Abschnitt von (62)
- 78
- Abschnitt von (62)
- 79
- Abschnitt von (62)
- 81
- Kolbeneinheit
- 82
- Kolben
- 83
- Kolbenstange
- 84
- Führungsbereich
- 85
- Kolbenstangenkopf
- 86
- Anschlagfläche
- 87
- Abschnitt reduzierten Durchmessers
- 88
- Kolbentaille
- 91
- Kolbendichtelement, Wellendichtring
- 92
- Kolbendichtelement, Bremsmanschette
- 93
- Dichtlippe
- 94
- Innenring
- 95
- Ringsteg
- 96
- Bund
- 97
- Innenraum
- 101
- Aufnahmebereich
- 102
- Anschlagschild
- 103
- Tragteil
- 104
- Führungsabschnitt
- 105
- Frontschild
- 111
- Energiespeicher, Feder, Zugfeder
- 112
- Gasfeder
- s1
- Ende des ersten Abschnitts (77)
- s2
- Ende des zweiten Abschnitts (78)
- s
- Ende des dritten Abschnitts (79)
- x
- Weg, Hub
- x'
- Geschwindigkeit
- x''
- Beschleunigung
Claims (6)
- Kombinierte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtung (10) mit mindestens einem parallel zu den Hubrichtungen (2) einer Kolbenstange (83) einer Zylinder-Kolben-Einheit (61) der Vorrichtung angeordneten ersten Steuerkulissenabschnitt (32) und mit mindestens einem hierzu nichtparallelen zweiten Steuerkulissenabschnitt (33), wobei ein Mitnahmeelement (41) der Vorrichtung mittels der Steuerkulissenabschnitte (32, 33) führbar ist, dadurch gekennzeichnet,- dass das Mitnahmeelement (41) einen Doppelhaken (52) aufweist,- dass die Kolbenstange (83) einen Kolbenstangenkopf (85) aufweist,- dass das Mitnahmeelement (41) und die Kolbenstange (83) bei Führung des Mitnahmeelements (41) parallel zu den Hubrichtungen (2) mittels des den Kolbenstangenkopf (85) hintergreifenden Doppelhakens (52) formschlüssig verbindbar sind und- dass bei Führung des Mitnahmeelements (41) mittels mindestens des zweiten Steuerkulissenabschnitts (33) das gekippte Mitnahmeelement (41) von der Kolbenstange (83) mittels Relativbewegung des Doppelhakens (52) zu dieser trennbar ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeelement (41) mittels eines Energiespeichers (111) belastet ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeelement (41) mittels des Energiespeichers (111) von der Kolbenstange (83) trennbar ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (83) elastisch verformbar ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Steuerkulissenabschnitte (32, 33) in zueinander parallelen Ebenen liegen.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in zumindest einer Verzögerungshubrichtung (3) hubabhängige Feder- und Dämpfungskoeffizienten aufweist.
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