WO2003076819A2 - Device for damping the closing operation of a weighted lid - Google Patents

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Definitions

  • the insert is formed by a circular cylindrical bolt.
  • This bolt can be made from a commercially available semi-finished product, which eliminates the need for complex custom-made products.
  • FIG. 1 generally shows the arrangement of the device 10 in a keyboard flap T of a grand piano.
  • the keyboard flap T is shown in its open position.
  • a cylinder housing 11 (see FIG. 2) of the device 10 is fastened in a wing housing P.
  • a free stub shaft S of the device 10 is connected to the keyboard flap T.
  • FIG. 2 such a device 10 essentially has the cylinder housing 11, a wing piston 12 and an insert 13.
  • the cylinder housing 11 is provided with a flange 19, a cylinder chamber 14, a recess 15 extending over the entire axial length of the cylinder chamber 14 and with a flange-side housing opening G.
  • the housing opening G is penetrated by a shaft 17 of the wing piston 12.
  • the shaft 17 is mounted on the flange side in the cylinder housing 11.

Abstract

The invention relates to a device for damping the closing operation of a weighted lid, in particular a keyboard lid. Said device comprises a cylinder, whose front face is closed, containing a highly viscous medium and a shaft with a vane piston that is rotatably mounted, in addition to an insert, which divides a cylindrical chamber that is formed between the peripheral surface of the shaft and the peripheral surface of the cylinder interior into two chambers, leaving a remaining passage. According to the invention, the flow cross-section of said passage, which defines the damping of the closing operation, can be adjusted by means of an adjusting element. The device is characterised in that the insert is held by force between a hollow of the cylinder wall and the shaft and is mounted in an axially displaceable manner by its end region in a recess of the cylinder housing and that an adjusting element acts on the insert, said element regulating the flow cross-section of the passage that is located between the free end region of the insert and the front-face seal of the cylinder.

Description

Vorrichtung zur Dämpfung des Schließvorgangs einer gewichtsbelasteten KlappeDevice for damping the closing process of a weight-loaded flap
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung des Schließvorgangs einer gewichtsbelasteten Klappe, insbesondere einer Tastaturklappe für Flügel und Klaviere mit einem ein hochviskoses Medium enthaltenden Zylinder, in der eine Welle mit einem Flügelkolben drehbar gelagert ist, sowie einem Einsatzstück, das radial von der Zylinderwand zur Welle verläuft und den Zylinderraum in zwei Kammern teilt und mindestens einer Durchtrittsöffnung, durch welche das Medium von der einen in die andere Kammer gelangen kann und deren mittels eines Verstellelementes einstellbarer Strömungsquerschnitt die Dämpfung des Schließvorgangs festlegt.The invention relates to a device for damping the closing process of a weight-loaded flap, in particular a keyboard flap for grand pianos and pianos with a cylinder containing a highly viscous medium, in which a shaft with a wing piston is rotatably mounted, and an insert which is radial from the cylinder wall to the shaft runs and divides the cylinder space into two chambers and at least one passage opening through which the medium can pass from one chamber to the other and whose flow cross section, which can be adjusted by means of an adjusting element, defines the damping of the closing process.
In der EP 0 576 672 ist eine gattungsgemäße Dämpfungs- Vorrichtung in Form einer Rotationsbremse beschrieben. Hierbei wird ein mit Flügeln versehener Achsabschnitt in einem mit hochviskosem Öl oder einem leichtfließenden Fett gefüllten Zylinderraum gedreht, wobei der Zylinderraum durch ein radial verstellbares Einsatzstück in zwei Kammern geteilt ist. Dabei wird das Hydraulikmedium gezwungen, durch einen schmalen Spalt zwischen dem Einsatzstück und der Kolbenachse in den dahinter liegenden Raum zu strömen. Durch den hohen Strömungswiderstand wird das Zufallen des Deckels gebremst. Der Spalt und damit die Fließgeschwindigkeit kann durch das variable Einsatzstück verstellt werden. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist die auf Grund der radialen Verschiebbarkeit des Einsatzstücks sehr aufwendige Fertigung.EP 0 576 672 describes a generic damping device in the form of a rotary brake. Here, an axle section provided with wings is rotated in a cylinder space filled with highly viscous oil or a lightly flowing grease, the cylinder space being divided into two chambers by a radially adjustable insert. The hydraulic medium is forced to flow through a narrow gap between the insert and the piston axis into the space behind. Due to the high flow resistance, the closing of the lid is slowed down. The gap and thus the flow rate can be adjusted using the variable insert. A disadvantage of this device is the very complex production due to the radial displaceability of the insert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung deshalb darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die aufgrund des einfachen Aufbaus leicht herstellbar ist und dennoch ein funktionssicheres Dämpfen der Schließbewegung einer Klappe ermöglicht.Based on this prior art, the object of the invention is therefore to provide a device that is easy to manufacture due to the simple structure and yet a functionally reliable damping of the closing movement of a flap.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1 , insbesondere aus dem Kennzeichenteil, wonach das Einsatzstück zwischen einer Einsenkung der Zylinderwand und der Welle zwangsgelagert ist und mit einem Endbereich in einer Ausnehmung des Zylindergehäuses axial verschiebbar gelagert ist und dass auf das Einsatzstück ein Verstellelement einwirkt, durch das der Strömungsquerschnitt der zwischen einem freien Endbereich des Einsatzstücks und einem stirnseitigen Verschluss des Zylinders angeordneten Durchtrittsöffnung regulierbar ist.The solution to the problem results from the features of claim 1, in particular from the characterizing part, according to which the insert is positively supported between a depression of the cylinder wall and the shaft and is axially displaceably mounted with an end region in a recess in the cylinder housing and that on the insert An adjusting element acts, by means of which the flow cross section of the passage opening arranged between a free end region of the insert and an end closure of the cylinder can be regulated.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß auf Grund der axialen Verstellmöglichkeit des Einsatzstücks die Fertigung der Vorrichtung mit wenigen Bearbeitungsschritten und wenigen Bauteilen möglich wird, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden.The advantage of the device according to the invention is that, due to the axial adjustment possibility of the insert, the device can be manufactured with a few machining steps and a few components, thereby reducing the manufacturing costs.
In einer ersten Ausführungsform ist das Einsatzstück von einem kreiszylinderförmigen Bolzen gebildet. Dieser Bolzen kann aus einem handelsüblichen Halbzeug hergestellt werden, wodurch aufwendige Sonderanfertigungen entfallen.In a first embodiment, the insert is formed by a circular cylindrical bolt. This bolt can be made from a commercially available semi-finished product, which eliminates the need for complex custom-made products.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung ausgehend von einem oberen Endanschlag des Flügelkolbens für einen definierten Winkelbereich eine bypassartige Ausnehmung aufweist, die als zusätzlicher Strömungskanal dient. Mit Hilfe dieser Ausführungsform ist es möglich die Klappe in einem Freihubbereich schnell zu schließen, bis die Dämpfung einsetzt, wonach sich die Klappe abgebremst in die geschlossene Stellung bewegt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die bypassartige Ausnehmung an der Zylinderinnenumfangsfläche angeordnet. Auch diese Ausführung hat den Vorteil der einfachen Herstellbarkeit.Another embodiment of the invention provides that, starting from an upper end stop of the wing piston, the device has a bypass-like recess for a defined angular range, which serves as an additional flow channel. With the help of this embodiment, it is possible to quickly close the flap in a free stroke area until the damping sets in, after which the flap moves braked into the closed position. In a further embodiment of the invention, the bypass-like recess is arranged on the inner surface of the cylinder. This version also has the advantage of being easy to manufacture.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß der Flügelkolben mit einem Strömungskanal versehen ist, der ein Rückschlagventil aufweist und daß das Medium während des manuellen Öffnungsvorgangs der Klappe über die Durchtrittsöffnung und den Strömungskanal im Flügelkolben von der einen in die andere Kammer gelangt. Mit Hilfe dieser Ausführungsform setzt die Dämpfung nur beim Schließen der Klappe ein, das Öffnen erfolgt ohne Dämpfung.A further embodiment provides that the wing piston is provided with a flow channel which has a check valve and that the medium passes from one chamber to the other via the passage opening and the flow channel in the wing piston during the manual opening process of the flap. With the help of this embodiment, the damping only occurs when the flap is closed, the opening takes place without damping.
Weitere Vorteile ergeben sich an Hand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele. Es zeigen:Further advantages result from the following exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Flügels mit Tastaturklappe und Dämpfungsvorrichtung,1 is a sectional view of a wing with keyboard flap and damping device,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Dämpfungsvorrichtung undFig. 2 is a sectional view of the damping device and
Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Dämpfungsvorrichtung gemäß der Schnittlinie III in Fig. 2.3 shows a sectional illustration of the damping device according to section line III in FIG. 2.
In den Zeichnungen wird eine Vorrichtung zur Dämpfung des Schließvorgangs insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.In the drawings, a device for damping the closing process is generally designated by the reference number 10.
Fig. 1 zeigt generell die Anordnung der Vorrichtung 10 in einer Tastaturklappe T eines Flügels. Die Tastaturklappe T ist in ihrer geöffneten Position dargestellt. Ein Zylindergehäuse 11 (siehe Fig. 2) der Vorrichtung 10 ist in einem Flügelgehäuse P befestigt. Ein freier Wellenstumpf S der Vorrichtung 10 ist mit der Tastaturklappe T verbunden. Eine solche Vorrichtung 10 weist gemäß Fig. 2 im wesentlichen das Zylindergehäuse 11 , einen Flügelkolben 12 sowie ein Einsatzstück 13 auf. Das Zylindergehäuse 11 ist mit einem Flansch 19, einem Zylinderraum 14, einer sich über die gesamte axiale Länge des Zylinderraums 14 erstreckenden Ausnehmung 15 sowie mit einer flanschseitigen Gehäuseöffnung G versehen. Die Gehäuseöffnung G wird von einer Welle 17 des Flügelkolbens 12 durchgriffen. Die Welle 17 ist flanschseitig im Zylindergehäuse 11 gleitgelagert. Eine weitere Gleitlagerung 20 befindet sich in einem den Zylinderraum 11 verschließenden Deckel 21. Zum Befestigen des Deckels 21 weist das Zylindergehäuse 11 eine Bördelung B auf. Das Zylindergehäuse 11 ist vorzugsweise aus Messing hergestellt, das gute Notlaufeigenschaften besitzt und womit separate Bauteile für die Gleitlagerung nicht notwendig sind.1 generally shows the arrangement of the device 10 in a keyboard flap T of a grand piano. The keyboard flap T is shown in its open position. A cylinder housing 11 (see FIG. 2) of the device 10 is fastened in a wing housing P. A free stub shaft S of the device 10 is connected to the keyboard flap T. According to FIG. 2, such a device 10 essentially has the cylinder housing 11, a wing piston 12 and an insert 13. The cylinder housing 11 is provided with a flange 19, a cylinder chamber 14, a recess 15 extending over the entire axial length of the cylinder chamber 14 and with a flange-side housing opening G. The housing opening G is penetrated by a shaft 17 of the wing piston 12. The shaft 17 is mounted on the flange side in the cylinder housing 11. A further slide bearing 20 is located in a cover 21 which closes the cylinder space 11. The cylinder housing 11 has a flange B for fastening the cover 21. The cylinder housing 11 is preferably made of brass, which has good emergency running properties and with which separate components for the plain bearing are not necessary.
Ein Flügel 18 des Flügelkolbens 12 erstreckt sich in der gesamten axialen Länge des Zylinderraums 14 radial zwischen der Welle 17 und dem Zylindergehäuse 11. Das Einsatzstück 13 ist in einer Bohrung 16 und der Ausnehmung 15 aufgenommen. Der Zylinderraum 14 ist durch den Flügel 18 sowie das Einsatzstück 13 in zwei Kammern Ki, K geteilt. Axial erstreckt sich das Einsatzstück 13 nicht über die gesamte Länge des Zylinderraums 14, so daß zwischen einer Stirnseite 23 des Einsatzstücks 13 und dem Deckel 21 eine Durchtrittsöffnung 24 angeordnet ist. Der Strömungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung 24 ist mittels einer durch eine Bohrung 25 in die Bohrung 16 hineinragende Stiftschraube 26 verstellbar, was später noch im Einzelnen erläutert wird. Der gesamte Zylinderraum 14 ist mit einem hochviskosen Öl 27 gefüllt. O-Ring-Dichtungen D am Deckel 21 , der Bohrung 16 sowie der Bohrung 25 (nicht dargestellt), verhindern ein Austreten des Öls 27 aus dem Zylinderraum 14. Die O-Ring-Dichtungen D liegen in Ringnuten 22a, b im Zylindergehäuse 11 sowie der Ringnut R im Deckel 21. Bei einer geöffneten Tastaturklappe befindet sich die Vorrichtung 10 in einer in Fig. 3 dargestellten Ausgangsposition. In einem Anfangsschließwinkel der Tastaturklappe T kann das von dem Flügel 18 verdrängte Öl 27 über eine bypassartige Ausnehmung 28 im Zylindergehäuse 11 zusätzlich zu dem Weg über die Öffnung 24 von der Kammer ι in die Kammer K2 gelangen. Das hat den Effekt, daß die Tastaturklappe T in einem Freihubbereich leicht geschlossen werden kann. Erst nach dem Freihubbereich setzt die Dämpfung ein.A wing 18 of the wing piston 12 extends in the entire axial length of the cylinder space 14 radially between the shaft 17 and the cylinder housing 11. The insert 13 is received in a bore 16 and the recess 15. The cylinder chamber 14 is divided into two chambers Ki, K by the wing 18 and the insert 13. The insert 13 does not extend axially over the entire length of the cylinder space 14, so that a passage opening 24 is arranged between an end face 23 of the insert 13 and the cover 21. The flow cross section of the passage opening 24 can be adjusted by means of a stud 26 which projects into the bore 16 through a bore 25, which will be explained in detail later. The entire cylinder chamber 14 is filled with a highly viscous oil 27. O-ring seals D on the cover 21, the bore 16 and the bore 25 (not shown) prevent oil 27 from escaping from the cylinder space 14. The O-ring seals D lie in annular grooves 22a, b in the cylinder housing 11 and the ring groove R in the cover 21. When the keyboard flap is open, the device 10 is in a starting position shown in FIG. 3. In an initial closing angle of the keyboard flap T, the oil 27 displaced by the wing 18 can pass through a bypass-like recess 28 in the cylinder housing 11 in addition to the path through the opening 24 from the chamber 1 into the chamber K 2 . This has the effect that the keyboard flap T can be easily closed in a free stroke area. Damping only begins after the free stroke range.
Das ist der Fall, wenn der Flügel 18 die Vorderkante 29 der bypassartigen Ausnehmung 28 erreicht hat. Das Öl 27 kann jetzt nicht mehr über die bypassartige Ausnehmung 28 von der Kammer Ki in die Kammer K2 gelangen. Das nahezu nicht komprimierbare Öl 27 kann jetzt nur über die Öffnung 24 in die Kammer K2 verdrängt werden. Da dieser Vorgang auf Grund des relativ kleinen Strömungsquerschnitts der Durchtrittsöffnung 24 und der hohen Viskosität des Öls 27 nur sehr langsam erfolgt, stellt sich dem Flügel 18 und damit der Tastaturklappe T ein Widerstand entgegen, der den Schließvorgang dämpft.This is the case when the wing 18 has reached the front edge 29 of the bypass-like recess 28. The oil 27 can no longer get from the chamber Ki into the chamber K 2 via the bypass-like recess 28. The almost incompressible oil 27 can now only be displaced into the chamber K 2 via the opening 24. Since this process is very slow due to the relatively small flow cross-section of the passage opening 24 and the high viscosity of the oil 27, the wing 18 and thus the keyboard flap T are opposed by a resistance which dampens the closing process.
Die Größe des Strömungsquerschnitts kann mit Hilfe der Stiftschraube 26 reguliert werden, die mit einer flanschseitigen Stirnfläche 30 des Einsatzstücks 13 in Kontakt steht. Ein Hereindrehen der Stiftschraube 26 bewirkt eine axiale Verschiebung des Einsatzstücks 13 in Richtung des Deckels 21. Das hat zur Folge, daß sich der Strömungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung 24 verkleinert.The size of the flow cross section can be regulated with the help of the stud screw 26, which is in contact with a flange-side end face 30 of the insert 13. Turning the stud screw 26 in causes an axial displacement of the insert 13 in the direction of the cover 21. This has the consequence that the flow cross section of the passage opening 24 is reduced.
Bei einem Herausdrehen der Stiftschraube 26 wird das Einsatzstück 13 durch den hohen Öldruck mit seiner flanschseitigen Stirnfläche 30 automatisch an die Stiftschraube 26 gedrückt, so dass sich der Strömungsquerschnitt der Öffnung 24 vergrößert und das Öl 27 die Öffnung 24 schneller passieren kann. Daraus ergibt sich eine geringere Dämpfung, wodurch die Tastaturklappe T schneller schließt. Ein im Flügel 18 angeordnetes Kugelrückschlagventil 31 verhindert, daß beim Schließvorgang der Tastaturklappe T Öl 27 zurückströmen kann. Beim Öffnen der Tastaturklappe T dagegen gibt das Kugelrückschlagventil 31 den Strömungsquerschnitt frei, wodurch das Öl 27 eine zu der Öffnung 24 zusätzliche Möglichkeit hat, von der Kammer K2 in die Kammer Ki überzuströmen. When the stud screw 26 is unscrewed, the insert 13 is automatically pressed against the stud screw 26 with its flange-side end face 30 by the high oil pressure, so that the flow cross section of the opening 24 increases and the oil 27 can pass through the opening 24 more quickly. This results in a lower damping, as a result of which the keyboard flap T closes more quickly. A ball check valve 31 arranged in the wing 18 prevents oil 27 from flowing back when the keyboard flap is closed. On the other hand, when the keyboard flap T is opened, the ball check valve 31 frees the flow cross section, as a result of which the oil 27 has an additional option to the opening 24 to overflow from the chamber K 2 into the chamber Ki.

Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Vorrichtung zur Dämpfung des Schließvorgangs einer gewichtsbelasteten Klappe, insbesondere einer Tastaturklappe für Flügel und Klaviere, mit einem ein hochviskoses Medium enthaltenden, stirnseitig verschlossenen Zylinder, in dem eine Welle mit einem Flügelkolben drehbar gelagert ist, sowie einem Einsatzstück, welches einen zwischen Wellenumfangsfläche und Zylinderinnenumfangsfläche gebildeten Zylinderraum bis auf eine verbleibende Durchtrittsöffnung in zwei Kammern teilt, wobei der Strömungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung, welcher die Dämpfung des Schließvorgangs festlegt, mittels eines Verstellelementes einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (13) zwischen einer Einsenkung der Zylinderwand (15) und der Welle (17) zwangsgelagert ist und mit einem Endbereich (30) in einer Ausnehmung (16) des Zylindergehäuses (11) axial verschiebbar gelagert ist und dass auf das Einsatzstück (13) ein Verstellelement (26) einwirkt, durch das der Strömungsquerschnitt der zwischen einem freien Endbereich (23) des Einsatzstücks (13) und einem stirnseitigen Verschluss (21 ) des Zylinders angeordneten Durchtrittsöffnung (24) regulierbar ist.1.Device for damping the closing process of a weight-loaded flap, in particular a keyboard flap for grand pianos and pianos, with a cylinder which is closed at the end and contains a highly viscous medium and in which a shaft with a wing piston is rotatably mounted, and an insert which has a between the shaft circumferential surface and Cylinder interior circumferential surface formed into two chambers except for a remaining passage opening, the flow cross section of the passage opening, which determines the damping of the closing process, being adjustable by means of an adjusting element, characterized in that the insert (13) is between a depression in the cylinder wall (15) and the shaft (17) is positively supported and is axially displaceably mounted with an end region (30) in a recess (16) of the cylinder housing (11) and that an adjusting element (26) acts on the insert (13) through which the flow cross Chnitt which is adjustable between a free end portion (23) of the insert (13) and an end closure (21) of the cylinder passage opening (24).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (13) von einem kreiszylinderförmigen Bolzen gebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the insert (13) is formed by a circular cylindrical bolt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ausgehend von einem oberen Endanschlag des Flügelkolbens für einen definierten Winkelbereich eine bypassartige Ausnehmung (28) aufweist, die als zusätzlicher Strömungskanal dient.3. Device according to claim 1, characterized in that the device has a bypass-like recess (28), which serves as an additional flow channel, starting from an upper end stop of the wing piston for a defined angular range.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bypassartige Ausnehmung (28) an der Zylinderinnenumfangsfläche angeordnet ist. 4. The device according to claim 3, characterized in that the bypass-like recess (28) is arranged on the inner cylinder surface.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Flügelkolben (12) mit einem Strömungskanal versehen ist, der ein Rückschlagventil (31 ) aufweist und dass das Medium während des manuellen Öffnungsvorgangs der Klappe über die Durchtrittsöffnung (24) und den Strömungskanal (31 ) im Flügelkolben (12) von der einen in die andere Kammer (K|, K2) gelangt. 5. The device according to claim 1, characterized in that the wing piston (12) is provided with a flow channel having a check valve (31) and that the medium during the manual opening process of the flap via the passage opening (24) and the flow channel (31 ) in the wing piston (12) from one chamber to the other (K |, K 2 ).
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