Fluiddämpfer fluid damper
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fluiddämpfer, insbesondere für bewegliche Möbelteile, mit einem in einem Zylinder geführten relativ zum Zylinder verschiebbaren Kolben, wobei im Kolben und/oder zwischen Kolben und Zylinder zumindest eine Durchströmöffnung für durchströmendes Fluid vorgesehen ist.The present invention relates to a fluid damper, in particular for movable furniture parts, with a guided in a cylinder relative to the cylinder displaceable piston, wherein in the piston and / or between the piston and cylinder at least one through-flow for fluid flowing through is provided.
Fluiddämpfer sind beim Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausbildungsformen und Einsatzgebieten bekannt. Unter anderem werden sie in Verbindung mit beweglichen Möbelteilen verwendet. So kann mit entsprechenden Fluiddämpferπ z.B. die Schließbewegung von Möbeltüren abgedämpft werden, womit ein lautstarkes Zuschlagen sowie eventuelle Beschädigungen der Türen verhindert sind. Die Dämpfwirkung der Fluiddämpfer beruht im Wesentlichen auf dem Strömungswiderstand eines im Zylinder vorhandenen Fluids. Bei Druckbeaufschlagung des Kolbens wird dieser relativ zum Zylinder verschoben, wobei das Fluid über Durchströmöffnungen durch den Kolben hindurch oder zwischen Kolben und Zylinder von einer Zylinderkammer in eine andere strömt. Anstelle oder aber auch ergänzend zur Dämpfwirkung mittels Strömungswiderstand kann auch ein Energieabbau durch Reibung vorgesehen sein.Fluid dampers are known in the prior art in a variety of forms and applications. Among other things, they are used in conjunction with moving furniture parts. Thus, with corresponding fluid dampers, e.g. the closing movement of furniture doors are damped, whereby a loud slamming and possible damage to the doors are prevented. The damping effect of the fluid damper is based essentially on the flow resistance of a fluid present in the cylinder. When pressure is applied to the piston, the latter is displaced relative to the cylinder, the fluid flowing through flow passages through the piston or between the piston and cylinder from one cylinder chamber to another. Instead of or in addition to the damping effect by means of flow resistance, an energy reduction by friction can also be provided.
Bei den beim Stand der Technik bekannten Fluiddämpfem kommt es, wenn diese mit zu hohem Druck beaufschlagt werden, zum sogenannten Dämpferprellen. In dieser Situation kann das Fluid nicht mehr in ausreichendem Maße am Kolben vorbei oder durch den Kolben hindurch strömen. Der erhöhte Druck wird dann nicht mehr durch den Dämpfer abgebaut, sodass der Kolben bzw. die daran befestigte Kolbenstange abrupt stehen bleibt oder zurückfedert.In the known in the prior art Fluiddämpfem it comes when they are subjected to excessive pressure, so-called damper bouncing. In this situation, the fluid can no longer flow sufficiently past the piston or through the piston. The increased pressure is then no longer dissipated by the damper, so that the piston or the attached piston rod abruptly stops or springs back.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Fluiddämpfer dahingehend zu verbessern, dass das geschilderte Dämpferprellen bei Überlast wirksam verhindert ist.Object of the present invention is to improve a fluid damper to the effect that the described damper bounce is effectively prevented in case of overload.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem oberhalb eines Schwellwertes einer Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer zumindest eine Überlastöffnung im Kolben und/oder zwischen Kolben und Zylinder offenbar ist.This is achieved according to the invention in that at least one overload opening in the piston and / or between the piston and cylinder is apparent above a threshold value of a pressurization on the fluid damper.
Es wird somit vorgesehen, dass ab einem gewissen Schwellwert einer Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer bzw. auf seine Kolbenstange oder den Kolben Überlastöffnungen geöffnet werden, durch die zusätzlich zu den und/oder anstelle der Durchströmöffnungen
Fluid durch den Kolben hindurch und/oder am Kolben vorbei strömen kann, wodurch ein zu starker Anstieg der Bremskraft und damit auch das unerwünschte Dämpferprellen verhindert ist. In einer solchen Missbrauch- bzw. Überlastsituation ist durch die geöffneten Überlastöffnungen ein starker Druckabbau möglich. Der jeweilige Schwellwert der Druckbeaufschlagung kann vom Fachmann je nach Anwendungsgebiet durch entsprechende Wahl der Form und Größe der Überlastöffnungen, der verwendeten Wandstärken und der Materialien bestimmt werden.It is thus provided that, starting from a certain threshold value of a pressurization on the fluid damper or on its piston rod or the piston overload openings are opened by the addition of and / or instead of the flow openings Fluid through the piston and / or can flow past the piston, whereby an excessive increase in the braking force and thus the unwanted damper bouncing is prevented. In such an abuse or overload situation, a strong pressure reduction is possible through the open overload openings. The respective threshold value of the pressurization can be determined by the skilled person depending on the field of application by appropriate choice of the shape and size of the overload openings, the wall thicknesses and the materials used.
Günstig für einen optimalen Druckabbau im Überlastfall ist es, wenn die Überlastöffnung ab dem Schwellwert der Druckbeaufschlagung mit weiter zunehmender Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer, vorzugsweise kontinuierlich, weiter offenbar ist. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Fluiddämpfer als Lineardämpfer ausgebildet. Besonders günstig kann die erfindungsgemäße Art der Absicherung gegen Überlast bei Fluiddämpfern eingesetzt werden, deren Dämpfwirkung im Wesentlichen auf dem Strömungswiderstand des Fluids beruht. Als Fluide kommen sowohl Gase, wie z.B. Luft, wie auch Flüssigkeiten bzw. Hydraulikflüssigkeiten, wie z.B. öle, in Frage. Bevorzugte Ausführungsformen sehen den Einsatz der erfindungsgemäßen Fluiddämpfer bei beweglichen Möbelteilen wie Türen, Schubladeneinzügeπ oder Scharnieren, insbesondere Möbelscharnieren, vor.It is favorable for an optimum pressure reduction in the event of overload if the overload opening is further apparent from the threshold value of the pressurization with further increasing pressurization on the fluid damper, preferably continuously. The fluid dampers according to the invention are preferably designed as linear dampers. The inventive type of protection against overload in fluid dampers can be used particularly favorably, the damping effect of which is based essentially on the flow resistance of the fluid. The fluids include both gases, e.g. Air, as well as liquids or hydraulic fluids, such. oils, in question. Preferred embodiments provide for the use of the fluid damper according to the invention in movable furniture parts such as doors, drawer inserts or hinges, in particular furniture hinges.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:Further advantages and details of the present invention will become apparent from the following description of the figures. Showing:
Die Fig. 1 bis 3 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, die Fig. 2a und 3a Detaildarstellungen aus den Fig. 2 und 3, die Fig. 4 und 5 Draufsichten auf den Kolben des ersten Ausführungsbeispiels aus RichtungFigs. 1 to 3 a first embodiment according to the invention, Figs. 2a and 3a detailed views of Figs. 2 and 3, Figs. 4 and 5 are plan views of the piston of the first embodiment from the direction
A-A (siehe Fig. 2 und 3), die Fig. 6 bis 8 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, die Fig. 7a und 8a Details aus den Fig. 7 und 8, die Fig. 9 das zweite Ausführungsbeispiel in einer Überlastsituation, die Fig. 10 ein Möbelscharnier mit erfindungsgemäßem Fluiddämpfer, die Fig. 11 eine schematische Darstellung zum Ablauf der Schließbewegung einer Möbeltür mit erfindungsgemäßem Fluiddämpfer, die Fig. 12 sowie Fig. 12a und 12b ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, die Fig. 13 sowie Fig. 13a und 13b ein viertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, die Fig. 14 sowie Fig. 14a bis 14d ein fünftes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, die Fig. 15 sowie Fig. 15a bis 15d ein sechstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel und
die Fig. 16 bis Fig. 18a eine spezielle Form und Ausbildung von Durchströmöffnungen.AA (see FIGS. 2 and 3), FIGS. 6 to 8 a second embodiment according to the invention, FIGS. 7 a and 8 a details from FIGS. 7 and 8, FIG. 9 the second embodiment in an overload situation, FIG. 11 is a schematic representation of the sequence of the closing movement of a furniture door with fluid damper according to the invention, FIGS. 12 and 12a and 12b show a third embodiment according to the invention, FIGS. 13 and 13a and 13b Fourth embodiment of the invention, Fig. 14 and Fig. 14a to 14d a fifth embodiment of the invention, Fig. 15 and Fig. 15a to 15d, a sixth embodiment of the invention and FIGS. 16 to 18 a show a special shape and design of flow-through openings.
Beim Fluiddämpfer 19 gemäß den Ausführungsbeispielen ist der Kolben 2, wie an sich bekannt, verschiebbar in einem Zylinder 1 geführt. Die Druckbeaufschlagung auf den Kolben 2 erfolgt mittels der Kolbenstange 5. Die Rückstellfeder 6 dient im Wesentlichen zur Rückstellung des Kolbens 2 im Anschluss an einen Dämpfvorgang. Bei letzterem wird der Kolben durch Druckbeaufschlagung auf die Kolbenstange 5 in Richtung 23 in den Zylinder 1 hineingeschoben.When fluid damper 19 according to the embodiments of the piston 2, as is known, slidably guided in a cylinder 1. The pressurization of the piston 2 by means of the piston rod 5. The return spring 6 is used essentially for returning the piston 2 following a damping process. In the latter case, the piston is pushed into the cylinder 1 by pressurizing the piston rod 5 in the direction 23.
Der Absorber 7 ist aus einem leicht kompressiblen Material, wie z.B. Moosgummi, hergestellt. Er dient dem Volumensausgleich der Kolbenstange 5, wenn diese in Richtung 23 in den Zylinder 1 hineingeschoben wird. Die Abdichtungen 8 und 9 können in beliebiger, beim Stand der Technik bekannter Art ausgeführt sein. Sie verhindern lediglich das ungewollte Ausströmen des im Inneren des Zylinders 1 angeordneten Fluids und damit einen ungewollten Druckabfall. Auf dem Kolben 2 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 bis 5 ein ring- oder röhrenförmig ausgebildetes Verschlusselement 3 angeordnet. Dieses ist längs erstreckt und auf dem Kolben 2 relativ zu diesem verschiebbar gelagert. Das Verschlusselement 3 erfüllt im vorliegenden Ausführungsbeispiel wie auch in der Variante gemäß Fig. 6 bis 9 eine Doppelfunktion. Zum einen wird die Durchströmöffnung 4 bei Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer 19 bzw. dessen Kolbenstange 5 in ihrem Durchflussquerschnitt verkleinert. Zum anderen öffnet das Verschlusselement 3, wie im Detail anhand der Fig. 3, 3a, 4 und 5 gezeigt, im Überlastfall die Überlastöffnungen 10, welche im Kolben 2 angeordnet sind. Um diese Doppelfunktion ausüben zu können, ist das Verschlusselement 3 radial dehnbar ausgebildet. Bei Druckbeaufschlagung kann sich das Verschlusselement 3 dadurch in Richtung der Wandung des Zylinders 1 ausdehnen, womit die ringförmige und zwischen Verschlusselement 3 und Innenwandung des Zylinders 1 angeordnete Durchströmöffnung 4 in ihrem Querschnitt verkleinert und damit der Strömungswiderstand des Fluids vergrößert wird.The absorber 7 is made of a slightly compressible material, e.g. Sponge rubber, made. It serves to balance the volume of the piston rod 5 when it is pushed in direction 23 into the cylinder 1. The seals 8 and 9 can be designed in any manner known in the art. They only prevent the unwanted outflow of the fluid arranged inside the cylinder 1 and thus an undesired pressure drop. On the piston 2, in the first embodiment according to FIGS. 1 to 5, a ring-shaped or tubular closure element 3 is arranged. This is longitudinally extending and mounted on the piston 2 relative to this displaceable. The closure element 3 fulfills in the present embodiment as well as in the variant according to FIGS. 6 to 9 a double function. On the one hand, when the pressure is applied to the fluid damper 19 or its piston rod 5, the flow-through opening 4 is reduced in its flow cross-section. On the other hand, the closure element 3, as shown in detail with reference to FIGS. 3, 3 a, 4 and 5, opens the overload openings 10 in the event of an overload, which are arranged in the piston 2. In order to exercise this dual function, the closure element 3 is formed radially expandable. When pressurized, the closure element 3 can thereby expand in the direction of the wall of the cylinder 1, whereby the annular and disposed between the closure element 3 and the inner wall of the cylinder 1 through-flow opening 4 is reduced in cross section and thus the flow resistance of the fluid is increased.
Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Überlastsicherung wird bezüglich dieses Ausführungsbeispiels im Speziellen auf die Fig. 3, 3a, 4 und 5 verwiesen. Die Fig. 4 zeigt eine Ansicht aus Richtung A-A auf den Kolben 2 in der in Fig. 2 dargestellten Normalbetriebssituation, in der die Druckbeaufschlagung unterhalb des Schwellwertes liegt und das Fluid durch den Riπgspalt 4 hindurchströmen kann. Fig. 5 zeigt die Ansicht auf den Kolben 2 aus Richtung A-A in der in Fig. 3 dargestellten Überlastsituation. Fig. 3a zeigt den in Fig. 3 mit einem Kreis gekennzeichneten Bereich in einer vergrößerten Darstellung. Im
Normalbetrieb, in dem die Druckbeaufschlagung kleiner als der vorgegebene Schwellwert ist, kann Fluid zwischen dem Verschlusselement 3 und der Wandung des Zylinders 1 durch die Durchströmöffnung 4 strömen, wodurch der Kolben 2 innerhalb des Zylinders 1 verschiebbar ist. Durch Zunehmen der Druckbeaufschlagung wird das ringförmige Verschlusselement 3 radial gedehnt, wodurch die Durchströmöffnung 4 in ihrem Querschnitt verkleinert wird. Die Dimensionierung des Kolbens 2 mit den sich vom Kolbenäußeren zum Kolbeninneren hin verjüngenden Überlastöffnungen 10 sowie des Innendurchmessers des Zylinders 1 wie auch der Wandstärke und die Materialeigenschaften des Verschlusselementes 3 sind so gewählt, dass bei Erreichen des für die jeweilige Anwendung des Fluiddämpfers vorgesehenen Schwellwertes durch zunehmende Dehnung des Verschlusselementes 3 die Überlastöffnungen 10 im Bereich 12 geöffnet werden, sodass Fluid durch sie hindurchströmen kann. Hierdurch wird ein Blockieren bzw. Prellen des Kolbens im Fall zu hoher Druckbeaufschlagung verhindert. Die in Fig. 5 dargestellte Überlastsituatioπ ist in Fig. 3a noch einmal in einer Schnittdarstellung gezeigt.To explain the overload protection according to the invention, reference is made to FIGS. 3, 3a, 4 and 5 with respect to this embodiment in particular. FIG. 4 shows a view from direction AA on the piston 2 in the normal operating situation illustrated in FIG. 2, in which the pressurization is below the threshold value and the fluid can flow through the annular gap 4. Fig. 5 shows the view of the piston 2 from direction AA in the overload situation shown in Fig. 3. FIG. 3 a shows the region marked with a circle in FIG. 3 in an enlarged view. in the Normal operation, in which the pressurization is less than the predetermined threshold value, fluid can flow between the closure element 3 and the wall of the cylinder 1 through the flow-through opening 4, whereby the piston 2 is displaceable within the cylinder 1. By increasing the pressurization, the annular closure element 3 is radially expanded, whereby the flow-through opening 4 is reduced in its cross-section. The dimensioning of the piston 2 with the tapered from the piston exterior to the piston interior overload openings 10 and the inner diameter of the cylinder 1 as well as the wall thickness and the material properties of the closure element 3 are chosen so that upon reaching the intended application of the fluid damper threshold by increasing Elongation of the closure element 3, the overload openings 10 are opened in the region 12, so that fluid can flow through them. As a result, blocking or bouncing of the piston is prevented in the case of excessive pressurization. The Überlastsituatioπ shown in Fig. 5 is shown again in Fig. 3a in a sectional view.
Neben der druckabhäπgigen Steuerung des Durchflussquerschnitts und damit des Strömungswiderstandes des Fluids durch Dehnung des Verschlusselementes 3 ist in allen Ausführungsbeispielen zusätzlich noch eine wegabhängige Steuerung des Strömungswiderstandes realisiert. Hierzu ist vorgesehen, dass der Innendurchmesser des Zylinders in dem Bereich, in dem der Kolben verschiebbar ist, also z.B. in den Bereichen 11a, 11b, 11c und 11d, unterschiedlich groß ist. Durch die so erreichte Verjüngung des Zylinderinnendurchmessers in Richtung der Verschlusskappe 8 wird die Durchströmöffnung 4 bei zunehmendem Eindrücken des Kolbens 2 in den Zylinder 1 in Richtung 23 verkleinert. Hierdurch ist der Strömungswiderstand des Fluids automatisch umso höher, je weiter die Kolbenstange 5 bzw. der Kolben 2 in den Zylinder 1 eingeschoben ist. Fig. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel in der Situation, in der auf die Kolbenstange 5 im Wesentlichen noch kein Druck ausgeübt wird. Fig. 1 zeigt darüber hinaus auch die relative Stellung von Kolben 2 und Verschlusselement 3 bei der Rückstellung des Kolbens mittels der Feder 6 entgegen der Richtung 23. In der gezeigten Rückstellsituation ist ein relativ großer Spalt zwischen dem Verschlusselement 3 und dem Kolben 2 frei. Dieser erlaubt ein gutes Durchströmen des Fluids und damit eine schnelle Rückstellung. In Fig. 2 erfolgt die Verringerung des Querschnitts der Durchströmöffnung im Übergang zwischen den Bereichen 11b und 11c.In addition to the druckabhäπgigen control of the flow cross-section and thus the flow resistance of the fluid by stretching the closure element 3 in all embodiments additionally a path-dependent control of the flow resistance is realized. For this purpose, it is provided that the inner diameter of the cylinder in the region in which the piston is displaceable, e.g. in the areas 11a, 11b, 11c and 11d, is different in size. By thus achieved taper of the inner cylinder diameter in the direction of the cap 8, the flow-through 4 is reduced with increasing depression of the piston 2 in the cylinder 1 in the direction 23. As a result, the flow resistance of the fluid is automatically higher the further the piston rod 5 or the piston 2 is pushed into the cylinder 1. Fig. 1 shows the first embodiment in the situation in which the piston rod 5 substantially no pressure is exerted. Fig. 1 also shows the relative position of the piston 2 and the closure element 3 in the return of the piston by means of the spring 6 counter to the direction 23. In the shown restoring situation, a relatively large gap between the closure element 3 and the piston 2 is free. This allows a good flow through the fluid and thus a quick return. In Fig. 2, the reduction of the cross section of the flow-through opening takes place in the transition between the regions 11b and 11c.
Im zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 6 bis 9 sind im Kolben 2' zusätzliche Durchströmöffnungen 4' angeordnet. Das ringförmige Verschlusselement 3' ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht relativ zum Kolben 2' verschiebbar, sondern greift in
eine Nut 18 im Kolben ein. Das Verschlusselement 3' ist wie auch im ersten Ausführungsbeispiel radial dehnbar, sodass die Durchströmöffnungen 4, wie bereits geschildert, in ihrem Öffnungsquerschnitt druckabhängig durch das Verschlusselement 3' gesteuert werden können. Eine weitere druckabhängige Steuerung des Gesamtdurchfluss- querschnitts ist in diesem Beispiel durch das Zusammenspiel der Bremslamelle 15 mit der Abdecklamelle 16 gegeben. Beide Lamellen sind verschiebbar zueinander und zum Kolben 2' auf einem Verbindungsstab 14 gelagert, welcher den Kolben 2' mit dem Verbindungselement 13 verbindet. Der Kolben 2' ist über besagten Verbindungsstab 14 und das Verbindungselement 13 gegen die Feder 6 abgestützt, welche dieselbe Funktion wie im ersten Ausführungsbeispiel ausübt.In the second embodiment according to the invention according to FIGS. 6 to 9, additional throughflow openings 4 'are arranged in the piston 2'. The annular closure element 3 'is not displaceable relative to the piston 2' in this embodiment, but engages in a groove 18 in the piston. As in the first exemplary embodiment, the closure element 3 'is radially expandable so that the flow-through openings 4, as already described, can be controlled in their opening cross-section as a function of pressure by the closure element 3'. Another pressure-dependent control of the total flow cross-section is given in this example by the interaction of the brake plate 15 with the Abdecklamelle 16. Both lamellae are displaceable relative to one another and are mounted to the piston 2 'on a connecting rod 14, which connects the piston 2' to the connecting element 13. The piston 2 'is supported via said connecting rod 14 and the connecting element 13 against the spring 6, which performs the same function as in the first embodiment.
Die druckabhängige Steuerung erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel im Zusammenspiel der Lamellen 15 und 16 mit der druckabhängigen Dehnung des Verschlusselementes 3'. Im Ergebnis wird hierdurch eine gleichbleibende Steuerung der Bremskraft bzw. Dämpfung des Fluiddämpfers 19 für unterschiedliche Schließkräfte erreicht. Diese verändern sich z.B. durch Alterung der Schließmechanismen, wie z.B. der Scharniere, oder variieren durch die Verwendung verschiedener Scharniertypen. Die Lamellen 15 und 16 können dabei so fein bzw. leichtgängig gefertigt werden, dass sie bereits auf geringe Drücke reagieren, womit besonders gut Änderungen der Schließkraft ausgeglichen werden können. Das Verschlusselement 3' ist dann günstigerweise so ausgebildet, dass es auf größere Druckänderungen reagieren kann.The pressure-dependent control takes place in this embodiment in the interaction of the slats 15 and 16 with the pressure-dependent expansion of the closure element 3 '. As a result, a constant control of the braking force or damping of the fluid damper 19 for different closing forces is thereby achieved. These change, e.g. by aging the closure mechanisms, e.g. hinges, or vary by using different hinge types. The fins 15 and 16 can be made so fine or smooth that they react to low pressures, which particularly well changes in the closing force can be compensated. The closure element 3 'is then conveniently designed so that it can respond to larger pressure changes.
Fig. 6 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel, wenn die Kolbenstange 5 mittels der Feder 6 vollständig ausgefahren worden ist. Die Überströmöffnungen 4' und 4 sind in dieser Situation maximal geöffnet. Wird nun Druck auf die Kolbenstange 5 in Richtung 23 ausgeübt, so legt sich die Bremslamelle 17 durch Verschieben entlang des Verbindungsstabes 14 zunächst an den Kolben 2' an und verschließt dabei zumindest teilweise die Durchströmöffnungen 4'. Die Bremslamelle 15 weist zumindest eine Lamellenöffnung 17 auf, welche so angeordnet ist, dass Fluid noch durch die Lamellenöffnung 17 und zumindest einen Teil der Durchströmöffnung 4' strömen kann. Bei weiterem Druckaufbau wird die Abdecklamelle 16 ebenfalls Richtung Kolben 2' verschoben und bei entsprechendem Druck, wie in den Fig. 7, 7a, 8 und 8a gezeigt, verformt. Je nach Grad der Verformung wird dabei die Lamellenöffnung 17 teilweise oder vollständig verschlossen. Gleichzeitig erfolgt durch den Druckaufbau auch eine Dehnung des ringförmigen Verschlusselementes 3', wodurch wiederum die äußere ringförmige Durchströmöffnung 4 in ihrem Öffnungsquerschnitt verjüngt wird.
Steigt die Druckbeaufschlagung über einen für den jeweiligen Einsatzbereich des Dämpfers vorgesehenen Schwellwert an, so kommt es auch bei diesem Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Überlastsicherung durch Öffnung der Überlastöffnung 10, welche in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Nut 18 ausgeführt ist. Die Überlastsituation ist in Fig. 9 dargestellt. Das Verschlusselement 3' wird durch entsprechenden Druckaufbau im Bereich der Nut 18 so weit gedehnt, dass die Überlastöffnung 10 geöffnet wird, wodurch dem Fluid wieder eine Möglichkeit zum Vorbeiströmen am Kolben 2' gegeben ist. Dabei wird das Verschlusselement 31 durch eine in Fig. 9 nicht sichtbare Abstützung so in seiner Position relativ zum Kolben 2' gehalten, dass keine Relativverschiebung zwischen Verschlusselement 3' und Kolben 2' möglich ist, und das Verschlusselement nach Beendigung der Überlastsituation wieder in die Nut 18 einrastet.Fig. 6 shows the second embodiment, when the piston rod 5 has been fully extended by means of the spring 6. The overflow 4 'and 4 are open in this situation maximum. If pressure is now exerted on the piston rod 5 in the direction 23, then the brake plate 17 initially lays against the piston 2 'by displacement along the connecting rod 14 and at least partially closes the flow openings 4'. The brake disk 15 has at least one fin opening 17, which is arranged so that fluid can still flow through the fin opening 17 and at least part of the flow opening 4 '. As the pressure builds up further, the covering lamella 16 is likewise displaced in the direction of the piston 2 'and deformed at the corresponding pressure, as shown in FIGS. 7, 7a, 8 and 8a. Depending on the degree of deformation while the fin opening 17 is partially or completely closed. At the same time takes place by the pressure buildup and an elongation of the annular closure element 3 ', which in turn the outer annular flow opening 4 is tapered in its opening cross-section. If the pressurization increases over a threshold value provided for the respective area of application of the damper, the overload protection according to the invention also occurs in this exemplary embodiment by opening the overload opening 10, which in the exemplary embodiment is designed in the region of the groove 18. The overload situation is shown in FIG. 9. The closure element 3 'is stretched by appropriate pressure build-up in the region of the groove 18 so far that the overload opening 10 is opened, whereby the fluid is again given a possibility to bypass the piston 2'. In this case, the closure member 3 1 is held by a not visible in Fig. 9 support so in its position relative to the piston 2 ', that no relative displacement between closure element 3' and piston 2 'is possible, and the closure element after completion of the overload situation back into the Groove 18 engages.
In den ersten beiden Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 9 erfüllt das Verschlusselement 3 bzw. 3' eine Doppelfunktion. Zum Einen steuert es das Öffnen und Schließen der Überlastöffnung(en) 10. Zum Anderen kontrolliert das Verschlusselement auch den Strömungsquerschnitt der Durchströmöffnungen 4.In the first two embodiments according to FIGS. 1 to 9, the closure element 3 or 3 'fulfills a dual function. On the one hand, it controls the opening and closing of the overload opening (s) 10. On the other hand, the closure element also controls the flow cross section of the throughflow openings 4.
In den nun im folgendem beschriebenen weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 12 bis 15d sind diese beiden Funktionalitäten voneinander getrennt. Zum Öffnen und Schließen der Überlastöffnung(en) 10 ist mindestens eine Überlastkontrolleinrichtung 28 vorgesehen. Zur Veränderung des Strömungsquerschnitts der Durchströmöffnungen 4 weist der Fluiddämpfer 19 ein Durchströmöffnungskontrollelement 24 auf. Die Überlastkontrolleinrichtung 28 und das Durchströmöffnungskontrollelement 24 sind voneinander getrennte - unterschiedliche - Bauteile des Fluiddämpfers 19.In the further exemplary embodiments according to the invention according to FIGS. 12 to 15d, which are described below, these two functionalities are separated from one another. For opening and closing the overload opening (s) 10, at least one overload control device 28 is provided. To change the flow cross-section of the flow-through openings 4, the fluid damper 19 has a flow-through opening control element 24. The overload control device 28 and the Durchströmöffnungskontrollelement 24 are separate from each other - different - components of the fluid damper 19th
Das Durchströmöffnungskontrollelement 24 weist im Wesentlichen die Merkmale des Verschlusselements 3, 3' der ersten beiden Ausführungsbeispiele auf bzw. kann entsprechend ausgebildet sein. So ist insbesondere vorgesehen, dass genanntes Element 24 dehnbar ist, sodass der Durchschlussquerschnitt der Durchströmöffnungen 4 bei Zunahme der auf den Fluiddämpfer 19 wirkenden Druckbeaufschlagung durch das Durchströmkontrollelement verkleinerbar ist. Günstigerweise ist dieses wie die Verschlusselemente 3, 3' ring- oder röhrenförmig ausgebildet und radial dehnbar. Darüber hinaus kann auch noch vorgesehen sein, dass das Durchströmöffnungskontrollelement 24 längs erstreckt ist und vorzugsweise entlang seiner Längserstreckung unterschiedliche Wandstärken aufweist. In den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 12 bis 15d ist das
Element 24 auch zwischen einem Anschlag 27 am Kolben 2 und einem Anschlag des jeweiligen Verbindungselement 13 in der Zylinderlängsrichtung verschiebbar gelagert.The Durchströmöffnungskontrollelement 24 has substantially the features of the closure element 3, 3 'of the first two embodiments, or may be formed accordingly. Thus, it is provided in particular that said element 24 is stretchable, so that the passage cross-section of the flow-through 4 is reduced in size with the increase acting on the fluid damper 19 pressurization by the flow control. Conveniently, this as the closure elements 3, 3 'ring-shaped or tubular and radially expandable. In addition, it can also be provided that the flow-through opening control element 24 extends longitudinally and preferably has different wall thicknesses along its longitudinal extent. In the embodiments of FIGS. 12 to 15d is the Element 24 also slidably mounted between a stop 27 on the piston 2 and a stop of the respective connecting element 13 in the cylinder longitudinal direction.
In den Fig. 12 bis 12b ist eine erste Variante einer vom Durchströrnöffnungskontrollelement 24 separierten Überlastkontrolleinrichtung 28 gezeigt, bei der diese im Wesentlichen eine federbelastete Kugel 25 aufweist. Dies ist dazu vorgesehen, die Überlastöffnung 10 zu verschließen, solange die Druckbeaufschlagung im Fluid unterhalb eines vorgebbaren Schwellwertes ist. Wird dieser durch die Eigenschaften der die Kugel belastenden Feder 26 vorgebbare Schwellwert überschritten, so kommt es zur Auslenkung, vorzugsweise zur Komprimierung, der Feder 26, womit die Überlastöffnung 10 freigegeben und dem Fluid eine Wegsamkeit durch den Kolben 2 hindurch eröffnet ist. Fig. 12a zeigt den Ausschnitt 34 aus Fig. 12 im Überlastfall, bei dem die Kugel 25 die Überlastöffnung 10 freigibt. Fig. 12b zeigt das selbe Detail im Normalzustand, in dem die Kugel 25 beaufschlagt durch die Feder 26, die Überlastöffnung 10 verschließt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die die Kugel 25 belastende Feder 26 parallel zur Bewegungsrichtuπg des im Zylinder verschiebbaren Kolbens 2 auslenkbar.FIGS. 12 to 12 b show a first variant of an overload control device 28 separated from the flow-through opening control element 24, in which it essentially has a spring-loaded ball 25. This is intended to close the overload opening 10 as long as the pressurization in the fluid is below a predefinable threshold value. If this is exceeded by the properties of the ball loading spring 26 predeterminable threshold, it comes to the deflection, preferably for compression, the spring 26, whereby the overload opening 10 is released and the fluid is opened a path through the piston 2 therethrough. FIG. 12 a shows the cutout 34 from FIG. 12 in the event of an overload, in which the ball 25 releases the overload opening 10. Fig. 12b shows the same detail in the normal state in which the ball 25 is acted upon by the spring 26, the overload opening 10 closes. In this embodiment, the ball 25 loading spring 26 is parallel to the direction of movement of the piston 2 displaceable in the cylinder deflectable.
Im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 13 bis 13b ist ebenfalls eine federnde Variante der Überlastkontrolleinrichtung 28 vorgesehen. Diese wird jedoch in radialer Richtung ausgelenkt. In Ausführungsbeispielen dieses Typs weist die Überlastkontrolleinrichtung zum Öffnen und Verschließen der Überlastöffnung 10 einen federnden Ring oder ein, vorzugsweise c-förmiges, federndes Ringsegment 29 auf. Dieses verschließt im Normalbetrieb mit der Verschlusskappe 30 die Überlastöffnung 10 im Kolben 2. Erst wenn ein durch die elastischen Eigenschaften des Ringsegmentes 29 (bzw. Rings) vorgegebener Schwellwert der Druckbeaufschlagung überschritten wird, wird das Ringsegment 29 so weit gedehnt, dass die Überströmöffnung 10 freigegeben ist und Fluid durch sie hindurch und am Kolben 2 vorbeiströmen kann. Diese Situation ist in dem Ausschnitt 35 in Fig. 13a dargestellt. Fig. 13b deutet in einer Explosionsdarstellung an, dass das federnde Ringsegment 29 den Kolben 2 teilweise umfasst, wobei die Überlastöffnung 10 in der Mantelfläche des Kolbens 2 angeordnet ist.In the exemplary embodiment according to FIGS. 13 to 13b, a resilient variant of the overload control device 28 is likewise provided. However, this is deflected in the radial direction. In embodiments of this type, the overload control device for opening and closing the overload opening 10 on a resilient ring or a, preferably c-shaped, resilient ring segment 29. This closes in normal operation with the cap 30, the overload opening 10 in the piston 2. Only when a predetermined by the elastic properties of the ring segment 29 (or ring) predetermined threshold of pressurization, the ring segment 29 is stretched so far that the overflow 10 released and fluid can flow past and past the piston 2. This situation is shown in the section 35 in Fig. 13a. 13b indicates in an exploded view that the resilient ring segment 29 partially surrounds the piston 2, wherein the overload opening 10 is arranged in the lateral surface of the piston 2.
Im fünften erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 14 bis 14d weist die Überlastkontrolleinrichtung 28 einen exzentrisch dehnbaren Ring 31 auf. Dieser ist im gezeigten Ausführungsbeispiel, wie dies besonders gut in Fig. 14b zu sehen ist, mit einer Rastnase 32 ausgestattet, welche dazu vorgesehen ist, in der Aufnahme 33 des Kolbens 2 verankert zu werden. Hierdurch ist der exzentrisch dehnbare Ring 31 nur abschnittsweise
bzw. nur in einem kleinen Teilbereich am Kolben 2 fixiert. Bei Druckbeaufschlagung kommt es durch diese einseitige Fixierung zu einer exzentrischen Dehnung des Ringes 31. Bei Überschreitung des vorgebbaren Schwellwertes wird durch entsprechende Dehnung die in Fig. 14d dargestellte Überlastöffnung 10 im Kolben 2 frei, wodurch wiederum Fluid am Kolben 2 vorbeiströmen kann. Fig. 14c zeigt die selbe Ansicht aus Richtung 37 auf den Kolben 2, allerdings in der Situation, bei der die Druckbeaufschlagung auf den exzentrisch dehnbaren Ring 31 unterhalb des Schwellwertes liegt und die Überlastöffnung 10 durch den Ring 31 verschlossen ist. Fig. 14a zeigt das Detail 36 aus der Schnittdarstellung 14. In der hier dargestellten Situation ist die Überströmöffnung 10 durch den exzentrisch dehnbaren Ring 31 verschlossen.In the fifth embodiment of the invention according to FIGS. 14 to 14 d, the overload control device 28 has an eccentrically expandable ring 31. This is in the illustrated embodiment, as can be seen particularly well in Fig. 14b, equipped with a locking lug 32, which is intended to be anchored in the receptacle 33 of the piston 2. As a result, the eccentrically stretchable ring 31 is only partially or fixed only in a small portion of the piston 2. When pressure is applied, this unilateral fixation results in eccentric expansion of the ring 31. If the predefinable threshold value is exceeded, the overload opening 10 in the piston 2 shown in FIG. 14d is released by corresponding expansion, whereby fluid can once again flow past the piston 2. Fig. 14c shows the same view from direction 37 on the piston 2, but in the situation in which the pressurization of the eccentrically expandable ring 31 is below the threshold and the overload opening 10 is closed by the ring 31. 14a shows the detail 36 from the sectional view 14. In the situation shown here, the overflow opening 10 is closed by the eccentrically expandable ring 31.
Die Fig. 15 bis 15d zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem die Überlastkontrolleinrichtung 28 eine vorzugsweise scheibenförmige Überlastlamelle 38 aufweist, welche zum Öffnen und Verschließen wiederum im Kolben 2 vorgesehene Überlastöffnungen 10 mindestens einen elastisch deformierbaren Bereich 39 aufweist. Der bzw. die Bereiche 39 werden von, vorzugsweise im Wesentlichen v-förmigen oder u- förmigen Ausnehmungen 41 , teilweise umgeben. Die so gebildeten Laschen lassen sich bei entsprechender Druckbeaufschlagung verbiegen und öffnen damit die Überlastöffnungen 10, wodurch wiederum Fluid durch den Kolben 2 hindurchströmen kann. Die Überlastlamelle 38 ist wie dies anhand der Detaildarstellungen 15b bis 15d des Ausschnitts 40 zu sehen ist, parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 axial verschiebbar auf diesem gelagert. Fig. 15b zeigt die Situation, bei der die Überlastlamelle 38 von ihrem Anschlag am Kolben 2 entfernt ist. Fig. 15c zeigt die Situation bei der sie zwar am Kolben 2 anliegt aber die Überlastöffnung 10 noch nicht freigibt. In Fig. 15d sind die deformierbaren Bereiche 39 nach Überschreiten des Schwellwertes der Druckbelastung aufgebogen und die Überlastöffnung(en) 10 ist (sind) freigegeben.FIGS. 15 to 15 d show a further exemplary embodiment according to the invention, in which the overload control device 28 has a preferably disc-shaped overload lamella 38 which has at least one elastically deformable region 39 for opening and closing overload openings 10 provided in the piston 2. The region or regions 39 are partially surrounded by preferably substantially V-shaped or U-shaped recesses 41. The tabs thus formed can be bent with appropriate pressurization and thus open the overload openings 10, which in turn fluid can flow through the piston 2. As can be seen from the detailed illustrations 15b to 15d of the cutout 40, the overload lamella 38 is mounted on the latter in an axially displaceable manner parallel to the direction of movement of the piston 2. Fig. 15b shows the situation in which the overload plate 38 is removed from its stop on the piston 2. Fig. 15c shows the situation in which, although it rests on the piston 2 but the overload opening 10 is not yet released. In Fig. 15d, the deformable portions 39 are bent after exceeding the threshold value of the pressure load and the overload opening (s) 10 is (are) released.
Zur wegabhängigen Dämpfung ist in dem bereits gezeigten und besprochenen Ausführungsbeispielen das Zusammenspiel des Verschlusselementes 3, 3' bzw. des Durchströmöffnungskontrollelementes 24 mit dem vorzugsweise variablen Innendurchmesser des Zylinders 1 vorgesehen. Die Fig. 16 bis 18 zeigen darüber hinaus noch eine Variante, bei der zur Steuerung des Strömungsquerschnittes zusätzlich, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens verlaufende, im Wesentlichen nutförmige Durchströmöffnungen 42 vorgesehen sind. Dies können sowohl in der zum Kolben 2 weisenden Innenwandung des Zylinders 1 als auch im Kolben 2 und/oder im Durchströmöffnungskontrollelement 24 oder im Verschlusselement 3, 3' angeordnet sein.
Wie die Fig. 16 bis 18a zeigen, ist auch bei den im Wesentlichen nutförmigen Durchströmöffnungen 42 vorzugsweise vorgesehen, dass sie in Längsrichtung des Zylinders ihren Strömungsquerschnitt variieren. So zeigt Fig. 16a den Querschnitt in der in Fig. 16 dargestellten Stellung, bei der der Kolben am Anfang der Dämpfbewegung ist. Wird die Kolbenstange 5 und damit der Kolben weiter eingeschoben, kommt es in der in den Fig. 17 und 17a dargestellten Situation bereits zu einer Veränderung sowohl der nutförmigen Durchströmöffnungen 42 als auch der ringförmigen Durchströmöffnung 4. In der in Fig. 18 und 18a dargestellten Situation, bei der die Kolbenstange 5 nahezu komplett in den Zylinder eingeschoben ist, sind die ringförmigen Durchströmöffnungen 4 komplett verschlossen. In diesem Bereich sind auch keine nutförmigen Durchströmöffnungen 42 mehr in der Zylinderinnenwand vorgesehen. Offen sind lediglich noch die nutförmigen Durchströmöffnungen 42 in dem Durchströmöffnungskontrollelement 24. Die gezeigte Variante mit den zusätzlichen nutförmigen Durchströmöffnungen 42 ist in allen gezeigten und vorher diskutierten Ausführungsbeispieleπ möglich. Sie erlaubt es, den in der jeweiligen Stellung des Kolbens zur Verfügung stehenden Krümmungsquerschnitt besonders stark über die Längserstreckung des Zylinders 1 zu variieren. Dies ist also eine günstige weitere Variante der Dämpfungseigenschaften des Fluiddämpfers wegabhängig zu gestalten.For path-dependent damping in the already shown and discussed embodiments, the interaction of the closure element 3, 3 'and the Durchströmöffnungskontrollelementes 24 is provided with the preferably variable inner diameter of the cylinder 1. FIGS. 16 to 18 furthermore show a variant in which, for the purpose of controlling the flow cross-section, substantially groove-shaped throughflow openings extending in addition to and extending essentially parallel to the direction of movement of the piston are provided. This can be arranged both in the inner wall of the cylinder 1 facing the piston 2 and in the piston 2 and / or in the flow-through opening control element 24 or in the closure element 3, 3 '. As shown in FIGS. 16 to 18 a, it is also preferably provided in the case of the essentially groove-shaped throughflow openings 42 that they vary their flow cross section in the longitudinal direction of the cylinder. Thus, Fig. 16a shows the cross section in the position shown in Fig. 16, in which the piston is at the beginning of the damping movement. If the piston rod 5 and thus the piston are pushed further, in the situation illustrated in FIGS. 17 and 17a there is already a change in both the groove-shaped throughflow openings 42 and the annular throughflow opening 4. In the situation illustrated in FIGS. 18 and 18a , in which the piston rod 5 is almost completely inserted into the cylinder, the annular flow openings 4 are completely closed. In this area, no groove-shaped flow openings 42 are more provided in the cylinder inner wall. Only the groove-shaped throughflow openings 42 in the flow-through opening control element 24 remain open. The variant shown with the additional groove-shaped throughflow openings 42 is possible in all exemplary embodiments shown and previously discussed. It makes it possible to vary the curvature cross-section available in the respective position of the piston particularly strongly over the longitudinal extent of the cylinder 1. So this is a cheap further variant of the damping properties of the fluid damper path-dependent to make.
Das Verhältnis zwischen Druckbeaufschlagung und Dehnung kann durch Materialwahl und entsprechende Dimensionierung des Verschlusselementes 3 bzw. 3' bzw. derThe relationship between pressurization and elongation can by material selection and appropriate dimensioning of the closure element 3 and 3 'and
Überlastkontrolleinrichtung 28 und des Durchströmöffnungskontrollelementes 24 erreicht werden. Bevorzugt ist z.B. ein quadratischer Zusammenhang, bei dem dieOverload control device 28 and the Durchströmöffnungskontrollelementes 24 can be achieved. Preferred is e.g. a quadratic context in which the
Dehnungsänderung pro Druckänderung mit zunehmender Druckbeaufschlagung abnimmt.Strain change per pressure change decreases with increasing pressure.
Günstige Materialien für die Herstellung des Verschlusselementes sind Thermoplaste und/oder Elastomere, wie z.B. TPE's (thermoplastische Elastomere). Durch unterschiedliche bzw. variierende Wandstärken der genannten Bauteile kann zusätzlich noch eine gewünschte Variation des Dehnungsverhaltens erreicht werden. So kann sowohl vorgesehen sein, dass sich die Bauteile in manchen Bereichen mehr als in anderen oder aber auch gleichmäßig über ihre gesamte Längserstreckung ausdehnen.Cheap materials for the manufacture of the closure element are thermoplastics and / or elastomers, such as e.g. TPE's (thermoplastic elastomers). By varying or varying wall thicknesses of said components, a desired variation of the expansion behavior can additionally be achieved. Thus, it can be provided both that the components expand in some areas more than in others or evenly over their entire longitudinal extent.
Fig. 10 zeigt ein Möbelscharnier 20 als eine Anwendungsform, auf dem ein erfindungsgemäßer Fluiddämpfer 19 angeordnet ist. Dieser ist hier auf den Scharnierarm 22 aufgesetzt. Die Kolbenstange stützt sich auf der Gegenseite ab.Fig. 10 shows a furniture hinge 20 as an application form on which a fluid damper 19 according to the invention is arranged. This is placed here on the hinge arm 22. The piston rod is supported on the opposite side.
Fig. 11 zeigt schematisch das Schließverhalten einer Tür, die mit einem Möbelscharnier mit erfindungsgemäßem Fluiddämpfer 19 ausgestattet ist. Im gezeigten Diagramm ist die
Bewegungsgeschwindigkeit v der Tür gegen den Öffnungswinkel α aufgetragen. Es werden die Phasen I bis IV des Schließvorganges unterschieden. In der Phase I (bis zu einem Schließwinkel von ca. 20°) ist der Fluiddämpfer nicht in Aktion. In Phase Il erfolgt ein sanftes erstes Bremsen und Abfangen der Tür. In der Phase III wird der wesentliche Bremsvorgang durch ein Zusammenspiel der oben geschilderten druckabhängigen und wegabhängigen Dämpfung sichergestellt. Im Bereich IV ist dann die Geschwindigkeit der Tür bereits fast auf Null abgebremst. Es erfolgt ein sanftes Schließen.
Fig. 11 shows schematically the closing behavior of a door which is equipped with a furniture hinge with inventive fluid damper 19. In the diagram shown is the Movement velocity v of the door against the opening angle α applied. The phases I to IV of the closing process are differentiated. In phase I (up to a closing angle of approx. 20 °), the fluid damper is not in action. In phase II, there is a gentle first braking and interception of the door. In phase III, the essential braking process is ensured by an interaction of the above-described pressure-dependent and path-dependent damping. In area IV, the door speed is already slowed to almost zero. There is a gentle closing.