DE19505135C2 - Einwegrotationsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einwegrotations­ dämpfer nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Er wird z. B. in Verbindung mit einem Aschenbecher, einer Münzscha­ le oder einem anderen schubfachartigen Behälter, der zum Beispiel in dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs installiert ist, verwendet, und zwar zum Bremsen und zur Geräuschver­ ringerung, wenn eine Verstellung in die Benutzungsposition durch die Kraft einer Feder erfolgt und zur Aufhebung der Bremskraft bei Verstellung in eine zurückgezogene Posi­ tion, z. B. per Hand.

Das US-Patent Nr. 4 697 673 lehrt einen Einwegrotations­ dämpfer dieser allgemeinen Art. Der in diesem Patent offenbarte Einwegrotationsdämpfer weist ein Gehäuse mit einem flachen zylindrischen inneren Hohlraum auf, einen Rotor, der aus einer Bremsscheibe mit einer Vielzahl von in dem Hohlraum des Gehäuses angeordneten Radialblättern und einem Schaft besteht, der mit dem axialen Mittelbe­ reich der Bremsscheibe zusammenfällt und zur Außenfläche des Gehäuses durch eine obere Wand des Gehäuses hervor­ steht, viskoses Öl, das den Hohlraum füllt, um einen Scher­ widerstand gegen Rotation der Bremsscheibe auszuüben, ein Betätigungsteil, das drehbar an dem aus dem Gehäuse her­ vorstehenden Ende des Rotorschafts angebracht ist, so daß sich das Betätigungsteil in bezug auf diesen frei drehen kann, und eine Kupplungsfeder zwischen dem Betätigungsteil und dem Rotorschaft, die dem Betätigungsteil ermöglicht, sich frei zu drehen, wenn ein Drehmoment auf dieses in einer Richtung aufgebracht wird, und die an dem Rotor­ schaft angreift und bewirkt, daß der Rotor sich zusammen mit dem Betätigungsteil dreht, wenn ein Drehmoment auf das Betätigungsteil in der anderen Richtung aufgebracht wird.

Bei diesem Dämpfer des Standes der Technik ist die Kupp­ lungsfeder auf der Außenseite des Rotorschaftes gewickelt und ist an ihrem oberen Ende mit einem sich tangential er­ streckenden Vorsprung im Eingriff mit dem Betätigungsteil. Das Betätigungsteil muß deshalb nicht nur mit einem Mit­ telloch zur Aufnahme des Rotorschafts, auf dem die Kupp­ lungsfeder gewickelt ist, versehen sein, sondern auch mit einer mit dem Mittelloch verbundenen Blindaufnahme zur Aufnahme des Vorsprungs des oberen Endes der Feder. Dies macht die Gußform zur Herstellung des Betätigungsteils kompliziert und erhöht die Kosten. Über eine lange Be­ nutzungsdauer neigt der Vorsprung darüber hinaus dazu, aufgrund der wechselnden Belastungen zu brechen. Ein weiterer Nachteil des Dämpfers ist, daß die Kupplungsfeder den Rotorschaft nur mit einer schwachen Kraft ergreifen kann, wenn sie durch ein auf das Betätigungsteil aufge­ brachtes Drehmoment gespannt wird. Dies rührt daher, daß der Rotorschaft dünn hergestellt werden muß, um sicherzu­ stellen, daß der O-Ring auf dem Schaft eine gute Dich­ tungswirkung liefert. Die Greifkraft kann zwar durch Ver­ größern der axialen Länge der Kupplungsfeder erhöht wer­ den, dies ist aber keine akzeptable Lösung, da dabei auch die axiale Länge des Einwegrotationsdämpfers vergrößert wird.

Aus US 4 830 151 ist ein Einwegrotationsdämpfer bekanntge­ worden, bei dem die Kupplungsfeder auf einem zylindrischen Abschnitt der Rotorwelle sitzt, wobei der zylindrische Ab­ schnitt sich über eine im Durchmesser erweiterte Öffnung des Deckels des Gehäuses erstreckt. Der zylindrische Ab­ schnitt der Rotorwelle hat den gleichen Außendurchmesser wie ein zylindrischer Abschnitt eines Ritzels, das auf einem im Durchmesser verringerten Abschnitt der Rotorwelle drehbar angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung wird die Ausbildung eines abgebogenen Federendes, der mit einem Teil der Anordnung über eine Blindbohrung zusammen­ wirkt, vermieden. Aus Dichtungsgründen ist jedoch der Außendurchmesser der Kupplungsfeder begrenzt. Der bekannte Drehdämpfer weist daher ebenfalls eine relativ große axiale Erstreckung auf, die nur durch Inkaufnahme geringe­ rer Übertragungskraft verkleinert werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ein­ wegrotationsdämpfer zu schaffen, der bei einer kompakten Bauweise eine große Übertragungskraft aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Diese Erfindung sieht einen Einwegrotationsdämpfer vor, dessen Betätigungsteil auf seiner dem Gehäuse zugewandten Fläche mit einer konzentrischen Vertiefung ausgebildet ist, die aus einem flachen kreisförmigen Abschnitt und einer tiefen äußeren ringförmigen Nut besteht, die den kreisförmigen Abschnitt umgibt; ferner ist eine Kupplungs­ scheibe vorgesehen, die denselben Außendurchmesser wie der kreisförmige Abschnitt hat und auf dem aus dem Gehäuse hervorstehenden Ende des Rotorschafts drehfest angeordnet ist. Die Kupplungsfeder erstreckt sich entlang der Um­ fangsfläche der Kupplungsscheibe und der zylindrischen Innenfläche der Nut, um dem Befestigungsteil zu ermögli­ chen, sich frei zu drehen, wenn ein Drehmoment in einer Richtung auf die Außenfläche der Kupplungsscheibe aufge­ bracht wird, und um den Rotor zu drehen, wenn ein Drehmo­ ment in der anderen Richtung aufgebracht wird.

Bei dem Rotationsdämpfer gemäß der Erfindung ist die Kupp­ lungsscheibe auf dem aus dem Gehäuse hervor stehenden Ende des Rotorschafts befestigt, so daß sie sich gemeinsam mit dem Rotor dreht, und sie ist in den kreisförmigen Ab­ schnitt eingesetzt, der in der Bodenfläche des Betäti­ gungsteils ausgebildet ist. Die Kupplungsfeder ist so eingesetzt, daß sie sich entlang der Umfangsfläche der Kupplungsscheibe und der Innenfläche der Nut erstreckt. Der Durchmesser der Kupplungsfeder ist deshalb beträcht­ lich größer als der Durchmesser des Rotorschafts. Da eine starke Dämpfungswirkung dadurch mit einer Feder erhalten werden kann, die eine kleine Anzahl von Windungen hat, kann der Einwegrotationsdämpfer eine kompakte Größe auf­ weisen.

Diese Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben, in denen

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer er­ sten Ausführungsform eines Einwegrotationsdämpfers nach der Erfindung ist;

Fig. 2 eine Draufsicht des Einwegrotationsdämpfers nach Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine Unteransicht des Einwegrotationsdämpfers nach Fig. 1 ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer wei­ teren Ausführungsform eines Einwegrotationsdämpfers nach der Erfindung ist;

Fig. 5 eine Draufsicht des Einwegrotationsdämpfers der Fig. 4 ist.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform eines Ein­ wegrotationsdämpfers. Der Einwegrotationsdämpfer weist ein Gehäuse 10 auf, das aus einem schüsselartigen Hauptteil 11 und einer oberen Wand 12 geformt ist, so daß es einen fla­ chen zylindrischen inneren Hohlraum hat, einen Rotor 13, der aus einer Bremsscheibe 14 mit einer Anzahl (z. B. zwei oder vier) von in dem Hohlraum des Gehäuses 10 angeordne­ ten Radialblättern 14′ und einem Schaft 15 besteht, der an dem axialen Mittelbereich der Bremsscheibe 14 angebracht ist und zur Außenseite des Gehäuses durch ein Mittelloch in der oberen Wand 12 des Gehäuses hervorsteht, und vis­ koses Öl 17, das den Gehäusehohlraum füllt, der die Rotor­ bremsscheibe 14 aufnimmt. Ein O-Ring 18 ist auf dem Ro­ torschaft 15 befestigt, um ein Auslaufen des viskosen Öls 17 zur Außenseite durch das Mittelloch der oberen Wand 12 zu verhindern. Der an der Außenseite der oberen Wand 12 hervorstehende Abschnitt 16 des Rotorschafts 15 ist mit einer polygonalen, ovalen, D-artigen oder einer anderen nicht kreisförmigen Querschnittsform versehen.

Ein Betätigungsteil 20 ist mit einem kreisförmigen Mittel­ loch 20′ geformt, mit dem es an dem hervorstehenden Ab­ schnitt 16 befestigt ist, und ist ferner auf seiner der oberen Wand 12 des Gehäuses 10 zugewandten Fläche mit einer konzentrischen Vertiefung 21 geformt, die aus einem flachen kreisförmigen Abschnitt 22 und einer tiefen äuße­ ren ringförmigen Nut 23 besteht. Die zylindrische Innen­ fläche 23′ der Nut 23 erstreckt sich von dem Boden 24 der Nut 23 nach Art eines Zylinders nach unten, und zwar über eine Strecke D, die gleich der Differenz zwischen der Tiefe der Nut 23 und der kreisförmigen Vertiefung 22 ist.

Eine Kupplungsscheibe 25, die mit einem nicht kreisförmi­ gen Mittelloch von einer Form, die identisch mit der Querschnittsform des Abschnitts 16 ist, ausgebildet ist, ist auf dem Abschnitt 16 befestigt und zusammen mit diesem rotierbar. Die Kupplungsscheibe 25 hat den gleichen Außen­ durchmesser wie der kreisförmige Abschnitt 22 und ist in diese von unten eingefügt. Eine schraubenförmige Kupp­ lungsfeder 26 erstreckt sich entlang der Umfangsfläche der Kupplungsscheibe 25 und der Innenfläche 23′ der Nut 23. Sie ist mit einem inneren Durchmesser ausgebildet, der etwas kleiner ist als der des durch diese zwei Flächen be­ grenzten Zylinders.

Das schüsselartige Hauptteil 11, die obere Wand 12, der Rotor 13, das Betätigungsteil 20 und die Kupplungsscheibe 25 sind Kunststoffteile. Nur die Kupplungsfeder 26 ist aus Metallfederdraht hergestellt.

Der Einwegrotationsdämpfer wird aus den oben genannten Komponenten zusammengesetzt durch Einfügen der Brems­ scheibe in das schüsselartige Hauptteil 11, Füllen des verbleibenden Raums in dem schüsselartigen Hauptteil 11 mit dem viskosen Öl 17, Anbringen des O-Rings auf dem Ro­ torschaft 15, Aufstecken der oberen Wand 12 des Gehäuses auf das obere Ende des Rotorschafts 15 und Nachuntenführen der oberen Wand 12 entlang des Rotorschafts 15, um das schüsselartige Hauptteil 11 von oben zu schließen, und Verbinden der oberen Wand 12 und des schüsselartigen Hauptteils 11 durch Hochfrequenzschweißen. Der Rest des Zusammenbaus wird zum Beispiel durchgeführt durch Plazie­ ren der Kupplungsscheibe 25 in den kreisförmigen Abschnitt 22 des Betätigungsteils 20, Erweitern des Innendurchmes­ sers der Kupplungsfeder 26 und deren Anbringung über der Innenfläche 23′ der Nut 23 und der Umfangsfläche der Kupp­ lungsscheibe 25, Anbringen der Kupplungsscheibe 25 und des Betätigungsteils 20 auf dem hervorstehenden Abschnitt 16 des Rotorschafts 15 und Abdichten des über das Betäti­ gungsteil 20 hervorstehenden Abschnitts 16 durch Hochfre­ quenzschweißen, um zu verhindern, daß das Betätigungsteil 20, die Kupplungsscheibe 25 und die Kupplungsfeder 26 sich von dem Rotorschaft 15 lösen können. Obwohl ein Metall­ federdraht mit rundem Querschnitt für die Kupplungsfeder 26 verwendet werden kann, ist es vorzuziehen, Draht zu verwenden, der im Querschnitt rechteckig ist, da dieser ermöglicht, die Kontaktfläche mit der der Kupplungsscheibe und der Innenfläche der Nut zu vergrößern, was zu einer weiteren Reduzierung der axialen Länge des Dämpfers führt.

Wenn das Betätigungsteil 20 des in dieser Weise zusammen­ gesetzten Einwegrotationsdämpfers in der Richtung gedreht wird, in der der Durchmesser der Kupplungsfeder 26 sich verringert, ergreift die Kupplungsfeder 26 die Umfangsflä­ che der Kupplungsscheibe 25 und dreht sowohl diese als auch den Rotorschaft 15 in dieselbe Richtung. Da die Dre­ hung des Rotorschafts 15 nur durch Überwinden des Scher­ widerstands erreicht werden kann, der durch das viskose Öl 17 auf die Bremsscheibe 14 wirkt, ist das auf das Betäti­ gungsteil 20 angewendete Drehmoment gebremst. Wenn das Be­ tätigungsteil 20 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, löst sich die Kupplungsfeder 26, so daß der Rotor­ schaft 15 nicht gedreht wird und nur das Betätigungsteil 20 und die Kupplungsfeder 26 sich frei relativ zu der Außenfläche des Rotorschafts 15 drehen.

In der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform hat der hervorstehende Abschnitt 16 über seine gesamte Länge im Querschnitt eine nicht kreisförmige Form (z. B. die in Fig. 2 gezeigte ovale Form). Dadurch sind Spalte 16′ zwischen dem Mittelloch 20′ des Betätigungsteils 20 und der Außenfläche des hervorstehenden Abschnitts 16 vor­ handen.

Bei Anwendungen, wo diese Spalte 16′ unerwünscht sind, können sie, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, besei­ tigt werden, indem der Durchmesser des Mittellochs 20′ des Betätigungsteils 20 klein gemacht wird und der obere End­ abschnitt 16A des hervorstehenden Abschnitts 16 <der obere Endabschnitt, der über der Kupplungsscheibe 25 hervorsteht und durch das Mittelloch 20′ des Betätigungsteils 20 führt) mit einer kleineren Krümmung als dessen unterer Abschnitt und mit einem Durchmesser im Querschnitt, der gleich dem Durchmesser des Mittellochs 20′ des Betätigungsteils 20 ist, geformt werden.

Außerdem kann die Länge des Dämpfers in axialer Richtung weiter reduziert werden, indem, wie in Fig. 1 angedeutet ist, eine konzentrische kreisförmige Vertiefung 27 in der Bodenfläche der Kupplungsscheibe 25 ausgebildet und sie über einem dicken Basisabschnitt des über die obere Wand 12 des Gehäuses 10 hervorstehenden Rotorschafts 15 ange­ bracht wird. Diese Konfiguration ist auch insofern vor­ teilhaft, als daß sie die Zusammensetzung des Dämpfers er­ leichtert, indem die axiale Ausrichtung des Rotorschafts und der Kupplungsscheibe aufrechterhalten wird, und inso­ fern, als daß sie eine ruhige Drehung sicherstellt.

Wie vorangehend erklärt ist, ist die Kupplungsscheibe 25 auf dem aus dem Gehäuse 10 hervorstehenden Ende des Rotor­ schafts 15 befestigt und in die kreisförmige Vertiefung 22, die einen Teil der konzentrischen Vertiefung 21 des Betä­ tigungsteils 20 ausmacht, eingesetzt, und die Kupplungsfe­ der 26 erstreckt sich entlang der Umfangsfläche der Kupp­ lungsscheibe 25 und der Innenfläche 23′ der Nut 23. Da der O-Ring, der ein Auslaufen des viskosen Öls 17 aus dem Ge­ häuse 10 verhindert, deshalb an einem Abschnitt des Rotor­ schafts 15 mit einem kleinen Durchmesser angebracht werden kann, kann eine ausgezeichnete Dichtungswirkung aufrecht­ erhalten werden, während die Kupplungsfeder 26 einen be­ trächtlich größeren Durchmesser als der Rotorschaft 15 hat und somit eine starke Greifkraft und eine Dämpfwirkung mit einer Kupplungsfeder bei einer geringen Anzahl von Windun­ gen ermöglicht.

Die obere Hälfte der Kupplungsfeder 26 ist um eine ring­ förmige Fläche 23′ der ringförmigen Nut 23 gewunden, und die untere Hälfte der Kupplungsfeder 26 ist um die Umfangs­ fläche der Kupplungsscheibe 25 gewunden. Da die Kupplungs­ feder 26 keinen tangentialen Vorsprung hat, ist sie nicht für ein Zerbrechen anfällig. Eine lange Haltbarkeit des Dämpfers ist daher gesichert.

Claims (2)

1. Einwegrotationsdämpfer mit einem Gehäuse (10), das ei­ nen flachen zylindrischen inneren Hohlraum hat, einem Rotor (13), der eine Bremsscheibe (14) mit einer Viel­ zahl von in dem Hohlraum des Gehäuses angeordneten Ra­ dialblättern und einem Schaft (16) aufweist, der an ei­ nem axialen Mittelbereich der Bremsscheibe angebracht ist und sich durch eine Wand (12) des Gehäuses nach außen erstreckt, mit viskosem Öl (17), das den Hohlraum des Gehäuses (10) füllt, um Scherwiderstand gegen Rota­ tion der Bremsscheibe auszuüben, einem Betätigungsteil (20), das mittels einer Bohrung (20′) drehbar an dem aus dem Gehäuse hervorstehenden Ende (16) des Rotor­ schafts angeordnet ist, und einer Kupplungsfeder (26), die mit einer zylindrischen Fläche des Betätigungsteils (20) und dem Schaft (16) so zusammenwirkt, daß bei Dre­ hung in einer Richtung das Betätigungsteil frei dreht und bei Drehung in der entgegengesetzten Richtung ein Drehmoment auf den Rotor (13) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungsteil (20) auf seiner dem Gehäuse (10) zugewandten Fläche mit einer konzentrischen kreis­ förmigen Vertiefung (21) ausgebildet ist,
die aus einem flachen die Bohrung (20′) umgebenden Ab­ schnitt (22) und einer tiefen den flachen Abschnitt (22) umgebenden-sich axial erstreckenden Nut (23) be­ steht,
daß eine Kupplungsscheibe (25) vorgesehen ist,
die den gleichen Außendurchmesser hat wie die zy­ lindrische Innenfläche (23′) der Nut (23),
auf dem aus dem Gehäuse hervorstehenden Ende (16) des Rotorschafts (15) drehfest angebracht ist und
axial zwischen dem flachen Abschnitt (22) und dem Ge­ häuse (10) angeordnet ist und
die Kupplungsfeder (26) sowohl die radial äußere Um­ fangsfläche der Kupplungsscheibe (25) als auch die zylindrische Innenfläche (23′) der Nut (23) umfaßt.

2. Einwegrotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungsscheibe (25) auf der dem Ge­ häuse (10) zugewandten Seite mit einer konzentrischen kreisförmigen Vertiefung (27) ausgebildet ist, in die ein zylindrischer Abschnitt (15) des Schaftes (16) pas­ send eingreift.