DE3844544A1

DE3844544A1 - Hydraulischer drehfluegelstossdaempfer

Info

Publication number: DE3844544A1
Application number: DE19883844544
Authority: DE
Inventors: Kaspar Lochner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-05-25
Filing date: 1988-05-25
Publication date: 1989-12-07
Also published as: DE3817731A1

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Drehflügel-Stoß dämpfer für Schwingungen niedriger Frequenzen mit großen Ampli tuden und für Schwingungen hoher Frequenz mit kleinen Amplitu den, bestehend aus einem Stator in Form eines Gehäuses aus Stahl, Metall und/oder Kunststoff, das mit einer pastenartigen Dämpfmitteldispersion luftfrei vollgefüllt ist und mit einem Rotor mit einem Drehflügel, dessen Rotorachse über Deckel unten und oben herausgeführt ist, um Antriebe und/oder Federn daran anzulenken.

Bei vielen technischen Vorrichtungen werden Teile bewegt. Diese können auch federnd abgestützt, gelagert oder aufgehängt sein. Häufig ist es nötig, die Bewegungen solcher Teile zu dämpfen, z.B. wenn Schwingungsbewegungen sich aufschaukeln und dadurch Schäden verursachen können.

Der Wunsch nach Dämpfung von Bewegungen besteht auf den unterschied lichsten Gebieten, z.B. bei Möbeln, Haushaltsmaschinen, Sport geräten, Werkzeugmaschinen, Meßgeräten und sogar elektronischen Einrichtungen. Ein klassisches Beispiel für eine weitverbreitete Dämpferart sind Türschließer, die für sehr unterschiedliche Türen, wie Außentüren, Feuertüren und sonstige Spezialtüren, benötigt werden. Dabei müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllt sein, z.B. hinsichtlich der Größe der auftretenden Kräfte, des Gewichts, der Schließwege, der Verzögerung und der Beschleunigung.

Die Schwingungsprobleme werden meist mit linear arbeitenden Dämpfern mit Zylinderrohr, Kolbenstange usw. gelöst, wobei dünn flüssige Öle über kleine Spalten und Ventile mit hoher Präzision verdrängt werden und Bewegungsenergie in Wärme umwandeln. Solche Lineardämpfer können aber aus Platzmangel in vielen Fällen nicht eingesetzt werden.

Diese linear arbeitenden Dämpfe werden immer über Hebel angelenkt. Dagegen bietet ein Torsionsdämpfer den Vorteil, daß er direkt in der Achse der zu dämpfenden Drehbewegung eingebaut werden kann.

Obwohl ein sehr großer Teil der Bewegungen rotatorischen Ursprungs ist, gibt es keine Torsionsdämpfer in unterschiedlichen Größen als Baureihe für die verschiedensten Einsatzgebiete. Es sind einige Speziallösungen, z.B. für Türschließer, bekannt. Sie arbeiten aber alle mit relativ niedrigviskosen Flüssigkeiten und deren Nachteilen oder mit Medien, welche die hohen Anforderungen an ein solches Dämpfmittel hinsichtlich Wärmestabilität und Visko sität nicht erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehflügelstoß dämpfer zu schaffen, der sehr einfach aufgebaut ist und deshalb für unterschiedliche Anforderungen in preiswerten Konstruktionen herstellbar ist sowie hohe, temperaturbedingte Schwankungen im Dämpfungsverhalten nicht entstehen läßt oder ausgleicht. Auch soll dieser Dämpfer trotz einfachen Aufbaus eine progressive, de gressive oder lineare Dämpfung ermöglichen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch einen hydraulischen Drehflügelstoßdämpfer gemäß der eingangs genannten Art, der durch die folgenden weiterbildenden Merkmale gekennzeichnet ist,
daß mit der Rotorachse mindestens ein Drehflügel und eine Steuerscheibe fest verbunden oder einstückig ausgebildet sind und die Steuerscheibe zur genauen Steuerung des Dämpf kraftverlaufs stirnseitig die Form einer Kurve, eines Exzenters, eines Kreises mit Nocken oder mit anderen Er höhungen oder Vertiefungen aufweist,
daß mit der Innenwand des Stators ein Trennstück mit einem Schlitz fest verbunden ist und den Zylinderraum des Stators in zwei Kammern aufteilt, sowie eine Öffnung zur Aufnahme eines Einstellelements durch die Statorwand hindurchführt, und
daß der Schlitz so eng bemessen ist, daß nur zwischen der Stirnfläche der Steuerscheibe und dem Einstellelement ein Spalt einstellbar ist, durch den die Dämpfmitteldispersion fließt und die jeweilige, auch variierende Dämpfung in beiden Drehrichtungen festlegt.

Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer ist sehr einfach aufgebaut. Dadurch ist er in verschiedenen Ausführungsformen preiswert herstellbar und eignet sich auch zur Konstruktion in verschiedenen Größen für Baureihen zum Einsatz auf verschiedenen Gebieten.

Ferner ist der Stoßdämpfer sehr betriebssicher, d.h. störunan fällig, und läßt temperaturbedingte Schwankungen im Dämpfver mögen entweder erst gar nicht entstehen oder er gleicht sie aus. Geeignete pastenartige Dämpfmitteldispersionen für den Einsatz in dem Drehflügelstoßdämpfer sind bekannt (vgl. z.B. DE 28 14 366 C2 und DE 26 47 697 C3).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers weist der Drehflügel mindestens eine Öffnung auf, die für eine Drehrichtung mit einer großflächigen, scharnier artig befestigten Klappe verschlossen ist, und die Dämpf mitteldispersion fließt fast ohne Widerstand in eine Dreh richtung durch den Schlitz in dem Trennstück und die Öffnung in dem Drehflügel, und in der Gegenrichtung wird die Dämpfung nur durch den Schlitz, auch ohne Steuerscheibe, allein durch die Einstellung des Einstellelements bestimmt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Klappe an dem Drehflügel eine Dros selbohrung aufweist, die ohne Mitwirkung des Schlitzes und der Steuerscheibe in einer Drehrichtung die Dämpfung bestimmt. Ein solcher Dämpfer eignet sich gut für Innentüren oder Luken bzw. Klappen, die an Scharnieren aufgehängt sind.

Vorzugsweise weist der Drehflügel mindestens zwei Öffnungen mit Klappen auf, wobei für jede Drehrichtung jeweils eine davon in eine Offenstellung und eine davon in eine Schließstellung bringbar ist.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn mit dem Drehflügel min destens ein kreisrund geformter konischer Stift fest verbunden ist, der bei der entsprechenden Drehung des Rotors in eine dem Dämpfkraftaufbau angepaßte Öffnung in einem Statorteil eingreift und den Dämpfkraftaufbau und den Endanschlag bestimmt.

Vorzugsweise enthält der erfindungsgemäße Stoßdämpfer als pasten artige Dämpfmitteldispersion ein homogenes Gemisch aus einer flüssigen und einer festen Phase mit unterschiedlichen, den Erfordernissen entsprechenden Zusätzen, wobei diese Dispersion in einem Temperaturbereich von etwa -40 bis etwa 120°C stabil ist und statisch eine Paste darstellt sowie dynamisch sehr fließfähig und schmierfähig ist und eine hohe Wärmeleitfähig keit aufweist. Entsprechende Dämpfmitteldispersionen sind in den vorgenannten Druckschriften beschrieben.

Es ist auch günstig, wenn im Inneren des Stoßdämpfers ein Volumenausgleichselement aus einem kompressiblen Kunststoff, Gummi oder Schaumstoff vorgesehen ist.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Stoßdämpfers weist das Einstellelement eine Hohlschraube mit einer Feder, einem beweg lichen Kolben mit vorstehendem Zapfen, der in den Schlitz in dem Trennstück eingreift, und außen eine Einstellskala auf.

Nachfolgend wird die Erfindung durch in der Zeichnung schema tisch dargestellte Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine axiale Ansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform eines hydraulischen Dreh flügelstoßdämpfers im geöffneten Zustand;

Fig. 2 eine axiale Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines an einer Montageplatte befestigten hydrau lischen Drehflügelstoßdämpfers im geöffneten Zustand;

Fig. 3 eine axiale Ansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform eines Rotors mit Drehflügel für einen hydraulischen Drehflügelstoßdämpfer;

Fig. 4 eine axiale Ansicht, teilweise im Schnitt, einer dritten Ausführungsform eines hydraulischen Dreh flügelstoßdämpfers im geöffneten Zustand und

Fig. 5 einen radialen Querschnitt einer zweiten Ausfüh rungsform eines Rotors mit Drehflügel für einen hyraulischen Drehflügelstoßdämpfer.

Gemäß Fig. 1 besteht der hydraulische Drehflügelstoßdämpfer im wesentlichen aus einem Stator 1 in Form eines Gehäuses aus Stahl, Metall und/oder Kunststoff. Der Stator 1 ist mit einer pastenartigen Dämpfmitteldispersion 2 luftfrei vollgefüllt. Ferner ist in dem Stator 1 ein Rotor mit einem Drehflügel 5 angeordnet. Der Stator 2 ist oben und unten jeweils mit einem in der Fig. 1 nicht dargestellten Deckel geschlossen. Durch die Deckel ist eine Rotorachse 3 herausgeführt, um daran z.B. An triebe und/oder Federn anzulenken.

Die Rotorachse 3 ist mit dem Drehflügel 5 und einer Steuerscheibe 6 fest verbunden oder einstückig ausge bildet. Zur genauen Steuerung des Dämpfkraftverlaufs weist die Steuerscheibe 6 stirnseitig die Form einer Kurve auf. Diese Ausgestaltung kann auch in Form eines Exzenters, eines Kreises mit Nocken oder mit anderen Erhöhungen oder Vertiefungen ver wirklicht sein.

Mit der Innenwand des Stators 1 ist ein Trennstück 4 mit einem Schlitz oder Kanal 4 a fest verbunden. Das Trennstück 4 teilt den Zylinderraum des Stators 1 in zwei Kammern a und b auf. Durch die Wand des Stators 1 ist zur Aufnahme eines Einstell elements 8 eine Öffnung hindurchgeführt. Das Einstellelement 8 kann auch als Nach- oder Feststellelement fungieren.

Der Schlitz 4 a ist so eng bemessen, daß nur zwischen der Stirn fläche der Steuerscheibe 6 und dem Einstellelement 8 ein Spalt einstellbar ist, durch den die Dämpfmitteldispersion 2 fließt und die jeweilige, gegebenenfalls variierende Dämpfung in beiden Drehrichtungen festlegt.

Der Drehflügel 5 weist eine Öffnung 5 a auf, die für eine Drehrichtung mit einer großflächigen, scharnierartig be festigten Klappe 9 verschlossen ist.

Die Ausführungsform des hydraulischen Drehflügelstoßdämpfers gemäß Fig. 2 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Jedoch ist nach Fig. 2 eine achsparallele Montage platte 10 vorgesehen, an welcher der Stoßdämpfer befestigt ist. Dabei wird ein Abschnitt der zylindrischen Wand des Stators 1 durch die plane Montageplatte 10 ersetzt.

Gemäß Fig. 3 sitzt auf der Rotorachse 3 eine Mitnehmerhülse 3 a. Ein radialer Vorsprung an der Rotorachse 3 greift in eine ent sprechende Nut der Mitnehmerhülse 3 a ein. Dadurch sind die Rotorachse 3 und die Mitnehmerhülse 3 a in beiden Drehrichtungen kraftschlüssig miteinander verbunden.

Wie Fig. 1 und 3 zeigen, ist am Umfang der Mitnehmerhülse der Drehflügel 5 befestigt und mit einer Öffnung 5 a versehen. Die Klappe 9 wird von einer Schraube an dem Drehflügel 5 gehalten und weist konzentrisch mit der Öffnung 5 a eine Drosselbohrung 9 a auf.

Die weitere Ausführungsform des hydraulischen Drehflügel-Stoß dämpfers gemäß Fig. 4 entspricht in wesentlichen Teilen der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Jedoch ist gemäß Fig. 4 mit dem Drehflügel 5 ein kreisrund geformter konischer Stift 6 a fest verbunden. Bei einer entsprechenden Drehung des Rotors greift der Stift 6 a in eine Öffnung 4 c in einem Statorteil 4 b ein. Dadurch werden der Dämpfkraftaufbau und der Endanschlag des Stoßdämpfers festgelegt.

In Fig. 5 ist ein Rotor mit einer anderen Ausführungsform des Drehflügels 5 dargestellt. Er unterscheidet sich von dem in Fig. 3 gezeigten Drehflügel durch zwei Öffnungen 5 a, die je weils mit einer Klappe 9 versehen sind. Bei jeder Drehrichtung befindet sich jeweils eine der Klappen 9 in der Offenstellung und die andere in der Schließstellung.

Der hydraulische Drehflügelstoßdämpfer funktioniert in folgen der Weise: Zu dämpfende Schwingungen niedriger Frequenzen mit großen Amplituden oder Schwingungen hoher Frequenzen mit kleinen Amplituden, die jeweils von irgendwelchen bewegten Teilen stammen, werden auf den Stoßdämpferrotor in dessen Drehrichtung übertragen. Der Stator 1 ist unabhängig von jenen schwingenden Teilen befestigt. Die Drehbewegungen des Rotors werden zwangsläufig auf den damit fest verbundenen Drehflügel 5 und folglich auf die Dämpfmittel dispersion 2 übertragen. Eine Bewegung des Drehflügels 5 ist aber nur entsprechend dem Fließvermögen der Dämpfmitteldisper sion 2 möglich, wcbei diese aus der Kammer a des Zylinderraums des Stators 1 in dessen Kammer b oder umgekehrt strömt. In Ab hängigkeit von der Viskosität und von anderen Fließeigenschaften der Dämpfmitteldispersion 2 sowie von der Größe des eingestellten Spalts zwischen der Stirnfläche der Steuerscheibe 6 und dem Ein stellelement 8 wird die Strömung der Dämpfmitteldispersion 2 mehr oder weniger stark eingeschränkt und damit werden die Schwingungsbewegungen des Drehflügels 5 entsprechend gebremst. Durch die starre Verbindung zwischen dem Drehflügel 5 und dem Rotor einerseits und den schwingenden Teilen andererseits werden deren Schwingungen gedämpft. Die Fließeigenschaften der Dämpf mitteldispersion 2 können je nach Bedarf sehr unterschiedlich eingestellt werden. Falls die Steuerscheibe 6 stirnseitig die Form einer Kurve, eines Exzenters, eines Kreises mit Nocken oder mit anderen Erhöhungen oder Vertiefungen aufweist, ändert sich mit der Drehung des Rotors die Größe des vorgenannten Spalts und damit die Dämpfkraft. So kann deren Verlauf entlang des Drehwegs des Rotors in gewünschter Weise unterschiedlich gesteuert werden.

Claims

1. Hydraulischer Drehflügelstoßdämpfer für Schwingungen niedri ger Frequenzen mit großen Amplituden und für Schwingungen hoher Frequenzen mit kleinen Amplituden, mit einem Stator (1) in Form eines Gehäuses aus Stahl, Metall und/oder Kunststoff, das mit einer pastenartigen Dämpfmitteldispersion (2) luftfrei vollge füllt ist, und mit einem Rotor mit einem Drehflügel (5), dessen Rotorachse (3) über Deckel unten und oben aus dem Stator (1) herausgeführt ist, um Antriebe und/oder Federn daran anzulenken, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Rotorachse (3) mindestens ein Drehflügel (5) und eine Steuerscheibe (6) fest verbunden oder einstückig ausgebildet sind und die Steuerscheibe (6) zur genauen Steuerung des Dämpfkraftverlaufs stirnseitig die Form einer Kurve, eines Exzenters, eines Kreises mit Nocken oder mit anderen Erhöhungen oder Vertiefungen aufweist,
daß mit der Innenwand des Stators (1) ein Trennstück (4) mit einem Schlitz (4 a) fest verbunden ist und den Zylinderraum des Stators (1) in eine erste Kammer (a) und eine zweite Kammer (b) aufteilt sowie eine Öffnung zur Aufnahme eines Einstellelements (8) durch die Statorwand hindurchführt und
daß der Schlitz (4 a) so eng bemessen ist, daß nur zwi schen der Stirnfläche der Steuerscheibe (6) und dem Einstellelement (8) ein Spalt einstellbar ist, durch den die Dämpfmitteldispersion (2) fließt und die jewei lige, gegebenenfalls variierende Dämpfung in beiden Dreh richtungen festlegt (Fig. 1).

2. Drehflügelstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Drehflügel (5) mindestens eine Öffnung (5 a) aufweist, die für eine Drehrichtung mit einer groß flächigen, scharnierartig befestigten Klappe (9) verschlos sen ist, und die Dämpfungsmitteldispersion (2) in eine Drehrichtung durch den Schlitz (4 a) in dem Trennstück (4) und die Öffnung (5 a) in dem Drehflügel (5) fast ohne Widerstand fließt sowie in der Gegenrichtung die Dämpfung nur durch den Schlitz (4 a), auch ohne Steuerscheibe (6), allein durch die Einstel lung des Einstellelements (8), bestimmt wird (Fig. 1).

3. Drehflügelstoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Klappe (9) eine Drosselbohrung (9 a) auf weist, welche ohne Mitwirkung des Schlitzes (4 a) und der Steuerscheibe (6) die Dämpfung in einer Drehrichtung bestimmt (Fig. 3).

4. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehflügel (5) mindestens zwei Öffnungen (5 a) mit Klappen (9) aufweist und für jede Drehrichtung jeweils eine davon in eine Offenstellung und eine davon in eine Schließstellung bringbar ist (Fig. 5).

5. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Drehflügel (5) minde stens ein kreisrund geformter konischer Stift (6 a) fest verbunden ist, der bei einer entsprechenden Drehung des Rotors in eine dem Dämpfkraftaufbau angepaßte Öffnung (4 c) in einem Statorteil (4 b) eingreift und den Dämpfkraftauf bau und den Endanschlag bestimmt (Fig. 4).

6. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er als pastenartige Dämpfmittel dispersion (2) ein homogenes Gemisch aus einer flüssigen und einer festen Phase mit unterschiedlichen, den Erforder nissen entsprechenden Zusätzen enthält, wobei diese Dämp fungsmitteldispersion in einem Temperaturbereich von etwa -40 bis etwa 120°C stabil ist und statisch eine Paste dar stellt sowie dynamisch sehr fließfähig und schmierfähig ist und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.

7. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Volumenausgleichselement (7) aus einem kompressiblen Kunststoff, Gummi oder Schaum stoff in der Kammer (b) vorgesehen ist (Fig. 1).

8. Drehflügelstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellelement (8) eine Hohlschraube mit einer Feder, einem beweglichen Kolben mit vorstehendem Zapfen ist, der in den Schlitz (4 a) ein greift, und außen eine Einstellskala aufweist.