DE10210492B4

DE10210492B4 - Vorrichtung zur Dämpfung des Schließvorgangs einer gewichtsbelasteten Klappe

Info

Publication number: DE10210492B4
Application number: DE2002110492
Authority: DE
Inventors: Karl Friedrich Wupper
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2022-03-12
Also published as: WO2003076819A3; AU2003229266A8; AU2003229266A1; DE10210492A1; WO2003076819A2

Abstract

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 mit einem Endbereich in einer Ausnehmung des Zylindergehäuses axial verschieblich angeordnet ist und 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 sich über die gesamte axiale Länge des Zylinderraums (14) erstreckenden radialen Einsenkung (15) der Zylinderwand (11) und der Welle (17) zwangsgelagert ist, wobei der Strömungsquerschnitt der zwischen einem freien Endbereich (23) des Einsatzstücks (13) und einem stirnseitigen Verschluss (21) des Zylinders angeordneten Durchtrittsöffnung (24) mittels lediglich eines auf das Einsatzstück (13) einwirkenden Verstellelements (26) regulierbar ist.

Description

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, stirnseitig verschlossenen Zylinder, in dem eine Welle mit einem Flügelkolben drehbar gelagert ist, sowie einem Einsatzstück, welches mit einem Endbereich in einer Ausnehmung des Zylindergehäuses axial verschieblich angeordnet ist und 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.

In der EP 0 576 672 A1 ist eine 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.

Aus der US RE 18389 ist eine Dämpfungsvorrichtung mit den eingangs genannten baulichen Merkmalen bekannt. Deren Gegenstand weist innerhalb eines zylindrischen Gehäuses ein Einsatzstück auf, das mittels eines Endbereichs in einer Ausnehmung des Zylindergehäuses axial verschiebbar gelagert ist und einen zwischen Wellenumfangsfläche und Zylinderinnenumfangsfläche gebildeten Zylinderraum bis auf eine verbleibende Durchtrittsöffnung in zwei Kammern teilt. Der Strömungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung, welcher die Dämpfung des Schließvorgangs festlegt, ist über eine axiale Verschiebung des Einsatzstückes mittels mehrerer Stellschrauben einstellbar. Das Einsatzstück ist hierbei als ein aus drei Funktionsabschnitten bestehendes Formteil ausgebildet und besteht konkret aus einer Kreisscheibe, die innerhalb des Zylinders geführt wird, einem asymmetrischen Fortsatz, der den Zylinderraum in zwei Kammern unterteilt, und einem an dem Fortsatz befindlichen Vorsprung, der als Verdrehsicherung und zur axialen Führung dient. Außerdem sind zur Vermeidung eines Verkantens beim Einstellen mehrere über den Umfang verteilte Schrauben als Verstellelemente vorgesehen

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.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere aus dem Kennzeichenteil, wonach das Einsatzstück zwischen einer sich über die gesamte axiale Länge des Zylinderraums erstreckenden radialen Einsenkung der Zylinderwand und der Welle zwangsgelagert ist, wobei der Strömungsquerschnitt der zwischen einem freien Endbereich des Einsatzstücks und einem stirnseitigen Verschluss des Zylinders angeordneten Durchtrittsöffnung mittels lediglich eines auf das Einsatzstück einwirkenden Verstellelements regulierbar ist.

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 Herstellungs} kosten reduziert werden.

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.

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.

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.

Weitere Vorteile ergeben sich an Hand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines Flügels mit Tastaturklappe und Dämpfungsvorrichtung,
2 eine Schnittdarstellung der Dämpfungsvorrichtung und
3 eine Schnittdarstellung der Dämpfungsvorrichtung gemäß der Schnittlinie III in 2.
In den Zeichnungen wird eine Vorrichtung zur Dämpfung des Schließvorgangs insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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 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 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.
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 K₁, K₂ geteilt.
Das Einsatzstück 13 ist derart inner halb des Zylinderraums 14 ausgebildet, 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 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 K₁ 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.
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 K₁ 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.
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.
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 K₁ überzuströmen.

Claims

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 mit einem Endbereich in einer Ausnehmung des Zylindergehäuses axial verschieblich angeordnet ist und 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 sich über die gesamte axiale Länge des Zylinderraums (14) erstreckenden radialen Einsenkung (15) der Zylinderwand (11) und der Welle (17) zwangsgelagert ist, wobei der Strömungsquerschnitt der zwischen einem freien Endbereich (23) des Einsatzstücks (13) und einem stirnseitigen Verschluss (21) des Zylinders angeordneten Durchtrittsöffnung (24) mittels lediglich eines auf das Einsatzstück (13) einwirkenden Verstellelements (26) regulierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (13) von einem kreiszylinderförmigen Bolzen gebildet ist.
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.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bypassartige Ausnehmung (28) an der Zylinderinnenumfangsfläche angeordnet ist.
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 (K₁, K₂) gelangt.