DE19505135A1 - Einwegrotationsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einwegrotationsdämp­ fer, insbesondere auf einen Öltyp-Einwegrotationsdämpfer, der in Verbindung mit einem Aschenbecher, einer Münzschale oder einem anderen schubfachartigen Behälter, der zum Bei­ spiel in dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs installiert ist, zum Bremsen und zur Geräuschverringerung des Behälters, wenn er in eine Benutzungsposition durch die Kraft einer Feder hervorgeschoben wird, und zur Befreiung von der Bremskraft, wenn er in seine zurückgezogene Position per Hand zurückgeführt wird.

Das US-Patent Nr. 4 697 673 lehrt einen Öltyp-Einwegrota­ tionsdämpfer 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 Scherwider­ stand gegen Rotation der Rotorbremsscheibe auszuüben, ein Betätigungsteil, das drehbar an dem aus dem Gehäuse her­ vorstehenden Ende des Rotorschafts angebracht ist, so daß sich das Betätigungsteil frei in bezug auf diesen 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 angewendet wird, und die den Rotorschaft greift und bewirkt, daß der Rotor sich zusammen mit dem Betätigungsteil dreht, wenn ein Drehmoment auf das Betäti­ gungsteil in der anderen Richtung angewendet wird.

Bei diesem Dämpfer des Standes der Technik ist die Kupp­ lungsfeder auf der Außenseite des Rotorschaftes gewunden und ist an ihrem oberen Ende mit einem sich tangential er­ streckenden Vorsprung zum Eingriff mit dem Betätigungsteil versehen. Das Betätigungsteil muß deshalb nicht nur mit einem Mittelloch zur Aufnahme des Rotorschafts, auf dem die Kupplungsfeder gewunden ist, versehen sein sondern auch mit einer mit dem Mittelloch verbundenen Blindauf­ nahme zur Aufnahme des Vorsprungs des oberen Endes der Feder. Dies macht die Gestalt der Gußform zur Herstellung des Betätigungsteils kompliziert und erhöht die Kosten. Über eine lange Benutzungsdauer neigt der Vorsprung dar­ über hinaus dazu, aufgrund der wiederholt in zuerst in einer Richtung und dann in der anderen Richtung ihm auf­ tretenden Spannung zu brechen. Ein weiterer Nachteil des Dämpfers ist, daß die Kupplungsfeder den Rotorschaft nur mit einer schwachen Kraft greifen kann, wenn sie durch ein auf das Betätigungsteil angewandtes Drehmoment gespannt ist. Dies rührt daher, daß der Rotorschaft dünn herge­ stellt werden muß, so daß sichergestellt ist, daß der O- Ring, der auf ihm zur Verhinderung eines Auslaufens des viskosen Öls durch die obere Wand des Gehäuses angebracht ist, eine gute Dichtungswirkung liefert. Die Greifkraft kann zwar durch Vergrößern der axialen Länge der Kupplungs­ feder erhöht werden, dies ist aber keine akzeptable Lö­ sung, da dabei auch die axiale Länge des Einwegrotations­ dämpfers vergrößert wird und dies dem Wunsch, die Größe des Dämpfers zu minimieren, zuwiderläuft.

Eine Aufgabe dieser Erfindung ist, einen kompakten Einweg­ rotationsdämpfer zu schaffen, der in der Lage ist, eine starke Dämpfungswirkung auszuüben.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist, einen haltbaren Einwegrotationsdämpfer zu schaffen, der in der rage ist, eine Dämpfungswirkung unverändert über einen langen Zeit­ raum hinweg ohne Zerbrechen seiner Kupplungsfeder auszu­ üben.

Diese Erfindung sieht einen Einwegrotationsdämpfer vor mit einem Gehäuse, das einen flachen zylindrischen inneren Hohlraum hat, einem Rotor, der aus einem Bremsscheibe mit einer Vielzahl von in dem Hohlraum des Gehäuses angeordne­ ten Radialblättern und einem Schaft besteht, der mit dem axialen Mittelbereich der Bremsscheibe zusammenfällt und zur Außenseite des Gehäuses durch eine obere Wand des Ge­ häuses hervorsteht, mit viskosem Öl, das den Hohlraum des Gehäuses füllt, um Scherwiderstand gegen Rotation der Ro­ torbremsscheibe auszuüben, einem Betätigungsteil, das drehbar an dem aus dem Gehäuse hervorstehenden Ende des Rotorschafts angebracht ist, so daß sich das Betätigungs­ teil frei in bezug auf diesen drehen kann, und daß auf seiner dem Gehäuse zugewandten Fläche mit einer konzentri­ schen Vertiefung ausgebildet ist, die aus einer flachen kreisförmigen Vertiefung und einer tiefen äußeren ringför­ migen Nut besteht, die die kreisförmige Vertiefung umgibt, einer Kupplungsscheibe, die denselben Durchmesser wie die kreisförmige Vertiefung hat und auf dem aus dem Gehäuse hervorstehenden Ende des Rotorschafts befestigt ist, und einer Kupplungsfeder, die sich entlang der radialen Außen­ fläche der Kupplungsscheibe und der radialen Innenfläche der äußeren ringförmigen Nut erstreckt, um dem Befesti­ gungsteil zu ermöglichen, sich frei zu drehen, wenn ein Drehmoment auf dieses in einer Richtung angewendet wird, und die Außenfläche der Kupplungsscheibe zu greifen, um den Rotor zusammen mit dem Betätigungsteil zu drehen, wenn ein Drehmoment auf dieses in der anderen Richtung angewen­ det wird.

So ist bei dem Rotationsdämpfer gemäß dieser Erfindung die Kupplungsscheibe auf dem aus dem Gehäuse hervorstehenden Ende des Rotorschafts befestigt, so daß sie sich gemeinsam mit dem Rotor dreht, und sie ist in die kreisförmige Ver­ tiefung eingesetzt, die in der Bodenfläche des Betäti­ gungsteils ausgebildet ist, und die Kupplungsfeder ist so eingesetzt, daß sie sich entlang der Außenfläche der Kupp­ lungsscheibe und der Innenfläche der äußeren ringförmigen Nut der konzentrischen Vertiefung erstreckt. Der Durchmes­ ser der Kupplungsfeder ist deshalb beträchtlich größer als der Durchmesser des Rotorschafts. Da eine starke Dämpfungs­ wirkung dadurch mit einer Feder erhalten werden kann, die eine kleine Anzahl von Windungen hat, kann der Einwegrota­ tionsdämpfer mit einer kompakten Größe realisiert werden. Da die Kupplungsfeder keinen sich tangential erstreckenden Vorsprung hat, ist außerdem die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs der Feder extrem gering.

Diese Erfindung wird Fachleuten durch die unten gegebene Beschreibung der Erfindung unter Bezug auf die begleiten­ den Zeichnungen deutlich werden, in denen

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Ein­ wegrotationsdämpfers ist, der eine Ausführungsform dieser Erfindung ist;

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

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

Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Ein­ wegrotationsdämpfers ist, der eine weitere Ausfüh­ rungsform dieser Erfindung ist;

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

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform eines Ein­ wegrotationsdämpfers gemäß dieser Erfindung. Der Einwegro­ tationsdämpfer weist ein Gehäuse 10 auf, das aus einem schüsselartigen Hauptteil 11 und einer oberen Wand 12 ge­ formt ist, so daß es einen flachen zylindrischen inneren Hohlraum hat, einen Rotor 13, der aus einer Bremsscheibe 14 mit einer Anzahl (z. B. zwei oder vier) von in dem Hohl­ raum des Gehäuses 10 angeordneten Radialblättern 14′ und einem Schaft 15 besteht, der mit dem axialen Mittelbereich der Bremsscheibe 14 zusammenfällt und zur Außenseite des Gehäuses durch ein Mittelloch in der oberen Wand 12 des Gehäuses hervorsteht, und viskoses Öl 17, das den Gehäuse­ hohlraum füllt, der die Rotorbremsscheibe 14 beherbergt. Ein O-Ring 18 ist auf dem Rotorschaft 15 befestigt, um ein Aus laufen 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 des Rotorschafts 15 (hervorstehender Abschnitt 16) ist mit einer polygonalen, ovalen, D-artigen oder einer anderen nicht kreisförmigen Querschnittsform ausgebildet.

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 einer flachen kreisförmigen Vertiefung 22 und einer tiefen äuße­ ren ringförmigen Nut 23 besteht. Die radiale Innenfläche 23′ der äußeren ringförmigen Nut 23 erstreckt sich von dem Boden 24 der äußeren ringförmigen Nut 23 in der Art eines Zylinders nach unten, und zwar über eine Strecke D, die gleich dem Unterschied zwischen den Tiefen der äußeren ringförmigen 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 hervorstehenden Abschnitts 16 ist, ausgebildet ist, ist auf dem hervorstehenden Abschnitt 16 befestigt und zusammen mit diesem rotierbar. Die Kupp­ lungsscheibe 25 hat denselben Durchmesser wie die kreis­ förmige Vertiefung 22 und ist in diese von unten eingefügt. Eine Spiralfeder (Kupplungsfeder) 26 erstreckt sich ent­ lang der radialen Außenfläche der Kupplungsscheibe 25 und der radialen Innenfläche 23′ der äußeren ringförmigen Nut 23. Sie ist mit einem inneren Durchmesser ausgebildet, der etwas kleiner ist als der des durch diese zwei Flächen begrenzten Zylinders.

Das schüsselartige Hauptteil 11, die obere Wand 12, der Rotor 13, das Betätigungsteil 20 und die Kupplungsscheibe 25 sind Kunststofformen. 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, Verbinden des Mittellochs der oberen Wand 12 des Gehäuses mit dem oberen Ende des Rotorschafts 15 und Nachuntenführen der oberen Wand 12 entlang des Rotor­ schafts 15, um das schüsselartige Hauptteil 11 von oben zu schließen, und Verbinden der oberen Wand 12 und des schüs­ selartigen Hauptteils 11 durch Hochfrequenzschweißen. Der Rest des Zusammenbaus wird zum Beispiel durchgeführt durch Plazieren der Kupplungsscheibe 25 auf der kreisförmigen Vertiefung 22 des Betätigungsteils 20, Erweiterung des Innendurchmessers der Kupplungsfeder 26 und deren Anbrin­ gung über der Innenfläche 23′ der äußeren ringförmigen Nut 23 und der Außenfläche der Kupplungsscheibe 25, Anbringen des Mittellochs der Kupplungsscheibe 25 und des Mittel­ lochs 20′ des Betätigungsteils 20 auf dem hervorstehenden Abschnitt 16 des Rotorschafts 15, der sich zur Außenseite der oberen Wand 12 des Gehäuses 10 erstreckt, und Abdich­ ten des über das Betätigungsteil 20 hervorstehenden Ab­ schnitts 16 durch Anwendung von Hochfrequenzschweißen, um zu verhindern, daß das Betätigungsteil 20, die Kupplungs­ scheibe 25 und die Kupplungsfeder 26 sich von dem Rotor­ schaft 15 lösen können. Obwohl ein Metallfederdraht, der im Querschnitt eine runde Form hat, zum Herstellen der Kupplungsfeder verwendet werden kann, ist es vorzuziehen, Draht zu verwenden, der im Querschnitt eine rechtwinklige Form hat, da diese ermöglicht, die Kontaktfläche mit der Außenfläche der Kupplungsscheibe und der Innenfläche der äußeren ringförmigen Nut zu vergrößern, was zu einer Redu­ zierung 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, greift die Kupplungsfeder 26 die Außenfläche der Kupplungsscheibe 25 und dreht sowohl diese als auch den Rotorschaft 15, an dem sie befestigt ist, in dieselbe Richtung. Da die Drehung des Rotorschafts 15 nur durch Überwinden des Scherwiderstands erreicht werden kann, der durch das viskose Öl 17 auf die Bremsscheibe 14 wirkt, ist das auf das Betätigungsteil 20 angewendete Drehmoment ab­ geschwächt. Wenn das Betätigungsteil 20 in die entgegenge­ setzte Richtung gedreht wird, löst sich die Kupplungsfeder 26, so daß der Rotorschaft 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 15′ des über die obere Wand 12 des Gehäuses 10 hervorstehenden Rotorschafts 15 angebracht wird. Diese Konfiguration ist auch insofern vorteilhaft, als daß sie die Zusammensetzung des Dämpfers erleichtert, indem die axiale Ausrichtung des Rotorschafts und der Kupplungsscheibe aufrechterhalten wird, und inso­ fern, als daß sie eine ruhige Drehung während der Be­ nutzung 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 Kupplungs­ feder 26 erstreckt sich entlang der Außenfläche der Kupp­ lungsscheibe 25 und der Innenfläche 23′ der äußeren ring­ förmigen Nut 23 der konzentrischen Vertiefung 21. 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 die ausgezeichnete Dichtungswirkung des Dämp­ fers des Standes der Technik aufrechterhalten werden, während zusätzlich die Anbringung der Kupplungsfeder 26 so, daß sich diese entlang der Außenfläche der Kupplungs­ scheibe 25 erstreckt, die einen beträchtlich größeren Durchmesser als der Rotorschaft 15 hat, und der Innenflä­ che 23′ der äußeren ringförmigen Nut 23, ermöglicht, eine starke Greifkraft und eine Dämpfwirkung mit einer Kupp­ lungsfeder, die eine geringe Anzahl von Windungen hat, zu erhalten, und dies ermöglicht wiederum, die Größe des Dämpfers zu verringern.

Die obere Hälfte der Kupplungsfeder 26 ist um eine ring­ förmige Nut 23′ der ringförmigen Nut 23 gewunden, und die untere Hälfte der Kupplungsfeder 26 ist um die Außenfläche der Kupplungsscheibe 25 gewunden, und 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 einen flachen zylindrischen inneren Hohlraum hat, einem Rotor (13), der aus einer Bremsscheibe (14) mit einer Viel­ zahl von in dem Hohlraum des Gehäuses angeordneten Ra­ dialblättern und einem Schaft (16) besteht, der mit dem axialen Mittelbereich der Bremsscheibe zusammenfällt und zur Außenseite des Gehäuses durch eine obere Wand (12) des Gehäuses hervorsteht, mit viskosem Öl (17), das den Hohlraum des Gehäuses füllt, um Scherwiderstand gegen Rotation der Rotorbremsscheibe auszuüben, einem Betätigungsteil (20), das drehbar an dem aus dem Ge­ häuse hervorstehenden Ende (16) des Rotorschafts ange­ bracht ist, so daß sich das Betätigungsteil frei in be­ zug auf diesen drehen kann, und einer Kupplungsfeder (26), die dem Betätigungsteil ermöglicht, sich frei zu drehen, wenn ein Drehmoment auf dieses in einer Rich­ tung angewendet wird, und die die Rotation des Betä­ tigungsteils auf den Rotor überträgt, wenn auf das Betätigungsteil ein Drehmoment in der anderen Richtung angewendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Betä­ tigungsteil (20) auf seiner dem Gehäuse zugewandten Fläche mit einer konzentrischen Vertiefung (21) ausge­ bildet ist, die aus einer flachen kreisförmigen Vertie­ fung (22) und einer tiefen äußeren ringförmigen Nut (23) besteht, die die kreisförmige Vertiefung umgibt, eine Kupplungsscheibe (25) mit demselben Durchmesser wie die kreisförmige Vertiefung auf dem aus dem Gehäuse hervorstehenden Ende (16) des Rotorschafts befestigt ist und in die kreisförmige Vertiefung (22) des Betäti­ gungsteils (20) paßt und die Kupplungsfeder (26) sich entlang der radialen Außenfläche der Kupplungsscheibe und der radialen Innenfläche (23′) der äußeren ringför­ migen Nut erstreckt.

2. Einwegrotationsdämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungsscheibe (25) auf ihrer Bo­ denfläche mit einer konzentrischen kreisförmigen Ver­ tiefung (27) ausgebildet ist.