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DE60112652T2 - Kleiner viskoser Präzisionsdämpfer - Google Patents

Kleiner viskoser Präzisionsdämpfer Download PDF

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DE60112652T2 DE60112652T DE60112652T DE60112652T2 DE 60112652 T2 DE60112652 T2 DE 60112652T2 DE 60112652 T DE60112652 T DE 60112652T DE 60112652 T DE60112652 T DE 60112652T DE 60112652 T2 DE60112652 T2 DE 60112652T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Dämpfer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Ein Dämpfer dieses Typs ist aus der US-A-5 269 397 bekannt. Sie offenbart ein Gehäuse mit einer Kappe, welche einen zylindrischen Wandvorsprung aufweist, von welchem eine innere Kante durch Ultraschallwellen oder durch eine hohe Frequenz an eine geneigte ringförmige äußere Oberfläche einer Gehäusewand geschweißt ist, um mit ihnen einen geschlossenen Raum zu bilden. Die US-A-4 432 254 offenbart einen viskosen Dämpfer, der komplementäre, im allgemeinen becherförmige Teile aufweist, die an axial gegenüberliegenden Oberflächen zusammengeschweißt sind. Eine dieser Oberflächen kann mit einem ringförmigen schmalen Vorsprung versehen sein, der durch Ultraschall an die jeweilige andere axial gegenüberliegende Oberfläche geschweißt ist.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Viskose Dämpfer sind im Stand der Technik bekannt. Die Kappe weist jedoch typischerweise einen zylindrischen Rand auf, der über den Körper des Dämpfers eingeführt wird und daran so befestigt wird, dass er eine Scherverbindung zwischen der Kappe und dem Körper erzeugt. Solch ein Design kann jedoch, da immer kleinere Dämpfer herzustellen gewünscht werden, zu einer verschlechterten Wiederholbarkeit bei Herstellungs-, Abdichtungs- und Drehmomentaspekten führen. Einige Dämpferkonstruktionen des Standes der Technik führen zu Schweißnaht- und Drehmomentvariationen aufgrund des Auswärtsdruckes, der an die Kappe während des Schweißens angelegt wird. Dieser Auswärtsdruck verringert die Schweißnahttiefe und variiert die Gesamthöhe des Dämpfers, was Variationen im Dämpferdrehmoment erzeugt und ferner zu einem Auslaufen von Silikon führen kann. In ähnlicher Weise haben einige Dämpferkonstruktionen des Standes der Technik eine verringerte Schweißnahtverkapselung, was die Festigkeit der Schweißnaht und die Abdichtung verringert und unerwünschte winzige Kunststofffäden erzeugt, die die Kundenanwendungen beeinflussen.
  • Ein Beispiel eines Dämpfers des Standes der Technik, welcher eine Zusammenschnapp-Konstruktion verwendet, ist im US-Patent Nr. 4 614 004 mit dem Titel "Oil Filled Rotary Damper Having a Symmetrically Shaped Flexible Membrane", welches am 30. September 1986 Oshida erteilt wurde, offenbart.
  • Ziele und Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dämpferkonstruktion, insbesondere eine verbesserte Dichtung dafür zu schaffen, für Anwendungen, welche einen Dämpfer mit einer verringerten Größe erfordern.
  • Es ist deshalb ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung eine Dämpferkonstruktion mit erhöhter Wiederholbarkeit in Bezug auf die Herstellung, die Abdichtung und das Drehmoment zu schaffen.
  • Es ist deshalb ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dämpferkonstruktion zu schaffen, welche Schweißnaht- und Drehmomentvariationen minimiert, welche aus einem Auswärtsdruck folgen, der an die Kappe angelegt wird.
  • Es ist deshalb ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dämpferkonstruktion zu schaffen, welche eine ausreichende Schweißnahttiefe liefert.
  • Es ist deshalb ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dämpferkonstruktion zu schaffen, welche eine einheitliche Dämpferhöhe liefert.
  • Es ist deshalb ein abschließendes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dämpferkonstruktion mit einer ausreichenden Schweißnahtverkapselung und eine Minimierung oder Verringerung von unerwünschten winzigen Kunststofffäden zu schaffen.
  • Diese und andere Ziele werden durch einen Dämpfer nach Anspruch 1 erreicht. Ein kleiner oder ein Miniatur-Rotationsdämpfer weist typischerweise eine Kappe, einen Rotor, einen O-Ring, ein optionales Zahnrad, ein viskoses Fluid (oder ein anderes Dämpfungsmedium) und ein Gehäuses auf. Die Kappe und das Gehäuse weisen eine Zungen- und Nutverbindung auf, die speziell an das Ultraschallschweißen angepasst ist. Da die Kappe im allgemeinen scheibenförmig ist und direkt auf der Kante des Gehäuses platziert ist und durch Ultraschallschweißen daran angeschweißt wird, kann die Dämpferhöhe genau eingehalten werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen und aus den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich, in welchen
  • 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer typischen Ausführungsform des Dämpfers der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Querschnittsansicht der Zungen- und Nutverbindung zwischen dem Körper und der Kappe vor dem Ultraschallschweißen ist;
  • 3 eine Explosions-Querschnittsansicht des Körpers und der Kappe vor dem Ultraschallschweißen ist;
  • 4 eine Draufsicht auf die Unterseite der Kappe ist, welche die Konfiguration der Nut zeigt, welche in der Zungen- und Nutverbindung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 5a eine Querschnittsansicht ist, welche das Horn des Ultraschall-Schweißwerkzeugs an der Kappe zeigt, bevor die Ultraschall-Schweißnaht gebildet wird;
  • 5b eine Querschnittsansicht ist, welche das Horn des Ultraschall-Schweißwerkzeugs an der Kappe zeigt, nachdem die Ultraschall-Schweißnaht gebildet wurde.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail, wo gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten gleiche Elemente bezeichnen, sieht man, dass 1 eine Explosionsansicht eines typischen Dämpfers 10 der vorliegenden Erfindung ist. Der Dämpfer 10 weist eine Basis 12, einen Rotor 14, einen O-Ring 16, eine Kappe 18 und ein Zahnrad 20 auf. Außerdem ist die Basis 12 mit viskosem Fluid oder Dämpfungsmedium 22 (siehe 3), wie z.B. Silikon gefüllt, in welchem der Rotor 14 während des Betriebs rotiert. Der Grundbetrieb des Dämpfers 10 ist im US-Patent Nr. 4 614 004 mit dem Titel "Oil Filled Rotary Damper Having Symmetrically Shaped Flexible Membrane" zu finden. Viele Variationen innerhalb der Konstruktion, insbesondere der Konfiguration des Rotors 14, des O-Rings 16 und des Zahnrades 20 sollen jedoch als im Umfang der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, liegend betrachtet werden. Ferner sollte das Zahnrad 20 als optional betrachtet werden, abhängig von der speziellen Anwendung.
  • Die Basis 12 weist einen zylindrischen Körper oder Wand 24 auf, in welche(n) die verschiedenen Elemente eingefügt sind. Die Kante 26 des zylindrischen Körpers 24 weist eine in Längsrichtung ausgerichtete kreisförmige Zunge 28 auf (siehe auch 2 und 3). Der Querschnitt der Zunge 28 vor dem Ultraschallschweißen, wie in 2 gezeigt, hat eine trapezförmige Gestalt (welche in gleicher Weise quadratisch oder rechteckig sein kann) mit einer Basis 30, welche mit dem zylindrischen Körper 24 integral ist. Die Basis 30 ist zur oberen Kante 32 der kreisförmigen Zunge 28 parallel, aber etwas breiter als sie ("obere" bezieht sich auf die in 2 dargestellte Ausrichtung). An der oberen Kante 32 ist eine dreieckige Spitze 34 gebildet, die einen Energierichter (energy director) mit variablem Grad bildet.
  • Wie in 4 dargestellt, ist die Kappe 18 scheibenförmig und enthält eine kreisförmige Nut 40 innerhalb der Kante 44 zu ihr benachbart. Die Kappe 18 enthält ferner eine zentrale Öffnung 42, welche mit dem O-Ring 16 (oder einer ähnlichen Dichtung) in Eingriff ist, durch welchen der Rotor 14 verläuft und darin rotiert (siehe 1). Die kreisförmige Nut 40 hat einen trapezförmigen Querschnitt (oder quadratisch oder rechteckig), welcher zum trapezförmigen (oder quadratischen oder rechteckigen) Teil der Zunge 28 komplementär ist. Die kreisförmige Nut 40 hat typischerweise eine minimale Öffnung von 0,55 Millimeter mit einer minimalen Wanddicke von 0,5 Millimeter, gemessen vom äußeren Abschnitt der kreisförmigen Nut 40 zur Kante 44 der Kappe 18, oder vom inneren Abschnitt der kreisförmigen Nut 40 zur Wand der Öffnung 42.
  • Natürlich könnten die kreisförmige Zunge 28 und die kreisförmige Nut 40 umgekehrt werden, so dass die kreisförmige Zunge 28 an der Kappe 18 und die kreisförmige Nut 40 an der Kante 26 des zylindrischen Körpers 24 ist.
  • Die Montage des Dämpfers 10 schließt typischerweise das Platzieren von Silikon oder einem anderen Dämpfungsmedium 22 im Zylinderkörper 24 der Basis 12 ein. Der Rotor 14, der O-Ring 16, die Kappe 18 und das Zahnrad 20 (wahlweise) werden montiert, wie durch die besondere Konfiguration erforderlich. Die Kappe 18 wird dann an der Kante 26 des zylindrischen Körpers 24 so angeordnet, dass die kreisförmige Zunge 28 innerhalb der kreisförmigen Nut 40 platziert wird, wie in 2 dargestellt. Das Horn des Ultraschall-Schweißwerkzeugs 100, wie in 5a und 5b dargestellt, bildet die Ultraschall-Schweißnaht zwischen dem zylindrischen Körper 24 und der Kappe 18. Die sich ergebende Konfiguration beseitigt das Potential für eine Kappendurchbiegung, und erzeugt dadurch eine wiederholbare, hermetische Schweißnaht und ein beständiges Drehmoment. In ähnlicher Weise verkapselt die sich ergebende Konfiguration die Schweißnaht richtig und beseitigt dadurch Fäden und erzeugt eine hochwertige Schweißnaht.
  • So werden die verschiedenen zuvor erwähnten Ziele und Vorteile am wirkungsvollsten erreicht. Obwohl eine einzige bevorzugte Ausführungsform der Erfindung hier offenbart und im Detail beschrieben wurde, versteht es sich, dass diese Erfindung in keiner Weise dadurch beschränkt ist und ihr Umfang durch den der beigefügten Ansprüchen bestimmt werden soll.

Claims (9)

  1. Dämpfer (10), aufweisend: ein durch eine Wand (24) gebildetes Gehäuse, wobei die Wand (24) eine Kante (26) aufweist; eine Kappe (18), die durch Ultraschall an die Wand (24) geschweißt ist, um einen relativ geschlossenen Raum zu bilden; wobei eine erste der Kappe (18) und der Kante (26) ein kreisförmiges Zungenelement (28) einer Zungen- und Nutkonfiguration aufweist, und eine zweite der Kappe (18) und der Kante (26) ein Nutelement (40) der Zungen- und Nutkonfiguration aufweist, wobei das Zungenelement (28) in das Nutelement (40) eingefügt ist und in der Nut (40) durch Ultraschall verschweißt ist, und wobei das Zungenelement (28) einen trapezförmigen, rechteckigen oder quadratischen Querschnittsteil aufweist und das Nutelement (40) einen Querschnittsteil aufweist, der zum Querschnittsteil der Zunge (28) komplementär ist; wobei die Kappe (18) mit der Kante (26) der Wand (24) in Eingriff ist, um den relativ geschlossenen Raum zu bilden; dadurch gekennzeichnet, dass das Nutelement (40) kreisförmig ist und ein dreieckiger Querschnittsteil (34) vor dem Ultraschallschweißen an der Kante (32) des Zungenelements (28) dem Boden des Nutelements (40) gegenüberliegend gebildet ist, um einen Energierichter mit variablem Grad zu bilden.
  2. Dämpfer nach Anspruch 1, wobei die Kappe (18) eine zentrale Öffnung (42) aufweist, wobei der Dämpfer (10) ferner ein Rotationselement (14) in dem relativ geschlossenen Raum aufweist, welches ferner einen Schaft aufweist, der sich durch die zentrale Öffnung (42) erstreckt.
  3. Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2, wobei der relativ geschlossene Raum Dämpfungsmedium (22) aufweist.
  4. Dämpfer nach Anspruch 3, wobei das Dämpfungsmedium (22) Silikon ist.
  5. Dämpfer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wand (24) zylindrisch ist, die Kante (26) kreisförmig ist und die Kappe (18) kreisförmig ist.
  6. Dämpfer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der dreieckige Querschnittsteil (34) an einer Kante (32) des trapezförmigen Querschnittteils des Zungenelements (28) gebildet ist.
  7. Dämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, ferner aufweisend eine Dichtung (16) in der zentralen Öffnung (42), wobei der Schaft durch die Dichtung (16) verläuft.
  8. Dämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 7, ferner aufweisend ein Zahnrad (20), das an dem Schaft außerhalb des relativ geschlossenen Raumes befestigt ist.
  9. Dämpfer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nutelement (40) mindestens eine Öffnung von 0,55 Millimeter mit mindestens einer dazu benachbarten Wanddicke von 0,50 Millimeter aufweist.
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