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Title:
PNEUMATIC MOVEMENT DAMPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/049936
Kind Code:
A1
Abstract:
A pneumatic movement damper has a cylinder (1) closed on one side, a piston (2) that slides within the cylinder and is connected to a piston rod (3), a packing (4) mounted on the piston (2) and a throttle passage (7) arranged in the piston for connecting the two cylinder spaces (8, 9) separated by the piston and the packing. The piston (2) has a conical seat (2a) that widens away from the piston rod (3) and a flange part (2b) adjacent to the largest diameter of the conical seat (2a). The packing (4) has a truncated recess (4a) that matches the conical seat (2a) and can move within limits in the axial direction between the flange part (2a) and a ring-shaped flange (6) arranged on the piston rod (3) at an axial distance from the flange part (2b). Radial grooves (7, 11) are provided in the faces (2', 6') of the flange part (2b) and ring-shaped flange (6) normal to the axis of the cylinder and oriented towards the packing (4). The groove (7) provided in the flange part (2b) has a smaller cross-section than the groove (11) arranged in the ring-shaped flange (6) and forms the throttle passage. A flow passage (10) is provided between the conical seat (2a) and the recess (4a).

Inventors:
HOFMANN HEINZ A (DE)
Application Number:
PCT/DE1997/001202
Publication Date:
December 31, 1997
Filing Date:
June 13, 1997
Export Citation:
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Assignee:
HOERAUF & KOHLER VERWALTUNGS K (DE)
HOFMANN HEINZ A (DE)
International Classes:
E05F3/02; F16F9/02; F16F9/34; F16F9/36; F16F9/516; (IPC1-7): F16F9/02; F16F9/36; F16F9/34
Foreign References:
EP0198180A21986-10-22
US3937450A1976-02-10
US5471708A1995-12-05
DE29518171U11996-01-11
FR2666857A11992-03-20
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Claims:
Ansprüche
1. Pneumatischer Bewegungsdämpfer , mit einem einseitig geschlossenen Zylinder, mit einem in diesem ver¬ schiebbar gelagerten und mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben, mit einer von dem Kolben getra geπen Manschεtteπdichtung und mit einem am Kolben vorgesehenen Drosselkanal, der die beiden von Kolben und Maπschettεndichtung getrennten Zylinderräume ver¬ bindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) einen sich von der Kolbenstange (3) weg erweiternden Kegelsitz (2a) und ein an dem größten Durchmesser desselben angrenzendes Flanschten (2b) aufweist, daß die Maπschetteπdichtuπg (4) eine dem Kegelsitz (2a) entsprechende kegelstumpfförmige Ausnehmung (4a) aufweist und zwischen dem Flanschten (2b) und einem an der Kolbenstange (3) mit axialem Abstand vom Flanschteil (2b) angeordneten Riπgflaπsch (6) axial begrenzt vεrschiεbbar ist, daß in den der Maπschet tεndichtuπg (4) zugekehrten, normal zur Zylinderachse verlaufenden Flächen (21, 6') von Flanschten (2b) und Riπgflansch (6) radiale Nuten (7, 11) vorgesehen sind, von denen die im Flanschteil (2b) vorgesehene Nut (7) einen kleineren Querschnitt aufweist als die im Ringflansch (6) angeordnete Nut (11) und erstere den Drosselkanal bildet, und daß zwischen Kegelsitz (2a) und Ausπehmuπg (4a) ein Durchlaßkaπal (10) vor¬ gesehen ist.
2. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenzeich πet, daß der Durchlaßkanal durch eine im Kegelsitz (2a) angeordnete, vom Flanschteil (2b) zum Ring¬ flaπsch (6) verlaufende Nut (10) gebildet wird.
3. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in dem Riπgflansch (6) mehrere radiale Nuten (11) vorgesehen sind.
4. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kolben (2) und Kolbenstange (3) zwei getrennte Teile sind und mit der Kolbenstange (3) wahlweise Kolben (2) mit im Querschnitt unter¬ schiedlichen radialen Nuten (7) in den Flanschteilen (2b) vεrbindbar sind.
5. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Kolben (2) eine zentrale Bohrung (12) aufweist und auf einen mit axialen Schlitzen (13) versehenen Ansatz (14) der Kolbenstange (3) aufgeschoben ist, wobei am freien Ende dεs Ansatzes (14) radial nach außen vorstehende Rastnasen (14a) zur Halteruπg des Kolbens (2) vorgesehen sind.
6. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Kolbenstange (3) und Ringflaπsch (6) einteilig sind und aus Kunststoff bestehen.
7. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zylinder (1) an seinem zweiten Ende mit einem Deckel (15) versehen ist, der εinε Öffnung (16) zum Durchtritt der Kolbenstange (3) aufweist.
8. Bewegungsdämpfεr nach Anspruch 1, dadurch gekeπn zeichnet, daß die Manschettεndichtung (4) aus Polyoxymethylen (POM) mit εingelagεrtem Molybdän besteht.
9. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Durchlaßkanal (10) und die radiale Nut (7) im Flanschten (2b) auf einem gemeinsamen Axialschnitt des Kolbens (2) angeordnet sind und un¬ mittelbar ineinander münden.
Description:
Pneumatischer Beωequnqsdämpfer.

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Beweguπgs- dämpfer, mit einem einseitig geschlossenen Zylinder, mit einem in diesem verschiebbar gelagerten und mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben, mit einer von dem Kolben getragenen Maπschettendichtung und mit einem am Kolben vorgesehenen Drüsselkaπal , der die beiden von Kolben und Maπschettendichtung getrennten Zyliπderräume verbindet.

Derartige pneumatische Beuiegungsdämpfer (DE 296 00 ^38 U1) werden häufig zur Verlaπgsamung der Bewegung einer auf- schωeπkbaren Klappe, beispielsweise der Klappe eines Handschuhfaches eines Kraftfahrzeuges, verwendet. Derartige Klappen sind heutzutage meist recht schwer und so ausgestaltet, daß auf Ihnen auch ein Teil des Inhalts des Handschuhfaches liegt. Wenn die Verriege¬ lung der Klappe gelöst wird, dann schwenkt die Klappe unter Schwerkrafteinuiirkung in die Offen-Ξtellung. Damit die Klappe nicht plötzlich herunterklappt und auf die Beine des Passagiers fällt, soll bei der Auf- schLuenkbeujeguπg der Klappe der pneumatische Bewegungs¬ dämpfer eine Vεrlaπgsamung der Bewegung bewirken. Umgekehrt SDII jedoch beim Schließen der Klappe der Beuiegungsdämpfer die Schließbewegung möglichst wenig behindern.

Bei dem bekannten Beweguπgsdämpfer der oben genannten Art ist als Drosselkanal in dem Kolben eine axiale Bohrung vorgesehen. Beim Herausziehen des Kolbens aus dem Zylinder liegt die Manschettendichtung ab¬ dichtend an der Zyliπderωanduπg an und die Luft soll allein durch diese Drαsselbohrung strömen. Um eine ausreichende Dämpfungsωirkung zu erzielen, darf jedoch

die Drosselbohrung nur einen Durchmesser von ca. 0,1 mm aufweisen. Bei der Herstellung des Kolbens aus Kunst¬ stoffmaterial bereitet es Schwierigkeiten, eine der¬ artig feine Bohrung zu erzeugen. Dies kann meist nur mit einem Laserstrahl erfolgen, uiozu ein separater

Arbeitsgaπg erforderlich ist, der die Herstellungskosten verteuert. Die feine Bohrung kann auch zu Fehlfunktioπen oder sogar zu einem Ausfall des Bewegungsdämpfers führen Es können sich nämlich vor der Bohrung oder auch in der Bohrung Schmutzpartikel absetzen, die die Bohrung teil¬ weise oder ganz verstopfen. In erstεrem Fall erfolgt dann die Öffnuπgsbeweguπg der Klappe zu langsam. In letzterem Fall kann die Klappe überhaupt nicht mehr heruntergeklappt werden. Beim Schließen der Klappe uiird der Kolben in den Zylinder eingeschoben. Hierbei würde sich in dem zwischen dem Zylinderbodeπ und dem Kolben befindlichen Zyliπderraum ein Druckpolster aufbauen. Damit dies nicht geschieht, ist die Manschet- teπdichtuπg elastisch ausgebildet, so daß er sich von der Zylinderwaπduπg abheben kann und die Luft dann durch den so gebildeten Ringspalt hiπdurchtretEπ kann. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß derartige elastische Maπschetteπdichtuπgen aus Kunststoff zu einer ratternden Bewegung führen, wenn auch der Zylinder aus Kunststoff ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Bewegungsdämpfer der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der einfach herstellbar ist und be¬ triebssicher arbeitet.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kolben einen sich von der Kolbenstange weg erweiternden Kegelsitz und ein an den größten Durchmesser desselben

angrenzendes Flanschteil aufweist, daß die Manschetteπ- dichtung eine dem Kegelsitz entsprechende kegelstumpf- förmige Ausnehmung aufweist und zwischen dem Flansch¬ teil und einem an der Kolbenstange mit axialem Abstand VDΓΠ Flanschten angeordneten Ringflaπsch axial begrenzt verschiebbar ist, daß in den der Manschetteπdichtung zugekehrten, normal zur Zyliπderachse verlaufen Flächen von Flanschteil und Ringflaπsch radiale Nuten vorgesehen sind, von denen die im Flanschteil vorgesehene Nut einen kleineren Querschnitt aufweist als die im Riπgflansch angeordnete Nut und erstere den Drosselkaπal bildet, und daß zwischen Kegelsitz und Ausnehmuπg ein Durch- laßkaπal vorgesehen ist.

Bei dem erfinduπgsgemäßeπ Bewegungsdämpfer kann sich die Manschettendichtung gegenüber dem Kolben begrenzt verschieben. Beim Herausziehen der Kolbenstange aus dem Zylinder legt sich die Stirnfläche an das Flansch¬ teil abdichtend an und die durch den Durchlaßkaπal zwischen Kegelsitz und Ausnehmung hindurchströmeπde Luft kann dann nur noch durch die radiale Nut im Flanschten hiπdurchströmen. Da diese Nut einen ver¬ hältnismäßig geringen Querschnitt aufweist, tritt eine große Drosselwirkuπg und damit die gewünschte Dämpfung der Kolbenbeωegung beim Herausziehen der Kolbenstange ein. Wird hingegen die Schubrichtung umgekehrt und die Kolbenstange in den Zylinder ein¬ geschoben, dann wird durch die Bremswirkung zwischen Maπschettendichtuπg und innerer Zylinderwand die Manschettendichtung zunächst festgehalten, bis der

Ringflaπsch an der anderen Stirnseite der Manschetten¬ dichtung anliegt und diese mitnimmt. Während der Bewegungsumkehr kann sich der Kegelsitz leicht und reibungslos von der kegelstumpfförmigen Ausnehmung der Maπschettendichtung lösen. Dies ist ein wesent-

licher Vorteil des erfiπdungsgemäßeπ Bewegungsdämpfers , der auch zur Betriebssicherheit beiträgt. Sobald die Manschettendichtung am Riπgflansch anliegt, kann die Luft praktisch ungehindert durch den zwischen Kegel- sitz und Ausπehmung gebildeten Riπgspalt und außerdem durch die radiale Nut - es sind zweckmäßig mehrere derartige radiale (Muten vorgesehen - im Riπgflaπsch hindurchströmen. Da diese Nut bzw. diese Nuten einen beliebig großen Querschnitt aufweisen können, verur- Sachen sie praktisch keine Drosselwirkuπg , so daß der Kolben und die Kolbenstange ungehindert in den Zylinder eingeschoben werden können. Zu diesem unge¬ hinderten Einfahren der Kolbenstange trägt auch die Tatsache bei, daß beim Einfahren die kegelstumpfför- mige Ausnehmuπg der Manschettendichtuπg vom Kegel¬ sitz abgehoben ist. Hierdurch verliert die Maπschet¬ teπdichtuπg ihre radiale Abstützung nach innen, so daß sie beim Einfahren mit geringerer Spannung an die Zylinderwanduπg angedrückt wird und hierdurch die Reibung zwischen beiden Teilen erheblich redu¬ ziert wird. Die Verwendung einer radialen Nut im Flanschten des Kolbens als Drosselkanal hat den Vorteil, daß sich diese Nut beim Spritzen des Kolbens aus Kunststoff leicht herstellen läßt und daußεrdεm besteht so gut wie keine Ver¬ stopfungsgefahr. Sollten einmal Staubpartikel in die Drosselnut gelangt sein, so können sich diese beim Einschieben des Kolbens in den Zylinder leicht wieder aus der Drosselnut lösen, denn beim Eiπschie- ben ist die Maπschettendichtung von dem Flanschten abgehoben und damit die Drosselnut zur Maπschetteπ¬ dichtuπg hin offen. Durch die beim Einschieben ent¬ stehende Luftströmung werden Staubpartikel, die eventuell in die Drosselπut gelangt sind, wieder aus dieser herausgeblasen. Bei dem erfiπdungsgemäßeπ

Bewegungsdämpfer wird die Luft zwischen der vom Flanschteil und dem Kegelsitz abgehobenen Manschetten¬ dichtung und den vorgenannten Teilen sowie die radialen Nuten im Ringflansch hindurchgelεitet. Da hier aus¬ reichend große Querschnitte vorgεsεhεn werden können, besteht keine Verstopfuπgsgefahr und außerdem ist es nicht erforderlich, daß sich die Dichtlippe der Man¬ schettendichtung beim Einschieben des Kolbens von der Zylinderωandung abhebt. Man kann infolgedessen

die Maπschetteπdichtuπg und auch ihre Dichtlippe aus verhältnismäßig steifem Kunststoff, insbesondere sol¬ chem, in welchem Molybdän eingelagert ist, herstellen. Dies hat den Vorteil, daß Rattererscheiπuπgeπ bei Verschiebung der Kolbenstange vermieden werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Uπteraπsprücheπ gekennzeichnet.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht des Bewegungsdämpfers teil- weise im Axialschnitt,

Figur 2 eine Ansicht des Ringflansches gemäß der Linie

II-II der Figur 1, Figur 3 eine Ansicht des Kolbens gemäß der Linie III-III der Figur 1.

Der pneumatische Bewegungsdämpfer besteht zunächst aus einem Zylinder 1, der aus Kunststoff hergestellt ist. In dem Zylinder 1 ist ein Kolben'2 verschiebbar gela¬ gert, der mit der Kolbenstange 3 verbunden ist. Auch der Kolben 2 und die Kolbenstange 3 bestehen aus Kunst¬ stoff. Der Kolbεn 2 weist eiπεπ sich von der Kαlbεn- stange 3 weg erweiternden Kegεlsitz 2a und ein an den größten Durchmesser desselben angrenzendes Flanschteil 2b auf. Auf dem Kolben 2 ist eine Manschettendichtuπg it aπgeordπεt, die eine dem Kegelsitz 2a entsprechende kegelstumpfförmige Ausπehmung ^a aufweist. Die Maπ- schettendichtuπg *♦ weist eine an der Zyliπdεrwaπduπg 1a anliegende Dichtlippe 5 auf. Die Maπschettendichtung k ist ferner zwischen dem Flanschteil 2b und einem an der Kolbenstange 3 mit axialem Abstand vom Flanschten 2b

angeordneten Ringflansch 6 begrenzt verschiebbar. In Figur 1 ist die Manschetteπdichtung 4 in ihrer Stel¬ lung dargestellt, die sie beim Herausziehen der Kolbenstange 3 in Richtung A einnimmt, während in Figur 1, rechts, die Manschettendichtung 4 in einer Position gezeichnet ist, die sie beim Einschieben der Kolbenstange 3 in Richtung B einnimmt.

Das Flanschteil 2b weist in seiner der Manschettendich- tung 4 zugekehrten, normal zur Zylidnerachse Z verlau¬ fenden Fläche 2' eine radiale Nut 7 auf, die auch einen sich stufenweise verjüngenden Querschnitt haben kann. Wenn die Maπschettendichtuπg 4 beim Herausziehen der Kolbenstange in Richtung A an dem Flanschten 2b anliegt, dann bildet diese Nut 7 den einzigen Drossel¬ kanal, durch den Luft von dem unteren Zylinderraum ß in den oberen Zylinderraum 9 überströmεn kann.

Ferner ist auch der Kegelsitz mit einer sich entlang einer seiner Mantellinieπ erstreckenden Nut 10 versehen. Diese Nut 10 kann jedoch einen größeren Querschnitt haben als die Nut 7 bzw. Teile derselben. Der Riπg- flansch 6 weist in seiner der Manschettendichtuπg 4 zugekehrten Fläche 6' vier Nuten 11 auf, deren Quer- schnitt zusammengerechnet wesentlich größer ist als der Querschnitt der Drossεlnut 7.

Zweckmäßig sind Kolben 2 und Kolbenstange 3 zwei ge¬ trennte Teile, die miteinander verbindbar sind. Der Kolbεπ 2 wεist εine zεπtralε Bohrung 12 auf und ist auf einen mit axialen Schlitzen 13 versehenen Ansatz 14 der Kolbεnstaπge aufgeschoben. Hierbei sind an dem freiεπ Eπdε dεs Ansatzes 14 radial nach außen vorstehen¬ de Rastnasen 14a zur Halteruπg dεs Kolbens 2 vorgεseheπ.

Zur Herstellung von Bewegungsdämpfεrπ mit unterschiεd- licher Dämpfungswirkuπg ist es lediglich erforderlich, unterschiedliche Kolben 2 herzustellen, die sich von¬ einander nur durch den Querschnitt ihrer radialen Nuten 7 unterscheiden. Diese Kolben werden dann wahl¬ weise durch Aufschieben auf den Ansatz 14 mit der Kolbenstange 3 verbunden.

Die Kolbenstange 3 und der Riπgflaπsch 6 bestehen zweck- mäßig aus einem Teil und sind ebenfalls aus Kunststoff gespritzt .

Ferner ist es zweckmäßig, den Zylinder 1 an seinem zweiten Ende mit einem Deckεl 15 zu versehen, der eine Öffnung 16 zum Durchtritt der Kolbenstange 3 aufweist. Durch diesen Deckel 15 wird das Eindringen von Staub und sonstigen Fremdkörpern in das Innere des Zylinders 1 weitgehend verhindert. Außerdem dient die Öffnung 16 im Deckel 15 zur Führung der Kolbenstange. Hierbei kann jedoch zwischen der Kolbenstange 3 und der Öffnung 16 ausreichend Spiel vorhanden sein, um eine seitliche Ausweichbewegung der Kolbenstange 3 gegenüber der Zylinderachse Z in vorbestimmtεn Grenzen zu ermöglichen.

Um Rattererscheinungen bei der Vεrschiebung der Kolben¬ stange 3 zu vermeiden, sollte die Manschettεπdichtuπg 4 aus gεnügeπd hartem Kunststoffmaterial , insbesondere Polyoxymethyleπ (= POM) mit eiπgεlagertεm Molybdän hergestellt sein.

Die Arbeitsweise des neuen Bewegungsdämpfers ist folgende

Wird die Kolbenstange 3 in Richtung A aus dem Zylinder 1 herausgezogen, dann wird zunächst durch die Reibung zwischen Dichtlippe 5 und innerer Zylinderwand 1a die

Manschetteπdichtuπg 4 festgehalten. Der Flanschteil 2b legt sich an die obere Stirnfläche der Manschetten- dichtuπg 4 abdichtend an. Beim weiteren Herausziehen der Kolbenstange 3 in Richtung A bildet sich im oberen Zyliπderraum 9 ein Vakuum. Es kann jedoch noch Luft durch die Nut 10 im Kεgεlsitz 2a und durch die radiale Nut 7 im Flanschten 2b aus dem unteren Zylinderraum 8 in den oberen Zyliπderraum 9 überströmen. Hierbei wird die Luftstömung in der Nut 7 mit kleinem Querschnitt gedrosselt. Dies führt zu der gewünschten Bewegungs¬ dämpfung beim Herausziehen der Kolbenstange 3 in Rich¬ tung A.

Wenn jedoch die Bewegungsrichtuπg umgekehrt wird und die Kolbenstange 3 in Richtung B in den Zylinder 1 εiπgeschoben wird, dann verschiebt sich zunächst der Kalben gegenüber der durch Rεibung festgεhaltenen Maπschettendichtung 4 nach oben, wodurch der Kegel¬ sitz 2a von der kegεlstumpfförmigen Ausnehmuπg 4a abgehoben wird. Bei weiterer Verschiebung kommt der

Riπgflaπsch 6 an der. unteren Stirnfläche der Manschet¬ tendichtung 4 zur Anlage. Die Luft kann nunmehr durch den zwischen dem Flanschteil 2b sowie dem Kegelsitz 2a und der Manschetteπdichtuπg 4 gebildeten Ringspalt und die radialen Nuten 11 in einem verhältnismäßig großen Querschnitt hiπdurchströmen, wie es in Figur 1, rechts, dargestεllt ist, so daß eine ungehinderte Bewegung dεr Kolbenstange 3 in Richtung B sichergεstellt ist.

Zweckmäßig sind der Durchlaßkanal 10 und die radiale

Nut 7 im Flanschteil 2b, wie es in Figur 3 dargestellt ist, auf einem gemeinsamen Axialschnitt des Kolbens 2 angeordnet und münden unmittelbar iπeiπandεr. Auf diese Weise wird die Anzahl der Kanäle kleiπgehalteπ und die Gesamtlänge der Verbindungskanäle zwischen den beiden Zyliπdεrräumεn ist kurz.