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Dokumentenidentifikation DE202005020820U1 21.09.2006
Titel Fluiddämpfer
Anmelder Julius Blum GmbH, Höchst, AT
Vertreter Grättinger & Partner (GbR), 82319 Starnberg
DE-Aktenzeichen 202005020820
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 21.09.2006
Registration date 17.08.2006
Application date from patent application 04.02.2005
File number of patent application claimed PCT/AT2005/000037
IPC-Hauptklasse F16F 9/34(2006.01)A, F, I, 20060617, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16F 9/02(2006.01)A, L, I, 20060617, B, H, DE   F16F 9/10(2006.01)A, L, I, 20060617, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fluiddämpfer, insbesondere für bewegliche Möbelteile, mit einem in einem Zylinder geführten relativ zum Zylinder verschiebbaren Kolben, wobei im Kolben und/oder zwischen Kolben und Zylinder zumindest eine Durchströmöffnung für durchströmendes Fluid vorgesehen ist.

Fluiddämpfer sind beim Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausbildungsformen und Einsatzgebieten bekannt. Unter anderem werden sie in Verbindung mit beweglichen Möbelteilen verwendet. So kann mit entsprechenden Fluiddämpfern z.B. die Schließbewegung von Möbeltüren abgedämpft werden, womit ein lautstarkes Zuschlagen sowie eventuelle Beschädigungen der Türen verhindert sind. Die Dämpfwirkung der Fluiddämpfer beruht im Wesentlichen auf dem Strömungswiderstand eines im Zylinder vorhandenen Fluids. Bei Druckbeaufschlagung des Kolbens wird dieser relativ zum Zylinder verschoben, wobei das Fluid über Durchströmöffnungen durch den Kolben hindurch oder zwischen Kolben und Zylinder von einer Zylinderkammer in eine andere strömt. Anstelle oder aber auch ergänzend zur Dämpfwirkung mittels Strömungswiderstand kann auch ein Energieabbau durch Reibung vorgesehen sein.

Bei den beim Stand der Technik bekannten Fluiddämpfern kommt es, wenn diese mit zu hohem Druck beaufschlagt werden, zum sogenannten Dämpferprellen. In dieser Situation kann das Fluid nicht mehr in ausreichendem Maße am Kolben vorbei oder durch den Kolben hindurch strömen. Der erhöhte Druck wird dann nicht mehr durch den Dämpfer abgebaut, sodass der Kolben bzw. die daran befestigte Kolbenstange abrupt stehen bleibt oder zurückfedert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Fluiddämpfer dahingehend zu verbessern, dass das geschilderte Dämpferprellen bei Überlast wirksam verhindert ist.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem oberhalb eines Schwellwertes einer Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer zumindest eine Überlastöffnung im Kolben und/oder zwischen Kolben und Zylinder öffenbar ist.

Es wird somit vorgesehen, dass ab einem gewissen Schwellwert einer Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer bzw. auf seine Kolbenstange oder den Kolben Überlastöffnungen geöffnet werden, durch die zusätzlich zu den und/oder anstelle der Durchströmöffnungen Fluid durch den Kolben hindurch und/oder am Kolben vorbei strömen kann, wodurch ein zu starker Anstieg der Bremskraft und damit auch das unerwünschte Dämpferprellen verhindert ist. In einer solchen Missbrauch- bzw. Überlastsituation ist durch die geöffneten Überlastöffnungen ein starker Druckabbau möglich. Der jeweilige Schwellwert der Druckbeaufschlagung kann vom Fachmann je nach Anwendungsgebiet durch entsprechende Wahl der Form und Größe der Überlastöffnungen, der verwendeten Wandstärken und der Materialien bestimmt werden.

Günstig für einen optimalen Druckabbau im Überlastfall ist es, wenn die Überlastöffnung ab dem Schwellwert der Druckbeaufschlagung mit weiter zunehmender Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer, vorzugsweise kontinuierlich, weiter öffenbar ist. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Fluiddämpfer als Lineardämpfer ausgebildet. Besonders günstig kann die erfindungsgemäße Art der Absicherung gegen Überlast bei Fluiddämpfern eingesetzt werden, deren Dämpfwirkung im Wesentlichen auf dem Strömungswiderstand des Fluids beruht. Als Fluide kommen sowohl Gase, wie z.B. Luft, wie auch Flüssigkeiten bzw. Hydraulikflüssigkeiten, wie z.B. Öle, in Frage. Bevorzugte Ausführungsformen sehen den Einsatz der erfindungsgemäßen Fluiddämpfer bei beweglichen Möbelteilen wie Türen, Schubladeneinzügen oder Scharnieren, insbesondere Möbelscharnieren, vor.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:

Die 1 bis 3 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,

die 2a und 3a Detaildarstellungen aus den 2 und 3,

die 4 und 5 Draufsichten auf den Kolben des ersten Ausführungsbeispiels aus Richtung A-A (siehe 2 und 3),

die 6 bis 8 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,

die 7a und 8a Details aus den 7 und 8,

die 9 das zweite Ausführungsbeispiel in einer Überlastsituation,

die 10 ein Möbelscharnier mit erfindungsgemäßem Fluiddämpfer,

die 11 eine schematische Darstellung zum Ablauf der Schließbewegung einer Möbeltür mit erfindungsgemäßem Fluiddämpfer,

die 12 sowie 12a und 12b ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,

die 13 sowie 13a und 13b ein viertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,

die 14 sowie 14a bis 14d ein fünftes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,

die 15 sowie 15a bis 15d ein sechstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel und

die 16 bis 18a eine spezielle Form und Ausbildung von Durchströmöffnungen.

Beim Fluiddämpfer 19 gemäß den Ausführungsbeispielen ist der Kolben 2, wie an sich bekannt, verschiebbar in einem Zylinder 1 geführt. Die Druckbeaufschlagung auf den Kolben 2 erfolgt mittels der Kolbenstange 5. Die Rückstellfeder 6 dient im Wesentlichen zur Rückstellung des Kolbens 2 im Anschluss an einen Dämpfvorgang. Bei letzterem wird der Kolben durch Druckbeaufschlagung auf die Kolbenstange 5 in Richtung 23 in den Zylinder 1 hineingeschoben.

Der Absorber 7 ist aus einem leicht kompressiblen Material, wie z.B. Moosgummi, hergestellt. Er dient dem Volumensausgleich der Kolbenstange 5, wenn diese in Richtung 23 in den Zylinder 1 hineingeschoben wird. Die Abdichtungen 8 und 9 können in beliebiger, beim Stand der Technik bekannter Art ausgeführt sein. Sie verhindern lediglich das ungewollte Ausströmen des im Inneren des Zylinders 1 angeordneten Fluids und damit einen ungewollten Druckabfall. Auf dem Kolben 2 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 5 ein ring- oder röhrenförmig ausgebildetes Verschlusselement 3 angeordnet. Dieses ist längs erstreckt und auf dem Kolben 2 relativ zu diesem verschiebbar gelagert. Das Verschlusselement 3 erfüllt im vorliegenden Ausführungsbeispiel wie auch in der Variante gemäß 6 bis 9 eine Doppelfunktion. Zum einen wird die Durchströmöffnung 4 bei Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer 19 bzw. dessen Kolbenstange 5 in ihrem Durchflussquerschnitt verkleinert. Zum anderen öffnet das Verschlusselement 3, wie im Detail anhand der 3, 3a, 4 und 5 gezeigt, im Überlastfall die Überlastöffnungen 10, welche im Kolben 2 angeordnet sind. Um diese Doppelfunktion ausüben zu können, ist das Verschlusselement 3 radial dehnbar ausgebildet. Bei Druckbeaufschlagung kann sich das Verschlusselement 3 dadurch in Richtung der Wandung des Zylinders 1 ausdehnen, womit die ringförmige und zwischen Verschlusselement 3 und Innenwandung des Zylinders 1 angeordnete Durchströmöffnung 4 in ihrem Querschnitt verkleinert und damit der Strömungswiderstand des Fluids vergrößert wird.

Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Überlastsicherung wird bezüglich dieses Ausführungsbeispiels im Speziellen auf die 3, 3a, 4 und 5 verwiesen. Die 4 zeigt eine Ansicht aus Richtung A-A auf den Kolben 2 in der in 2 dargestellten Normalbetriebssituation, in der die Druckbeaufschlagung unterhalb des Schwellwertes liegt und das Fluid durch den Ringspalt 4 hindurchströmen kann. 5 zeigt die Ansicht auf den Kolben 2 aus Richtung A-A in der in 3 dargestellten Überlastsituation. 3a zeigt den in 3 mit einem Kreis gekennzeichneten Bereich in einer vergrößerten Darstellung. Im Normalbetrieb, in dem die Druckbeaufschlagung kleiner als der vorgegebene Schwellwert ist, kann Fluid zwischen dem Verschlusselement 3 und der Wandung des Zylinders 1 durch die Durchströmöffnung 4 strömen, wodurch der Kolben 2 innerhalb des Zylinders 1 verschiebbar ist. Durch Zunehmen der Druckbeaufschlagung wird das ringförmige Verschlusselement 3 radial gedehnt, wodurch die Durchströmöffnung 4 in ihrem Querschnitt verkleinert wird. Die Dimensionierung des Kolbens 2 mit den sich vom Kolbenäußeren zum Kolbeninneren hin verjüngenden Überlastöffnungen 10 sowie des Innendurchmessers des Zylinders 1 wie auch der Wandstärke und die Materialeigenschaften des Verschlusselementes 3 sind so gewählt, dass bei Erreichen des für die jeweilige Anwendung des Fluiddämpfers vorgesehenen Schwellwertes durch zunehmende Dehnung des Verschlusselementes 3 die Überlastöffnungen 10 im Bereich 12 geöffnet werden, sodass Fluid durch sie hindurchströmen kann. Hierdurch wird ein Blockieren bzw. Prellen des Kolbens im Fall zu hoher Druckbeaufschlagung verhindert. Die in 5 dargestellte Überlastsituation ist in 3a noch einmal in einer Schnittdarstellung gezeigt.

Neben der druckabhängigen Steuerung des Durchflussquerschnitts und damit des Strömungswiderstandes des Fluids durch Dehnung des Verschlusselementes 3 ist in allen Ausführungsbeispielen zusätzlich noch eine wegabhängige Steuerung des Strömungswiderstandes realisiert. Hierzu ist vorgesehen, dass der Innendurchmesser des Zylinders in dem Bereich, in dem der Kolben verschiebbar ist, also z.B. in den Bereichen 11a, 11b, 11c und 11d, unterschiedlich groß ist. Durch die so erreichte Verjüngung des Zylinderinnendurchmessers in Richtung der Verschlusskappe 8 wird die Durchströmöffnung 4 bei zunehmendem Eindrücken des Kolbens 2 in den Zylinder 1 in Richtung 23 verkleinert. Hierdurch ist der Strömungswiderstand des Fluids automatisch umso höher, je weiter die Kolbenstange 5 bzw. der Kolben 2 in den Zylinder 1 eingeschoben ist. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel in der Situation, in der auf die Kolbenstange 5 im Wesentlichen noch kein Druck ausgeübt wird. 1 zeigt darüber hinaus auch die relative Stellung von Kolben 2 und Verschlusselement 3 bei der Rückstellung des Kolbens mittels der Feder 6 entgegen der Richtung 23. In der gezeigten Rückstellsituation ist ein relativ großer Spalt zwischen dem Verschlusselement 3 und dem Kolben 2 frei. Dieser erlaubt ein gutes Durchströmen des Fluids und damit eine schnelle Rückstellung. In 2 erfolgt die Verringerung des Querschnitts der Durchströmöffnung im Übergang zwischen den Bereichen 11b und 11c.

Im zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß der 6 bis 9 sind im Kolben 2' zusätzliche Durchströmöffnungen 4' angeordnet. Das ringförmige Verschlusselement 3' ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht relativ zum Kolben 2' verschiebbar, sondern greift in eine Nut 18 im Kolben ein. Das Verschlusselement 3' ist wie auch im ersten Ausführungsbeispiel radial dehnbar, sodass die Durchströmöffnungen 4, wie bereits geschildert, in ihrem Öffnungsquerschnitt druckabhängig durch das Verschlusselement 3' gesteuert werden können. Eine weitere druckabhängige Steuerung des Gesamtdurchflussquerschnitts ist in diesem Beispiel durch das Zusammenspiel der Bremslamelle 15 mit der Abdecklamelle 16 gegeben. Beide Lamellen sind verschiebbar zueinander und zum Kolben 2' auf einem Verbindungsstab 14 gelagert, welcher den Kolben 2' mit dem Verbindungselement 13 verbindet. Der Kolben 2' ist über besagten Verbindungsstab 14 und das Verbindungselement 13 gegen die Feder 6 abgestützt, welche dieselbe Funktion wie im ersten Ausführungsbeispiel ausübt.

Die druckabhängige Steuerung erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel im Zusammenspiel der Lamellen 15 und 16 mit der druckabhängigen Dehnung des Verschlusselementes 3'. Im Ergebnis wird hierdurch eine gleichbleibende Steuerung der Bremskraft bzw. Dämpfung des Fluiddämpfers 19 für unterschiedliche Schließkräfte erreicht. Diese verändern sich z.B. durch Alterung der Schließmechanismen, wie z.B. der Scharniere, oder variieren durch die Verwendung verschiedener Scharniertypen. Die Lamellen 15 und 16 können dabei so fein bzw. leichtgängig gefertigt werden, dass sie bereits auf geringe Drücke reagieren, womit besonders gut Änderungen der Schließkraft ausgeglichen werden können. Das Verschlusselement 3' ist dann günstigerweise so ausgebildet, dass es auf größere Druckänderungen reagieren kann.

6 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel, wenn die Kolbenstange 5 mittels der Feder 6 vollständig ausgefahren worden ist. Die Überströmöffnungen 4' und 4 sind in dieser Situation maximal geöffnet. Wird nun Druck auf die Kolbenstange 5 in Richtung 23 ausgeübt, so legt sich die Bremslamelle 17 durch Verschieben entlang des Verbindungsstabes 14 zunächst an den Kolben 2' an und verschließt dabei zumindest teilweise die Durchströmöffnungen 4'. Die Bremslamelle 15 weist zumindest eine Lamellenöffnung 17 auf, welche so angeordnet ist, dass Fluid noch durch die Lamellenöffnung 17 und zumindest einen Teil der Durchströmöffnung 4' strömen kann. Bei weiterem Druckaufbau wird die Abdecklamelle 16 ebenfalls Richtung Kolben 2' verschoben und bei entsprechendem Druck, wie in den 7, 7a, 8 und 8a gezeigt, verformt. Je nach Grad der Verformung wird dabei die Lamellenöffnung 17 teilweise oder vollständig verschlossen. Gleichzeitig erfolgt durch den Druckaufbau auch eine Dehnung des ringförmigen Verschlusselementes 3', wodurch wiederum die äußere ringförmige Durchströmöffnung 4 in ihrem Öffnungsquerschnitt verjüngt wird.

Steigt die Druckbeaufschlagung über einen für den jeweiligen Einsatzbereich des Dämpfers vorgesehenen Schwellwert an, so kommt es auch bei diesem Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Überlastsicherung durch Öffnung der Überlastöffnung 10, welche in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Nut 18 ausgeführt ist. Die Überlastsituation ist in 9 dargestellt. Das Verschlusselement 3' wird durch entsprechenden Druckaufbau im Bereich der Nut 18 so weit gedehnt, dass die Überlastöffnung 10 geöffnet wird, wodurch dem Fluid wieder eine Möglichkeit zum Vorbeiströmen am Kolben 2' gegeben ist. Dabei wird das Verschlusselement 3' durch eine in 9 nicht sichtbare Abstützung so in seiner Position relativ zum Kolben 2' gehalten, dass keine Relativverschiebung zwischen Verschlusselement 3' und Kolben 2' möglich ist, und das Verschlusselement nach Beendigung der Überlastsituation wieder in die Nut 18 einrastet.

In den ersten beiden Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 9 erfüllt das Verschlusselement 3 bzw. 3' eine Doppelfunktion. Zum Einen steuert es das Öffnen und Schließen der Überlastöffnung(en) 10. Zum Anderen kontrolliert das Verschlusselement auch den Strömungsquerschnitt der Durchströmöffnungen 4.

In den nun im folgendem beschriebenen weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen gemäß den 12 bis 15d sind diese beiden Funktionalitäten voneinander getrennt. Zum Öffnen und Schließen der Überlastöffnung(en) 10 ist mindestens eine Überlastkontrolleinrichtung 28 vorgesehen. Zur Veränderung des Strömungsquerschnitts der Durchströmöffnungen 4 weist der Fluiddämpfer 19 ein Durchströmöffnungskontrollelement 24 auf. Die Überlastkontrolleinrichtung 28 und das Durchströmöffnungskontrollelement 24 sind voneinander getrennte – unterschiedliche – Bauteile des Fluiddämpfers 19.

Das Durchströmöffnungskontrollelement 24 weist im Wesentlichen die Merkmale des Verschlusselements 3, 3' der ersten beiden Ausführungsbeispiele auf bzw. kann entsprechend ausgebildet sein. So ist insbesondere vorgesehen, dass genanntes Element 24 dehnbar ist, sodass der Durchschlussquerschnitt der Durchströmöffnungen 4 bei Zunahme der auf den Fluiddämpfer 19 wirkenden Druckbeaufschlagung durch das Durchströmkontrollelement verkleinerbar ist. Günstigerweise ist dieses wie die Verschlusselemente 3, 3' ring- oder röhrenförmig ausgebildet und radial dehnbar. Darüber hinaus kann auch noch vorgesehen sein, dass das Durchströmöffnungskontrollelement 24 längs erstreckt ist und vorzugsweise entlang seiner Längserstreckung unterschiedliche Wandstärken aufweist. In den Ausführungsbeispielen gemäß den 12 bis 15d ist das Element 24 auch zwischen einem Anschlag 27 am Kolben 2 und einem Anschlag des jeweiligen Verbindungselement 13 in der Zylinderlängsrichtung verschiebbar gelagert.

In den 12 bis 12b ist eine erste Variante einer vom Durchströmöffnungskontrollelement 24 separierten Überlastkontrolleinrichtung 28 gezeigt, bei der diese im Wesentlichen eine federbelastete Kugel 25 aufweist. Dies ist dazu vorgesehen, die Überlastöffnung 10 zu verschließen, solange die Druckbeaufschlagung im Fluid unterhalb eines vorgebbaren Schwellwertes ist. Wird dieser durch die Eigenschaften der die Kugel belastenden Feder 26 vorgebbare Schwellwert überschritten, so kommt es zur Auslenkung, vorzugsweise zur Komprimierung, der Feder 26, womit die Überlastöffnung 10 freigegeben und dem Fluid eine Wegsamkeit durch den Kolben 2 hindurch eröffnet ist. 12a zeigt den Ausschnitt 34 aus 12 im Überlastfall, bei dem die Kugel 25 die Überlastöffnung 10 freigibt. 12b zeigt das selbe Detail im Normalzustand, in dem die Kugel 25 beaufschlagt durch die Feder 26, die Überlastöffnung 10 verschließt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die die Kugel 25 belastende Feder 26 parallel zur Bewegungsrichtung des im Zylinder verschiebbaren Kolbens 2 auslenkbar.

Im Ausführungsbeispiel gemäß der 13 bis 13b ist ebenfalls eine federnde Variante der Überlastkontrolleinrichtung 28 vorgesehen. Diese wird jedoch in radialer Richtung ausgelenkt. In Ausführungsbeispielen dieses Typs weist die Überlastkontrolleinrichtung zum Öffnen und Verschließen der Überlastöffnung 10 einen federnden Ring oder ein, vorzugsweise c-förmiges, federndes Ringsegment 29 auf. Dieses verschließt im Normalbetrieb mit der Verschlusskappe 30 die Überlastöffnung 10 im Kolben 2. Erst wenn ein durch die elastischen Eigenschaften des Ringsegmentes 29 (bzw. Rings) vorgegebener Schwellwert der Druckbeaufschlagung überschritten wird, wird das Ringsegment 29 so weit gedehnt, dass die Überströmöffnung 10 freigegeben ist und Fluid durch sie hindurch und am Kolben 2 vorbeiströmen kann. Diese Situation ist in dem Ausschnitt 35 in 13a dargestellt. 13b deutet in einer Explosionsdarstellung an, dass das federnde Ringsegment 29 den Kolben 2 teilweise umfasst, wobei die Überlastöffnung 10 in der Mantelfläche des Kolbens 2 angeordnet ist.

Im fünften erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß der 14 bis 14d weist die Überlastkontrolleinrichtung 28 einen exzentrisch dehnbaren Ring 31 auf. Dieser ist im gezeigten Ausführungsbeispiel, wie dies besonders gut in 14b zu sehen ist, mit einer Rastnase 32 ausgestattet, welche dazu vorgesehen ist, in der Aufnahme 33 des Kolbens 2 verankert zu werden. Hierdurch ist der exzentrisch dehnbare Ring 31 nur abschnittsweise bzw. nur in einem kleinen Teilbereich am Kolben 2 fixiert. Bei Druckbeaufschlagung kommt es durch diese einseitige Fixierung zu einer exzentrischen Dehnung des Ringes 31. Bei Überschreitung des vorgebbaren Schwellwertes wird durch entsprechende Dehnung die in 14d dargestellte Überlastöffnung 10 im Kolben 2 frei, wodurch wiederum Fluid am Kolben 2 vorbeiströmen kann. 14c zeigt die selbe Ansicht aus Richtung 37 auf den Kolben 2, allerdings in der Situation, bei der die Druckbeaufschlagung auf den exzentrisch dehnbaren Ring 31 unterhalb des Schwellwertes liegt und die Überlastöffnung 10 durch den Ring 31 verschlossen ist. 14a zeigt das Detail 36 aus der Schnittdarstellung 14. In der hier dargestellten Situation ist die Überströmöffnung 10 durch den exzentrisch dehnbaren Ring 31 verschlossen.

Die 15 bis 15d zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem die Überlastkontrolleinrichtung 28 eine vorzugsweise scheibenförmige Überlastlamelle 38 aufweist, welche zum Öffnen und Verschließen wiederum im Kolben 2 vorgesehene Überlastöffnungen 10 mindestens einen elastisch deformierbaren Bereich 39 aufweist. Der bzw. die Bereiche 39 werden von, vorzugsweise im Wesentlichen v-förmigen oder u-förmigen Ausnehmungen 41, teilweise umgeben. Die so gebildeten Laschen lassen sich bei entsprechender Druckbeaufschlagung verbiegen und öffnen damit die Überlastöffnungen 10, wodurch wiederum Fluid durch den Kolben 2 hindurchströmen kann. Die Überlastlamelle 38 ist wie dies anhand der Detaildarstellungen 15b bis 15d des Ausschnitts 40 zu sehen ist, parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 axial verschiebbar auf diesem gelagert. 15b zeigt die Situation, bei der die Überlastlamelle 38 von ihrem Anschlag am Kolben 2 entfernt ist. 15c zeigt die Situation bei der sie zwar am Kolben 2 anliegt aber die Überlastöffnung 10 noch nicht freigibt. In 15d sind die deformierbaren Bereiche 39 nach Überschreiten des Schwellwertes der Druckbelastung aufgebogen und die Überlastöffnung(en) 10 ist (sind) freigegeben.

Zur wegabhängigen Dämpfung ist in dem bereits gezeigten und besprochenen Ausführungsbeispielen das Zusammenspiel des Verschlusselementes 3, 3' bzw. des Durchströmöffnungskontrollelementes 24 mit dem vorzugsweise variablen Innendurchmesser des Zylinders 1 vorgesehen. Die 16 bis 18 zeigen darüber hinaus noch eine Variante, bei der zur Steuerung des Strömungsquerschnittes zusätzlich, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens verlaufende, im Wesentlichen nutförmige Durchströmöffnungen 42 vorgesehen sind. Dies können sowohl in der zum Kolben 2 weisenden Innenwandung des Zylinders 1 als auch im Kolben 2 und/oder im Durchströmöffnungskontrollelement 24 oder im Verschlusselement 3, 3' angeordnet sein.

Wie die 16 bis 18a zeigen, ist auch bei den im Wesentlichen nutförmigen Durchströmöffnungen 42 vorzugsweise vorgesehen, dass sie in Längsrichtung des Zylinders ihren Strömungsquerschnitt variieren. So zeigt 16a den Querschnitt in der in 16 dargestellten Stellung, bei der der Kolben am Anfang der Dämpfbewegung ist. Wird die Kolbenstange 5 und damit der Kolben weiter eingeschoben, kommt es in der in den 17 und 17a dargestellten Situation bereits zu einer Veränderung sowohl der nutförmigen Durchströmöffnungen 42 als auch der ringförmigen Durchströmöffnung 4. In der in 18 und 18a dargestellten Situation, bei der die Kolbenstange 5 nahezu komplett in den Zylinder eingeschoben ist, sind die ringförmigen Durchströmöffnungen 4 komplett verschlossen. In diesem Bereich sind auch keine nutförmigen Durchströmöffnungen 42 mehr in der Zylinderinnenwand vorgesehen. Offen sind lediglich noch die nutförmigen Durchströmöffnungen 42 in dem Durchströmöffnungskontrollelement 24. Die gezeigte Variante mit den zusätzlichen nutförmigen Durchströmöffnungen 42 ist in allen gezeigten und vorher diskutierten Ausführungsbeispielen möglich. Sie erlaubt es, den in der jeweiligen Stellung des Kolbens zur Verfügung stehenden Krümmungsquerschnitt besonders stark über die Längserstreckung des Zylinders 1 zu variieren. Dies ist also eine günstige weitere Variante der Dämpfungseigenschaften des Fluiddämpfers wegabhängig zu gestalten.

Das Verhältnis zwischen Druckbeaufschlagung und Dehnung kann durch Materialwahl und entsprechende Dimensionierung des Verschlusselementes 3 bzw. 3' bzw. der Überlastkontrolleinrichtung 28 und des Durchströmöffnungskontrollelementes 24 erreicht werden. Bevorzugt ist z.B. ein quadratischer Zusammenhang, bei dem die Dehnungsänderung pro Druckänderung mit zunehmender Druckbeaufschlagung abnimmt. Günstige Materialien für die Herstellung des Verschlusselementes sind Thermoplaste und/oder Elastomere, wie z.B. TPE's (thermoplastische Elastomere). Durch unterschiedliche bzw. variierende Wandstärken der genannten Bauteile kann zusätzlich noch eine gewünschte Variation des Dehnungsverhaltens erreicht werden. So kann sowohl vorgesehen sein, dass sich die Bauteile in manchen Bereichen mehr als in anderen oder aber auch gleichmäßig über ihre gesamte Längserstreckung ausdehnen.

10 zeigt ein Möbelscharnier 20 als eine Anwendungsform, auf dem ein erfindungsgemäßer Fluiddämpfer 19 angeordnet ist. Dieser ist hier auf den Scharnierarm 22 aufgesetzt. Die Kolbenstange stützt sich auf der Gegenseite ab.

11 zeigt schematisch das Schließverhalten einer Tür, die mit einem Möbelscharnier mit erfindungsgemäßem Fluiddämpfer 19 ausgestattet ist. Im gezeigten Diagramm ist die Bewegungsgeschwindigkeit v der Tür gegen den Öffnungswinkel &agr; aufgetragen. Es werden die Phasen I bis IV des Schließvorganges unterschieden. In der Phase I (bis zu einem Schließwinkel von ca. 20°) ist der Fluiddämpfer nicht in Aktion. In Phase II erfolgt ein sanftes erstes Bremsen und Abfangen der Tür. In der Phase III wird der wesentliche Bremsvorgang durch ein Zusammenspiel der oben geschilderten druckabhängigen und wegabhängigen Dämpfung sichergestellt. Im Bereich IV ist dann die Geschwindigkeit der Tür bereits fast auf Null abgebremst. Es erfolgt ein sanftes Schließen.


Anspruch[de]
  1. Fluiddämpfer, insbesondere für bewegliche Möbelteile, mit einem in einem Zylinder geführten relativ zum Zylinder verschiebbaren Kolben, wobei im Kolben und/oder zwischen Kolben und Zylinder zumindest eine Durchströmöffnung für durchströmendes Fluid vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb eines Schwellwertes einer Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer (19) zumindest eine Überlastöffnung (10) im Kolben (2, 2') und/oder zwischen Kolben (2, 2') und Zylinder (1) öffenbar ist.
  2. Fluiddämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastöffnung (10) ab dem Schwellwert der Druckbeaufschlagung mit weiter zunehmender Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer, vorzugsweise kontinuierlich, weiter öffenbar ist.
  3. Fluiddämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass seine Dämpfwirkung im Wesentlichen auf dem Strömungswiderstand des Fluids beruht.
  4. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Lineardämpfer ist.
  5. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1) zumindest zwei unterschiedliche Innendurchmesser in dem Bereich aufweist, in dem der Kolben (2, 2') verschiebbar ist.
  6. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmöffnung (4, 4') in ihrem Durchflussquerschnitt bei Zunahme der auf den Fluiddämpfer (19) wirkenden Druckbeaufschlagung durch zumindest ein Verschlusselement (3, 3') verkleinerbar ist.
  7. Fluiddämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (3, 3') ring- oder röhrenförmig ausgebildet ist.
  8. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (3, 3') radial dehnbar ist.
  9. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (3, 3') längs erstreckt ist und vorzugsweise entlang seiner Längserstreckung unterschiedliche Wandstärken aufweist.
  10. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mit zunehmender Druckbeaufschlagung in ihrem Querschnitt verkleinerbare Durchströmöffnung (4, 4') zumindest bereichsweise zwischen Verschlusselement (3, 3') und der Innenwandung des Zylinders (1) angeordnet ist.
  11. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmöffnung (4) zumindest bereichsweise zwischen Kolben (2) und Verschlusselement (3, 3') angeordnet ist.
  12. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (3, 3'), vorzugsweise auf dem Kolben (2), relativ zum Kolben (2) verschiebbar gelagert ist.
  13. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastöffnung (10) in Form einer, vorzugsweise umlaufenden, Nut (18) in der Außenfläche des Kolbens (2') ausgebildet ist und das Verschlusselement (3') in diese Nut (18) eingreift.
  14. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastöffnung (10) im Kolben (2) mit vom Kolbenäußeren zum Kolbeninneren hin sich verjüngenden Öffnungsquerschnitt ausgebildet ist.
  15. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, vorzugsweise zusätzliche, Durchströmöffnung (4') im Kolben (2') vorgesehen ist, welche durch zumindest eine Bremslamelle (15) bei Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer (19) teilweise verschließbar ist.
  16. Fluiddämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremslamelle (15) zumindest eine Lamellenöffnung (17) aufweist, welche so angeordnet ist, dass Fluid durch die Lamellenöffnung (17) der Bremslamelle (15) und die Durchströmöffnung (4') strömen kann.
  17. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdecklamelle (16) vorgesehen ist, welche die Lamellenöffnung (17) der Bremslamelle (15) in Abhängigkeit der Druckbeaufschlagung auf den Fluiddämpfer (19) unterschiedlich stark schließt.
  18. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremslamelle (15) mit der Lamellenöffnung (17) relativ zum Kolben (2') beweglich gelagert ist.
  19. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdecklamelle (16) relativ zum Kolben (2') und/oder zur Bremslamelle (15) beweglich gelagert ist.
  20. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (3, 3') die Überlastöffnung (10) oberhalb der vorbestimmten Druckbeaufschlagung öffnet.
  21. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er zum Öffnen und Schließen der Überlastöffnung (10) mindestens eine Überlastkontrolleinrichtung (28) und zur Veränderung des Strömungsquerschnitts der Durchströmöffnung (4, 4') mindestens ein Durchströmöffnungkontrollelement (24) aufweist.
  22. Fluiddämpfer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkontrolleinrichtung (28) und das Durchströmöffnungkontrollelement (24) unterschiedliche Bauteile des Fluiddämpfers sind.
  23. Fluiddämpfer nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchströmöffnungkontrollelement (24) die Merkmale des Verschlusselements (3, 3') gemäß zumindest einem der Ansprüche 6 bis 12 aufweist.
  24. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkontrolleinrichtung (28) eine federbelastete Kugel (25) aufweist, wobei die Kugel (25) dazu vorgesehen ist, die Überlastöffnung (10) zu verschließen und die die Kugel (25) belastende Feder (26) ab Erreichen des Schwellwertes einer Druckbeaufschlagungen so auslenkbar, vorzugsweise komprimierbar, ist, dass die Kugel (25) die Überlastöffnung (10) freigibt.
  25. Fluiddämpfer nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kugel (25) belastende Feder (26) parallel zur Bewegungsrichtung des im Zylinder verschiebbaren Kolbens (2) auslenkbar ist.
  26. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkontrolleinrichtung (28) zum Öffnen und Verschließen der Überlastöffnung (10) einen federnden Ring oder ein, vorzugsweise c-förmiges, federndes Ringsegment (29) aufweist.
  27. Fluiddämpfer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ring oder das federnde Ringsegment (29) den Kolben (2) gegebenenfalls teilweise umfasst, und vorzugsweise die Überlastöffnung (10) in der Mantelfläche des Kolbens (2) angeordnet ist.
  28. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkontrolleinrichtung (28) einen exzentrisch dehnbaren Ring (31) aufweist.
  29. Fluiddämpfer nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der exzentrisch dehnbare Ring (31), vorzugsweise mittels einer Rastnase (32), nur abschnittsweise, vorzugsweise nur in einem kleinen Teilbereich, am Kolben (2) fixierbar ist.
  30. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkontrolleinrichtung (28) eine, vorzugsweise scheibenförmige, Überlastlamelle (38) aufweist, welche zum Öffnen und Verschließen der Überlastöffnung (10) mindestens einen elastisch deformierbaren Bereich (29) aufweist.
  31. Fluiddämpfer nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der elastisch deformierbare Bereich (39) teilweise von einer, vorzugsweise im Wesentlichen v-förmigen oder u-förmigen, Ausnehmung in der Überlastlamelle (38) umgeben ist.
  32. Fluiddämpfer nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastlamelle (38) parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens (2) verschiebbar gelagert ist.
  33. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegebenenfalls vorhandenes Verschlusselement (3, 3') oder ein gegebenenfalls vorhandenes Durchströmöffnungkontrollelement (24) und/oder der Kolben (2), vorzugsweise in der jeweils zum Zylinder weisenden Außenmantelfläche, mindestens eine, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens (2) verlaufende, im Wesentlichen nutförmige Durchströmöffnung (42) aufweist.
  34. Fluiddämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass in der zum Kolben (2) weisenden Innenwandung des Zylinders (1) mindestens eine, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens (2) verlaufende, im Wesentlichen nutförmige Durchströmöffnung (42) vorgesehen ist.
  35. Fluiddämpfer nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen nutförmige Durchströmöffnung (42) zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten aufweist (aufweisen).
  36. Scharnier, insbesondere Möbelscharnier (20), mit einem Fluiddämpfer (19) nach einem der Ansprüche 1 bis 35.
Es folgen 15 Blatt Zeichnungen






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