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Türschließ- und -haltevorrichtung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Türschließ- und -haltevorrichtung
zur Steuerung der öffnungs- und Schließbewegung einer Tür, die in Scharnieren in
einem Türrahmen angeschlagen ist. Die Vorrichtung weist einen Hydraulikzylinder
auf, in der ein Kolben entsprechend der Bewegung des Türflügels hin- und hergeht.
Eine Feder drückt das Türblatt in die Schließstellung. Das durch die Bewegung der
Türflügel verdrängte hydraulische Druckmittel fließt durch verschiedene Kanäle,
die Drosselstellen, von denen einige verstellbar sind, und ein elektrisch gesteuertes
Drosselventil enthalten.
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Die vorliegende Erfindung schafft insbesondere eine Türschließ- und
-haltevorricntung mit einem Gehäuse mit einer Zentralkammer und einem Schließzylinder,
die miteinander in Strömungsverbindung stehen, einem im Schließzylinder
hin-
und hergehbaren Schließkolben, einer den Schließzylinder fortsetzenden Hülse, einem
in der Hülse hin-und hergehenden Kolben, Mitteln, die den Kolben sowie den Schließkolben
miteinander verbinden, so daß sie sich gemeinsam bewegen, einem in der Hülse sitzenden
Stopfen mit einer mehrfach abgesetzten Bohrung ("compound bore"), einer Dosierscheibe
im Stopfen, die sich zur Bohrung und dem Inneren des Schließzylinders öffnet, einem
in der Bohrung zwischen einer Schließstellung, in der er an der Dosierscheibe anliegt,
und einer Offenstellung, in der er von der Dosierscheibe abgehoben liegt, hin- und
hergehenden Hilfskolben, einem Ankerschaft, der in der Bohrung axial bewegbar ist
und mit einem Ende an dem Hilfskolben anliegt, einer auf dem anderen Ende des Ankerschafts
befestigten Ankerscheibe, einer um den Ankerschaft gelegten Zylinderspule, und einer
Einrichtung, die die Zylinderspule auf dem Stopfen zur Ankerscheibe hin und von
ihr weg axial bewegbar lagert.
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Fig. 1 ist eine teilweise horizontal geschnittene Draufsichtdarstellung
einer Türschließ- und -haltevorrichtung auf einem Türflügel und einem Türrahmen
und zeigt die Teile in verschiedenen Stellungen; Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung
der Schließ- und -haltevorrichtung nach Fig. 1, wobei ein Teil des Aufbaus weggebrochen
und in Fig. 3 gezeigt ist, bei der es sich um eine Fortsetzung der Fig. 2 handelt;
Fig. 4 ist eine Darstellung des linken Teils der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion,
wobei jedoch einige Teile andere Stellungen einnehmen; Fig. 5 ist ein Schnitt aus
der Ebene5-5 der Fig. 4;
Fig. 6 ist ein vergrößerter Schnitt durch
einen Teil der Mechanik am linken Ende der Fig. 2 in einer vertikalen Axialebene.
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Obgleich Gebäude unterschiedlich ausfallen und auch Türflügel unterschiedlich
angeschlagen werden, weist das Gebäude typischerweise eine Wand 6 mit einer Türöffnung
7 auf, in die sich ein Türflügel 8 einsetzen läßt, der um eine Scharnierachse 9
bezüglich der Wand 6 hin- und herschwingen kann.
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Insbesondere ist an der Wand 6 und am Türflügel 8 eine Türschließ-
und -haltevorrichtung 11 angebracht. Diese Vorrichtung weist eine Schiene 13 auf,
die gewöhnlich am Türflügel befestigt ist und ein Ende 14 eines Armes 16 aufnimmt,
der auf die drehende Befestigungswelle 17 der an der Wand befestigten Schließvorrichtung
11 befestigt ist.
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Bei geschlossener Tür befinden sich die Teile in der Fig. 1 durchgezogen
dargestellten Lage. Wird die Tür geöffnet, durchschwenkt der Arm 16 verschiedene
Winkel, bis er sich schließlich bei vollständig geöffneter Tür in der in Fig. 1
gestrichelt gezeigten Lage befindet.
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Die Vorrichtung 11 ist zweckmäßigerweise am Türrahmen mit den Bolzen
18 befestigt und hat vorzugsweise ein Gehäuse 19 (gewöhnlich ein Gußgehäuse), dessen
Wandung insbesondere eine Zentralkammer 20 umschließt. Im Gehäuse ist die Querwelle
17 drehbar gelagert, die um die Querachse 22 drehen kann. An einem Ende lagert ein
Wälzlager 23 die Welle im Gehäuse 19, am anderen Ende ist die Welle 17 mit einem
herausnehmbaren
Verschlußstopfen 26 gelagert, die in das Gehäuse eingeschraubt ist. Der Arm 16 ist
drehfest auf das abgeflachte Ende der Welle 17 aufgesetzt. Auf dieser Welle sitzt
auch ein Ritzel 27, das sich in der Zentralkammer 20 befindet und mit der Zahnung
28 einer Zahnstange 29 kämmt, die an einem Ende in einen Offnungskolben 31 und am
anderen Ende in einen Schließkolben 32 übergeht.
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Der öffnungskolben 31 geht entlang einer Längsachse 33 im bffnungszylinder
34 im Hauptgehäuse 19 hin und her.
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Im Öffnungszylinder 34 ist eine Schließ-Schraubenfeder 36 angeordnet,
die am Kolben 31 anliegt. Fig. 3 zeigt das andere Ende der Feder auf einer Scheibe
37, die auf einem mit einem Stiftfortsatz versehenen Gewindebolzen 38 befestigt
ist, dessen Lagerabschnitt 39 drehbar in einem Verschlußkopf 41 gelagert ist, der
in das Ende des Öffnungszylinder 34 eingeschraubt ist und diesen dicht abschließt.
Ein Verstellrädchen 42 ist auf dem Bolzen 38 befestigt; indem man das Verstellrädchen
dreht, kann man die Scheibe 37 aus- und einwärts verschieben und damit die Feder
36 zusammendrücken oder entspannen.
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Bei dieser Anordnung dreht beim öffnen des Türflügels 8 der Ritz 27
so, daß die Feder 36 zusammengedrückt wird.
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Kann hingegen die Feder 36 sich frei ausdehnen, dreht sie die Welle
17 so, daß der Türflügel 8 schließt.
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Gewöhnlich ist für mindestens einen Teil der Offnungsbewegung des
Türflügels eine Hemmung erwünscht. Daher ist das Innere der Schließvorrichtung im
wesentlichen mit einer Hydraulikflüssigkeit wie beispielsweise öl gefüllt. Die Zentralkammer
20 ist zu einer Tasche 44
erweitert. Auf diese Weise kann die Hydraulikfldssigkeit
über einen Teil der Kolbenbewegung frei um den Kolben 31 herumströmen. Die Tasche
44 geht über in einen Nebenschlußkanal 46, der zum Öffnungszylinder 34 an eine Stelle
in dessen Mittelbereich führt. Im Nebenschlußkanal sitzt ein verstellbares Dosier-
bzw.
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Nadelventil 47, das mit einem Gewindeeinsatz 48 in der Gehäusewand
19 befestigt ist.
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Indem man von Hand das Dosierventil 47 verstellt, verändert man den
Strömungsquerschnitt im Nebenschlußkanal 46. Wenn also der Öffnungskolben 31 über
die Tasche 44 hinausläuft, wird die Hydraulikflüssigkeit im Zylinder 34 eingeschlossen,
mit Ausnahme einer gedrosselten Strömung, die durch das Ventil 47 zur Zentralkammer
20 zurück erfolgt. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit1 mit der der Türflügel
öffnet, in der Anfangsphase weder gesteuert noch geregelt, aber in der Endphase
gedämpft bzw. abgebremst. Die Rückkehrbewegung des Offnungskolbens 31 unter der
Wirkung der Feder 36 oder durch Handkraft bewirkt, daß Hydraulikflüssigkeit aus
der Zentralkammer 20 nicht nur über einen Kanal 50 im Kolben 31 zurückfließt, da
das dort befindliche Rückschlagventil 49 dann infolge des Strömungsdruckunterschiedes
geöffnet ist.
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Der Schließkolben 32 am anderen Ende der Zahnstange 29 übt keine Hemmwirkung
auf die Öffnungsbewegung des Türflügels aus. Der Kanal 51 im Schließkolben 32 steht
über das dann geöffnete Rückschlagventil 52 zur Verfügung. In der anderen Bewegungsrichtung
des Schließkolbens 32 wird dieses Rückschlagventil durch den Druckunterschied der
Hydraulikflüssigkeit geschlossen.
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Am Ende des Schließzylinders 54 befindet sich eine Aufweitung 53.
Dieser Schließzylinder ist vergleichbar mit dem öffnungszylinder 34 und verläuft
koaxial mit diesem. Ein Beipasskanal 56 in der Wandung 19 stellt eine Strömungsverbindung
zwischen der Aufweitung 53 und der Zentralkammer 20 her. Ein handbetätigbares Nadel-
bzw. Regelventil drosselt veränderbar die Strömung zwischen dem Beipasskanal 56
und der Aufweitung 53. Ein entsprechendes verstellbares Nadelventil 58 verändert
den zwischen einer Aufweitung 59 des Schließzylinders 54 und dem Kanal 56 ausgeübten
Strömungswiderstand. Zwischen den Ventilen 57 und 58 verläuft durch die Wandung
19 ein Kanal 61 vom Beipasskanal 56 zum Schließzylinder 54.
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Bei der Öffnungsbewegung des Schließkolbens 32 läuft der Kolben über
die Aufweitung 53, den Kanal 61 und die Aufweitung 59, aber diese Bewegung ist für
das öffnen unerheblich, da dann der Druckunterschied das Rückschlagventil 52 öffnet
und eine Strömung unbehindert im wesentlichen über den Kanal 51 im Schließkolben
32 erfolgen kann.
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Bei der Schließbewegung der Tür 8 aus der vollständig geöffneten Stellung
heraus läuft der Schließkolben 32 aus einer Stellung, in der er sich über der Aufweitung
59 befindet, in Fig. 2 nach links; die Flüssigkeit muß also um den Kolben 32 herum
zur Zentralkammer 20 zurückfließen. Das Rückschlagventil 52 ist geschlossen, so
daß die Rückströmung über das Nadelventil 57 und dann parallel durch die Kanäle
o1 und 56 verläuft, dann weiter über das Nadelventil 58, durch die Aufweitung 59
auf die andere
Seite des Kolbens 32 und so zürück in die Zentralkammer
20. Das Nadelventil 58 bestimmt also im wesentlichen die anfängliche Schließbewegung.
Gegen Ende der Schließbewegung läuft der Kolben über den Kanal 61 hinaus und die
Abströmung erfolgt daher nur noch über das Nadelventil 57. Die Strömung zurück zur
Zentralkammer 20 gegen Ende der Schließbewegung wird also vom Nadelventil 57 gesteuert.
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Um eine bestimmte Offenhalte- und Freigabestruktur zu schaffen, ist
das Gehäuse 19 mit einem Rohr 71 verlängert, das mit einem Ende in das Gehäuse eingeschraubt
ist und am anderen Ende einen Gewindestopfen trägt. Auf den Stopfen ist eine innere
Hülse 73 aufgesetzt, die koaxial mit dem Rohr 71 und mit dem Schließzylinder 54
verläuft.
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Die Hülse 73 ist von dem Rohr 71 beabstandet, so daß zwischen ihnen
ein Ringkanal 74 entsteht.
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In der Hülse 73 läuft ein Hauptkolben 76 hin und her, dessen Stange
77 den Hauptkolben mit dem Schließkolben 32 verbindet, so daß sich beide gemeinsam
bewegen. Der Hauptkolben 76 ist gegen die Hülse mit einer Packringdichtung 78 abgeschlossen.
In der einen Richtung strömt die Hydraulikflüssigkeit um den Hauptkolben herum.
Ein zentraler und radialer Kanal 81 verläuft durch den Hauptkolben 76. Die Strömung
steht dabei unter der Kontrolle eines Rückschlagventils 82 (Fig. 4), das einen O-Ring
trägt 83 und mit einer Spinne 84 in der Sollage gehaltert ist. Läuft der Hauptkolben
76 in Fig. 2 nach rechts, d. h. in der Türöffnungsrichtung, kann die Hydraulikflüssigkeit
durch den Hauptkolben strömen, da das Ventil 82 abhebt. In der anderen Bewegungsrichtung
wird
das Ventil 82 vom Druckunterschied geschlossen; eine Strömung durch den Hauptkolben
76 ist daher nicht möglich.
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Über einen Teil der Bewegung des Hauptkolbens 76 in der Hülse 73 kann
die Hydraulikflüssigkeit um den Hauptkolben herumströmen, und zwar über eine geeignete
Form einer Aufweitung in der Hülse. Über eine begrenzte axiale Länge kann der Durchmesser
gleichmäßig vergrößert sein; in dieser Ausführungsform sind jedoch verhältnismäßig
kleine Wandnuten 86, 87 vorgesehen, die nur über einen Teil des Bewegungshubs des
Hauptkolbens verlaufen.
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Über einen Teil des Hauptkolbenhubs kann also die Hydraulikflüssigkeit
gedrosselt um den Hauptkolben herum in beiden Richtungen strömen; über einen anderen
Teil des Hauptkolbenhubs (von den Nuten 87 weg) kann keine Hydraulikflüssigkeit
außen um den Hauptkolben herumströmen.
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Für eine lösbare Offenhaitefunktion sind spezielle Mittel vorgesehen.
Der Stopfen 72 enthält eine zentrale, mehrfach abgesetzte Bohrung 88, die fest eingesetzt
eine Dosierscheibe 89 mit einem abstehenden Wulst 90 (Fig. 6) um eine kalibrierte
öffnung 91 enthält, die in den Innenraum der Hülse 73 mündet. In Strömungsverbindung
mit der Bohrung 88 steht ein radial verlaufender Kanal 92 nicht nur im Stopfen 72,
sondern auch in der Hülse 73, der in den Ringraum 74 zwischen der Hülse und dem
Rohr 71 mündet.
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In der Bohrung 88 befindet sich ein Hilfskolben 93, der einen O-Ring
94 trägt und unter der Druckdifferenz frei bewegbar ist, aber in der einen Richtung
von einem Ankerschaft 96 beaufschlagtwird, der auf der Ankerscheibe 97
einer
Elektromagnetspule 98 befestigt ist, die ihrerseits in den Stopfen 72 eingeschraubt
ist.
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Während der Türflügel sich öffnet und der Kolben 76 (in Fig. 2)- nach
rechts läuft, fließt Hydraulikflüssigkeit durch das dann offene Rückschlagventil
82 zum Raum zwischen dem Kolben 76 und dem Stopfen 72.
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Diese Flüssigkeit würde durch die Öffnung 91 fließen; normalerweise
ist der Elektromagnet 98 jedoch erregt und der Ankerschaft 96 drückt kräftig genug
auf den Hilfskolben 93, um die Öffnung 91 geschlossen zu halten. Wie in Fig. 6 gezeigt,
trägt der Hilfskolben 93 einen speziellen verformbaren Sitz 101 so, daß der Kanal
91 bei erregtem Elektromagneten 98 zwangsweise gesperrt wird. Der Sitz 101 ist jedoch
nicht über den vollen Durchmesser massiv, sondern zu einer umlaufenden harten Ringleiste
102 ausgestaltet. In der Schließstellung liegt diese harte Ringleiste an der harten
Schreibe 89 an und dient als axialer Zwangsanschlag, so daß die Ankerscheibe 97
des Elektromagneten nicht an der Magnetspule 98 anliegen kann; die Haltekraft bleibt
folglich unbestimmt.
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Ist die Tür jedoch fast oder vollständig geöffnet und ist der Elektromagnet
98 erregt, wird zwischen dem Kolben 76 und dem Stopfen 72 eine erhebliche Menge
Hydraulikflüssigkeit eingeschlossen, die den Türflügel gegen die normale Bewegung
aus der fast oder vollständig offenen Stellung heraus festhält. Wird jedoch eine
erhebliche Kraft von Hand auf den Türflügel in Schließrichtung ausgeübt und so die
Kraft der Feder 36 unterstützt, reicht der auf den Hilfskolben 93 wirkende zusätzliche
hydraulische
Druck aus, um den Ventilsitz 101 auch gegen die elektrische Kraft der Elektromagneten
98 zu öffnen. Dann kann Flüssigkeit durch die Öffnung und den Kanal 92 und damit
durch den Ringkanal 74 strömen und die Tür zwangsweise, aber kontrolliert schließen.
Während der Türflügel weit genug aus der vollständig geöffneten Stellung hinausschwenkt,
so daß die Kanäle 86, 87 einen Nebenschluß um den Kolben 76 bilden, erfährt das
Schließen der Tür von Hand eine schwächere Hemmung.
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Soll der Türflügel teilweise oder vollständig geöffnet werden, wird
die Kraft des Elektromagneten 98 durch öffnen seines elektrischen Stromkreises abgenommen.
Dann entfällt die Kraft, die versucht, den Hilfskolben 93 geschlossen zu halten.
Der Türflügel kann unter der Kraft der Feder 36 in die Schließstellung schwenken,
wobei infolge der Dosierventile 57, 58 die Kontrolle über die Bewegung des Kolben
32 erhalten bleibt.
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Die Erfindung schafft also eine Türschließ- und -haltevorrichtung,
bei der die Öffnungsbewegung des Türflügels teilweise kontrolliert erfolgt und die
Schließbewegung des Türflügels unterschiedlich steuert, eine elektrische Offenhaltefunktion
für den Türflügel enthält und die Haltefunktion unterbrechen und ein Schließen der
Tür unter normaler Steuerung erlaubt.
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Der Türflügel läßt sich in seiner Offenstellung leicht festhalten
und auch freisetzen und aus dieser mit kontrollierter Geschwindigkeit oder kontrollierten
Geschwindigkeiten
in die Schließstellung schwenken.
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Weiterhin wird die Geschwindigkeit der Offnungsbewegung des Türflügels
mindestens teilweise gesteuert.