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Kennwort: "Hydro-Steuerkolben "
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TürschlieBer Die Erfindung betrifft-einen Türschließer mit einer
Schließfeder, einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit, deren Dampfungskolben
gemäß den Bewegungen des Türflügels ein Druckmittel aus einem Druckraum durch einen
drosselnden Kanal in einen einen geringeren Druck aufweisenden Speicherraum fördert,
und mit einer Schließzeitverzögerung zum Halten des Türflügels in allen Offenlagen
mittels einem in den drosselnden Kanal eingreifenden Sperrglied, das als vom Dämpfungskolben
unabhängig bewegbarer Steuerkolben mit gegenüber dem Dämpfungskolben wesentlich
kleinerer Kolbenfläche ausgebildet ist, wobei Dämpfungskolben und Steuerkolben hydraulisch
miteinander gekuppelt sind.
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Bei einem aus der US-PS 40 48 694 bekannten Türschließer der eingangs
genannten Art ist der Druckraum stirnseitig durch einen Verschlußblock begrenzt,
in welchem eine quer zur Bewegungsrichtung des Dämpfungskolbens verlaufende, endseitig
durch Stellhülsen begrenzte Bohrung angeordnet ist, die einen längsverschiebbaren
Steuerkolben aufnimmt und die einerseits mit dem Druckraum des Dämpfungskolbens
und andererseits mit dessen Speicherraum über Kanäle verbunden ist. Der Steuerkolben
wird von einer Feder im Sperrsinn beaufschlagt, der den Steuerkolben in seiner
Schließlage
zu halten oder in diese zu überführen sucht.
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Dabei weist der Steuerkolben eine wesentlich kleinere Kolbenfläche
als der Dämpfungskolben auf und ist auf seinem Umfang mit sich über die halbe Länge
des Steuerkolbens erstreckenden Nuten versehen, die bei bestimmter Stellung des
Steuerkolbens einen Rückfluß des Druckmittels aus dem Druckraum in den Speicherraum
ermöglichen. Durch die hydraulische Kupplung des eine kleinere Kolbenfläche aufweisenden
Steuerkolbens mit dem eine wesentlich größere Fläche aufweisenden Dämpfungskolben
wird durch die auf den Dämpfungskolben geäußerte Kraft der Schließfeder im Druckraum
ein bestimmter Druck erzeugt, der auch auf den Steuerkolben einwirkt und diesen
zur Öffnung des drosselbaren Rückströmkanales verschiebt. Wenn nun das vom Steuerkolben
verdrängte Druckmittel verzögert abfließt, so ist für den Hub des Steuerkolbens
eine bestimmte Zeit erforderlich, während welcher, der Steuerkolben bedingt durch
seine im Verhältnis zum Dämpfungskolben kleine Kolbenfläche, einen relativ großen
Steuerhub durchlaufen muß, wobei der Dämpfungskolben nur einen nicht nennenswerten
Hubweg ausführt. Während des Hubweges des Steuerkolbens bewegt sichauchder Türflügel
in gewisser Weise in Schließrichtung, wobei jedoch wegen des nur geringen Hubes
des Dämpfungskolbens der Türflügel keine nennenswerte Schließbewegung macht, sondern
so lange in seiner Offenstellung verharrt, bis der Steuerkolben mit seinem abdichtenden
Umfangsbereich in einen erweiterten Bereich der Verschlußblockbohrung einragt, so
daß Druckmittel durch die Steuerkolbennuten an diesem vorbeiströmen und in den Speicherraum
abfließen kann. Erst -danach kann der Türflügel unter Offenhaltung des Steuerkolbens
in seine Schließlage zurücklaufen. Mit
einem derartigen Türschließer
lassen sich insbesondere solche Türen versehen, die Behindertengänge abschließen
und mit denen nach öffnung des Türflügels sichergestellt sein soll, daß der Türdurchgang
noch nach dem Öffnungsvorgang eine kurze Zeit offenbleibt und der Türflügel zeitverzögert
mit seiner Schließbewegung beginnt. Die bei dem bekannten Türschließer eingesetzten
Mittel sind jedoch aus fertigungstechnischer und montagetechnischer Sicht aufwendig
und erfordern wegen der Einstellungsmöglichkeit von Drossel und Anschlag für den
Steuerkolben seitlich behindernde Freiräume.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Türschließer der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei dem die zeitverzögerte Einleitung der Schließbewegung
erhalten bleibt,. dessen EinrIchtung zur Schließzeitverzögerung mit wenigen, wirtschaftlich
zu erstellenden Bauteilen-bildbar ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerkolben
gleichachsig zum Dämpfungskolben rückstellbar angeordnet ist und einerseits in den
vom Dämpfungskolben begrenzten Druckraum einragt und andererseits in eine Verdrängerkammer
bewegbar ist. Durch diese Anordnung des Steuerkolbens enfällt eine Druckkammer für
den Steuerkolben und auch eine Zuleitung aus dem Druckraum des Dämpfungskolbens
vollständig.
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Außerdem lassen sich die erfindungsgemäßen Bauteile ausschließlich
als Drehteile fertigen, ohne daß das Einbringen Führungskanäle darstellende Nuten
erforderlich ist.
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Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist es vorteilhaft,
wenn die Verdrängerkammer einerseits
über einen ein Rückschlagventil
aufweisenden Zulaufkanal und andererseits über einen eine einstellbare Verzögerungsdrossel
aufweisenden Ablaufkanal mit dem Speicherraum verbunden ist. Dabei ist der Steuerkolben
vorzugsweise im Verschlußstopfen des Türschließerzylinders längsverschiebbar angeordnet.
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Zur Bildung einer kompakten Baueinheit weist nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal
der Erfindung der Verschlußstopfen eine den Steuerkolben aufnehmende, rückseitig
mit einem Deckelteil dicht verschlossene Stufenbohrung auf, deren erweiterter Abschnitt
die Verdrängerkammer bildet.
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Ebenfalls zum Zwecke einer raumsparenden Anordnung ist der einen Anschlag
aufweisende Steuerkolben büchsenartig ausgebildet und nimmt in seinem Innenraum
die Rückstellfeder einerends auf, die andernends am Deckelteil abgestützt ist.
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Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in Ausführungsbeispielen
dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die erfindungsgemäße
Einrichtung zur Schließverzögerung bei einem selbsttätigen Bodentürschließer, der
in einem Vertikalschnitt nach der Linie I-I von Fig. 2 dargestellt ist und bei dem
sich der Schließmechanismus in einer der Schließlage der Tür entsprechenden Stellung
befindet,
Fig. 2 den aus Fig. 1 ersichtlichen Bodentürschließer
in einer Draufsicht im Schnitt nach der Linie IE-II von Fig. 1, Fig. 3 den aus Fig.
2 ersichtlichen Bodentürschließer, bei dem der Schließmechanismus sich kurz vor
der Offenstellung des Türflügels bei Offnungsbewegung entsprechender Lage befindet,
Fig. 4 die den Erfindungsgegenstand bildende Feststellvorrichtung bei einem selbsttätigen
Obentürschließer, der in einem Vertikalschnitt dargestellt ist und dessen Schließmechanismus
in einer der Schließlage der Tür entsprechenden Stellung angeordnet ist.
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Fig. 5 den aus Fig. 4 ersichtlichen Obentürschließer, bei dem der
Schließmechanismus sich in einer der Fig. 3 entsprechenden Lage befindet.
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Der dem aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Ausführungso beispiel zugrunde
gelegte Bodentürschließer weist ein mit einem Druckmittel, wie beispielsweise Öl,
zu füllendes Gehäuse 10 auf, in dem einendig eine Schliesserwelle 11 drehbar gelagert
ist, die eine unrunde Aufnahme 12 aufweist , in der ein aus dem Gehäuse vorragender,
nicht dargestellter Zapfen festgelegt sein kann, mit dem ein Türflügel kuppelbar
ist. Die Schließerwelle ist oberendig mittels eines Lagers 13 in einem mit
dem
Gehäuse 10 verschraubbaren Lagerring 14 und unterendig mittels eines Lagers 15 im
Gehause 10 drehbar geführt. Im Lagerring 14 ist die Schließerwelle 11 durch einen
Dichtring abgedichtet. Innerhalb des Gehäusekopfraumes 16 weist die Schließerwelle
eine Hubkurvenscheibe 17 auf. Diese umfaßt zwei zu einer Mittelebene spiegelbildlich
gleiche Bereiche. Der Kurvenverlauf ist durch eine die Schließlage sichernde Zone
18, ferner je durchschnittlich ansteigende Zonen 19 und 20 sowie je eine stärker
ansteigende Zone 21 gekennzeichnet.
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Der Hubkurvenscheibe 17 benachbarte Längenbereiche 22 und 23 der Schließerwelle
durchdringen parallele Führungsschlitze 24 in den Platten 25, die mit der Dicke
derHubkurvenscheibe übersteigendem lichten Abstand miteinander zu einem Schlitten
verbunden sind. Zum Verbinden dienen zwei Zapfen 26, deren Endteile in die Platten
25 fassen, während ihre mittleren Längenbereiche eine Rolle 27 und 28 drehbar aufnehmen.
Die Rollen 27, 28 wirken mit der Hubkurvenscheibe 17 derart zusammen, daß diese
bei jeder möglichen Drehlage mit geringem Spiel zwischen ihnen liegt. Mit dem von
den Platten 25 gebildeten Schlitten ist eine Stange 30 beispielsweise durch Nieten
29 verbunden. Die Stange 30 durchsetzt eine als Arbeitsspeicher dienende Schließfeder
31, welche im freien Endbereich der Stange 30 gegen einen mit dieser durch einen
Kolbenbolzen 32 gekuppelten Kolben 33 anliegt, der in einer Zylinderbohrung 34 des
Gehäuses 10 abdichtend verschiebbar ist. Das der Schließerwelle 11 zugewandte Ende
der Feder 31 liegt gegen dem Gehäuse 10 angeformte Anschläge 35 an. Die Zylinderbohrung
34 ist am freien Ende des Gehäuses durch einen Verschlußstopfen 36 abgeschlossen.
In einer Kanalbohrung 37 im Boden des Kolbens 33 ist ein Rückschlagventil 38 derart
angeordnet, daß
die Kanalbohrung 37 bei einer Bewegung des Kolbens
nach links offen und bei einer Bewegung des Kolbens nach rechts geschlossen ist.
Zwischen dem Verschluß stopfen 36 und dem diesem zugewandten Boden des Kolbens 33
liegt der sich in Abhängigkeit von Türbewegungen ändernde Druckraum 39 der Dämpfungsvorrichtung.
Im Verschluß stopfen 36 ist eine Stufenbohrung 40 angeordnet, deren durchmesserkleinerer
Teil in den Druckraum 39 mündet, während ihr durchmessergrößerer Teil durch ein
verschraubbares Deckelteil 41 dicht verschlossen ist. In dem durchmsrsskleineren
Teil der Stufenbohrung 40 ist ein büchsenartig geformter Steuerkolben 42 längsverschiebbar
angeordnet, dessen Bodenteil zum Druckraum 39 hinweist und der in seiner vom Druckraum
39 wegweisenden Ausnehmung das eine Ende einer Rückstellfeder 43 aufnimmt, deren
anderes Ende am Deckelteil 41 abgestützt ist Der durchmessergrößere Abschnitt der
Stufenbohrung 40 bildet zwischen dem Deckelteil 41 und dem Steuerkolben 42 eine
Verdrängerkammer 44, gegen deren Absatz der Steuerkolben 42 mit einem Anschlag 45
von der Rückstellfeder 43 gedrückt werden. In die Verdrängerkammer 44 mündet ein
aus dem die Schließfeder 31 aufnehmenden Speicherraum 46 geführter Zulaufkanal 47,
in den ein Ausströmen des Druckmittels aus der Verdrängerkammer 44 verhinderndes
Rückschlagventil 48 geschaltet ist, das - wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3
entnommen werden kann - in einer Aufweitung 49 der gehäuseseitigen Kanalbohrung
angeordnet ist. In diese Aufweitung 49 mündet eine aus der Verdrängerkammer 44 führende
Querbohrung im Stopfen 36, die Bestandteil des Zulaufkanales 47 ist. Außer über
den Zulaufkanal 47 ist die Verdrängerkammer 44 mit dem Speicherraum 4i durch einen
Ablaufkanal 50 verbunden, in den eine einstellbare Verzögerungsdrossel 51 geschaltet
ist. Aus dem den Steuerkolben 42 aufnehmenden,
dem Druckraum 39
benachbarten Teil der Stufenbohrung 40 führt ebenfalls zum Speicherraum 46 ein Kanal
52, in den ebenfalls ein einstellbares Drosselventil 53 zur Regulierung der Schließgeschwindigkeit
geschaltet ist.
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Bei einer der Schließlage des Türflügels entsprechenden Stellung des
Dämpfungskolbens 33 befindet sich der Steuerkolben 42 infolge der Wirkung der Rückstellfeder
43 und des Druckmittels im Druckraum in der aus den Fig, 1 und 2 ersichtlichen Lage.
Wenn nun an dem mit dem aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Türschließer gekuppelten
Türflügel eine Kraft im Öffnungssinne einwirkt, so wird über die Schließerwelle
11, die Hubkurvenscheibe 17, den Führungsschlitten und die Stange 30 der Dämpfungskolben
33 gegen die Kraft der Schließfeder 31 nach links bewegt. Dabei öffnet das Rückschlagventil
38, so daß durch die Kanalbohrung 37 Druckmittel vom Speicherraum 46 zum Druckraum
39 gelangen kann.
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Gleichzeitig wird der Steuerkolben 42 durch die Rückstellfeder 43
in den Druckraum 39 vorgeschoben, da dieser dann drucklos ist. Sobald nun in einer
der Offenstellung des Türflügels entsprechenden Lage des Türflügels der Türflügel
freigegeben wird, so sucht die Schließfeder 31 den Kolben 33 nach rechts zu drücken.
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Dabei schließt das Rückschlagventil 38, und im Druckraum 39 baut sich
ein bestimmter Druck im Druckmittel auf. Dieser Druck wirkt auch auf den in den
Druckraum 39 einragenden Steuerkolben 42 . wie in Fig. 3 dargestellt - und schiebt
den Steuerkolben so weit nach rechts, bis dieser den Kanal 52 freigibt. Eine Verschiebung
des Steuerkolbens 42 nach rechts durch das im Druckraum 39 befindliche Druckmittel
ist deshalb möglich, weil die auf den Steuerkolben 42 einwirkende Kraft größer ist
als die Kraft der Rückstellfeder 43.
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Bei einer Bewegung des Steuerkolbens 42 nach rechts wird einerseits
durch den Druckanstieg in der Verdrängerkammer 44 das Rückschlagventil 48 im Zulaufkanal
47 geschlossen, und andererseits wird das in der Verdrängerkammer 44 befindliche
Druckmittel durch den Ablaufkanal 50 und über die darin angeordnete Verzögerungsdrossel
51 in den Speicherraum 46 zurückgeleitet. Je nach Einstellung der Verzögerungsdrossel
51 kann das Druckmittel aus der Verdrängerkammer 4a langsam oder auch schneller
abf lIeßen. Da der Steuerkolben 42 gegenüber dem Dämpfungskolben 33 eine wesentlich
geringere Kolbenfläche aufweist, macht der Steuerkolben 42 ein wesentlich größere
Hubbewegung als der von der Schließfeder 31 beaufschlagte Dämpfungskolben.
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Bei einem beispielsweise konstruktiv ausgelegten Kolbenflächenverhältnis
von 1 : 15 wird bei 1 mm Hub des Dämpfungskolbens 33 der Steuerkolben 42 einen Hub
von 15 mm ausführen. Einerseits läßt sich durch entsprechende Stellung der Verzögerungsdrossel
51 eine verhältnismäßig große Zeitspanne für die Bewältigung der Hübe einstellen,
und andererseits wirkt sich ein Hub von nur etwa 1 mm des Dämpfungskolbens 33 in
bezug auf den Öffnungswinkel des Türflügels vernachlässigbar klein aus, so daß ein
Türbenutzer die Veränderung des Türöffnungswinkels praktisch nicht feststellen kann.
Erst wenn der Steuerkolben 42 seinen Hubweg durchlaufen hat und in die den Kanal
52 freigebende Lage zurückgeschoben ist, kann das im Druckraum 39 befindliche Druckmittel
durch den Kanal 52 über das die Schließbewegung dämpfende Drosselventil 53 in den
Speicherraum 46 zurückfließen und den Türflügel ordnungsgemäß schließen.
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Die vom Moment der Freigabe des Türflügels bis zum tatsächlichen Rücklauf
des Türflügels in seine Schließlage verstreichende Zeitspanne läßt sich beispielsweise
nutzen,
um den Türflügel noch nach Erreichen einer beliebigen Öffnungslage kurze Zeit in
dieser Lage zu halten, damit beispielsweise behinderte Personen oder Transporte
u.dgl. die Türöffnung ungehindert passieren können. Bei dem aus den Fig. 1 bis 3
ersichtlichen Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Bodentürschließer. Es
versteht sich jedoch, daß auch ein Obentürschließer mit der erfindungsgemäßen Schließzeitverzögerung
ausgestattet.werden kann.
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Ein die erfindungsgemäße Schließzeitverzögerung aufweisender Obentürschließer
ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Bei diesem Obentürschließer ist das Gehäuse
10 von einer Schließerwelle 11 durchquert, die in im Gehäuse festgelegten Lagerringen
14 gelagert ist und mit Mitnehmerzapfen 54 aus diesem Gehäuse ausragt. Im Inneren
des Gehäuses trägt die Schließerwelle 11 ein drehfest mit ihr verbundenes Zahnritzel
55, das in die zwei Kolbenköpfe 56 und 57 miteinander verbindende Zahnstange 58
eines Dämpfungskolbens 33 eingreift.
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Während in dem mit einer Ringdichtung zur Zylinderbohrung 34 hin abgedichtetem
Kolbenkopf 56 in seinem Zentrum ein Rückschlagventil 38 angeordnet ist, ist der
Kolbenkopf 57 mit einer diesen durchdringenden Durchgangsbohrung 59 versehen. In
dem hinter dem Kolbenkopf 57 angeordneten Speicherraum 46 ist eine Schließfeder
31 angeordnet, die einerseits den Kolbenkopf 57 des Dämpfungskolbens 33 im Schließsinne
beaufschlagt und sich andererseits an einem abgedichteten Schraubverschluß 60 des
Gehäuses 10 abstützt. Durch den Kolbenkopf 56 ist das einen Hydraulikzylinder bildende
Gehäuse 10 in einen Druckraum 39 und einen drucklosen Speicherraum 46 unterteilt.
Während der Druckraum 39
auf der einen Stirnseite durch den Kolbenkopf
56 des Dämpfungskolbens 33 begrenzt wird, ist die andere Stirnseite des Druckraumes
39 durch einen Verschlußstopfen 36 begrenzt, wie er bereits aus den Fig. 1 bis 3
ersichtlich ist. Auch in dem beim Obentürschließer eingesetzten Verschlußstopfen
36 ist ein büchsenförmiger Steuerkolben 42 angeordnet, der mit seinem geschlossenen
Ende in den Druckraum 39 einragt und von einer Rückstellfeder 43 beaufschlagt ist,
die sich ihrerseits wiederum an einem einschraubbaren Deckelteil 41 abstützt. Mit
der Stufenbohrung 40 im Verschlußstopfen 36 wird einerseits der Steuerkolben 42
geführt und andererseits eine Verdrängerkammer 44 gebildet, die durch den Deckelteil
a1 dicht abgeschlossen ist. In die Verdrängerkammer 44 mündet wiederum ein Zulaufkanal
47, in den ein zur Verdrängerkammer 44 hin öffnendes Rückschlagventil 48 geschaltet
ist, während gleichfalls von der Verdrängerkammer 44 ein Ablaufkanal 50 wegführt,
in den eine Verzögerungsdrossel 51 geschaltet ist. Sowohl der Zulaufkanal 47 als
auch der Ablaufkanal 50 münden im Bereich der Lagerringe 14 in den von Kolbenköpfen
56 und 57 gebildeten Zwischenraum des Dämpfungskolbens 33, wobei dieser Zwischenraum
über die Durchgangsbohrung 59 in ungehinderter Verbindung mit dem Speicherraum 46
steht. In dem dem Kolbenkopf 56 zugekehrten Ende des Verschlußstopfens 36 führt
vom vorderen Bereich der Stufenbohrung 40 ausgehend ein Kanal 52 ebenfalls bis in
den Bereich der Lagerringe 14 und mündet in den von den Kolbenköpfen 56 und 57 gebildeten
Zylinder zwischenraum, der über die Durchgangsbohrung 59 im Kolbenkopf 57 mit dem
Speicherraum 46 verbunden ist.
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Die Funktionsweise des aus den Fig. 4 und 5 ersichtlichen Obentürschließers
ist analog der Funktionsweise des aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Bodentürschließers
zu sehen. Mit beiden Türschließern läßt sich ein damit
gekuppelter
Türflügel je nach Einstellung der Verzögerungsdrossel 51 mehr oder weniger lange
in seiner Offenstellung festhalten, wobei bei geschlossener Verzögerungsdrossel
51 der Türflügel so gut wie unbegrenzt festgestellt bieiben kann und erst dann wieder
in seine Schließlage zurückläuft, wenn die Verzögerungsdrossel 51 wieder etwas geöffnet
wird. Bei jedoch leicht geöffneter Verzögerungsdrossel 51 bleibt die Türfeststellung
nur über eine von der Öffnungsweite der Drossel abhängige Zeitspanne erhalten, um
danach selbsttätig den Türflügel ungehindert in seine Schließlage zu überführen.
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Wie bereits erwähnt, geben die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen
die Erfindung nur beispielsweise wieder, die keinesfalls allein darauf beschränkt
ist. Es sind vielmehr noch mancherlei Änderungen und andere Ausgestaltungen der
Erfindung denkbar.
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Kennwort: IIEydro-Steuerkolben" B e z u g s z e i c h e n l i s t
e 10 Gehäuse 11 Schließerwelle 12 Aufnahme 13 Lager 14 Lagerring 15 Lager 16 Gehäusekopfraum
17 Hubkurvenscheibe 18 Zone 19 Zone 20 Zone 21 Zone 22 Längenbereich 23 Längenbereich
24 Führungsschlitz 25 Platte 26 Zapfen 27 Rolle 28 Rolle 29 Niet 30 Stange 31 Schließfeder
32 Kolbenbolzen 33 Dämpfungskolben 34 Zylinderbohrung 35 Anschlag 36 Verschlußstopfen
37 Kanalbohrung 38 Rückschlagventil 39 Druckraum 40 Stufenbohrung 41 Deckelteil
42 Steuerkolben 43 Rückstellfeder 44 Verdrängerkammer 45 Anschlag 46 Speicherraum
47 Zulaufkanal 48 Rückschlagventil 49 Aufweitung 50 Ablaufkanal 51 Verzögerungsdrossel
52 Kanal 53 Drosselventil 54 Mitnehmerzapfen 55 Zahnritzel 56 Kolbenkopf 57 Kolbenkopf
58 Zahnstange 59 Durchgangsbohrung 60 Schraubverschluß
- Leerseite
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