DE3524185A1 - Tuerschliesser - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Türschließer, bestehend
aus einer in einem Gehäuse geführten und mit einer
drehbar gelagerten Schließerachse mechanisch gekuppelten
Kolbenanordnung, zumindest einer mit der Kolbenanordnung
zusammenwirkenden Schließfeder und einer hydraulischen
Dämpfungseinrichtung.
Aus dem DE-GBM 17 95 135 ist ein Schließer dieser Art
bekannt.
Dieser bekannte Schließer ist derart ausgebildet, daß
das an der Schließerachse angreifende Drehmoment sein
Maximum in der Null-Stellung hat, im Bereich der kleinen
Öffnungswinkel rasch abnimmt, dann annähernd gleich
bleibt und schließlich allmählich auf Null bei einem
Öffnungswinkel von 180° absinkt. Erreicht wird dies
dadurch, daß die Schließfeder auf einem fest in dem
Schließergehäuse angeordneten Hohlzylinder geführt ist
und in Schlitzen an den Enden desselben je ein als
Widerlager dienendes Gleitstück in der Weise verschieb
bar ist, daß das der Schließerachse zugekehrte Gleit
stück mittels einer Rolle an einer auf der Schließer
achse sitzenden Kurvenscheibe anliegt und das andere
Gleitstück durch einen Lenker mit einer Kurbel verbunden
ist, die in dem der Schließerachse entgegengesetzten
Ende des Gehäuses gelagert und mit der Schließerachse
durch einen Kettentrieb kraftschlüssig verbunden ist.
Diese bekannte Vorrichtung ist einerseits außerordentlich
aufwendig und bietet andererseits nur geringe Möglichkeiten
hinsichtlich der Vorgabe eines bestimmten Schließkraft
verlaufs.
Dem Übersetzungsverhältnis des jeweiligen Schließers,
d. h. dem momentanen Verhältnis der Drehwinkelgeschwindig
keit der Schließerachse zur Drehwinkelgeschwindigkeit der
Tür muß in der Praxis große Aufmerksamkeit gewidmet werden,
insbesondere dann, wenn an Schließer, seien es Obentür
schließer oder Bodentürschließer, besondere Anforderungen
gestellt werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei
sogenannten Gleitarmschließern, bei denen die Schließ
momente deshalb ungünstig sind, weil bei kleinem Öffnungs
winkel, wenn die Tür in das Schloß gedrückt werden muß,
nur ein vergleichsweise geringes Moment zur Verfügung steht.
Obwohl bei Gleitarmschließern, die sich durch ein optisch
günstiges Erscheinungsbild auszeichnen, das Reibverhältnis
im Moment des Öffnens des Flügels günstig ist, da bei
kleinem Öffnungswinkel wenig Reibung entsteht, müssen
stets relativ lange Führungsschienen in Kauf genommen
werden, um die geforderte Funktionssicherheit zu gewähr
leisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen sowohl als Obentür
schließer als auch als Bodentürschließer und insbesondere
als Gleitarmschließer verwendbaren Türschließer zu schaffen,
der sowohl die Forderung nach kompakter Bauart als auch
die Forderung bezüglich funktionsoptimaler Schließmomente
erfüllt und demgemäß bei Gleitarmschließern die Verwendung
kurzer, in den Abmessungen etwa den Schließerabmessungen
entsprechender Führungsschienen gestattet.
Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß die
Kolbenanordnung aus zwei koaxial ineinander und relativ
zueinander verschiebbaren Kolben besteht, und daß diese
beiden Kolben mittels getrennter, unterschiedliche
Übersetzungsfunktionen besitzender Getriebeelemente
mit der Schließerachse gekuppelt sind.
Durch die in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel über
definiert vorgebbare, unterschiedliche Übersetzungen
entgegen der jeweiligen Federkraft beaufschlagbaren
Kolben kann das jeweils wirksame Gesamtschließmoment
in weiten Bereichen variiert werden, da sich das
Gesamtschließmoment aus der Addition der den beiden
Kolben zugeordneten Einzelschließmomente ergibt und somit
beispielsweise ein proportional ansteigendes Schließ
moment mit einem bei kleinen Öffnungswinkeln hohen
und dann in vorgebbarer Weise abfallenden Schließmoment
kombiniert werden kann, so daß beispielsweise im
Bereich kleiner Öffnungswinkel ein entsprechend hohes
Gesamtschließmoment gewählt und dieses Gesamtschließ
moment dann auf ein niedrigeres, jedoch im wesentlichen
über den gesamten Öffnungwinkel konstantes Schließmoment
abgesenkt werden kann.
Da im Falle der Anwendung des erfindungsgemäßen Schließers
für Gleitarmschließer durch die Kombination der von den
beiden Kolben herrührenden Schließmomente ein Gesamtschließ
moment erzeugt werden kann, das auch dann einen voll zufrieden
stellenden Schließkraftverlauf erbringt, wenn die Schließer
achse relativ nahe am Türschwenklager angeordnet ist, lassen
sich überraschend kurze Führungsschienen verwenden, wodurch
sich ein besonders günstiges optisches Erscheinungsbild
ergibt.
Vorzugsweise sind die beiden Kolben jeweils über eine Druck
feder an einem gehäusefesten, insbesondere verstellbar aus
gebildeten Anschlag abgestützt. Selbst wenn durch den ver
stellbaren Anschlag die Vorspannung der beiden Federn ver
ändert wird, bleibt die durch die Getriebeelemente vorge
gebene Gesamtcharakteristik erhalten.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß der als Ringkolben ausgebildete außen
liegende Kolben mittels einer Zahnstange mit einem an
der Schließerachse befestigten Zahnrad gekuppelt ist
und daß der im Ringkolben geführte innere Kolben über
ein ebenfalls an der Schließerachse befestigtes Steuer
glied mit sich in Abhängigkeit vom jeweiligen Drehwinkel
der Schließerachse änderndem Hebelarm betätigt ist.
Diese Ausführungsform ist besonders kompakt und sie führt
insbesondere bei Verwendung als Bodentürschließer zu einer
Kraftkompensation an der Zahnstange, die zu einer Verringerung
des Drucks auf die Gehäusewandung und damit zu einer Reibungs
verminderung insbesondere im kritischen Anfangsbereich, d. h.
bei kleinen Öffnungswinkeln führt.
Das Steuerglied besteht zweckmäßiger Weise aus einer Kurven
scheibe, die mit einem insbesondere als Rolle ausgebildeten
Festanschlag am inneren Kolben zusammenwirkt, welcher bevor
zugt im Bereich der Getriebeelemente mit einem Stütz- und
Führungsansatz versehen ist, der auf einer entsprechenden
Aufnahmebahn gleitet, die vorzugsweise an den Zahnstangen
teilen des Außenkolbens vorgesehen sind. Die axiale Länge
des inneren Kolbens ist bevorzugt größer gewählt als
die axiale Länge des äußeren Ringkolbens, wobei diesem
äußeren Ringkolben Doppel-Zahnstangen zugeordnet und die
Getriebe- und Führungselemente des Innenkolbens in dem
Bereich zwischen diesen beiden Zahnstangen angeordnet sind,
so daß sich eine optimale Kraftaufnahme bzw. Kraftver
teilung ergibt, die sich hinsichtlich der Lebensdauer
positiv auswirkt.
Nach einer für Bodentürschließer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung ist die Schließerachse in
einem Eckbereich des Gehäuses angeordnet und mit den
unterschiedliche Übersetzungsfunktionen besitzenden
Getriebeelementen über ein achsfestes Zahnrad gekuppelt.
Diese Anordnung ermöglicht einen äußerst geringen k-Wert,
wobei das geringe Quermaß von besonderer Bedeutung ist.
Das der Schließerachse zugeordnete Zahnrad kann dabei
direkt an den Gehäuserand verlegt werden, und es ist auch
möglich, unterschiedliche Zahnräder zu wählen, um den
erzielten Kräfteverlauf zu variieren. Beispielsweise kann
das seitliche k-Maß bei Bodentürschließern für Anschlag
türen 20 mm betragen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung treiben
die Getriebeelemente die beiden Kolben gegenläufig an, wo
bei zwischen den beiden Kolben eine Druckfeder angeordnet
ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert;
in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Längs-Teilschnittdarstellung
eines nach der Erfindung ausgebildeten Türschließers,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer
Bodentürschließer-Variante,
Fig. 3 eine schematische Längsschnittdarstellung einer
weiteren Ausführungsform, und
Fig. 4 eine ebenfalls schematische Längsschnittdarstellung
einer Ausführungsform mit gegenläufig angesteuerten
Kolben.
Nach Fig. 1 ist in einem Schließergehäuse 1 eine Doppel-
Kolbenanordnung vorgesehen, die von einem als Ring
kolben ausgebildeten Außenkolben 5 und einem dazu
koaxialen, den Ringkolben durchsetzenden und vom
Ringkolben geführten Innenkolben 8 gebildet ist.
Dem Außenkolben 5 ist eine erste Druckfeder 9 und dem
Innenkolben 8 eine zweite Druckfeder 10 zugeordnet. Beide
Federn sind vorzugsweise an einem gemeinsamen, insbesondere
verstellbar ausgebildeten Anschlag 16 abgestützt.
Der Außenkolben 5 ist bezüglich der Gehäusewandung mittels
einer Dichtung 14 abgedichtet, während zwischen Außenkolben
5 und Innenkolben 8 eine Dichtung 13 vorgesehen ist.
Eine im Außenkolben 5 gehalterte Kunststoffhülse 12 dient
zum Schutz der Gleitflächen.
Der Außenkolben 5 besitzt zumindest einen, sich in Richtung
des dem Festanschlag für die Federn 9, 10 gegenüberliegenden
Gehäuseendes erstreckenden Ansatz, der als Zahnstange 4
ausgebildet ist. Diese Zahnstange 4 kämmt mit einem Zahnrad 3,
das drehfest mit der Schließerachse 2 verbunden ist. Der
sich zwischen Zahnstange 4 und Schließerachse 2 ergebende
Hebelarm ist mit dem Buchstaben a bezeichnet.
Ebenfalls drehfest mit der Schließerachse 2 verbunden ist
ein Steuerglied 6, das mit einem als Rolle ausgebildeten
Festanschlag 7 am Innenkolben 8 zusammenwirkt.
Das Steuerglied 6 besitzt die Form einer Nockenscheibe,
wobei der Verlauf der Nocken-Außenfläche, die mit dem
Festanschlag 7 zusammenwirkt, entsprechend dem jeweils
geforderten Schließmomentenverlauf gewählt werden kann.
In der Darstellung nach Fig. 1 befindet sich der Schließer
in einer einem geschlossenen Flügel entsprechenden Position,
und dabei liegt der Festanschlag 7 an einer Anlauffläche 11
des Steuerglieds 6 an, bei der sich bezüglich der Schließer
achse 2 ein Hebelarm b ergibt. Dieser Hebelarm b kann größer
sein als der Hebelarm a zwischen Zahnrad 3 und Zahnstange 4.
Es ist ersichtlich, daß dann, wenn die Schließerachse beim
Öffnen des jeweiligen Flügels im Gegenuhrzeigersinn gedreht
wird, sowohl der Außenkolben 5 als auch der Innenkolben 8
gegen die jeweilige Kraft der Vorspannfeder 9, 10 verschoben
werden. Auf die Schließerachse 2 wirkt dabei als Rückstell
moment die Summe der Einzelmomente, die von den beiden
Kolben 5, 8 über ihre Getriebe-Übertragungsglieder 3, 4
bzw. 6, 7 ausgeübt werden.
Während bei dem dargestellten Beispiel das von dem Außen
kolben herrührende Einzel-Schließmoment mit zunehmenden
Öffnungswinkel linear ansteigen wird, kann über das nocken
förmige Steuerglied 6 durch den Innenkolben 8 ein zweites
Schließmoment erzeugt werden, das bei kleinen Öffnungs
winkeln groß ist und dann im Verlauf zunehmender Öffnungs
winkel abfällt, und ggf. so stark abfällt, daß es bei großen
Öffnungswinkeln sogar gegensinnig zu dem vom Außenkolben
5 herrührenden Schließmoment ist.
Für die praktische Ausführung eines derartigen Schließers
ist es von Vorteil, wenn der Außenkolben mit beabstandeten
Doppel-Zahnstangenansätzen 4 versehen ist und das Steuer
glied 6 sowie der Festanschlag 7 sich zwischen diesen beiden
Zahnstangen befinden und der Innenkolben 8 über einen
Stütz-Führungsansatz 22 auf einer entsprechenden Gleit
fläche der Zahnstangen geführt ist. Auf diese Weise
werden die auftretenden Kräfte optimal aufgenommen und
Verschleißerscheinigungen minimiert.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsvariante der Erfindung
ist in der gleichen Weise wie die Ausführungsform nach
Fig. 1 für Anschlagtüren bestimmt, jedoch speziell als
Bodentürschließer ausgebildet.
Das Steuerglied 6 besitzt dabei eine modifizierte Außen
kontur, die aufgrund der Verringerung des Radius und damit
des Hebelarms in dem großen Öffnungswinkeln zugeordneten
Bereich ein negatives Schließmoment erzeugen kann. Das
Gesamtmoment, herrührend von Außenkolben und Innenkolben
ist dabei weiterhin positiv, aber es wird durch den Bei
trag des Innenkolbens bei großem Öffnungswinkel vermieden,
daß das durch das Komprimieren der dem Außenkolben 5 zu
geordneten Druckfeder 9 ein weiteres, nicht mehr benötigtes
Ansteigen des Schließmoments erfolgt.
Von besonderer Bedeutung bei Bodentürschließern ist das
sog. k-Maß, das möglichst gering sein soll.
Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 2 ist es möglich,
ein besonders kleines k-Maß in seitlicher Richtung zu
erreichen, wozu die Drehachse 2 nahe an den Schließerrand
und in einen Eckbereich des Schließers verlegt und die
Schließerachse 2 über ein weiteres Zahnrad 15 mit den
Getriebeelementen gekuppelt ist, welche in der im Zusammen
hang mit Fig. 1 bereits beschriebenen Weise mit dem
Außenkolben 5 und dem Innenkolben 8 zusammenwirken.
Auf diese Weise ist es mit einem Minimum an Aufwand und
dem wesentlichen Vorteil der weitgehend freien Vorgabe
des Schließmomentenverlaufs möglich, ein k-Maß von 20 mm
und ggf. noch weniger zu erreichen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3
dargestellt, wobei auch in dieser Figur für gleiche Elemente
die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 ver
wendet sind.
Unterschiedlich bei dieser Ausführungsform ist die Ver
wendung eines speziellen Steuergliedes 6, das nicht mehr
als reine Nockenscheibe ausgeführt ist, sondern aus einem
auf einem Teilbereich seines Umfangs verzahnten Scheiben
organ besteht, das mittels eines Zahnabschnitts im Bereich
kleiner Öffnungswinkel in einen Zahnstangenansatz 17 des
Innenkolbens 8 eingreift und ab einem vorgebbaren Öffnungs
winkel außer Eingriff kommt.
Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsvariante, bei der das
im Falle der Verwendung als Bodentürschließer einzusetzende
Zahnrad 17 strichliert angedeutet ist, werden Außenkolben
5 und Innenkolben 8 gegenläufig betätigt. Der Außenkolben 5
ist in der bereits beschriebenen Weise mit der Schließer
achse über ein Zahnrad 3 und eine Zahnstange 4 gekuppelt
und wird bei zunehmenden Öffnungswinkel in der Zeichnung
nach rechts bewegt.
Der Innenkolben 8 ist über ein starres oder flexibles
Verbindungselement 21 mit einem Exzenterorgan 20 ver
bunden, das am Zahnrad 3 befestigt ist. Das Verbindungs
element 21 ist dabei am Außenbereich des Exzenters 20
angelenkt. Diese Anlenkung ist in der Weise vorgenommen,
daß dann, wenn sich die Schließerachse im Gegenuhrzeiger
sinn bewegt und der Flügel geöffnet wird, der Innenkolben 8
in Richtung der Schließerachse und damit gegensinnig zum
Außenkolben 5 bewegt wird. Zwischen Außenkolben 5 und
einem Kolbenansatz 18 des Innenkolbens ist eine Druckfeder
19 vorgesehen, die bei dieser Ausführungsform die Funktion
der bisher beschriebenen beiden Druckfedern 9, 10 übernimmt.
Alle Ausführungsvarianten der Erfindung zeichnen sich durch
äußerste Kompaktheit sowie dadurch aus, daß durch die Kom
bination zweier Schließmomente für den jeweiligen Einsatz
zweck jeweils ein optimales Gesamt-Schließmoment erzeugt
werden kann.
- Bezugszeichenliste:
1 Gehäuse
2 Schließerachse
3 Zahnrad
4 Zahnstange
5 Außenkolben
6 Steuerglied
7 Festanschlag
8 Innenkolben
9 Druckfeder
10 Druckfeder
11 Anlauffläche
12 Kunststoffhülse
13 Dichtung
14 Dichtung
15 Zahnrad
16 Anschlag
17 Zahnstange
18 Kolbenansatz
19 Einzelfeder
20 Exzenterorgan
21 Verbindungselement
22 Stütz-Führungsansatz
a: Hebelarm
b: Hebelarm; k-Maß
Claims (14)
1. Türschließer, bestehend aus einer in einem Gehäuse geführten
und mit einer drehbar gelagerten Schließerachse mechanisch
gekuppelten Kolbenanordnung, zumindest einer mit der Kol
benanordnung zusammenwirkenden Schließfeder und einer
hydraulischen Dämpfungseinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kolbenanordnung aus zwei koaxial ineinander und re
lativ zueinander verschiebbaren Kolben (5, 8) besteht, und
daß diese beiden Kolben (5, 8) mittels getrennter, unter
schiedliche Übersetzungsfunktionen besitzender Getriebe
elemente (3, 4; 6, 7) mit der Schließerachse (2) gekuppelt
sind.
2. Türschließer nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Kolben (5, 8) jeweils
über eine Druckfeder (9, 10) an einem gehäusefesten
Anschlag (16) abgestützt sind.
3. Türschließer nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Anschlag (16) verstellbar
ausgebildet ist.
4. Türschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der als
Ringkolben ausgebildete außenliegende Kolben (5) mittels
einer Zahnstange (4) mit einem an der Schließerachse (2)
befestigten Zahnrad (3) gekuppelt ist und daß der im
Ringkolben geführte innere Kolben (8) über ein ebenfalls
an der Schließerachse (2) befestigtes Steuerglied (6)
mit sich in Abhängigkeit vom jeweiligen Drehwinkel der
Schließerachse (2) änderndem Hebelarm betätigt ist.
5. Türschließer nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Steuerglied (6) aus einer
Kurvenscheibe besteht, die mit einem insbesondere als
Rolle ausgebildeten Festanschlag (7) am inneren Kolben
(8) zusammenwirkt.
6. Türschließer nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Festanschlag (7) bezüglich
der Kolbenachse seitlich in Richtung der Zahnstange
(4) versetzt ist und daß der wirksame Hebelarm zwischen
dem Anschlag (7) und der Kurvenscheibe (6) im Bereich
der kleinen Drehwinkel größer ist als der wirksame
Hebelarm zwischen der Zahnstange (4) und dem zuge
hörigen Zahnrad (3).
7. Türschließer nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kurvenscheibe (6) sich mit
kontinuierlich änderndem Radius im wesentlichen über
einen Winkelbereich von etwa 180° erstreckt und der
Festanschlag (7) in der der Schließstellung ent
sprechenden Position an einer Anlauffläche (11) an
liegt, die über einen einen geringeren Krümmungs
radius aufweisenden, eine schnelle Hebelarmver
größerung bewirkenden Kurvenscheibenbereich in die
Außenkontur der Kurvenscheibe (6) übergeht.
8. Türschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die axiale
Länge des inneren Kolbens (8) größer als die axiale
Länge des äußeren Ringkolbens (5) gewählt ist und daß
der Ringkolben (5) über beabstandete Doppel-Zahnstangen
(7) und der innere Kolben (8) über das zwischen den
Zahnstangen (7) gelegene Steuerglied (6) betätigt ist.
9. Türschließer nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen dem Innenkolben (8) und
dem Ringkolben (5) eine Kunststoffhülse (12) zum Gleit
flächenschutz vorgesehen ist.
10. Türschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schließer
achse (2) in einem Eckbereich des Gehäuses angeordnet
und mit den unterschiedliche Übersetzungsfunktionen be
sitzenden Getriebeelementen (3, 4; 6, 7) über ein achs
festes Zahnrad (15) gekuppelt ist.
11. Türschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer
glied (3) auf einem Schwenk-Teilbereich verzahnt und
in diesem Bereich mit einer mit dem Innenkolben (8)
verbundenen Zahnstange (17) gekuppelt ist.
12. Türschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ge
triebeelemente (3, 4; 20, 21) die beiden Kolben (5, 8)
gegenläufig antreiben und daß zwischen den beiden
Kolben eine Druckfeder (19) angeordnet ist.
13. Türschließer nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Steuerglied ein Exzenter
organ (20) vorgesehen ist, das mit dem Innenkolben (8)
über ein im Exzenteraußenbereich angelenktes Ver
bindungselement (21) gekuppelt ist.
14. Türschließer nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Innenkolben (8) an seinem
von den Getriebeorganen abgewandten Ende mit einem
Stütz- und Führungsansatz (18) versehen ist, und daß
die Druckfeder (19) zwischen diesem Ansatz (18) und
dem Außenkolben (5) angeordnet ist.
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