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Türbremsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zur Verwendung an Türen u. dgl. scharnierbeweglichen Organen bestimmt ist. In der Beschreibung wird der Ausdruck"Tür"In einem allgemeinen Sinn verwendet und umfasst nicht nur die üblichen Türen, sondern auch andere ähnliche scharnierbewegliche Plattenkörper und Verschlussorgane. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung jener Art, in der eineDämpfungsflüssigkeit vorgesehen ist, die eine der Schliess- oder öffnungsbewegung einer Tür entgegenwirkende Kraft ausübt.
Allgemein wird eine derartige Vorrichtung dazu verwendet, die Schliessbewegung einer Tür zu dämpfen ; sie kann aber in manchen Fällen auch dazu verwendet werden, der bffnungsbewegung einen Widerstand entgegenzusetzen.
Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine Türbremsvorrichtung der erwähnten Art, die in bekannter Weise aus zwei gegeneinander beweglichen Teilen besteht, von denen der eine an der Tür und der andere am Türrahmen angebracht ist, so dass die Öffnungs- und Schliessbewegung der Tür eine relativeDrehbewegung zwischen ihnen bewirkt, wobei einer dieser Teile einen Hohlzylinder aufweist, der die Dämpfungsflüssigkeit enthält und in dem ein Rotor koaxial gelagert ist, der mit dem andern Teil verbunden ist.
Die Erfindung besteht in erster Linie darin, dass zwischen dem Rotor und der Innenfläche des Zylinders ein Ringraum vorhanden ist, der mit einer Dämpfungsflüssigkeit von hoher Viskosität gefüllt ist, sowohl der Rotor als auch die Innenfläche des Zylinders Vorsprünge aufweisen, die in diesen Ringraum hineinragen, und eine nur in einer Richtung wirkende Kupplung vorgesehen ist, die mit einem der genannten Teile verbunden und die bei einer Drehbewegung in einer Richtung zwischen den beiden Teilen ausgerückt ist, so dass der Rotor und der Zylinder infolge der durch das Dämpfungsmedium zwischen den Vorsprüngen bewirkten Kraftübertragung gemeinsam bewegbar sind, während bei einer relativen Drehbewegung in der andern Richtung die Kupplung eingerückt ist und eine relative Drehbewegung zwischen dem Rotor und dem Zylinder gegen den Widerstand des Dämpfungsmediums bewirkt.
Die Erfindung ist auf ein Scharnier für eine Tür derart anwendbar, dass das Scharnier die Merkmale der Erfindung aufweist. Die Erfindung kann auch in Form einer eigenen Türschliessvorrichtung verwirklicht werden, die so angeordnet ist, dass sie zwischen der Tür und einer ihr benachbarten festen Konstruktion wirksam ist.
Wenn die Erfindung beispielsweise auf ein Scharnier angewendet wird, das zwei Gelenkplatten hat, von denen die eine mit der Tür und die andere mit dem Rahmen verbunden ist, kann der Zylinder einstückig mit einer der Gelenkplatten ausgebildet sein und der Rotor eine in dem Zylinder drehbare Spindel aufweisen, wobei die in einer Richtung wirkende Kupplung zwischen dieser Spindel und einer Gelenköse der andern Gelenkplatte eingeschaltet ist.
Das Dämpfungsmedium besteht vorzugsweise aus einer kittartigen Masse von relativ hoher Viskosität.
Eine unter dem Namen Siliconkitt (oder Dämpfungskitt) bekannte Substanz hat sich im Zusammenhang mit der Erfindung als besonders brauchbar erwiesen, weil dieser Kitt die Eigenschaft hat, sich bei plötzlicher Einwirkung einer Stossbelastung nicht mehr als viskoses Medium oder kittartige Masse zou verhalten, sondern plötzlich geschert wird. Bei Einwirkung einer mässigen Beanspruchung verhält er sich wie ein normales Medium von hoher Viskosität. Unter Stossbelastung dagegen verhält er sich wie ein zerbrechlicher,
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nicht bildsamer fester Körper.
Infolge dieser Eigenschaft begrenzt er die Belastung, die auf die Befesti- gungspunkte eines Scharniers oder eines Türschliessers ausgeübt werden kann, wenn ein Versuch gemacht wird, die Dämpfungswirkung mit Gewalt zu überwinden, beispielsweise, wenn plötzlich eine grosse Kraft auf die Tür ausgeübt wird, damit sie schneller geschlossen werden kann.
Das erfindungsgemässe Scharnier kann zusammen mit gewöhnlichen Scharnieren verwendet werden, die ein Schliessen der Tür unter Schwerkraftwirkung bewirken. Das erfindungsgemässe Scharnier kann auch mit jeder zweckmässigen Form einer Türschliessfeder verwendet werden, die beispielsweise in einem andern Scharnier enthalten sein kann.
Ferner kann die Erfindung auf bekannte Tilrschliessvorrichtungen angewendet werden, die eine Rückstellfeder aufweisen, die beim Öffnen der Tür gespannt wird und die Tür gegen den Widerstand eines Dämpfungsmediums schliesst, und ein festesHauptgehäuse enthalten, in dem eine Welle drehbar gelagert ist, die mit der Tür oder dem Türrahmen verbunden ist, so dass die Welle beim Öffnen der Tür gedreht wird, wobei eine am einenEnde mit der Welle und am andern Ende mit dem Hauptgehäuse verbundene Rückstellfeder vorgesehen ist.
Erfindungsgemäss ist dann eine weitere Welle vorgesehen, die in dem Gehäuse drehbar gelagert ist und einen Rotor trägt, der in einer zylindrischen Kammer angeordnet ist, die eine Dämpfungsflüssigkeit von relativ hoher Viskosität enthält, ferner eine in einer Richtung wirkende Kupplung, die mit beiden Wellen in Wirkungsverbindung steht und eine Drehbewegung von der einen auf die andere übertragen kann, wenn sich die Tür unter dem Einfluss der Schraubenfeder schliesst.
In jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele kann die in einer Richtung wirkende Kupplung als dicht gewickelte Feder ausgeführt sein, die ja nach der Drehrichtung aufgezogen wird oder abläuft.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen erläutert, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Fig. l zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt ein erfindungsgemäss ausgebildetes Türscharnier. Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie 2 - 2 der Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. l, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4 - 4 der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der-Linie
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die sie einnehmen, wenn die Tür über eine vorhergesehene Grenzstellung hinaus geöffnet worden ist, so dass eine Verriegelungseinrichtung wirksam geworden ist.
Das in Fig. l und 2 dargestellte Scharnier kann zusammen mit einem andern Scharnier von ähnlicher Grösse verwendet werden, das mit einer Schliessfeder versehen ist. Das Scharnier nach Fig. 1 kann auch zusammen mit üblichen Scharnieren verwendet werden, wobei die Tür mit einer eigenen Schliessfeder versehen ist.
Gemäss Fig. 1 besteht das Scharnier im wesentlichen aus einerGelenkplatte 10, mit dem einstückig längs seines Längsrandes der Zylinder 11 ausgebildet ist, und aus einer zweiten Gelenkplatte 12, : die am oberen und unterenEnde mitGelenkösen 13 bzw. 14 ausgebildet ist, wenn man annimmt, dass das Scharnier in Fig. 1 in seiner aufrechten Gebrauchsstellung gezeigt ist. Gemäss Fig. 2 ist die Gelenkplatte 10 an dem festen Pfosten oder dem Türfutter und die Gelenkplatte 12 an der Kante der Tür befestigt.
In demZylinderl1 ist der Rotor derDämpfungsvorrichtung angeordnet. In diesejn Ausführungsbeispiel hat der Rotor die Form einer Spindel 15, die sich koaxial in der Bohrung des Zylinders 11 erstreckt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Innenfläche des Zylinders 11 mit mehreren Nuten oder Verzahnungen 16 ausgebildet ist, so dass sich mehrere Teile in den Ringraum zwischen dem Zylinder und der ebenfalls mit Verzahnungen 28 versehenen Spindel 15 erstrecken. An Stelle der Anordnung der Verzahnungen 16 und 28 können die betreffenden Flächen auch gerändelt oder auf andere Weise stark aufgerauht sein.
Der Ringraum zwischen der Bohrung des Zylinders 11 und der Spindel 15 ist mit einer kittartigenSub stanz 17, beispielsweise dem vorstehend erwähnten Siliconkitt, gefüllt. r
In einer Aussenkung in der Nähe des oberen Endes des Zylinders 11 ist ein geeigneter Dichtungsring 18 vorgesehen. Die Spindel 15 ist an ihrem Ende mit einer sich axial erstreckenden Vertiefung 19 versehen, in der das eine Ende der Schraubenfeder 20 vorgesehen ist, welche die in einer Richtung wirkende Kupplung bildet. Das andere Ende dieser Schraubenfeder ist im Inneren des nach unten offenen Bechers 21 angeordnet, der in der Bohrung der oberen Gelenköse 13 befestigt ist. In der Aussenkung des Zylinders 11 sind geeignete Lagerhülsen 22 vorgesehen, die zweckmässig aus Kunstharz, beispielsweise Nylon bestehen.
Das untere Ende des Zylinders 11 ist mit einer nach unten offenen Kappe 23 verschlossen, die auf dem. Fortsatz 24 des in der unteren Gelenköse 14 befestigten Organes 25 drehbar gelagert ist. An dem unteren Ende können ebenfalls aus Nylon oder ähnlichem Material bestehende geeignete Lagerhülsen 26 und 27 vorgesehen sein.
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wird auf den an der Gelenkplatte 65 befestigten Zylinder 64 ein Drehmoment im Gegensinn des Uhrzeigers ausgeübt, das von dem viskosen Dämpfungsmedium auf den Rotor 63 übertragen wird, der sich aber jetzt nicht im Gegensinn des Uhrzeigers drehen kann, weil die Feder jetzt fest an der Bohrung des Rotors und der Bohrung der Zwischenhülse angreift, so dass sich der Zylinder langsam dreht und die Tür langsam schliesst.
Diese Bewegung wird durch das viskose Dämpfungsmedium gebremst.
DieseBewegung wird fortgesetzt, bis der Anschlag 72 auf der Innenseite des Zylinders mit dem durch den Schlitz 70 der Zwischenhülse vorstehenden freien Ende 71 der Schraubenfeder in Berührung kommt. Wenn dies erfolgt, bewirkt eine weitere Drehung in der Schliessrichtung, dass sich die Schraubenfeder auf-
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Das Ausmass dieser ungehinderten letzten Phase der Schliessbewegung kann durch eine entsprechende Anordnung des Anschlages 72 auf der Innenfläche des Zylinders gegenüber dem benachbarten Rand des in der Zwischenhülse gebildeten Schlitzes 70 vorherbestimmt werden.
Fig. 6 - 9 zeigen die Anwendung der Erfindung auf eine Türschliessvorrichtung, die in dem äusserenHauptgehäuse 30 enthalten ist, das mit senkrecht angeordneter Achse an der Tür oder dem Türrahmen befestigt ist.
Der Zylinder 30 ist an seinem unteren Ende geschlossen und hat an seinem oberen Ende eine Endplatte 31 mit einem zentralen hohlen Ansatz 32. in dem eine Primärwelle 33 drehbar gelagert ist, deren äusseres Ende so ausgebildet ist, dass ein Hebelarm 34 drehfest daran angreifen kann. Dieser Hebelarm ist schwenkbar mit einer Verbindungsstange verbunden, die ihrerseits mit dem Schwenkorgan auf einer Lagerplatte verbunden ist, die je nach der Anordnung des Gehäuses 30 mit der Tür oder dem Türrahmen verbunden ist.
Im unteren Teil des Hauptgehäuses 30 ist der Zylinder 35 der Dämpfungsvorrichtung angeordnet. Die- se hat eine sich aufwärts erstreckende koaxiale Hülse 36, die einstückig mit dem Zylinder 35 ausgebildet ist und ein Lager für die Sekundärwelle 37 bildet.
An dem unteren Ende der Sekundärwelle 37 ist der Läufer 38 der Dämpfungsvorrichtung befestigt.
Dieser Rotor hat die Form einer Scheibe, die an ihrem Umfang mit axial angeordneten Nuten oder Ker- ben versehen ist. Die Innenfläche des Zylinders 35 ist ebenfalls mit axial angeordneten Nuten oder Ker- ben ausgebildet. An Stelle der Anordnung der Kerben können diese Flächen auch gerändelt oder auf an- dere Weise stark aufgerauht sein. Der Ringraum im Inneren des Zylinders 35 ist mit einerkittartigen
Masse 39 (Fig. 7), beispielsweise Siliconkitt gefüllt. An jener Stelle, an der die Sekundärwelle 37 aus der
Kammer 35 austritt, ist ein geeigneter Dichtungsring 40 vorgesehen.
Sowohl die Primär- als auch die Sekundärwelle können an geeigneten Stellen, wie in Fig. 7 gezeigt, mit Lagerhülsen versehen sein, die ebenfalls aus Kunstharz, beispielsweise Nylon, bestehen können.
DiePrimärwelle33 ist zwischen ihrem oberen und unterenEnde mit einer mit der Welle einstückigen
Befestigungsplatte 41 versehen. An der Unterseite dieser Befestigungsplatte ist das obere Ende einer als
Schraubenfeder ausgebildeten Rückstellfeder 42 vorgesehen, deren unteresEndezweckmässig an der Innen- fläche des Hauptgehäuses 30 befestigt ist.
Die Primärwelle 33 erstreckt sich abwärts und ist an ihrem unteren Ende drehbar in einer axialen
Vertiefung gelagert, die in dem dickeren Ende der Sekundärwelle 37 gelagert ist. Dieses dickere Ende 43 hat einen sich radial erstreckenden Flansch 44, auf dem ein Becher 45 befestigt ist.
Ferner ist an der Unterseite der Befestigungsplatte 41 ein nach unten offener Becher 46 befestigt, der ähnlich wie der Becher 45 ausgebildet ist. Eine dicht gewickelte Feder 47 ist so angeordnet, dass sie die
Innenflächen der Becher 46 und 45 berührt. Diese Anordnung bildet die in einer Richtung wirkende Kupp- lung.
Die dargestellte Türschliessvorrichtung weist ferner eine Einrichtung zum automatischen Verriegeln der Tür in der Offenstellung auf, wenn die Primärwelle um einen vorherbestimmten Maximalwert verdreht worden ist, so dass nach einer öffnungsbewegung der Tür über ein bestimmtes Mass, beispielsweise von 90 , die Verriegelungseinrichtung wirksam wird und die Tür offenhält.
Gemäss Fig. 8 und 9 weist diese Verriegelungseinrichtung einen Vorsprung in Form einer in der Wand der Endkappe 31 befestigten Hülse 48 auf, sowie einen Drehzapfen 49, der in der Befestigungsplatte 41 montiert ist und auf dem eine hohle Rolle 50 gelagert ist, an der das Aussenprofil einer Blattfeder 51 an- greift, deren Enden in Vertiefungen 52 gehalten werden, die in aufrecht stehenden Wänden 53 ausgebildet sind, die ihrerseits an zwei einander gegenüberliegenden Seitenrändernder Befestigungsplatte 41 angeord- net sind.
In den Zeichnungen ist die Verriegelungseinrichtung nur auf einer Seite der Primärwelle dargestellt.
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Gegebenenfalls kann eine ähnliche Verriegelungseinrichtung aber auch auf der andern Seite der Primärwelle vorgesehen sein, an der ein weiterer Vorsprung 54 angedeutet ist.
Fig. 8 zeigt die vorherbestimmte Grenzstellung für die Öffnungsbewegung der Tür. In dieser Stellung berührt die hohle Rolle 50 den Vorsprung 48 und bewirkt, dass die Rolle um den Drehzapfen 49 verschwenkt und gegen denDruck der Blattfeder zu der Primärwelle hin einwärts gedrückt wird, bis die Rolle über den Vorsprung 48 hinweggewandert ist. Dann übt die Blattfeder 51 einen solchen Druck auf die Rolle aus, dass sich diese in die in Fig. 9 gezeigte Stellung auswärtsbewegt, in der sie an der andern Seite des Vorsprunges 48 anliegt und die Primärwelle mit einer solchen Kraft verriegelt oder festhält, dass die Rückstellfeder nicht imstande ist, die Primärwelle in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen.
Das von Hand auszuübende zusätzlicht Drehmoment, das erforderlich ist, damit die Tür in der Offenstellung verriegelt oder festgehalten wird, d. h. damit der feste Vorsprung, die hohle Rolle, der Drehzapfen und die Blattfeder wie in dem vorstehenden Absatz beschrieben zusammenwirken, soll so klein wie möglich sein, während das zur Umkehr des Vorganges und damit zum Entriegeln der Tür erforderliche Drehmoment notwendigerweise beträchtlich sein muss, weil die Einrichtung dem vollen Drehmoment der Rückstellfeder 42 gewachsen sein muss.
Die Anordnung weist daher ferner Mittel auf, die gewährleisten, dass der Anschlag des festen Vor- sprunges auf die hohle Rolle eine Antriebskraft ausübt, die grösser ist als die während des entgegengesetz- tenEntriegelungsvorganges wirksame Antriebskraft. Eir derartiger Unterschied zwischen den Antriebskräf- ten wird zweckmässig dadurch erzielt, dass der Drehzapfen eine unsymmetrische Querschnittsform hat, die so ausgebildet ist, dass bei einer von dem festen Vorsprung ausgehenden Antriebskraft in einer Richtung der Innenumfang der Rolle um den Drehzapfen um eine Berührungslinie herumschwenkt, die der Primär- welle radial näher liegt als jene, um die die Innenfläche der Rolle herumschwenkt, wenn sie durch den Anschlag an dem festen Vorsprung in der entgegengesetzten Richtung angetrieben wird.
Der gewünschte Querschnitt des Drehzapfens kann wie dargestellt dadurch erhalten werden, dass der Zapfen aus zwei geteilten Hülsen gebildet wird. Es kann aber auch ein Drehzapfen mit einem Querschnitt in Form eines gleichseitigen Dreieckes so angeordnet werden, dass eine Seite in einer zur Achse der Primärwelle radialen Ebene liegt.
In den beiden vorgenannten Anordnungen ist der Wicklungssinn der Schraubenfeder von der Richtung der Öffnungs-bzw. Schliessbewegung der Tür abhängig. Das gleiche gilt für die Richtung der Asymmetrie des Querschnittes des oder der in der Verriegelungseinrichtung vorgesehenen Drehzapfen.
Die Wirkungsweise der Türschliessvorrichtung nach Fig. 7 ist wie folgt :
Wenn der Tür eine Öffnungsbewegung erteilt wird, dreht der Hebelarm 34 die Primärwelle 33, so dass in der Rückstellfeder 42 Energie gespeichert wird, während die Schraubenfeder 47 in den Bechern 46 und 45 frei gleiten kann, so dass der Sekundärwelle 37 keine wesentliche Drehung erteilt wird.
Beim Loslassen der Tür kehrt die Rückstellfeder 42 die Drehrichtung der Primärwelle um, so dass die Schraubenfeder 47 an den Bechern 46 und 45 angreift, und dadurch der Sekundärwelle 37 eine Drehung erteilt, so dass das auf den Läufer 38 wirkende Dämpfungsmedium die Schliessbewegung der Tür behindert.
Wenn die Tür über den in Fig. 8 dargestellten vorherbestimmten maximalen Winkel hinaus geöff - net wird, treffen die Rolle oder die Rollen 15 auf den festen Vorsprung auf und bewirken eine in der Öff- nungsrichtung wirkende mässige zusätzliche Kraft, dass die Rolle oder Rollen über der Vorsprung laufen und die Tür in der Offenstellung festhalten, in der sie so lange verbleibt, bis in der Schliessrichtung eine solche Kraft von Hand ausgeübt wird, dass die Verriegelungsrichtung ausgerückt wird, worauf sich die Tür unter dem Einfluss der Rückstellfeder 42 automatisch schliesst.
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