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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Pendeltür, bestehend aus
einem Türblatt, welches über wenigstens ein Selbstschließscharnier
mit einer Schwenkachse an einem Türrahmen befestigt und horizontal
verschwenkbar ist, welches einen Excenterkopf aufweist, der entweder
vom Rahmen oder von der Türplatte ausgehend sich horizontal
bis über die Schwenkachse hinaus erstreckt, wobei der Abstand
zwischen der Excenterfläche des Excenterkopfes und der
Schwenkachse in der Ebene des geschlossenen Türblattes
kleiner ist als in allen anderen Ebenen und auf den Excenterkopf
wenigstens eine Druckstange durch eine Feder andrückbar
ist und auf der Druckstange ein Rollelement drehbar gelagert ist.
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Türen
sind beweglich angeordnete Platten, mit denen die Öffnungen
für das Betreten und Verlassen von Räumen reversibel
verschlossen werden können. Dabei soll die Tür
im geschlossenen Zustand die Öffnung möglichst
gut und umfassend verschließen, also zumindest gegen Zugluft,
möglichst sogar noch gegen Schallwellen abdichten, beim Öffnen
leicht zu betätigen sein und die Geschwindigkeit der durchgehenden
Person möglichst wenig reduzieren sowie beim Schließen
nur eine einfache Bewegung erfordern und die Mühe eines
hochgenauen Positionierens vermeiden.
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Ein
guter Teil dieser Forderungen wird von der am weitesten verbreiteten
Türform erfüllt, der sogenannten Anschlagtür.
Sie besteht aus einer Platte, dem sogenannten Türblatt,
das an einer horizontalen Kante verschwenkbar gelagert ist, wobei
die Scharniere i. d. R. an einem Rahmen in der Öffnung
der Wand befestigt sind. Dieser Türrahmen, auch Türfutter
genannt, bildet eine Öffnung zum Durchgang der Personen,
die etwas kleiner ist als das Türblatt, weshalb es beim Schließen
gegen den Rahmen schlägt. Ein Vorteil dieser Anordnung
ist, dass die Auflagefläche des Türblattes auf
dem Türrahmen als Dichtung wirkt, die zusätzlich
noch durch flexible Dichtungsprofile weiter abgedichtet werden kann.
Ein weiterer Vorzug ist, dass die Tür zum Verschließen
nicht sorgfältig positioniert werden muss, sondern nur
gegen den Anschlag zu drücken ist.
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Wenn
der Schließmechanismus in dieser Position selbsttätig
für eine Verriegelung sorgt, ist es auch möglich,
die Tür dadurch zu verschließen, dass das Türblatt
im geöffneten Zustand manuell in eine Schwenkbewegung in
Richtung des Türrahmens versetzt wird. Durch das Eigenträgheitsmoment
des Türblattes in Bezug auf die Schwenkachse wird die beim Beschleunigen
der Tür aufgebrachte kinetische Energie im Türblatt
gespeichert und bewegt das Türblatt auch ohne weitere,
manuelle Unterstützung soweit, bis es den Anschlag berührt
und dort von der Schließvorrichtung festgehalten wird.
Da das Türblatt schlagartig mit drei von vier Kanten auf
den Türrahmen trifft und dabei mit einer hohen Verzögerung
abgebremst wird, entsteht ein lautes Geräusch, das durch
Schwingungen des Türblattes verstärkt wird. Deshalb
wird diese Art des Schließens einer Anschlagtür
umgangssprachlich auch als „Zuknallen" der Tür
bezeichnet.
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Dieses
laute Geräusch ist jedoch ein wesentlicher Nachteil der
Tür. Zwar kann es durch umlaufende Gummidichtungen, die
als Stoßdämpfer wirken, gemildert, jedoch prinzipiell
nie gänzlichst eliminiert werden. Ein weiterer, sehr gravierender
Nachteil ist, dass eine Anschlagtür nur in einer Bewegungsrichtung
mit ihrer Schwenkbewegung der Richtung der durchgehenden Person
entspricht. In der anderen Bewegungsrichtung ist zum Öffnen
der Tür erforderlich, dass die Person zuerst auf die Tür
zugeht, diese ergreift und dann einen Schritt zurück oder
zumindest zur Seite tritt, um die Tür zu öffnen.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die Person nach dem Durchgehen sich
entweder umdrehen muss und die Tür auf sich zuzuziehen
hat oder hinter dem eigenen Rücken, ohne die Möglichkeit
einer optischen Kontrolle der Bewegung die Türklinke zu
ergreifen und die Tür zuzuziehen.
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Beide
Arten der Schließbewegung hemmen die Geschwindigkeit der
durchgehenden Person, wodurch Zeit zu opfern ist. Weiterhin erfordern
sie koordinierte Bewegungen zum Schließen, die als mühsam
einzustufen sind. Deshalb existieren auf aktuellem Stand der Technik
verschiedene Vorschläge, um anstelle einer Anschlagtür
eine Bewegung der Tür zu beiden Seiten der Wand hin zu
ermöglichen. Diese sogenannten Pendeltüren erfordern
spezielle Scharniere.
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Ein
sehr einfaches Scharnier beschreibt
US 5,076,017 ,
Jacobs 1990. Dabei ist der Abstand der Verschwenkachse vom Türrahmen
so groß, dass das Türblatt zu beiden Seiten der
Wand um wenigstens 90° verschwenkt werden kann. An der
gegenüberliegenden Kante des Türblattes sorgt
eine flexible Dichtung auf dem Türblatt für das
Schließen des Spaltes zwischen Türblatt und Türrahmen.
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Zur
mechanischen Fixierung des Türblattes in der geschlossenen
Position wird von Jacobs eine vertikale Stange vorgeschlagen, die
einen Schließkeil in die Oberseite des Türfutters
eindrückt. Um diese Position zu erreichen, muss die Tür
mit hoher Genauigkeit von der benutzenden Person in die Schließeposition
gebracht werden. Dieser Schließvorgang erfordert vergleichsweise
viel Zeit und Konzentration und ist deshalb im Vergleich mit dem
Zuschlagen einer Anschlagtür als sehr langsam und unkomfortabel abzuqualifizieren.
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Diesen
Nachteil versucht
DE 93 204 69 durch
einen selbstschließenden Pendeltürbeschlag zu
kompensieren. Dazu wird auf dem Türscharnier ein radial
ausgerichteter Bolzen verschwenkbar befestigt und das Türblatt
auf dem Bolzen in radialer Richtung verschiebbar gelagert, wobei
eine Feder das Türblatt stets an das Türscharnier
heranzieht. Da der Abstand des Türblattes von der Verschwenkachse
im geschlossenen Zustand der Tür am kleinsten ist und mit
zunehmenden Öffnungswinkel immer größer
wird, entsteht beim Öffnen der Tür eine Rückstellkraft,
die die Tür wieder zurück in ihre geschlossene Position
bewegt.
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Ein
ganz entscheidender Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass das
Eigengewicht des Türblattes auf ein relativ weit oben angeordnetes
Pendeltürscharnier dieser Bauart eine radiale Kraft ausübt,
die bei einer zu schwach dimensionierten Feder die Rückstellkraft
der Feder in jedem Fall durch Überlagerung vermindert und
im Extremfall eliminiert. Falls die Feder noch schwächer
dimensioniert sein sollte, entfernt sich das Türblatt vom
oberen Türscharnier und setzt mit der scharnierfernen Kante
auf dem Fußboden des Durchgangs auf, wodurch es entweder
blockiert wird oder vom Bediener mühselig per Hand angehoben
wird, damit es trotzdem bewegt werden kann.
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Ein ähnlicher
Effekt tritt ein, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Türblattes
so hoch wird, dass die Fliehkraft zusammen mit dem Eigengewicht
der Tür die maximale Zugkraft der Feder im Türscharnier übersteigt.
Auch in diesem Fall setzt die Tür mit ihrer Unterkante
auf dem Fußboden auf und wird dadurch abgebremst.
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Gemäß aktuellem
Stand der Technik ist ein selbstschließender Pendeltürbeschlag
bekannt und verbreitet, bei dem zwei, jeweils federrückstellende Scharniere
funktionell in Reihe zwischen Türrahmen und Türblatt
angeordnet sind, wobei zwischen den beiden selbstrückstellenden
Scharnieren eine kleine Zwischenplatte angeordnet ist, die quer
zu Fläche des Türblattes ausgerichtet ist. Dadurch
kann das Türblatt zu beiden Seiten ausschwenken und wird von
jeweils einem der beiden Gelenke und der darin angeordneten Feder
wieder in die geschlossene Position zurückgezogen. Ein
wesentlicher Nachteil ist jedoch, dass bei zu hoher Winkelgeschwindigkeit
des Türblattes und/oder bei vergleichsweise schwacher Dimensionierung
der Rückstellfedern die Fliehkraft das Türblatt
von dem Scharnier weg an den Rand des Schwenkkreises hin drückt,
wodurch das Pendeltürscharnier über seine beiden,
funktionell hintereinander geschalteten Scharniere in die Form eines Z
auseinandergezogen wird, so dass sich der Flugkreis des Türblattes
vergrößert. Das kann dazu führen, dass
das Türblatt mit der Unterkante auf den Boden aufsetzt
und/oder beim Erreichen der geschlossenen Position mit der scharnierfernen
Kante an den Türrahmen anstößt.
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Auf
diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt,
ein Pendeltürscharnier zu entwickeln, das eine Bewegung
der Tür zu beiden Seiten der geschlossenen Position ermöglicht,
dabei die Tür je auf einem festen Radius bewegbar macht und
aus der geöffneten Position selbsttätig in die
geschlossene Position zurückbewegt und dort mit einer gewissen
Feststellkraft fixiert. Als Lösung stellt die Erfindung
ein Selbstschließscharnier vor, das einen Excenterkopf
sowie eine Druckstange mit einem Rollelement enthält und
dadurch gekennzeichnet ist, dass das Rollelement auf der Excenterfläche
des Excenterkopfes abrollbar ist.
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Dieses
Selbstschließscharnier ist über eine Schwenkachse
mit dem Türrahmen verbunden und entweder dort befestigt
oder – falls der Türrahmen nur sehr schwach ist
oder falls er nur als eine Kante der Türöffnung
in der Wand ausgebildet ist – direkt in der Wand befestigt.
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Das
funktionale Herz des erfindungsgemäßen Selbstschließscharniers
ist der Excenterkopf und die darauf über das Rollelement
sich abrollende Spitze der Druckstange. Wesentlich ist, dass die
Fläche des Excenters im geschlossenen Zustand der Tür
den kleinsten Abstand zur Schwenkachse hat. Dadurch ist in dieser
Position auch die Spitze der Druckstange mit dem Rollelement am
nächsten zur Schwenkachse. Sobald sich das Türblatt
aus der geschlossenen Position heraus bewegt, bewegt sich auch der
Excenterkopf gegenüber der Druckstange. Weil sich mit zunehmendem
Verschwenkungswinkel des Türblattes auch der Abstand zwischen
dem Rollelement und der Verschwenkachse erhöht, wird die Druckstange
von der Verschwenkachse weg gedrückt, wodurch der Druck
der Feder auf die Druckstange weiter ansteigt.
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Diese
Zunahme an Kraft bewirkt über die Umlenkung der Rolle auf
der Excenterfläche eine radial wirkende Rückstellkraft
auf das Türblatt. Wenn die Tür geöffnet
wird, so steigt die Rückstellkraft in dem Maße
an, wie sich der Abstand der Excenterfläche von der Verschwenkachse
vergrößert. Sofern sich dieser Abstand ausgehend
von der geschlossenen Position immer weiter erhöht, entsteht
dadurch in jeder Position des Türblattes außerhalb
des geschlossenen Zustand eine Rückstellkraft, die das Türblatt
wieder in die geschlossene Position zurückführt.
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Durch
die Form der Kurve der Excenterfläche ist dabei das Rückstellverhalten
zu beeinflussen. Denkbar ist z. B., dass in der Nähe des
maximalen Öffnungswinkels der Abstand der Excenteroberfläche
zur Verschwenkachse sehr viel stärker steigt als in den
anderen Be reichen. Dadurch steigt auch die Kraft zum Öffnen
der Tür, so dass in der Nähe des Anschlags die
Bewegung rechtzeitig gebremst und der Aufprall auf den Anschlag
reduziert wird.
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Als
alternative Auslegungsform für den Excenter ist auch denkbar,
dass die Tür in der Nähe der geschlossenen Position
selbsttätig in die geschlossene Stellung einschwenkt, sich
jedoch nach Überschreiten eines bestimmten Mindestöffnungswinkels selbsttätig
weiter in Öffnungsrichtung bewegt und das Türblatt
mit Federkraft in den maximalen Öffnungswinkel hineinzieht.
In dieser Auslegungsvariante des erfindungsgemäßen
Selbstschließscharniers verharrt die Tür in der
geöffneten Stellung und muss zum Schließen über
einen größeren Verschwenkbereich hinweg durch
Aufbringen einer Kraft zugedrückt werden.
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Es
gehört zum Charakteristikum des erfindungsgemäßen
Selbstschließscharniers, das die Excenterfläche
eine Einkerbung aufweist, in welche das Rollelement bei geschlossener
Pendeltür einrastet, wodurch die Schließposition
mit einer hohen Genauigkeit gehalten wird.
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Während
der Schließbewegung wird also kurz vor Erreichen der Schließposition
die Rückstellkraft spürbar ansteigen, weil das
Rollelement über die Kante der Einkerbung hinwegrollt und
dann in die Tiefe der Einkerbung einfällt. Je tiefer diese
Einkerbung gestaltet wird, desto größer ist der
finale Zuwachs an Rückstellkraft. Dieser beim Schließen
hoch erwünschte, zusätzliche Rückstelleffekt
wird jedoch sinnvollerweise dadurch begrenzt, dass die Kraft für das Öffnen
der Tür und damit für das Herausbewegen des Rollelementes
aus der Einkerbung nicht zu groß werden sollte. Die beim
Schließen hoch willkommene Rückstellkraft stört
beim Öffnen.
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Als
Variante einer erfindungsgemäßen Pendeltür
ist es sinnvoll, dass die Druckstange in das Selbstschließscharnier
integriert ist. Dadurch wird zumindest eine Hälfte des
Selbstschließscharniers ein etwas größeres
Bauteil, das die Funktion eines Gehäuses für die
Schwenkachse und die Druckstange übernimmt.
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Unabhängig
davon, ob die Druckstange im Selbstschließscharnier integriert
ist oder als getrennte Baugruppe daran angesetzt wird, sind mehrere
Varianten für die Druckstange sinnvoll. Eine Ausführungsform
ist ein horizontal bewegbarer Bolzen. Auf diesen Bolzen wirkt eine
Feder, z. B. eine um den Bolzen herum angeordnete Schraubenfeder.
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Auch
für die Ausführung der Schwenkachse und deren
Befestigung sind mehrere Varianten denkbar. So kann die Schwenkachse
und der Excenterkopf z. B. auf einer Rahmenplatte am Türrahmen
befestigt werden. Zu dieser Variante passt, dass die Druckstange
am Türblatt befestigt ist. Dabei ist es eine besonders
interessante Variante, das Selbstscharnierscharnier so kompakt auszulegen,
dass es von der Seitenkante her in einen Schlitz des Türblattes
eingeschoben werden kann.
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Es
ist ein besonderes Verdienst der Erfindung, die zur Bewegung des
Selbstschließscharniers erforderlichen Teile von ihrem
Prinzip her so anzuordnen, dass alle Elemente in der Ebene des Türblattes nebeneinander
angeordnet werden können, so dass das Selbstschließscharnier
senkrecht zur Ebene des Türblattes höchst schmal
ausgeführt werden kann. Es ist denkbar und sinnvoll, dass
z. B. der Excenterkopf als ein im Verhältnis zur Türplatte
recht breites Bauelement in seinen Abmessungen dadurch reduziert
wird, dass er aus Metall oder sogar gehärtetem Metall gefertigt
wird, aber trotzdem über lange Zeit hinweg die gleiche
Bewegungsfunktion ermöglicht, da der Abrieb und damit eine
Deformation der Excenterfläche durch das Härten
eingeschränkt wird.
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Bei
einem erfindungsgemäßem Selbstschließscharnier
können entweder der Excenterkopf und die Schwenkachse mit
dem Türblatt verbunden werden, so dass die Druckstange
am Türrahmen angeordnet ist. Diese Variante ist insbesondere
dann interessant, wenn die Druckstange als ein Kipphebel ausgeführt
ist oder wenn in die als Kipphebel angeordnete Druckstange die Federfunktion
mit integriert ist, so dass die Druckstange mit einer Blattfeder
in der Kfz-Technik vergleichbar ist, die zugleich führende
wie auch federnde Eigenschaften aufweist. Diese Konfiguration ist
vorteilhaft mit Glastüren zu kombinieren, da Excenterkopf
und Schwenkachse sehr kompakt ausgebildet werden können
und nicht sehr weit in das gläserne Türblatt hineinragen.
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Alternativ
ist der Excenterkopf und die Schwenkachse auf dem Türrahmen
montiert. Vorteilhaft ist, dass diese Bauelemente so konfiguriert
werden können, dass sie keine Ausnehmung im Türrahmen
erfordern, sondern auf die Außenfläche aufgesetzt
werden können. In dieser Variante ist die Druckstange sinnvollerweise
als horizontal bewegter Bolzen formatiert, der im Inneren eines
Türblattes angeordnet ist, da Türblatter nach
aktuellem Stand der Technik i. d. R. dreischichtig aufgebaut sind
mit je einer sehr harten, aber dünnen Deckschicht nach
außen hin und einer sehr weichen, oft aus Wellpappe oder
anderem, sehr leichtem Material aufgebauten Füllschicht
in der Mitte. Dort steht auch für die Druckstange eine
große Einbautiefe zur Verfügung.
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Für
eine verbesserte Parallelität zwischen Excenterkopf und
Rollelement ist eine Ausführungsform mit zwei parallel
geführten Druckstangen sinnvoll. Dabei ist es zu bevorzugen,
dass die Druckstangen in einer Ebene angeordnet sind, die parallel
zum geschlossenen Türblatt ausgerichtet ist, weil dadurch das
vergrößerte Bauvolumen der doppelten Druckstangen
nach außen nicht sichtbar in der weichen Zwischenschicht
des Türblattes untergebracht ist und durch einen Schlitz
von der seitlichen Kante her dorthin geschoben werden kann.
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Die
Druckstange kann – wie bereits erwähnt – alternativ
als ein Kipphebel ausgeführt werden, der in seiner Mitte
verschwenkbar gelagert ist und an einem Ende des Rollelement trägt
und am andern Ende auf einer Feder aufliegt. Wie bereits bemerkt, kann
in einer alternativen Ausführungsvariante die Funktion
der Feder auch in die Druckstange integriert werden. Ähnlich
der Funktion einer Blattfeder bei Lastkraftwagen übernimmt
dann die Druckstange sowohl die federnde Funktion als auch die führende Funktion
für das Rollelement auf der Excenteroberfläche.
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Die
Feder für die Druckstange kann in einer anderen Ausführungsform
als Spiralfeder oder als Schraubenfeder aus zylindrisch gewickeltem
Stahldraht geformt werden. Die Kombination mit beiden genannten
Ausführungsformen der Druckstange – Bolzen oder
Kipphebel – ist möglich, vorzugsweise wird die
bolzenartige Ausführungsform der Druckstange mit einer
Schraubenfeder kombiniert, die z. B. um die bolzenförmige
Druckstange herum angeordnet werden kann. Eine Spiralfeder kann
z. B. auf die Drehachse einer kipphebelartig gelagerten Druckstange
angreifen.
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Als
weitere Alternative kann die Feder auch aus aufeinanderliegenden
Tellerfedern ausgeführt werden oder als eine Luftfeder
gestaltet werden.
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Zur
Aufhängung des Türblattes werden mindestens zwei
gelenkige Verbindungen benötigt, nämlich die erfindungsgemäßen
Selbstschließscharniere. Diese Scharniere bestehen aus
einem stehenden Teil, das am Türrahmen befestigt wird und
einem gehenden Teil, das am Türblatt befestigt wird. Beide
Teile sind über eine Schwenkachse miteinander verbunden,
die nicht nur konstruktiv die Schwenkachse darstellt, sondern auch
die mechanische Verbindung bildet.
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In
einer einfachen Ausführungsform ist die Schwenkachse als
Bolzen gestaltet, der in einer dazu komplementären Buchse
bewegbar ist. Um die Bedienkraft zur Betätigung der Tür
zu reduzieren, ist es sinnvoll, die Reibungskräfte zu verkleinern.
Eine Maßnahme in diesem Sinne ist die Lagerung des Bolzens
in einem Gleitlager. Eine weitere Reduzierung der Reibkräfte
ermöglicht die Lagerung auf Kugeln oder Rollen.
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Da
der Abstand des Schwerpunktes des Türblattes von den Schwenkachsen
relativ groß ist, wirkt auf die Schwenkachsen nicht etwa
eine vorrangig orthogonal ausgerichtete Kraft, sondern ein geneigter Kraftvektor.
Diese in Bezug auf den Türrahmen schräg gerichtete
Kraft wird am besten durch ein Schrägschulterlager aufgefangen,
welches entweder Rollen oder Zylinder aufweisen kann. Die Vorteile
einer solchen, sehr reibungsarmen Lagerung sind eine deutliche Reduzierung
der Betätigungskräfte zum Öffnen der
Tür und folglich auch eine deutliche Reduzierung der entgegenwirkenden
Rückstellkraft. Je stärker diese Kräfte
reduziert werden, desto deutlicher wird jedoch die Notwendigkeit
einer Bremseinrichtung beim Erreichen der geschlossenen Stellung sowie
der beiden geöffneten Stellungen der Tür
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Ähnlich
wie beim Verfahren z. B. eines Fahrzeuges von einem zum anderen
Punkt gliedert sich auch die Verschwenkbewegung eines Türblattes
in die drei Phasen Beschleunigen, Verfahren mit etwa gleichmäßiger
Geschwindigkeit und Verzögern bis zum Halt. Für
das Verzögern von Fahrzeugen sind Reibungsbremsen der aktuelle
Stand der Technik. Diese Bremsen werden erst während der
Verzögerung aktiviert und drehen sich während
der sonstigen Phasen im Leerlauf mit.
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Prinzipiell
wäre es auch möglich, die Bremsen laufend einwirken
zu lassen, dann müssen sie nicht extra ausgebildet werden,
sondern sind z. B. durch eine Reibung mit hoher Lagerung verwirklicht. Der
Nachteil ist dann allerdings, dass für das Beschleunigen
und das Verfahren mit konstanter Geschwindigkeit die zu diesem Zeitpunkt
eigentlich unerwünschte Bremskraft durch den Antrieb zusätzlich noch
auszugleichen ist. Diese Variante ist der übliche Stand
der Technik für Türscharniere.
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Um
diesen Nachteil zu vermeiden wird in einer Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Selbstschließscharniers
vorgeschlagen, dass auf dem Türblatt eine Reibeplatte horizontal
angeordnet ist, die bei Verschwenkung des Türblattes über
eine am Rahmen befestigte, kreissektorförmige Bremsplatte
hinweg verschwenkbar ist und die Bremsplatte nur dann berührt,
wenn auch tatsächlich gebremst werden soll. Diese Bremsfunktion
ist dann höchst willkommen, wenn die Türplatte
in die geschlossene Position einschwenkt. Bei einer Anschlagtür übernimmt
diese Funktion der Türanschlag, der jedoch bei einer Pendeltür
prinzipiell entfällt. Daher ist es sinnvoll, im Bereich
der Schließposition der Türplatte die Bremsfunktion
zu aktivieren. Zusätzlich kann die Bremsfunktion auch kurz
vor dem Erreichen der beiden Anschläge aktiviert werden.
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Wie
aus der Erfahrung mit der Bremsung von Fahrzeugen ganz allgemein
bekannt ist, ist dabei die Bremskraft idealer Weise nicht konstant,
sondern proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit, also bei hohen
Geschwindigkeiten sehr hoch und bei niedrigen Geschwindigkeiten
kurz vor Erreichen des Zielpunktes sehr niedrig. Ein solches, geschwindigkeitsabhängiges
Bremselement ist für allgemeine Verschwenkbewegungen auf
dem aktuellen Stand der Technik als Stoßdämpfer
bekannt. Es existieren zahlreiche Varianten von Stoßdämpfern
für Linearbewegungen mit begrenztem Hub.
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Da
auch die bolzenartige Ausführung der Druckstange bei einem
erfindungsgemäßen Selbstschließscharnier
ein linear bewegtes Element ist, ist es zu bevorzugen, wenn parallel
oder konzentrisch zu wenigstens einer Druckstange ein Stoßdämpfer angeordnet
ist. Dieser Stoßdämpfer kann z. B. als Reibungsstoßdämpfer
oder als pneumatisch oder hydraulisch wirkender Stoßdämpfer
ausgeführt werden. Eine solche Wirkung wird in der Praxis
dadurch angenähert, dass die Druckstange mit einer bestimmten Reibung
geführt wird. Nachteilig ist jedoch, dass die Reibung vorwiegend
von den Fertigungstoleranzen und Ungleichmäßigkeiten
der Materialoberfläche bestimmt wird und daher nicht auf
die Bewegung abgestimmt ist.
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Eine
weiter verfeinerte Ausführungsvariante ist es deshalb,
dass die Reibung in denjenigen Winkelbereichen, in denen die Tür
mit konstanter Geschwindigkeit verschwenkt werden soll, sehr gering ist
und nur dort aktiviert wird, wo sie von der Kinematik tatsächlich
benötigt wird, also beim Erreichen der Schließposition
und/oder beim Annähern an einen der beiden Anschläge.
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Dazu
kann auf einer bolzenförmigen Druckstange ein ringförmiges
Reibungselement angeordnet werden, dass nur in der Bereichen der
Schließposition und/oder der Anschläge ein komplementäres Bremselement
berührt, ansonsten aber frei schwebt. Die Bremselement
sind als Ring um den Bolzen herum denkbar. Als weitere Verfeinerung
ist denkbar, dass diese Bremsringe von außen nachstellbar
und einstellbar sind, z. B. durch eine Stellschraube.
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Daraus
leitet sich eine weitere, sehr komfortable Ausführungsvariante
der Erfindung ab, bei der die Bremswirkung durch den Benutzer aktiviert
und deaktiviert werden kann. Denkbar ist es z. B., dass die Pendeltür
eine Türklinke erhält, wie sie von normalen Anschlagtüren
bekannt ist. Da die meisten Personen eine solche Türklinke
beim Öffnen der Tür reflexhaft herunter drücken
und beim Schließen der Tür wieder nach oben kommen
lassen, liegt es nahe, die Bremse durch Herunterdrücken
der Türklinke zu lösen und mit dem Freigeben der
Klinke wieder zu aktivieren. Die Übertragung dieser Bewegung
auf ein entsprechend ausgestattetes, erfindungsgemäßes Selbstschließscharnier
kann über Zugstangen, Druckstangen, Ketten, Ölleitungen,
pneumatische oder elektrische Verbindungen hergestellt werden.
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Eine
weitere, sehr interessante Alternative ist es, die vorgesehenen
Einrastpunkte auf Wunsch und vorübergehend zu deaktivieren.
Dazu schlägt die Erfindung vor, dass in wenigstens einer
Einkerbung auf der Excenterfläche ein Excenterglättungsprofil einschiebbar
und fixierbar ist. Dieses Excenterglättungsprofil schließt
die Einkerbung und lässt das Rollelement darüber
hinweg rollen. Damit wird die Einrastfunktion deaktiviert. Dabei
kann das Exenterglättungsprofil durch Einschrauben und/oder
Einrasten und/oder Einstecken in einer Einkerbung befestigt werden.
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Im
Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung
anhand von Beispielen näher erläutert werden.
Diese sollen die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern
nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung:
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1 Horizontalschnitt
durch ein Selbstschließscharnier in geschlossener Stellung
der Türplatte
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2 Horizontaler
Schnitt durch ein Selbstschließscharnier wie 1,
jedoch mit geöffneter Stellung der Türplatte
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3 Teilweiser
Vertikalschnitt durch das Gehäuse eines Selbstschließscharniers
aus 1 und 2
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Die
Figuren zeigen im Einzelnen:
In 1 ist der
horizontale Schnitt durch ein Selbstschließscharnier 1 gezeichnet
und zwar in geschlossener Stellung des Türblattes 2,
von dem hier nur ein kurzer Abschnitt im Bereich der Scharniere
gezeigt ist. Das Türblatt 2 schwenkt um die Schwenkachse 12,
die in diesem Ausführungsbeispiel über den Exenterkopf 14 und
die Rahmenplatte 13 am Türrahmen 3 befestigt
ist.
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In 1 ist
die Grundfunktionalität des Selbstschließscharniers
nachvollziehbar, nämlich das Verschwenken des Türblattes 2 um
die Verschwenkachse 12, wobei das Türblatt in
der Perspektive von 1 sowohl nach unten hin als
auch nach oben hin verschwenkbar ist, was dem Öffnen der Pendeltür
zu beiden Seiten des Türrahmens entspricht.
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In 1 ist
auch die Kernidee der Erfindung, nämlich das Zusammenwirken
von Druckstange und Excenter gut erkennbar: Die Druckstange 15,
hier als zylindrischer Bolzen ausgeführt, ist in der Mitte
der Türplatte horizontal verschieblich gelagert und wird von
der Feder 151 an den Excenterkopf 14 gedrückt. Dabei
befindet sich zwischen der Druckstange 15 und der Excenterfläche 151 noch
das Rollelement 152, dessen Drehachse in 1 senkrecht
auf den Betrachter hin ausgerichtet ist. Dadurch wird beim Verschwenken
des Türblattes 2 die Reibung zwischen Druckstange 15 und
Excenterfläche 141 deutlich reduziert.
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In 1 wird
die Funktionsweise des Excenterkopfes 14 wie folgt deutlich:
In der gezeichneten Position des Türblattes 2,
nämlich der Schließposition, ist der Abstand zwischen
der Lauffläche 152 und der Schwenkachse 12 am
kleinsten. Beim Öffnen der Tür aus dieser Position
heraus rollt sich das Rollelement 152 auf der Excenterfläche 141 ab,
wobei der Abstand zwischen Rollelement 152 und Schwenkachse 12 wächst.
Dadurch wird die Druckstange 15 gegen die Kraft der Feder 151 an
weiter in das Gehäuse 11 des Selbstschließscharnieres
hineingedrückt. Da über den Verschwenkwinkel hinweg
der Abstand der Excenterfläche zur Schwenkachse stetig
ansteigt, entsteht aus der Druckkraft der Feder 151 eine
quer zur Druckstange wirkende Kraft, die die Türplatte 2 in
diejenige Position zurück drückt, bei der der
Abstand des Rollelementes zur Schwenkachse am kleinsten ist.
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Als
zusätzliche Option sind in 1 zwei weitere
Einkerbungen 142 auf dem Excenterkopf 14 eingezeichnet.
In 1 ist sehr gut nachvollziehbar, wie das Rollelement 152 mit
zunehmendem Öffnungswinkel der Tür zuerst einen
immer größer werdenden Abstand von der Schwenkachse 12 einnimmt,
bis es nach einem Verschwenk winkel von ca. 85 Grad die Einkerbung 142 erreicht,
innerhalb derer der Abstand zur Verschwenkachse 12 wieder
kleiner wird, sodass das Rollelement durch die Kraft der Feder 151 in
diese Einkerbung 142 hineingedrückt wird. Dadurch
entsteht eine Kraft, die quer zur Druckstange 15 orientiert
ist und das Türblatt 2 in der Öffnungsposition
einrasten lässt.
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In 2 ist
das Türblatt 2 in geöffneter Position
dargestellt. Dabei ist das Rollelement 152 in die oben
gezeichnete Einkerbung 142 auf der Exenterfläche 141 eingerastet.
Im Vergleich von 2 mit 1 ist zu
erkennen, dass das Rollelement 152 in der geöffneten
Position gemäß 2 gegen
die Kraft der Feder tiefer in die Tasche des Gehäuses 11 hinein
gedrückt worden ist. Die Feder 151 ist also in
dieser Position stärker zusammengedrückt.
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In
der geöffneten Position des Türblattes 2 ist die
Einkerbung 142 in der Mitte des Excenterkopfes 14,
die für die Einrastung des Türblattes 2 in
die geschlossene Position gedacht ist, frei.
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Die
dritte Einkerbung 142 ist in 2 – als zusätzliche
Variante – mit einem Excenterglättungsprofil 4 verschlossen.
In 2 ist nachvollziehbar, dass dieses Excenterglättungsprofil
dafür sorgt, dass der Abstand zwischen der Excenterfläche 141 und der
Schwenkachse 12 auch bei geöffneter Tür
immer größer wird. Dadurch sorgt das Exenterglättungsprofil 4 dafür,
dass das Türblatt 2 in der geöffneten
Position nicht einrastet, sondern nur durch eine Kraft des Benutzers
in dieser Position festgehalten wird. Wenn diese Kraft entfällt,
schwenkt das Türblatt 2 wieder in seine Schließposition
zurück. Dabei wird es von der Energie angetrieben, die
in der komprimierten Feder 151 gespeichert ist.
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Die
in den 2 und 1 gezeigte Ausführungsvariante
eines erfindungsgemäßen Selbstschließscharniers
enthält ein Gehäuse 11, in das Sacklöcher
eingebracht sind, welche die Feder 151 und die Druckstange 15 aufnehmen.
Diese Sacklöcher sind in 2 und 1 der
Länge nach geschnitten dargestellt und deshalb als Rechteck
erkennbar.
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Für
die Anordnung von zwei Druckstangen 15 und Federn 151 zeigt 3 eine
Ausführungsvariante mit einem Gehäuse 11,
das in der Darstellung von 3 partiell
in der Mitte aufgeschnitten ist. Die Schnittachse ist in 1 und 2 eingetragen
und entspricht der Mittelebene der Türplatte.
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In 3 ist
eine Ausführungsvariante mit zwei Druckstangen 15 dargestellt,
die parallel zueinander angeordnet sind. Je eine Feder 151 drückt
eine Druckstange 15 auf die Verschwenkachse 12 und
bewegt dadurch auch das Rollelement 152 an die Schwenkachse 12 heran.
Der – in 3 nicht eingezeichnete – Excenterkopf 14 ist
zwischen Rollelement 152 und Verschwenkachse 12 angeordnet.
Er wäre aus dieser Blickrichtung nur als Rechteck wahrnehmbar.
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Die
in 3 dargestellte Ausführungsvariante des
Gehäuses 11 trägt an der, dem Rollelement gegenüber
liegenden Seite je eine L-förmig abstehende Befestigungslasche
mit je zwei Bohrungen. Mit diesen Befestigungslaschen wird das Selbstschließscharnier
in eine dazu komplementäre Ausnehmung der Türplatte
eingelassen und verschraubt. Für den Mittelteil des Gehäuses 11 ist
dabei eine sehr tiefe Tasche in der Tür erforderlich, die – wie
erwähnt – meist nur in das weiche Füllmaterial
des Türinneren hineinragt.
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In 3 ist
die zylindrische Schwenkachse 12 zu erkennen, die in dieser
Ausführungsvariante in den beiden Schenkeln des U-förmigen
Gehäuses 11 befestigt ist.
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In 3 sind
als weitere, zusätzliche Ausstattungsvariante an der rechten
Kante des Gehäuses 11 oben und unten je eine Bohrung
zu erkennen, die mit einem Innengewinde versehen ist. Über
je eine Schraube, die in diese Innengewinde eingreift, wird das
Gehäuse 11 im Schlitz in der Türplatte 2 exakt
justiert, sofern das Gehäuse darin ein entsprechendes Spiel
hat. Dadurch kann die, von dem Selbstschließscharnier 1 vorgegebene,
geschlossene Stellung des Türblattes 2 auch an
der scharnierfernen Kante des Türblattes mit der erforderlichen Genauigkeit
eingehalten wird.
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- 1
- Selbstschließscharnier
- 11
- Gehäuse
des Selbstschließscharniers 1
- 12
- Schwenkachse
des Selbstschließscharniers 1
- 13
- Rahmenplatte
des Selbstschließscharniers 1, befestigt am Türrahmen 3
- 14
- Excenterkopf
im Gehäuse 11 oder auf Rahmenplatte 13
- 141
- Excenterfläche
des Excenterkopfes 14
- 142
- Einkerbungen
auf Excenterfläche 141
- 15
- Druckstange,
trägt Rollelement 152
- 151
- Feder,
drückt auf Druckstange 15
- 152
- Rollelement,
am Ende der Druckstange 15
- 2
- Türblatt,
mit Selbstschließscharnier 1 am Türrahmen 3 befestigt
- 3
- Türrahmen
- 4
- Excenterglättungsprofil,
zur Glättung einer Einkerbung 142
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5076017 [0007]
- - DE 9320469 [0009]