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Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von Türflügeln od. dgl. mit einem
hydraulisch betätigten Kolben-Zylinder-Antrieb Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische
Einrichtungen zum Antrieb von Türflügeln od. dgl.
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Bei Kraftantriebseinrichtungen für Türflügel od. dgl. ist es bereits
bekannt, Vorkehrungen dafür zu treffen, daß der Flügel in eine gegebene Stellung,
und zwar gewöhnlich in die geschlossene Stellung, zwangläufig zurückgeführt wird,
wenn er von Hand aus dieser Stellung herausbewegt worden ist. Hierzu sind mechanische
Federeinrichtungen bekannt, weil sie auch dann arbeiten, wenn die Antriebskraft
ausfällt oder wenn aus irgendeinem anderen Grund die Antriebseinrichtung nicht arbeitet.
Solche Vorrichtungen haben jedoch mehrere erhebliche Nachteile. Sie sind nämlich
nicht nur wegen der Kosten der Feder, sondern auch wegen der sich daraus ergebenden
komplizierten Ausführung der zu verwendenden Lenker teuer. In vielen Fällen ist,
wenn Rückführfedern verwendet werden, eine Vergrößerung der Steuereinrichtung notwendig.
Dabei haben der erforderliche Raumbedarf und das Gewicht bei der Ausführung von
Türbetätigungseinrichtungen eine erhebliche Bedeutung, z. B. dann, wenn sie in Fahrzeugen
verwendet werden sollen. Außerdem haben Federrückführungen die unerwünschte Eigenschaft,
daß dann, wenn der Flügel geöffnet und die Feder zusammengedrückt wird, die von
der Feder ausgeübte Kraft sich beträchtlich erhöht. Dies erschwert das Öffnen des
Flügels von Hand in die Offenendstellung. Weiterhin ist die Verschlußkraft dort,
wo sie am meisten benötigt wird, nämlich wenn der Flügel beinahe geschlossen und
eine erhebliche Kraft erforderlich ist, um die Klinke oder den Riegel in Eingriff
zu bringen, am kleinsten.
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Es sind weiterhin hydraulische Antriebseinrichtungen für Türflügel
od. dgl. bekanntgeworden, bei denen nach dem Öffnen von Hand eine unter Druck stehende
Flüssigkeit in einem Speicher zum Schließen des Türflügels dient. Bei einer anderen
bereits bekannten Einrichtung treibt der Motor sowohl eine Druckmittelpumpe als
auch eine Druckluftpumpe an. Beide Pumpen werden dann, wenn das Druckmittel in einem
Vorratsbehälter unter eine gegebene Höhe sinkt, gleichzeitig in Gang gesetzt. Ein
durch Druck betätigter Schalter dient der Kontrolle, ob die Druckluftpumpe sich
während der Zeit, während der die Druckmittelpumpe arbeitet, in Betrieb befindet
oder nicht.
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Es sind weiter hydraulische Antriebseinrichtungen für Türflügel od.
dgl. bekannt, bei denen ein Differentialkolben auf beiden Seiten von unter gleichem
Druck stehendem Druckmittel beaufschlagt wird, dabei auf Grund seiner verschieden
großen Kolbenflächen in die Schließstellung und durch Entlastung der größeren Kolbenfläche
in die Offenstellung bewegt wird. Hierbei ist eine selbsttätige Schließbewegung
nach einer von Hand ausgeführten öffnungsbewegung, z. B. bei Stromausfall, nicht
möglich.
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Bei anderen bekannten Einrichtungen dieser Art wird die Schließbewegung
durch Entlasten der größeren Fläche eines Differentialkolbens hervorgerufen, wobei
eine mit der verlängerten Kolbenstange verbundene Kugel kurz vor dem Ende der Schließbewegung
in eine entsprechende Öffnung eintritt, wodurch ein Dämpfungseffekt erzielt werden
soll. Der Nachteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Wegstrecke, auf der diese
Dämpfung erzeugt wird, sehr klein ist, d. h. daß die Druckmittelzuflußöffnung sehr
schnell von der Kugel verschlossen wird, so daß mehr ein plötzliches Anhalten des
Kolbens als eine Dämpfung seiner Bewegung bewirkt wird.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum öffnen und Schließen von
Türflügeln od. dgl. mit einem hydraulisch betätigten, wechselweise auf beiden Seiten
zu
beaufschlagenden Kolben-Zylinder-Antrieb, einem Druckspeicherbehälter, einem Vorratsbehälter
für das Druckmittel, einem Umschaltventil zum Betätigen des Kolben-Zylinder-Antriebs,
Druckmittelleitungen vom Umschaltventil zur öffnungs- und Schließseite des Kolben-Zylinder-Antriebs
sowie zum Druckspeicherbehälter und Vorratsbehälter und einem Rückschlagventil in
einer Druckmittelleitung zum Kolben-Zylinder-Antrieb.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung
zum Öffnen und Schließen von Türflügeln od. dgl. zu schaffen, die ein leichtes Öffnen
des Türflügels von Hand gestattet und die den Türflügel mit gleichmäßig gedämpfter
Bewegung in die Schließstellung bewegt und mit der nötigen Kraft in die Endstellung
drückt.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Umschaltventil
zum wechselweisen Beaufschlagen der beiden Seiten des Kolben-Zylinder-Antriebs diese
abwechselnd mit dem Druckspeicherbehälter bzw. dem Vorratsbehälter verbindet, daß
das Rückschlagventil in der Druckmittelleitung zwischen der Öffnungsseite des Kolben-Zylinder-Antriebs
und dem Vorratsbehälter angeordnet ist und daß der Durchfiußquerschnitt in der Druckmittelleitung
zwischen der Öffnungsseite des Kolben-Zylinder-Antriebs und dem Umschaltventil derart
bemessen ist, daß beim Beaufschlagen der Schließseite des Kolben-Zylinder-Antriebs
das Druckmittel nur unter Überwindung eines großen Strömungswiderstandes über die
Druckmittelleitung, das Umschaltventil und die Druckmittelleitung von der Öffnungsseite
des Kolben-Zylinder-Antriebs zum Vorratsbehälter abfließen kann. Dadurch ergibt
sich eine einfache Antriebsvorrichtung von geringem Raumbedarf, bei der das Öffnen
von Hand keinen allzu großen Kraftaufwand erfordert. Diese Vorrichtung kann in einem
verhältnismäßig kleinen Gehäuse untergebracht werden, so daß sie besonders zum Einbau
in Fahrzeugen geeignet ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Dabei zeigt Fig. 1 die Draufsicht einer Antriebsvorrichtung, bei der der Deckel
teilweise weggebrochen ist, Fig. 2 eine schematische Darstellung der gesamten hydraulischen
Anlage und Fig.3 eine schematische Darstellung einer abgeänderten Antriebsvorrichtung,
die einen Kolben-Zylinder-Antrieb mit Differentialkolben und einen vereinfachten
Aufbau -des Kolben-Zylinder-Antriebs und der Speichereinrichtungen aufweist.
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Gemäß der Fig. 1 ist eine Grundplatte 2 innerhalb eines Gehäuses 4
angeordnet, das einen Deckel 6 hat. Die gesamten Teile der Türantriebsvorrichtung
sind innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet.
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Die Antriebsvorrichtung weist daher kleinste Abmessungen und kleinstes
Gewicht auf und kann leicht installiert werden. Die Einrichtung umfaßt einen wechselweise
beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Antrieb 8, ein Umschaltventil
10 und eine Kraftübertragungseinrichtung 12, welche die Bewegung des
Kolbens 9 auf einen Steuerarm 14 überträgt, der auf beliebige, zweckentsprechende
Weise mit einem Türflügel od. dgl. verbunden ist. Die Einrichtung enthält ferner
einen Druckspeicherbehälter 16, einen einstellbaren druckempfindlichen Schalter
18, der einen Motor 20 zum Antreiben einer hydraulischen Pumpe
22 steuert, und einen Vorratsbehälter 24 für das Druckmittel sowie
eine Reihe entsprechender Verbindungsleitungen.
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Das Arbeiten der Vorrichtung ist am besten aus der Fig.2 erkennbar.
Das Druckmittel wird aus der Auslaßöffnung 74 des Vorratsbehälters
24 über die Druckmittelleitungen 72 und 76 durch die Saugöffnung 78 der Pumpe
22 angesaugt und von ihr über die Pumpenauslaßöffnung 79, über die Leitungen
84 und 86 in den Druckspeicher 16 gedrückt, wobei die Verbindungsleitungen
88 das Arbeitsmittel mit dem gleichen Druck enthält. Die Öffnung 90 des Umschaltventils
10 ist daher zugleich Druckmitteleinlaßöffnung. Die Öffnung 50 ist die Auslaßöffnung
des Umschaltventils 10 und ist durch Druckmittelleitungen 52 und 56 mit der Einlaßöffnung
58 des Vorratsbehälters 24 verbunden. Die Ventilöffnung 48 ist eine
Auslaßöffnung, die mittels der Druckmittelleitung 46 mit der Zylinderöffnung
44 verbunden ist, die mit der linken Seite des Kolbens 9 in Verbindung steht.
Die Ventilöffnung 42 ist über die Druckmittelleitung 40
mit der Zylinderöffnung
38 verbunden, die mit der rechten Seite des Kolbens 9 in Verbindung steht.
Das Rückschlagventil 66 gestattet, daß das Druckmittel in der durch den Pfeil 67
in der Fig. 2 angedeuteten .Richtung strömt. Die Druckmittelleitung 60, die
mit der Druckmittelleitung 56 in Verbindung steht, bildet eine Nebenverteilung zur
Pumpe 22, die durch ein zweckentsprechendes, geeignetes Entlastungsventil
geregelt wird, das nach Wunsch in die Pumpe 22 eingebaut oder getrennt von
ihr angeordnet sein kann.
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Wenn der Türflügel angetrieben und in seiner Schließstellung festgehalten
werden soll, muß das Umschaltventil 10, das entweder unmittelbar oder durch
eine pneumatische, hydraulische oder elektrische Fernsteuerung angetrieben wird,
so eingestellt werden, daß es die Verbindungsleitung 88 und die Druckmittelleitung
40 miteinander verbindet, wodurch an die rechte Seite des Kolbens 9 Druck
angelegt wird. Das Umschaltventil 10 verbindet dann weiterhin die Druckmittelleitung
46 mit der Druckmittelleitung 52, so daß sich der an der linken Seite des
Kolbens 9 befindliche Inhalt des Zylinderraums in den Vorratsbehälter
24 entleeren kann. Der angelegte Druck bewirkt nun, daß sich der Kolben über
den gesamten Weg bis zum linken Ende, also der Öffnungsseite 27 des Arbeitszylinders
13 bewegt, um den Türflügel zu schließen.
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Falls der Türflügel geöffnet werden soll, wird das Umschaltventil
10 so eingestellt, daß es die Druckmittelleitung,46 mit der Verbindungsleitung
88 und die Druckmittelleitung 40 mit der Druckmittelleitung 52 verbindet.
Dadurch wird der Druck des hydraulischen Druckmittels an die linke Seite des Kolbens
9 angelegt und der Kolben 9 zwangläufig zum rechten Ende, also der Schließseite
26 des Arbeitszylinders 13 bewegt, wodurch der Türflügel geöffnet wird.
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Wenn der Türflügel geschlossen und das Umschaltventil 10 entsprechend
eingestellt ist, wird, falls der Türflügel dann von Hand geöffnet werden soll, beim
Öffnen der Kolben 9 in der Fig. 1 nach rechts gegen die Schließseite 26 gezogen.
Dadurch wird das Druckmittel zwangläufig aus dem Arbeitszylinder 13 herausgedrückt.
Das Druckmittel fließt dabei durch die Leitungen 40, 88, 84 und 86 in den Druckspeicherbehälter
16. Die Öffnungsseite 27 des Arbeitszylinders 13 saugt durch die Leitung
68, das Rückschlagventil 66 und die Leitung 64 in Richtung des Pfeiles 67 Druckmittel
aus dem Vorratsbehälter 24 an. Diese
Leitungen sind im Durchmesser
etwas größer als die Druckmittelleitung 46. Wenn die von Hand auf den Türflügel
ausgeübte Öffnungskraft weggenommen wird, bewirkt der Druck des auf die rechte Seite
des Kolbens 9 wirkenden Druckmittels, daß der Kolben über seinen ganzen Weg nach
links in seine ursprüngliche Stellung zurückgedrückt wird, wodurch der Türflügel
geschlossen wird. Das Druckmittel an der linken Seite des Kolbens 9 fließt dabei
durch die Leitungen 46, 52 und 56 in den Vorratsbehälter 24 ab. Dieses Abfließen
durch einen eingeengten Strömungsweg, und zwar entweder durch die Zylinderöffnung
44 und die Druckmittelleitung 46, oder durch ein anderes eingeengtes Element schafft
eine Pufferwirkung, die das Zurückdrücken des Türflügels in die Schließstellung
hemmt. Wenn der Motor der hydraulischen Antriebsvorrichtung nicht unter Strom steht,
so daß die Pumpe 22 nicht angetrieben werden kann, arbeitet die Einrichtung
dennoch und schafft beim Öffnen von Hand eine hydraulisch gesteuerte Schließkraft
für den Türflügel, weil die Verbindungsleitungen zwischen der rechten Seite des
Arbeitszylinders 13 und dem Druckspeicherbehälter 16 derart ausgebildet sind, daß
kein merkbarer Verlust des Druckmittels stattfindet. Wegen des vollständig geschlossenen
hydraulischen Systems ergibt sich keine Saugwirkung, die das Öffnen des Türflügels
von Hand verhindern könnte, aber es wird trotzdem eine Hemmwirkung der Schließbewegung
des Türflügels erreicht.
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Diese Ausbildung stellt eine erwünschte Verbesserung dar. Die Druckmittelleitungen
72, 68, 66, 64,
62 könnten jedoch gegebenenfalls in Wegfall gelangen, wenn
die Größe der Zylinderöffnung 44, der Druckmittelleitung 46 und anderer mit
ihr in Verbindung stehender Leitungen so gewählt wird, daß der erforderliche Kompromiß
zwischen einer Bewegungsfreiheit beim Öffnen des Türflügels von Hand und einer Hemmwirkung
bei der Schließbewegung des Türflügels geschaffen wird.
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Die in der Fig.3 dargestellte Einrichtung weicht von der vorbeschriebenen
insoweit ab, als ein Dreiwegventil 10' als Umschaltventil und ein Kolben-Zylinder-Antrieb
8' mit Differentialkolben 9a, 9b verwendet werden. Der Druckspeicherbehälter
16' ist unmittelbar an den Kolben-Zylinder-Antrieb angesetzt, um eine besonders
gedrängte Ausführung zu erhalten.
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Die Arbeitsweise der in der Fig.3 dargestellten Einrichtung ist folgende:
der Motor 20', der durch einen druckempfindlichen Schalter gesteuert wird, der mit
dem Druckspeicherbehälter 16' in Verbindung steht, treibt die Pumpe
22' an, um so den Druck in den Druckmittelleitungen 102 und 106 und in dem
Druckspeicherbehälter 16' auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Wenn der Türflügel
geschlossen ist, verbindet das Dreiwegeventil 10' die Leitungen
120
und 116 miteinander und sperrt die Leitung 114 ab. Infolgedessen drückt
der an den Zylinder 13b mit kleinem Querschnitt angelegte Druck die Kolbenstange
11' in der Fig. 1 nach links, und das Druckmittel fließt aus dem großen Zylinder
13 a in den Vorratsbehälter 24' ab. Wenn der Türflügel geöffnet werden soll, wird
das Dreiwegeventi110' auf beliebige, zweckentsprechende Weise derart eingestellt,
daß die Auslaßleitung 116 abgesperrt ist und die Leitungen 114 und 120 miteinander
verbunden sind. Der Druck wird dann auf beide Kolben 9 a und 9 b ausgeübt, und zufolge
der Unterschiede in ihren Querschnitten bzw. -flächen werden die Kolben 9 a. 9 b
und die Kolbenstange 11' in der Fig. 3 nach rechts bewegt und der Türflügel geöffnet.
Wenn der Türflügel geschlossen, das Dreiwegeventil 10' entsprechend eingestellt
ist und der Türflügel dann von Hand geöffnet werden soll, werden die Kolbenstange
11' und der Kolben 9 a, 9 b nach rechts bewegt. Das Druckmittel innerhalb des Zylinders
13b wird in den Druckspeicherbehälter 16' gedrückt, und aus dem Vorratsbehälter
24' wird durch die Leitung 116', das Dreiwegeventil 10', die Leitung 120
und die Leitung 122 Druckmittel in den Zylinder 13a auf die linke Seite des
Kolbens 9a angesaugt. Wenn die auf den Türflügel einwirkende Handkraft weggenommen
wird, drückt das auf die rechte Seite des Kolbens 9 b wirkende Druckmittel die Kolben
und die Kolbenstange 11' in ihre ursprüngliche Stellung, die in der Fig. 3 dargestellt
ist, zurück, wodurch der Türflügel geschlossen wird. Das in dem Zylinder
13a befindliche Druckmittel wird in den Vorratsbehälter 24' zurückgeführt.
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Wie vorstehend in Verbindung mit der Ausführungsform der Fig.1 und
2 beschrieben worden ist, könnten die Druckmittelleitungen 116, 124, 122
eine solche Größe haben, daß ein erforderlicher Kompromiß zwischen einer Bewegungsfreiheit
beim Öffnen des Türflügels von Hand und einer Hemmwirkung bei der Schließbewegung
des Türflügels hergestellt wird.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß eine wirksame
Rückführung des Türflügels durch Kraftantrieb hergestellt wird, ohne irgendein anderes
Element als diejenigen zu verwenden, die Teile der hydraulischen Antriebsvorrichtung
sind. Die Rückführung arbeitet auch dann, wenn die Stromzufuhr zu dem Motor 20 bzw.
20' unterbrochen ist.