DE19842568A1

DE19842568A1 - Türschließer

Info

Publication number: DE19842568A1
Application number: DE1998142568
Authority: DE
Inventors: Ulf Linnemann
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2000-03-23

Abstract

Beschrieben wird ein Antrieb für einen drehbar gelagerten Flügel, vorzugsweise Türschließer, mit einer in einem Schließergehäuse 1 gelagerten Kolben-Zylinder-Einheit und einem Energiespeicher, vorzugsweise Schließerfeder, zum selbsttätigen Schließen des Flügels. Der Energiespeicher weist mehrere Teilenergiespeicher, vorzugsweise Schließerfedern, 9, 17 auf. Der erste Teilenergiespeicher 17 wirkt mit dem Kolben 2 zusammen, während der zweite Teilenergiespeicher 9 an dem Abtriebsglied 5 des Türschließers angeordnet ist. Hierbei ist mindestens einer der Teilenergiespeicher 9, 17, vorzugsweise der zweite Teilenergiespeicher 9, nur in einem Teilbereich des Drehwinkelbereichs wirksam geschaltet, wobei dieser Teilenergiespeicher 9 über Lagerelemente 6, 7, 8 an der Schließerwelle 5 angeordnet ist. Es ergibt sich ein günstiger Momentenverlauf am Abtriebsglied 5 des Türschließers, d.h. ein relativ hohes Moment im Bereich kleiner Öffnungswinkel, um ein zuverlässiges Schließen des Flügels zu gewährleisten, und ein im Vergleich dazu kleines Moment im Bereich größerer Öffnungswinkel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Türschließer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 195 42 050 A1 sind hydraulische Türschließer mit Schließerfeder als Energiespeicher bekannt, wobei die Schließerfeder mit einer in einem Gehäuse gelagerten Kolben-Zylinder-Einheit zusammenwirkt. Die Schließerfeder ist im Hy draulikraum der Kolbenzylindereinrichtung angeordnet und unmittelbar am Kolben abgestützt. Die Kolben-Zylinder-Einheit beaufschlagt eine Schließerwelle, die un mittelbar oder über ein kraftübertragendes Gestänge mit der Tür verbunden ist.

Ein Türschließer mit mehreren als Schließerfedern ausgebildeten Teilenergiespei chern ist in der DE-OS 195 13 434 A1 beschrieben, wobei eine oder mehrere Schließerfedern zur Schaffung eines günstigen Momentenverlaufs in Abhängigkeit vom Türöffnungswinkel ein- oder ausgeschaltet werden. Die Schließerfedern sind im Hydraulikraum angeordnet und am Kolben abgestützt. Es ist ein spezielles kraftübertragendes Gestänge zwischen der Schließerwelle und der Tür erforder lich, oder es wird zusätzlich zwischen der Schließerwelle und der Schließfeder ein kraftübertragendes Getriebe geschaltet, welches ein über dem Türöffnungswinkel variierendes Übersetzungsverhältnis aufweist, z. B. ein Kurvenscheibengetriebe oder ein Zahntrieb mit unrundem Ritzel und Zahnstange. Die dadurch erhaltene Momentenkennlinie an der Tür ist durch die Geometrie und den Bauraum des Ge stänges bzw. die Abmessungen des Getriebes in Verbindung mit den baulichen Verhältnissen des Türschließergehäuses begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Türschließer der eingangs ge nannten Art zu schaffen, der einen günstigen Momentenverlauf liefert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein Teilenergiespeicher wirkt dabei mit dem Kolben zusammen, ein zweiter Teil energiespeicher ist an dem Abtriebsglied des Türschließers angeordnet, so daß eine kompakte Bauweise ermöglicht wird.

Es ist besonders günstig, wenn der erste Teilenergiespeicher mindestens eine Schließerfeder 17 enthält und der zweite Teilenergiespeicher mindestens eine an dere Schließerfeder 9 enthält.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Abtriebsglied als Schließerwelle 5 aus gebildet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine Schlie ßerfeder nur in einem Teilbereich des Drehwinkelbereichs wirksam geschaltet.

Ein besonders guter Momentenverlauf wird erhalten, wenn die zweite Schließerfe der bei geschlossener Tür und in einem ersten Drehwinkelbereich der Tür wirksam geschaltet ist und bei Erreichen eines bestimmten Drehwinkels selbsttätig, vor zugsweise zwangsgeführt, außer Wirkung geschaltet wird.

Es ist weiterhin günstig, wenn die zweite Schließerfeder mit dem Abtriebsglied des Türschließers, vorzugsweise der Schließerwelle, zusammenwirkt.

Es ist weiterhin denkbar, daß zwischen dem Abtriebsglied und dem ersten Teil energiespeicher ein kraftübertragendes Getriebe, z. B. Kurvenscheibengetriebe, Nockengetriebe, Zahntrieb, insbesondere Ritzel-Zahnstangen-Getriebe geschaltet ist.

Eine besonders hohe Funktionssicherheit wird erhalten, wenn die zweite Schlie ßerfeder über Lagerelemente am Ritzel der Schließerwelle angeordnet ist.

In vorteilhafter Weiterbildung ist vorgesehen, daß die zweite Schließerfeder aus zwei Einzelfedern besteht, die konzentrisch auf der Schließerwelle 5 angeordnet sind.

Ein einfacher funktionssicherer Aufbau ergibt sich, wenn als Lagerelemente zwi schen zwei Lagerringen angeordnete Wälzkörper verwendet werden und minde stens ein Lagerring Rastmulden zur Aufnahme der Wälzkörper aufweist.

Die Wälzkörper können dabei als Kugeln, Zylinder- oder Kegelrollen mit oder ohne Lagerkäfig ausgebildet sein.

Der erste Lagerring kann mit der Schließerwelle drehfest und der zweite Lagerring mit dem Gehäuse drehfest verbunden werden. Zusätzlich kann mindestens einer der beiden Lagerringe, vorzugsweise der zweite Lagerring, axial verschieblich sein.

In konstruktiv besonders einfachen Ausführungsformen ist an der Innenseite des Schließergehäuses im Bereich des zweiten Lagerrings mindestens eine in Gehäu selängsrichtung verlaufende Nut ausgebildet, in die der zweite Lagerring mit einer an seiner Außenseite entsprechend gegengleich angeformten Nase eingreift.

Eine sehr hohe Funktionssicherheit wird erhalten, wenn an der Außenseite des zweiten Lagerrings zwei einander gegenüberliegende Nasen angeformt sind.

Der Außenquerschnitt der Schließerwelle kann auf der Höhe des ersten Lagerrings mit dem Innenquerschnitt des Lagerrings übereinstimmen und dieser durch Form schluß gehalten werden.

Bei besonders fertigungs- und kostengünstigen Ausführungen können erster und zweiter Lagerring 6, 7 identisch sein.

Die Schließerfedern können als Zug- oder Druckfedern, z. B. als Schraubenfedern, und/oder als Tellerfedern und/oder als Spiralfedern und/oder als Blattfedern und/oder als Massivfedern und/oder als Kombination mehrerer, vorzugsweise ver schiedener solcher zusammengeschalteter Federn ausgebildet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen. Dabei zeigen

Fig. 1a eine schematische Schnittdarstellung eines hydraulischen Türschlie ßers;

Fig. 1b einen im Bereich der Schließerwelle geschnittenen Türschließer mit Rit zel-Zahnstangen-Getriebe in Schließstellung der Tür, Schnitt entlang Linie I-I in Fig. 1a;

Fig. 2a einen Wälzkörper zwischen zwei Lagerringen mit Rastmulden in Schließstellung der Tür, Detaildarstellung aus Fig. 1b;

Fig. 2b den in Fig. 2a dargestellten Wälzkörper, jedoch in einer Öffnungsstel lung der Tür;

Fig. 3 einen optimalen Momentenverlauf über dem Türöffnungswinkel.

Bei dem in Fig. 1a dargestellten Türschließer handelt es sich um einen in einem Schließergehäuse 1 gelagerten hydraulischen Zahntriebtürschließer in Schließstel lung der Tür. Das Ausführungsbeispiel funktioniert wie folgt:
Beim Öffnen der Tür dreht die Schließerwelle 5 mit dem drehfest verbundenen Ritzel 4 im Gegenuhrzeigersinn. Das Ritzel 4 kämmt mit der Zahnstange 3 des Kolbens 2, der sich in der in Fig. 1a dargestellten Ansicht nach rechts unter La dung der Schließerfeder 17 bewegt.

Das Schließen der Tür erfolgt selbsttätig, wobei der Kolben 2 unter Wirkung der in den Schließerfedern gespeicherten Energie in der in Fig. 1a dargestellten Ansicht nach links bewegt wird und über das im Uhrzeigersinn drehende Ritzel 4 zur Schließung wirksam wird.

Im folgenden werden Aufbau und Funktion des Türschließers näher beschrieben. Bei dem in den Fig. 1a und 1b dargestellten Türschließer handelt es sich um einen in einem Schließergehäuse 1 gelagerten hydraulischen Zahntriebtürschlie ßer mit hydraulischer Kolben-Zylinder-Einheit, wobei der Kolben 2 hydraulisch ge dämpft ist und mit einem Energiespeicher zusammenwirkt. Der Energiespeicher ist als Schließerfeder 17 ausgebildet und wirkt mit dem Kolben 2 zusammen. Die Schließerfeder 17 stützt sich einerseits auf dem Kolben 2 und andererseits an der Innenseite des Schließergehäuses 1 ab. Die zweite Schließerfeder 9 ist, wie in Fig. 1b zu erkennen ist, an der Schließerwelle 5 konzentrisch angeordnet und stützt sich einerseits an dem im Schließergehäuse drehfesten Lagerring 7 und an dererseits an der Innenseite des Schließergehäuses 1 ab.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Schließerfeder 17 als zylin derförmige Druckfeder und die zweite Schließerfeder 9 als Tellerfederpaket aus gebildet. Im Innern des Schließergehäuses 1 befindet sich der in einem Zylinder geführte Kolben 2, der als Hohlkolben mit einer Zahnstange 3 ausgeführt ist, wel che mit einem Zahnritzel 4 kämmt. Das Zahnritzel 4 ist drehfest mit der in der Rit zelachse fluchtenden Schließerwelle 5 gekoppelt. Das Innere des Kolbens 2 ist mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Beim Schließen der Tür wird der Druckraum 18 durch den Kolbendruck beaufschlagt. Das Kolbeninnere 20 ist drucklos. Beim Schließvorgang fließt Hydraulikflüssigkeit durch einen Überströmkanal 21 vom Druckraum 18 in den drucklosen Raum 20. Die Strömungsgeschwindigkeit wird über Regulierventile eingestellt, so daß eine hydraulische Dämpfung des Schließ vorgangs erzielt wird.

Ein erster Lagerring 6 und ein zweiter Lagerring 7 sind konzentrisch auf der Schließerwelle 5 paarweise oberhalb und unterhalb vom Zahnritzel 4 angeordnet. Die Lagerringe 6, 7 dienen zur Halterung von Wälzkörpern, die in dem dargestell ten Ausführungsbeispiel als Zylinderrollen 8 ausgeführt sind. Insgesamt sind vier derartige über dem Umfang verteilte Zylinderrollen vorhanden.

An den Außenseiten der Lagerringe 6, 7 sind zwei einander gegenüberliegende Nasen angeformt, die bei Lagerring 7 in entsprechend gegengleich ausgebildeten Nuten 16 des Schließergehäuses 1 eingreifen. Die Lagerringe 6 sind drehfest mit dem Ritzel 4 verbunden und in axialer Richtung unverschieblich. Die Lagerringe 7 sind in dem Gehäuse axial verschieblich und drehfest, ihre Nasen werden in den Nuten 16 des Schließergehäuses 1 gehalten.

In Schließstellung der Tür werden die Zylinderrollen 8 in beidseitig vorhandenen und sich direkt gegenüber befindlichen Rastmulden 14, 15 beider Lagerringe 6, 7 gehalten.

Der Lagerring 7 wird durch die an der Schließerwelle 5 konzentrisch angebrachte Tellerfedern 9 in Richtung des Ritzels 4 verspannt, die bei geschlossener Tür durch eine Vorspannkraft beaufschlagt werden. Die Schließerwelle 5 ist an beiden Enden mittels Lagerelementen, vorzugsweise Nadellager 10,11, im Schließerge häuse 1 und im Deckel 12 gelagert. Durch die symmetrische Bauweise ergibt sich innerhalb des Gehäuses ein geschlossener Kraftfluß, so daß eine gesonderte Axiallagerung der Schließerwelle im Gehäuse entfallen kann.

Beim Öffnen der Tür wird ein Torsionsmoment in die Schließerwelle 5 eingeleitet. Das fest mit der Schließerwelle 5 verbundene Zahnritzel 4 führt gemeinsam mit den Lagerringen 6 eine zwangsgeführte Drehbewegung aus.

Wie in Fig. 2a dargestellt ist, liegt die Zylinderrolle 8 in Schließstellung der Tür in der Rastmulde 14 des Lagerrings 7 und in der Rastmulde 15 des Lagerrings 6. Die Form der Rastmulden ist derart gestaltet, daß die Zylinderrolle 8 mit jeder Rast mulde zwei gemeinsame gegenüberliegende Berührungslinien besitzt.

In Fig. 2b sind die Bewegungen der einzelnen Komponenten beim Öffnen der Tür durch Pfeile symbolisiert. Der Lagerring 6 führt beim Öffnen der Tür eine in der dargestellten Ansicht nach links gerichtete Bewegung durch. Die Zylinderrolle 8 bewegt sich bei einem Schrägenwinkel größer 0° entlang der Kontur der Rastmul den 14, 15 und führt eine Drehbewegung sowie eine Verschiebung durch. Auf der gegenüberliegenden Seite der Zylinderrolle 8 führt der Lagerring 7 eine Verschie bung nach oben in Richtung der Tellerfedern 9 durch. Die Länge dieser Strecke entspricht etwa der Summe der Tiefen der beiden Rastmulden 14, 15.

Die Zylinderrolle 8 besitzt mindestens zwei Berührungslinien mit den Rastmulden 14, 15. Die Wirkungslinien der Kräfte verlaufen jeweils durch den Mittelpunkt der Zylinderrolle 8 zur diagonal gegenüberliegenden Berührungslinie; es liegt jederzeit Kräftegleichgewicht vor, so daß kein Durchdrehen oder Durchrutschen zwischen Zylinderrolle 8 und den Rastmulden 14, 15 auftritt.

Beim Öffnen der Tür wirkt die erste Schließerfeder 17 mit dem Kolben 2 zusam men. Der Lagerring 7 führt in Fig. 1b eine Translationsbewegung nach oben durch, durch die die Tellerfedern 9 komprimiert werden. Sowohl die erste Schlie ßerfeder 17 als auch die Tellerfedern 9 werden beaufschlagt, und es wirkt ein ho hes Moment an der Tür.

Die Zylinderrollen 8 bewegen sich vollständig aus den Rastmulden 14, 15 heraus und liegen schließlich an den Innenseiten der Lagerringe 6, 7 an. Bei weiter zu nehmendem Türöffnungswinkel und einem nun vorliegenden Schrägenwinkel gleich 0° werden die Tellerfedern 9 nicht weiter beaufschlagt und sind außer Wir kung geschaltet; sie üben somit kein Moment auf die Schließerwelle aus. Die zu sätzlich zugeführte Energie wird nur noch von der ersten Schließerfeder aufge nommen. Das Zahnritzel 4 ist exzentrisch gelagert und weist über den Drehwin kelbereich unterschiedlich lange wirksame Hebelarme auf, so daß eine günstige Momentenkennlinie der Tür erhalten wird. Mit zunehmendem Türöffnungswinkel fällt das Moment ab. Ein besonders starker Abfall ist im Bereich kleiner Türöff nungswinkel vorhanden, im Bereich großer Türöffnungswinkel wird ein relativ niedriges Moment erhalten. Die Punkte A und B in Fig. 3 geben die Zustände in der Türstellung A "geschlossen" und B "offen" an.

Abweichend von Fig. 3 kann auch ein anderer Momentenverlauf an der Tür ge wünscht werden und durch entsprechende Federkennlinien der Tellerfedern 9, andere Durchmesser der Zylinderrolle 8 sowie andere Ausformungen der Rast mulden 14, 15 erhalten werden.

Die zum Schließen der Tür erforderliche Energie ist in der ersten Schließerfeder 17 sowie in der Tellerfeder 9 gespeichert. Beim Schließen wird zunächst bei großen Türöffnungswinkeln nur die in der ersten Schließerfeder gespeicherte Energie entladen. Im weiteren Verlauf des Schließvorgangs kehrt die Zylinderrolle 8 zwangsläufig in die Rastmulden 14, 15 zurück, und die Tellerfedern 9 werden ent spannt. Der in Fig. 1a dargestellte Kolben 2 bewegt sich zunächst nur unter der Wirkung der ersten Schließerfeder 17 nach links, bis er ab einem bestimmten Türöffnungswinkel zusätzlich auch von der zweiten Schließerfeder 9 beaufschlagt wird, so daß ein hohes Moment erzeugt wird und eine sichere Schließung gewähr leistet ist.

Bezugszeichenliste

1

Schließergehäuse

2

Kolben

3

Zahnstange

4

Ritzel

5

Schließerwelle

6

Lagerring

7

Lagerring

8

Wälzkörper

9

Schließerfeder

10

Nadellager

11

Nadellager

12

Deckel

14

Rastmulde

15

Rastmulde

16

Nut

17

Schließerfeder

18

Druckraum

19

Kanal

20

Kolbeninnenraum

21

Überströmkanal

Claims

1. Antrieb für einen vorzugsweise drehbar gelagerten Flügel einer Tür, eines Fensters oder dergleichen, vorzugsweise Türschließer,
mit einer in einem Schließergehäuse gelagerten Kolben-Zylinder-Einheit,
mit einem Energiespeicher zum selbsttätigen Schließen des Flügels, vor zugsweise als Schließerfeder ausgebildet,
wobei der Energiespeicher mehrere Teilenergiespeicher, vorzugsweise meh rere Schließerfedern aufweist,
wobei der Energiespeicher bei der Öffnungsbewegung zumindest teilweise geladen und beim Schließen zumindest teilweise entladen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Teilenergiespeicher mit dem Kolben (2) zusammenwirkt und der zweite Teilenergiespeicher an dem Abtriebsglied des Türschließers an geordnet ist.

2. Türschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilenergie speicher mindestens eine erste Schließerfeder (17) enthält und der zweite Teilenergiespeicher mindestens eine zweite Schließerfeder (9) enthält.

3. Türschließer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsglied als Schließerwelle (5) ausgebildet ist.

4. Türschließer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Teilenergiespeicher, vorzugsweise die zweite Schließerfeder (9), nur in ei nem Teilbereich des Drehwinkelbereichs wirksam geschaltet ist.

5. Türschließer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderer der Teile nergiespeicher, vorzugsweise die zweite Schließerfeder (9), bei geschlosse ner Tür und/oder beim Öffnen der Tür wirksam geschaltet ist und bei Errei chen eines bestimmten Drehwinkels selbsttätig, vorzugsweise zwangsge führt, außer Wirkung geschaltet wird.

6. Türschließer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Teilenergie speicher, vorzugsweise die zweite Schließerfeder (9), mit dem Abtriebsglied (5) des Türschließers zusammenwirkt.

7. Türschließer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abtriebs glied und dem anderem Teilenergiespeicher ein kraftübertragendes Getriebe, z. B. Kurvenscheibengetriebe, Nockengetriebe, Zahntrieb, insbesondere Rit zel-Zahnstangen-Getriebe, geschaltet ist.

8. Türschließer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Teilenergie speicher, vorzugsweise die zweite Schließerfeder (9), über Lagerelemente an der Schließerwelle (5) angeordnet ist.

9. Türschließer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den anderen Teile nergiespeicher bildende zweite Schließerfeder (9) aus zwei Einzelfedern be steht, die konzentrisch auf der Schließerwelle (5) angeordnet sind.

10. Türschließer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerelemente zwi schen zwei Lagerringen (6, 7) angeordnete Wälzkörper (8) verwendet werden und mindestens ein Lagerring Rastmulden (14, 15) zur Aufnahme der Wälz körper (8) aufweist.

11. Türschließer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper(8)als Kugeln, Zylinder- oder Kegelrollen mit oder ohne Lagerkäfig ausgebildet sind.

12. Türschließer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmulden (14, 15) derart ausgebildet sind, daß ein Wälzkörper (8) jeden Lagerring (6, 7) in min destens einem Punkt bzw. Linie berührt und die Verbindungslinie zweier ge genüberliegender Berührpunkte bzw. Berührungslinien durch den Mittelpunkt des Wälzkörpers (8) verläuft.

13. Türschließer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lagerring (6) mit dem als Schließerwelle (5) ausgebildeten Abtriebsglied drehfest und axial unverschieblich verbunden ist und der zweite Lagerring (7) mit dem Gehäuse axial verschieblich und drehfest verbunden ist.

14. Türschließer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Schließergehäuses (1) im Bereich des zweiten Lagerrings (7) mindestens ei ne in Gehäuselängsrichtung verlaufende Nut (16) ausgebildet ist, in die der zweite Lagerring (7) mit einer an seiner Außenseite entsprechend ge gengleich angeformten Nase eingreift.

15. Türschließer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Lagerrings (7) zwei einander gegenüberliegende Nasen angeformt sind.

16. Türschließer nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, daß der Außenquerschnitt der das Abtriebsglied bildenden Schließerwelle (5) auf der Höhe des ersten Lagerrings (6) mit dem Innenquerschnitt des Lager rings (6) übereinstimmt und dieser durch Formschluß gehalten wird.

17. Türschließer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lagerring (6) und der zweite Lagerring (7) identisch sind.

18. Türschließer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließerfedern als Zug- oder Druckfedern, z. B. als Schraubenfedern und/oder als Tellerfedern und/oder als Spiralfedern und/oder als Blattfedern und/oder als Massivfedern und/oder als Kombination mehrerer, vorzugsweise verschiedener solcher zu sammengeschalteter Federn ausgebildet sind.