DE3514526A1 - Tuersteuervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Türsteuervorrichtung, die allgemein als Türschließer bezeichnet wird und ein Hohlgehäuse aufweist, welches einen Kolben enthält, dessen Bewegung durch im Gehäuse vorhandenes Fluid behindert wird. Im Gebrauch ist dabei das Gehäuse und der Kolben mit einer Tür bzw. einem Rahmen verbunden, oder umgekehrt. Türschließer enthalten im allgemeinen eine Feder, durch welche die Tür in geschlossene Stellung vorgespannt ist.

Der Kolben eines Türschließers weist bei der Erfindung einen rohrförmigen Teil als Wand und eine innerhalb der Wand angeordnete Zahnstange auf, zwischen denen ein Raum begrenzt ist, der durch eine öffnung mit einem weiteren Raum im Innern des Gehäuses in Verbindung steht. Dieser weitere Raum kann in der Kolbenanordnung oder außerhalb derselben vorgesehen sein. Die öffnung ist vorzugsweise ständig offen.

Wenn das Gehäuse mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die einen positiven Wärmedehnungskoeffizienten hat und dann das Gehäuse abgedichtet wird, um die Flüssigkeit in dem vom Gehäuse bestimmten Raum einzufangen, der ein im wesentlichen gleichbleibendes Volumen hat, dann kann der Raum zwischen der rohrförmigen Wand und der Zahnstange zum Einfangen von Luft oder einem sonstigen komprimierbaren Fluid genutzt werden, wodurch die Wärmedehnung der Flüssigkeit aufgenommen werden kann.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Türsteuervorrichtung, in der zur besseren Klarheit gewisse Teile weggelassen oder teilweise weggebrochen sind;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt gewisser Teile längs der Linie III-III in Fig. 1.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung weist ein hohles Gehäuse 10 auf, welches einen zylindrischen Hohlraum 11 begrenzt. Innerhalb des Gehäuses ist eine hohle Kolbenanordnung 12 mit engem Gleitsitz im Hohlraum 11 aufgenommen. Die Kolbenanordnung 12 wird von einer gewundenen Druckfeder 15, die zwischen der Kolbenanordnung und einer Stirnplatte 16 des Gehäuses angeordnet ist, längs der Achse 13 des Hohlraums

11 in einen Endbereich 14 des Hohlraums gedrängt. Die Stirnplatte 16 schließt das vom Endbereich 14 entfernte Ende des Hohlraums 11 ab. Eine Bewegung der Kolbenanordnung gegenüber dem Gehäuse ist durch eine Dämpfungsflüssigkeit, typischerweise durch im Hohlraum 11 und in der Kolbenanordnung vorgesehenes öl behindert. Die Strömung des Öls zwischen dem Endbereich 14 des Hohlraums 11 und dem Raum innerhalb der Kolbenanordnung

12 wird durch eine Strömungssteuereinrichtung 17 gesteuert.

Die Kolbenanordnung 12 weist eine rohrförmige Wand 18 auf, die aus einem Stück Rohr besteht. An einander gegenüberliegenden Stellen der Wand 18 sind Fenster 19 ausgebildet, die sich jeweils von einer Stelle in der Nähe eines Endes der Kolbenanordnung bis zu einer Stelle in der Nähe des entgegengesetzten Endes derselben erstrecken. Die Kolbenanordnung weist ferner eine Zahnstange 20 auf, die in der Wand 18 angeordnet ist und Zähne 21 hat, welche von der Achse 13 den gleichen Abstand haben und sich jeweils quer zu dieser Achse erstrecken.

Im Gehäuse 10 ist in Lageröffnungen ein Ritzel 22 zur Umdrehung gegenüber dem Gehäuse um eine Ritzelachse angebracht, die die Achse 13 schneidet und rechtwinklig zu derselben verläuft. Das Ritzel 22 hat Zähne, die mit den Zähnen 21 der Zahnstange kämmen. Wenn die Vorrichtung zum Gebrauch vorbereitet wird, wird in bekannter Weise das Gehäuse 10 entweder an einer Tür oder einem Türrahmen angebracht und das Ritzel 22 mittels eines hier nicht gezeigten Verbindungsgestänges mit dem Türrahmen bzw. der Tür verbunden, so daß eine Schwenkbewegung der Tür gegenüber dem Rahmen eine Umdrehung des Ritzels gegenüber dem Gehäuse verursacht und die Zahnstange 20 in der einen oder anderen Richtung längs der Achse 13 treibt. Die

Anordnung ist meistens so getroffen, daß die Druckfeder 15 die Tür in geschlossene Stellung gegenüber dem Türrahmen drückt.

Die Kolbenanordnung weist ferner mit öffnungen versehene Scheiben 23 und 24 auf, die innerhalb der rohrförmigen Wand 18 in unmittelbarer Nähe der jeweiligen Enden der Zahnstange 20 angeordnet und längs ihres Umfangs mindestens im Fall der Scheibe 24 mit der Innenfläche der Wand 18 fluiddicht verbunden sind. Die Scheibe 23 dient als Anschlag für die Druckfeder 15, welche mit einem Ende an der Scheibe 23 abgestützt ist. Die Scheibe 24 dient als Anschlag zum Eingriff mit einem Endglied 25 der Kolbenanordnung.

Zwischen der Zahnstange 20 und der rohrförmigen Wand 18 ist ein Raum 26 begrenzt, der mit dem übrigen Hohlraum 11 durch eine in der Wand zwischen den Enden der Zahnstange ausgebildete öffnung 27 in Verbindung steht. Den Enden der Zahnstange benachbart kann der Raum 26 durch die Scheiben 23 und 24 fluiddicht abgeschlossen sein. Gemäß einer Alternative kann aber auch eine öffnung an einem oder beiden Enden der Zahnstange vorgesehen sein, um eine Fluidströmung zwischen dem Raum 26 und dem restlichen Hohlraum 11 zu ermöglichen. In der Zahnstange selbst oder zwischen der Zahnstange und beiden Scheiben 23 und 24 oder einer derselben können öffnungen ausgebildet sein. Gemäß einer Alternative könnten auch zusätzliche öffnungen in der rohrförmigen Wand 18 vorgesehen sein.

Um die Bewegung des Endgliedes 25 längs der Achse 13 in Richtunq von der Scheibe 24 weq zu begrenzen, sind weitere Anschläge in Form von Laschen 28 und 29 vorqesehen, die sich von der rohrförmigen Wand 18 in Richtung zur Achse 13 erstrekken. Diese Laschen sind mit der Wand 18 einstückig ausgebildet, teilweise von ihr qetrennt und nach innen von der Wand abqeboqen. Zwar kann das Biegen der Laschen 28 und 29 nach dem Zusammenbau des Endgliedes mit weiteren Teilen der Kolbenanordnunq erfolgen, aber vorzugsweise erfolgt das Biegen der Laschen vor dem Einsatzhärten der Wand 18 und der Zahnstange 20, und das Endglied wird dann anschließend an den Laschen 28

und 29 vorbei eingesetzt, bis es zwischen diesen Laschen und der Scheibe 24 liegt. Wenn das Endglied 25 mit der restlichen Kolbenanordnung zusammengebaut ist, wirken die Laschen 28 und 29 mit Stegen 30 am Endglied zusammen, um eine Drehbewegung des Endgliedes um die Achse 13 zu hemmen.

Das Endglied 25 trägt als Dichtung einen elastomeren O-Ring 43 zum Eingriff mit der Scheibe 24, um das Endglied gegenüber der Scheibe abzudichten, wenn es unter Fluiddruck gegen die Scheibe gedrückt wird. Das Endglied begrenzt eine insgesamt zylindrische öffnung 31, deren Achse mit der Achse 13 zusammenfällt. Die zylindrische Fläche, die die öffnung 31 begrenzt, ist an einer Seite der Achse 13 unterbrochen, um einen Spalt 32 zu bilden, der sich von dem der Scheibe 24 benachbarten Ende der öffnung 31 mindestens über die Hälfte der Länge der öffnung 31 aber nicht bis zu demjenigen Ende der öffnung erstreckt, welches von der Scheibe 24 entfernt ist.

Die Strömungssteuereinrichtung 17 weist eine mit öffnung versehene Endkappe 33 auf, die den Hohlraum 11 an dem von der Stirnplatte 16 entfernten Ende teilweise schließt. In der öffnung der Endkappe 33 ist ein Drosselelement 34 angebracht, welches gegenüber der Endkappe um die Achse 13 drehbar ist und die öffnung in der Endkappe verschließt. An der Zwischenfläche zwischen der Endkappe und dem Drosselelement sind Dichtungen 35 vorgesehen. An einem Teil des Drosselelements, der durch die Endkappe aus dem Gehäuse herausragt, ist eine Handhabe fest angebracht. Derjenige Teil des Drosselelements, der im Innern des Gehäuses liegt, trägt ein Rohr 37, welches sich vom Drosselelement 34 längs der Achse 13 in die vom Endglied 25 begrenzte öffnung 31 erstreckt. Das Rohr ist mit dem Drosselelement fest verbunden und mit Gleitsitz im Endglied 25 aufgenommen. Das Rohr hält die öffnung 31 des Endgliedes in koaxialer Ausrichtung mit dem Hohlraum 11.

Die Strömungssteuereinrichtung 17 begrenzt einen Durchlaß, durch den öl vom Endbereich 14 des Hohlraums 11 in den Raum innerhalb der Kolbenanordnung 12 fließen kann. Ein Teil dieses

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Durchlasses liegt in der Endkappe 33 und hat die Form einer Rinne 38/ welche in einer längs der Achse 13 in Richtung zum Drosselelement 34 weisenden Oberfläche der Endkappe ausgebildet ist. An ihrem radial inneren Ende steht die Rinne 38 mit einer Ringleitung 39 in Verbindung, die zwischen dem Drosselelement und der Endkappe begrenzt ist, und durch das Drosselelement 34 und die Wand des Rohres 37 erstreckt sich von der Ringleitung 39 eine Bohrung 40 ins Innere des Rohres.

Der Umfang des Drosselelements 34 ist nichtkreisförmig. Derjenige Teil des Umfangs, der von der Achse 13 am weitesten entfernt liegt, ist etwas weiter von der Achse angeordnet als das radial äußere Ende der Rinne 38. So kann das Drosselelement 34 gegenüber der Endkappe 33 in eine Stellung gedreht werden, bei der die Rinne 38 vom Drosselelement vollständig bedeckt ist. Wird das Drosselelement aus dieser Stellung gedreht, so wird ein äußerer Endbereich der Rinne 38 freigelegt, um eine öffnung zu bilden, durch die öl in den von der Strömungssteuereinrichtung 17 begrenzten Durchlaß eintreten kann. Die Tiefe der Rinne 38 nimmt in Richtung zur Achse 13 zu, so daß die Größe dieser öffnung von der Drehstellung des Drosselelements 34 gegenüber der Endkappe 33 abhängt. Die öffnung hat eine maximale Größe, wenn der der Achse 13 am nächsten liegende Teil des Umfangs des Drosselelements der Rinne 38 überlagert ist.

Die Außenfläche des Rohres 37 ist insgesamt zylindrisch. Im Rohr ist an einer Stelle in der Nähe des Drosselelements 34 eine Abflachung 41 ausgebildet, die in die öffnung 31 des Endgliedes 25 eintritt, wenn sich die Kolbenanordnung 12 der Endkappe 33 nähert. Wenn die Abflachung 41 dem Spalt 32 zugewandt ist, bilden beide gemeinsam, wenn die Abflachung dem Spalt überlagert wird, einen Weg von verhältnismäßig geringem Widerstand für eine Fluidströmung vom Endbereich 14 des Hohlraums 11 in das Innere der Kolbenanordnung. Wenn die Abflachung 41 dem Spalt 32 nicht zugewandt ist, ist dieser Weg des geringen Strömungswiderstands geschlossen. Die Bewegung der Kolbenanordnung 12 gegenüber dem Gehäuse 10 endet, ehe die Abflachung 41 aus dem der Scheibe 24 näher liegenden Ende der öffnung 31 vorsteht.

Die Strömungssteuereinrichtung 17 kann mittels der Handhabe 36 in einen Einklinkzustand versetzt werden, bei dem die Abflachung 41 dem Spalt 32 zugewandt ist. In Richtung längs der Achse 13 gesehen ist das Profil des Drosselelements 34 symmetrisch zu einer Achse, die zur Achse 13 rechtwinklig verläuft, so daß das Drosselelement so einstellbar ist, daß es bei in Einklinkzustand oder nicht in Einklinkzustand versetzter Strömungssteuereinrichtung eine öffnung von gewählter Größe in die Rinne 38 bietet. Um die Beanspruchung zu begrenzen, der die zum Befestigen des Gehäuses 10 und des Verbindungsgestänges an der Tür und am Rahmen benutzten Halterungen ausgesetzt werden können, ist im Endglied 25 ein unter Federspannung stehendes Rückschlagventil 42 vorgesehen, welches eine ölströmung unmittelbar aus dem Endbereich 14 des Hohlraums 11 in den Raum im Innern der Kolbenanordnung 12 ermöglicht, wenn der Druckunterschied am Rückschlagventil 42 einen Schwellenwert erreicht.

Während der Herstellung des Türschließers wird so viel öl in den Hohlraum 11 eingefüllt, daß es den größten Teil dieses Hohlraums ausfüllt. Allerdings wird im Raum 26 eine Luftblase eingefangen. Das auf diese Weise eingefangene Luftvolumen wird von der Ausrichtung des Türschließers beim Einfüllen des Öls und durch die Lage der bzw. jeder öffnung bestimmt, die eine Verbindung zwischen dem Raum 26 und dem restlichen Hohlraum 11 herstellt bzw. herstellen. So kann auf zuverlässige Weise im Raum 26 vor dem Schließen des Gehäuses 10 ein vorherbestimmtes Luftvolumen eingefangen werden. Durch die anschließende Wärmedehnung des Öls bei der Benutzung des Türschließers wird die eingefangene Luft komprimiert und stellt keine Gefahr dar, daß das Gehäuse 10 birst.

Wenn der Türschließer zum Steuern der Bewegung einer Tür gegenüber ihrem Rahmen benutzt wird, wird beim öffnen der Tür die Kolbenanordnung 12 längs der Achse 13 zur Stirnplatte 16 bewegt und die Druckfeder 15 komprimiert. Bei dieser Bewegung der Kolbenanordnung fließt öl im wesentlichen unbehindert durch die öffnung in der Scheibe 23 in die Kolbenanordnung 12 und aus dem Innern der Kolbenanordnung zwischen dem Endglied

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25 und der Scheibe 24 hindurch in den Endbereich 14 des Hohlraums 11. Das Endglied wird durch Fluiddruck in Eingriff mit den Laschen 28 und 29 gehalten.

Wenn die Tür anschließend freigegeben wird, bewegt die Druckfeder 15 die Kolbenanordnung 12 längs der Achse 13 von der Stirnplatte 16 weg und erzeugt dadurch im Endbereich 14 des Hohlraums 11 einen Druck, der den Druck im Innern der Kolbenanordnung übersteigt. Wenn die Rinne 38 vom Drosselelement 34 vollständig bedeckt ist, erfolgt eine Fluidströmung in Richtung auf eine Verminderung des Druckunterschiedes nur als Leckströmung zwischen der Außenfläche der rohrförmigen Wand 18 und der Innenfläche des Gehäuses 10. Der Kolben kann sich also nur langsam bewegen.

Wenn sich die Kolbenanordnung der Endkappe 33 nähert, kann ein geringes Ausmaß an Überlappung zwischen der Abflachung 41 und dem Spalt 32 entstehen, was eine raschere Bewegung des Kolbens ermöglicht, so daß sich die Tür beschleunigen kann und ein ausreichendes Moment erhält, um eine Klinke zu überwinden.

Die Handhabe 36 kann aus der Stellung, bei der die Rinne 38 vom Drosselelement 34 im wesentlichen geschlossen ist, in einer ersten Richtung, bei der das Ausmaß der Überlappung zwischen der Abflachung 41 und dem Spalt 32 zunimmt, oder in entgegengesetzter Richtung gedreht werden, um die Strömungssteuereinrichtung in einen Nicht-Einklinkzustand zu versetzen. In jedem Fall wird die Größe der öffnung, durch die öl vom Endbereich 14 des Hohlraums 11 in die Rinne 38 eintreten kann, vergrößert, so daß der Widerstand gegen die Fluidströmung abnimmt. Wird die Handhabe in der einen oder anderen der genannten Richtungen um einen Winkel von 180° gedreht, so wird dadurch die Strömungssteuerexnrichtung 17 in einen Zustand versetzt, bei dem der Widerstand gegen die Fluidströmung einen minimalen Wert hat. Wenn der Strömungswiderstand diesen minimalen Wert hat, ist die Geschwindigkeit, mit der sich die zugeordnete Tür bewegt, insgesamt so, daß eine Beschleunigung unnötig ist, um einen Riegel zu betätigen.

Durch Betätigen der Handhabe 36 allein kann also der Benutzer den Türschließer in Einklinkzustand oder in einen Nicht-Einklinkzustand bringen und die Strömungssteuereinrichtung so einstellen, daß der nötige Grad an Widerstand gegen die Bewegung der Kolbenanordnung erreicht wird. Die Außenfläche der Endkappe 33 kann mit Markierungen zur Anzeige der verschiedenen Einstellungen versehen sein, und die Handhabe 36 kann dann auf eine gewählte Markierung zeigen.

Das Gehäuse 10 kann aus einer bestimmten Länge eines hohlen Spritzgußstücks gebildet sein. Die zylindrische Wand 18 der Kolbenanordnung besteht vorzugsweise aus einem Stück Stahlrohr, an welchem die Zahnstange 20 sowie die Scheiben 23 und 24 durch ein Schmelzverfahren, vorzugsweise durch Löten befestigt sind. Als Zahnstange kann ein gesintertes Bauteil dienen. Das Rohr 37 kann mit Preßsitz in die vom Drosselelement 34 begrenzte Ausnehmung eingesetzt sein, und das Drosselelement kann mit der Endkappe 33 durch die Handhabe 36 zusammengehalten sein, wobei ein Teil des Drosselelements 34, der durch die Handhabe vorsteht, gestaucht wird, um die Handhabe in ihrer Lage zu befestigen. Die Endkappe 33, das Drosselelement 34 und das Endglied 25 sind zweckmäßigerweise Spritzqußteile.

Es ist klar, daß die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung ein Beispiel einer Türsteuervorrichtung ist, welche ein hohles, eine Achse bestimmendes Gehäuse, einen in dem Gehäuse angeordneten Kolben, der längs der Achse gegenüber dem Gehäuse bewegbar ist, und eine einstellbare Strömungssteuereinrichtung aufweist, welche -·-; die Fluidströmung aus einem ersten Raum, der innerhalb des Gehäuses liegt und zwischen einem Ende des Gehäuses und einem Kolben angeordnet ist, in einen zweiten Raum steuert, wobei die Annäherungsgeschwindigkeit des Kolbens an dieses Ende des Gehäuses durch Einstellen der StrömungsSteuereinrichtung steuerbar ist. Die Strömungssteuereinrichtung ist nach Wahl in einen ersten, als Einklinkzustand bezeichneten Zustand, bei dem es der Annäherungsgeschwindigkeit möglich ist, abrupt zuzunehmen, wenn der Kolben

eine vorherbestimmte Stellung gegenüber dem Gehäuse erreicht, und in einen zweiten, als Nicht-Einklinkzustand bezeichneten Zustand versetzbar, bei dem kein plötzlicher Anstieg der Annäherungsgeschwindigkeit des Kolbens erlaubt ist, wenn sich dieser dem Ende des Gehäuses nähert. Die Strömungssteuereinrichtung ist in jedem der genannten Zustände einstellbar, um den Widerstand der Fluidströmung zu ändern.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung ist ferner ein Beispiel einer Türsteuervorrichtung mit einem eine Achse bestimmenden, hohlen Gehäuse und einer in dem Gehäuse längs der Achse verschiebbaren Kolbenanordnung, die eine rohrförmige Wand, eine im Innern dieser rohrförmigen Wand angeordnete Zahnstange und ein Endglied zum Steuern der Fluidströmung zwischen einer Stelle außerhalb der Kolbenanordnung und einem Raum im Innern der Kolbenanordnung aufweist. Das Endglied begrenzt mindestens eine öffnung, die eine Verbindung zwischen der Stelle und dem Raum herstellt. Ferner sind an der Wand Anschläge vorgesehen, die die Bewegung des Endgliedes längs der Achse gegenüber der rohrförmigen Wand begrenzen.

Claims (7)

1. Türsteuervorrichtung mit einem eine Achse bestimmenden, hohlen Gehäuse und einer innerhalb des Gehäuses angeordneten und gegenüber dem Gehäuse längs der Achse verschiebbaren Kolbenanordnung, die eine rohrförmige Wand und eine innerhalb der Wand angeordnete Zahnstange aufweist, dadurch gekennze ichnet , daß zwischen der rohrförmigen Wand (18) und der Zahnstange (20) ein Raum (26) begrenzt ist, der durch eine öffnung (27) mit einem weiteren Raum im Innern des Gehäuses (10) in Verbindung steht.

2. Türsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _f daß die Kolbenanordnung (12) ein Endglied (25) aufweist, welches mindestens eine öffnung (31) begrenzt, die eine Verbindung zwischen einer Stelle außerhalb der Kolbenanordnung und einem Raum im Innern der Kolbenanordnung herstellt, und daß die Kolbenanordnung Anschläge (24, 28 und 29) an der rohrförmigen Wand aufweist, welche die Bewegung des Endgliedes längs der Achse gegenüber der Wand begrenzen.

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3. Türsteuervorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß einer der Anschläge eine Scheibe (24) ist, die innerhalb der rohrförmigen Wand angeordnet und längs des ümfangs der Scheibe fluiddicht mit dieser verbunden ist.

4. Türsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet , daß die öffnung (27) zwischen den Enden der Zahnstange (20) liegt.

5. Türsteuervorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet / daß die öffnung (27) in der rohrförmigen Wand (18) ausgebildet ist.

6. Türsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die öffnung zwischen der Zahnstange (20) und der rohrförmigen Wand (18) vorgesehen ist.

7. Türsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet , daß eine weitere öffnung vorgesehen ist, die gleichfalls eine Verbindung zwischen dem Raum (26) und dem weiteren Raum herstellt, und daß die öffnungen längs der Kolbenanordnung (12) einen Abstand voneinander haben.