DE3638353A1 - Tuerschliesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Türschließer mit einem in einem Gehäuse geführten Kolben, zumindest einer mit dem Kolben zusammenwirkenden Schließerfeder und einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung und mit einer über ein Getriebe mit dem Kolben verbundenen Schließerwelle oder Schließerachse.

Aus dem DE-GBM 17 95 135 ist ein Schließer dieser Art bekannt.

Dieser bekannte Schließer ist derart ausgebildet, daß das an der Schließerwelle angreifende Drehmoment sein Maximum in der Null-Stellung hat, im Bereich der kleinen Öffnungswinkel rasch abnimmt, dann annähernd gleich bleibt und schließlich allmählich auf Null bei einem Öffnungswinkel von 180° absinkt. Erreicht wird dies dadurch, daß die Schließfeder auf einem fest in dem Schließergehäuse angeordneten Hohlzylinder geführt ist und in Schlitzen an den Enden desselben je ein als Widerlager dienendes Gleitstück in der Weise verschiebbar ist, daß das der Schließerachse zugekehrte Gleitstück mittels einer Rolle an einer auf der Schließerachse sitzenden Kurvenscheibe anliegt und das andere Gleitstück durch einen Lenker mit einer Kurbel verbunden ist, die in dem der Schließerachse entgegengesetzten Ende des Gehäuses gelagert und mit der Schließerachse durch einen Kettentrieb kraftschlüssig verbunden ist.

Diese bekannte Vorrichtung ist einerseits außerordentlich aufwendig und bietet andererseits nur geringe Möglichkeiten hinsichtlich der Vorgabe eines bestimmten Schließkraftverlaufs.

Dem Übersetzungsverhältnis des jeweiligen Schließers, d. h. dem momentanen Verhältnis der Drehwinkelgeschwindigkeit der Schließerachse zur Drehwinkelgeschwindigkeit der Tür muß in der Praxis große Aufmerksamkeit gewidmet werden, insbesondere dann, wenn an Schließer, seien es Obentürschließer oder Bodentürschließer, besondere Anforderungen gestellt werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei sogenannten Gleitarmschließern, bei denen die Schließmomente deshalb ungünstig sind, weil bei kleinem Öffnungswinkel, wenn die Tür in das Schloß gedrückt werden muß, nur ein vergleichsweise geringes Moment zur Verfügung steht. Obwohl bei Gleitarmschließern, die sich durch ein optisch günstiges Erscheinungsbild auszeichnen, das Reibverhältnis im Moment des Öffnens des Flügels günstig ist, da bei kleinem Öffnungswinkel wenig Reibung entsteht, müssen stets relativ lange Führungsschienen in Kauf genommen werden, um die geforderte Funktionssicherheit zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen sowohl als Obentürschließer als auch als Bodentürschließer und insbesondere als Gleitarmschließer verwendbaren Türschließer zu schaffen, der sowohl die Forderungen nach kompakter Bauart und wirtschaftlicher Fertigungsmöglichkeit als auch die Forderung bezüglich funktionsoptimaler Schließmomente erfüllt und demgemäß bei Gleitarmschließern die Verwendung kurzer, in den Abmessungen etwa den Schließerabmessungen entsprechender Führungsschienen gestattet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Türschließer ein Getriebe vorgesehen ist mit wenigstens einem Zahnritzel, das exzentrisch gelagert ist und/oder auf seinem Umfang unterschiedlich ausgestaltete Zähne aufweist. Im Falle der exzentrischen Lagerung kann das Ritzel runde oder unrunde Wälzkurven aufweisen. Bei der exzentrischen aber auch bei der zentrischen Lagerung des Ritzels kann die ritzelseitige Verzahnung über den Umfang des Ritzels bzw. über die Wälzkurve unterschiedlich ausgestaltete Zähne aufweisen, beispielsweise können Profilverschiebung, Modul und/oder Flankenwinkel variiert sein. Dabei greift das Ritzel in eine komplementäre, dem Kolben zumindest kraftschlüssig zugeordnete Verzahnung ein. Das Schließmoment kann von der Schließerwelle selbst oder über ein auf der Schließerachse drehbar gelagertes Zahnrad auf die Tür übertragen werden. Entsprechendes gilt für das beim Öffnen der Tür von der Tür auf die Schließerwelle bzw. auf das auf der Schließerachse gelagerte Zahnrad zu übertragende Öffnungsmoment. Sowohl durch die exzentrische Lagerung des Ritzels als auch durch die unterschiedliche Ausgestaltung der Zähne wird die Möglichkeit geschaffen, einen optimalen Verlauf des Gesamtschließmoments sowie des Öffnungsmoments und einen hohen Wirkungsgrad bei kompakter Bauweise des Schließers einzustellen.

Bei bevorzugten Ausführungen, bei denen das Ritzel in eine komplementäre Verzahnung einer kolbenfesten Zahnstange eingreift, wird ermöglicht, daß bei gegebenem Übersetzungsverhältnis die zahnstangenseitige Verzahnung mit relativ flacher Wälzkurve ausgebildet sein kann.

Bei einem Ausführungsbeispiel geht die Wälzkurve des mit der Schließerwelle verbundenen exzentrisch gelagerten Zahnritzels von einem Bereich mit minimalem Radius kontunuierlich in einen Bereich maximalen Radius über, während die dem Zahnritzel zugeordnete kolbenseitige Verzahnung entsprechend einer langgestreckt und flach ausgeführten S-förmigen Wälzkurve verläuft.

Aufgrund des ständig vorhandenen Eingriffs zwischen Zahnritzel und kolbenseitiger Verzahnung ist sichergestellt, daß alle Bewegungsvorgänge im exakten Gleichlauf mit dem Kolben erfolgen und sich beispielsweise auch beim Zuschlagen einer Tür keinerlei Probleme ergeben.

Durch den flachen Verlauf, d. h. langgestreckten Verlauf der in der Grundfiguration S-förmigen Wälzkurve der kolbenseitigen Verzahnung wird ein kleiner Eingriffswinkel bei gleichzeitig möglichem großen Übersetzungsverhältnis erreicht. Die dabei auftretenden Reibungsverluste können äußerst gering gehalten werden.

Eine sich durch besondere Kompaktheit, günstige Fertigungskosten und hohe Betriebssicherheit auszeichnende Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die kolbenseitige Verzahnung an einer zahnstangenförmigen Verlängerung des Kolbens ausgebildet ist und diese Verlängerung einen Wandungsabschnitt des als Hohlkolben ausgeführten Kolbens bildet, wobei im Kolbenhohlraum das exzentrische Zahnritzel gelegen ist.

Bei einer speziell für Bodentürschließer geeigneten Ausgestaltung der Erfindung ist die Schließerwelle in einem Eckbereich des Gehäuses angeordnet und über zwei exzentrische Zahnritzel mit der dem Kolben zugeordneten Verzahnung gekuppelt. Auf diese Weise lassen sich bei äußerst gedrängtem Aufbau sehr hohe Übersetzungsverhältnisse ohne Einbußen hinsichtlich der Funktionstüchtigkeit und Betriebssicherheit bzw. Lebensdauer erzielen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die sich speziell zur Erzeugung der für Pendeltüren erforderlichen beidseitigen Schließbewegung eignet, ist die Schließerwelle über ein Exzenterritzel mit einem mittensymmetrisch ausgebildeten Zahnsegment gekuppelt, das schwenkbar gelagert und über ein Verbindungsorgan am Kolben angelenkt ist, der bezüglich einer der Schließstellung entsprechenden Mittelposition beidseitig unter Federvorspannung steht.

Schließlich ist bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die speziell für Anschlagtüren geeignet ist, die Schließerwelle wiederum vorzugsweise in einem Eckbereich des Gehäuses angeordnet und mit einem Exzenterritzel verbunden, das über ein Exzenter-Zahnsegment, dessen Schwenkachse sich vorzugsweise in der der Schließerachse gegenüberliegenden Gehäusehälfte befindet, sowie über ein an diesem Zahnsegment angelenktes Verbindungsorgan mit dem Kolben verbunden, der durch eine Feder gegen einen ersten Festanschlag vorgespannt und bis zu einem zweiten Festanschlag bewegbar ist.

Bei einer besonderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß das exzentrisch gelagerte Ritzel mit einem Getriebe, das dem Getriebe eines herkömmlichen Türschließers entspricht, zusammenwirkt. Dies schafft die Möglichkeit, Bestandteile eines herkömmlichen Schließers zu verwenden bzw. einen herkömmlichen Schließer entsprechend umzurüsten.

Besondere Kostenvorteile ergeben sich bei der Herstellung einer entsprechenden Ausführung, bei der vorgesehen ist, daß ein herkömmlicher Türschließer mit seinem Gehäuse und seiner darin befindlichen Mechanik inklusive Getriebe verwendet wird, und daß zwei miteinander kämmende, exzentrisch gelagerte Ritzel außerhalb des Gehäuses angeordnet sind, von denen das eine auf der Schließerwelle des herkömmlichen Türschließers und das andere auf einer weiteren, im Gehäuse gelagerten Welle oder Achse gelagert ist, um das Schließmoment auf die Tür zu übertragen. Da das exzentrische Getriebe außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, können die exzentrisch gelagerten Zahnräder relativ groß und als dünnere Scheiben ausgeführt sein. Sie können als billige Stanzteile hergestellt werden. Vorteilhafterweise weist das exzentrisch gelagerte Ritzel eine unrunde, insbesondere ovale bzw. elliptische Wälzkurve auf, kann jedoch auch als rundes exzentrisch gelagertes Ritzel ausgebildet sein.

Es sind ferner besonders bevorzugte Ausführungen vorgesehen, die eine Weiterbildung z. B. der vorangehend beschriebenen Ausführungen darstellen können. Es handelt sich um Türschließer, die als Obentürschließer oder Bodentürschließer ausgebildet sein können und ein Getriebe aufweisen mit einem Ritzel mit auf seinem Umfang unterschiedlich ausgestalteten Zähnen. Dabei ist vorgesehen, daß das Zahnritzel und/oder die dem Zahnritzel zugeordnete komplementäre Verzahnung auf Abschnitten der Wälzkurve unterschiedlich ausgestaltete Zähne aufweist bzw. aufweisen, wobei die Ausgestaltung der Zähne insbesondere in Abhängigkeit von den, den Wälzkurvenabschnitten zugeordneten Türöffnungswinkeln und/oder in Abhängigkeit vom jeweils wirksamen Hebelarm variiert ist.

Beispielsweise kann die zahnritzelseitige Verzahnung und/oder die dem Zahnritzel zugeordnete komplementäre Verzahnung über ihre Wälzkurve variierte Profilverschiebung aufweisen. Vorteilhafterweise ist dabei die Profilverschiebung in der ritzelseitigen Verzahnung in einem Wälzkurvenabschnitt mit zugeordnetem großen Türöffnungswinkel positiv ausgebildet. Dies bedeutet, daß die Verzahnung auf dem Ritzel radial nach außen verschoben ist. In dem betreffenden Bereich großer Türöffnungswinkel ist der Halbmesser des Ritzels relativ klein. Die positive Profilverschiebung schafft die Möglichkeit auch in Anbetracht des kleinen Halbmessers eine Schließerwelle mit relativ großem Durchmesser zur Lagerung des Ritzels zu verwenden.

In bevorzugter Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Profilverschiebung der zahnritzelseitigen Verzahnung in einem Wälzkurvenabschnitt mit zugeordnetem kleinen Türöffnungswinkel negativ ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang kann die vorzugsweise als Zahnstange ausgebildete komplementäre kolbenseitige Verzahnung entsprechende, aber entgegengesetzte Profilverschiebung wie die zahnritzelseitige Verzahnung aufweisen. Dies bedeutet, daß im Bereich kleiner Öffnungswinkel die kolbenseitige Verzahnung positive Profilverschiebung aufweist, mit der Folge, daß die Wandung in diesem Bereich durch die Verzahnung relativ wenig reduziert wird und daher der Kolben mit geringem Durchmesser ausgeführt werden kann.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen daß die zahnritzelseitige Verzahnung und/oder die dem Zahnritzel zugeordnete komplementäre Verzahnung über die Wälzkurve Zähne mit unterschiedlichem Modul aufweist. Dies bedeutet, daß über die Wälzkurvenabschnitte unterschiedlich große Zähne vorgesehen sind. Damit kann die Festigkeit der Verzahnung in den einzelnen Wälzkurvenabschnitten beliebig eingestellt werden. Vorzugsweise wird der Modul bzw. die Zahngröße nur so groß gewählt, wie für die Festigkeit erforderlich ist.

Um ungefähr gleiche Festigkeit über die gesamte Verzahnung zu erhalten ist vorgesehen, daß der Modul umgekehrt proportional zum wirksamen Hebelarm ausgebildet ist.

Bei besonderen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, daß die Verzahnung in Abschnitten der Wälzkurve mit zugeordnetem kleinen Türöffnungswinkel relativ kleinen Modul und in Abschnitten der Wälzkurve mit zugeordnetem großen Türöffnungswinkel größeren Modul aufweist. Damit sind also im Bereich der kleinen Öffnungswinkel relativ kleine Zähne und im Bereich der großen Winkel größere Zähne vorgesehen. Dies gilt für die Zähne des Zahnritzels in gleicher Weise wie für die vorzugsweise als Kolbenstange ausgebildete kolbenseitige Verzahnung.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, daß die ritzelseitige Verzahnung und/oder die dem Zahnritzel zugeordnete komplementäre Verzahnung mindestens einen Zahn mit unterschiedlichen Flankenwinkeln aufweist. Vorzugsweise sind mehrere solcher Zähne insbesondere im Bereich relativ großen Eingriffswinkels vorgesehen, um die Wandreibung zu reduzieren. Der Eingriffswinkel entspricht z. B. dem Steigungswinkel der Zahnstangenwälzkurve. Diese Ausgestaltung der Zähne ist von Vorteil im sogen. Übergangsbereich der Zahnstange, d. h. in Nähe des Wendepunktes der S-kurvenförmigen Wälzkurve und in der komplementären ritzelseitigen Verzahnung. Es handelt sich um unsymmetrische Zähne, bei denen jeweils die druckseitige Flanke einen spitzeren Flankenwinkel als eine nichtdruckseitige Flanke aufweist. Dies bewirkt, daß die Kraftkomponente in Richtung der Seitenwand und damit auch die Wandreibung relativ gering gehalten werden.

Von besonderem Vorteil erweist sich, wenn die Ausgestaltung der ritzelseitigen und/oder die dem Zahnritzel zugeordnete komplementäre Verzahnung über entsprechende Einstellung von Profilverschiebung, Modul und/oder Flankenwinkel, insbesondere durch rechnergestütztes Konstruieren optimiert ist. Die Merkmale Profilverschiebung, Modul und Flankenwinkel können über Abschnitte der Wälzkurve variiert, insbesondere aufeinander abgestimmt gewählt werden, können ferner jedoch auch über die gesamte Wälzkurve konstant festgelegt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Funktionsprinzips eine mit exzentrischem Zahnritzel arbeitenden Türschließers,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines exzentrisch gelagerten Zahnritzels,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer dem Ritzel gemäß Fig. 2 zugeordneten Verzahnung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kolbens mit Innenverzahnung entsprechend Fig. 3 und einem zugeordneten Ritzel gem. Fig. 2,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer insbesondere für Bodentürschließer geeigneten Ausführungsvariante mit hohem Übersetzungsverhältnis,

Fig. 6 eine schematische Teilschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Obentürschließers,

Fig. 7 eine schematische Teilschnittdarstellung eines nach der Erfindung ausgebildeten Bodentürschließers für Pendeltüren,

Fig. 8 eine schematische Teilschnittdarstellung eines nach der Erfindung ausgebildeten Bodentürschließers für Anschlagtüren,

Fig. 9 eine schematische Draufsichtdarstellung einer Ausführungsvariante, die einen herkömmlichen Türschließer und ein zusätzliches Exzentergetriebe verwendet und,

Fig. 10 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsvariante gem. Fig. 9.

Fig. 1 zeigt in schematisierter Weise ein mit einer Schließerwelle zu verbindendes Zahnritzel 25, das mit einer kolbenfesten Verzahnung 27 kämmt.

Der nicht näher dargestellte Kolben kann in herkömmlicher Weise mit einer in einem Gehäuse gelagerte Schließerfeder zusammenwirken. Es sind Ausführungen als obenliegende Türschließer und Bodentürschließer vorgesehen. Im Falle eines Obentürschließers ist das Zahnritzel 25 bzw. die das Zahnritzel tragende Schließerwelle mit einem zur Kraftübertragung zwischen Tür und Rahmen vorgesehenen Gestänge verbunden. Das Gestänge kann vorzugsweise als Gleitarm ausgebildet sein.

Das Zahnritzel 25 besitzt eine Wälzkurve 26 , die aus einem ersten kreisförmigen Abschnitt mit dem Radius R₁, einem sich daran stetig anschließenden kreisförmigen Abschnitt mit dem Radius R₂ und einem sich daran wiederum stetig anschließenden kreisförmigen Abschnitt mit dem Radius R₃ zusammensetzt. Der mittlere Wälzkurvenabschnitt mit dem Radius R₂ besitzt die geringste Krümmung, d. h. der Radius ist wesentlich größer als die Radien R₁ und R₃.

Der Wälzkurvenabschnitt mit dem kleinsten Radius R 3 ist in der gezeigten schematischen Darstellung im Eingriff mit der Verzahnung 27, wobei die dargestellte Position dem Öffnungswinkel 0 des Schließers entspricht, d. h. die zugeordnete Türe geschlossen ist. Wird die Türe geöffnet, so wird die auf den Kolben und damit auf die die Verzahnung 27 tragende Zahnstange wirkende Federkraft der Schließerfeder über den Hebelarm A wirksam, d. h. es steht im Bereich kleiner Öffnungswinkel eine hohe Schließkraft zur Verfügung.

Bei einem weiteren Öffnen der Türe bzw. bei einer Vergrößerung des Öffnungswinkels dreht das Zahnritzel 25 entgegen Uhrzeigersinn und die kolbenfeste Verzahnung 27 wird entgegen der Federkraft der Schließerfeder in der Darstellung in Fig. 1 nach rechts verschoben. Dabei nimmt der wirksame Hebelarm entsprechend dem gewählten Verlauf der Wälzkurve ab und zwar bis auf den Wert B, der dem Radius R₁ der Wälzkurve 26 des Zahnritzels 25 entspricht. Im dargestellten Beispiel nach Fig. 1 beträgt das Verhältnis von A zu B gleich 2 zu 1. Dieses Verhältnis entspricht der erreichten Übersetzung.

Durch geeignete Wahl des Verlaufs der Wälzkurve 26, die nicht notwendigerweise aus Kreissegmenten zusammengesetzt sein muß, kann ein sehr flacher Verlauf der Wälzkurve 28 der Verzahnung 27 erreicht werden, wobei der flache Verlauf einem kleinen Eingriffswinkel entspricht und damit eine Minimierung der sich auf die Führungswandung für die Verzahnung 27 auswirkenden Reibungskomponente erreicht wird.

Der maximale Eingriffswinkel bei einer Ausgestaltung entsprecchend Fig. 1 ist mit α bezeichnet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungen eines Zahnritzels 25 bzw. einer zugeordneten kolbenseitigen Verzahnung 27. Fig. 4 zeigt hierzu ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Ritzel 25 in die Verzahnung 27 eingreift, wobei die kolbenseitige Verzahnung 27 als Innenverzahnung in einem Hohlraum 32 des Kolbens ausgebildet ist. Das Ritzel 25 ist auf der Schließerwelle gelagert, die in den Hohlraum 32 hineinragt.

Das Ritzel 25 trägt nur auf einem Abschnitt seines Umfangs eine Verzahnung mit der es mit der kolbenseitigen Verzahnung 27 kämmt. Die Verzahnung des Ritzels 25 erstreckt sich über einen Wälzkurvenabschnitt von 0 bis 180°.

In der Darstellung in den Fig. 2 und 3 sind in die Verzahnungen 25, 27 die Wälzkurven 26, 27 mit einer Skala eingezeichnet, die für die verschiedenen Eingriffsstellungen den jeweiligen Drehwinkel des Ritzels 25 bzw. den zugehörigen Türöffnungswinkel der Tür angibt.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 entsprechen die Anordnung des Ritzels 25 und der zugehörigen kolbenseitigen Verzahnung 27 sowie deren Wälzkurven 26, 28 dem Schema gem. Fig. 1.

In der in Fig. 4 dargestellten Position liegt eine Drehstellung des Ritzels 25 von 0° vor. Es wirkt der längere Hebelarm a. Die Tür ist geschlossen. Beim Öffnen der Tür dreht das Ritzel 25 gegen Uhrzeigersinn und kommt bei maximaler Türöffnungsstellung in die Drehstellung von 180°. In dieser Stellung wirkt der kürzere Hebelarm b.

Die Verzahnung des Ritzels 25 und die kolbenfeste Verzahnung 27 sind als Evolventenverzahnung ausgebildet. Dies hat herstellungstechnische Vorteile. Andere Verzahnungsarten sind bei anderen Ausführungen jedoch durchaus möglich.

Die Verzahnung des Ritzels 25 weist Profilverschiebung auf, die über den Umfang des Ritzels 25 zwischen 0-180° unterschiedlich ausgebildet ist. Sie ist im Bereich kleiner Winkel, insbesondere um 0° negativ und im Bereich großer Winkel, und zwar schon ab etwa 30° und verstärkt zwischen 80° bis 180° positiv ausgebildet. Die Profilverschiebung nimmt mit dem Drehwinkel des Ritzels 25 kontinuierlich von den negativen zu den positiven Werten hin zu.

Die kolbenseitige Verzahnung 27 weist entsprechend aber entgegengesetzte Profilverschiebung auf. Es sind demnach in dem kleinen Türöffnungswinkeln zugeordneten Bereich positive und in dem Bereich großer Öffnungswinkel negative Werte vorgesehen.

Die in der Verzahnung des Ritzels 25 im Bereich großer Winkel vorliegende positive Profilverschiebung ermöglicht, daß trotz des in diesem Bereich relativ kurzen Halbmessers b eine Schließerwelle mit relativ großem Durchmesser zur Lagerung des Ritzels 25 verwendet werden kann. Andererseits gewährleistet die in der kolbenfesten Verzahnung 27 bei den zugeordneten kleinen Winkeln vorliegende positive Profilverschiebung, daß die Wandstärke der kolbenseitigen Verzahnung 27 in diesem Bereich auch bei großer Übersetzung und steilem Eingriffswinkel α durch die Verzahnung nur relativ wenig geschwächt wird, das heißt, daß die Wandstärke auch bei der gewünschten relativ schmalen Bauweise nicht zu dünn wird. Dies bedeutet, daß auch bei großer Übersetzung ein relativ schlanker Kolben verwendet werden kann.

Ferner weist die Verzahnung des Ritzels 25 über den Wälzkurvenabschnitt zwischen 0 bis 180° variierten, unterschiedlichen Modul auf. Das Gleiche gilt für die kolbenfeste Verzahnung 27.

Der Modul nimmt mit dem zugeordneten Türöffnungswinkel kontinuierlich zu, und zwar umgekehrt proportional zum jeweiligen Halbmesser des Ritzels 25 bzw. zum jeweilig wirksamen Hebelarm. Dies bedeutet, daß im Bereich kleiner Türöffnungswinkel (um 0°) bei gleichzeitig großem Hebelarm (um a) relativ kleiner Modul, d. h. kleine Zähne, und im Bereich größerer Winkel bei gleichzeitig kleinerem Hebelarm (um b) größerer Modul, d. h. größere Zähne vorgesehen sind.

Die zugeordnete komplementäre kolbenfeste Verzahnung 27 weist entsprechende Modulvariation auf, in dem im Bereich kleiner Öffnungswinkel relativ kleiner Modul und im Bereich größerer Winkel größerer Modul vorgesehen ist.

Der Modul ist so gewählt, daß die Verzahnung 25, 27 im gesamten Bereich mit ungefähr gleicher Festigkeit ausgelegt ist. Ferner ergibt sich bei kleinem Modul ein besonders flüssiger Ablauf des Wälzvorgangs wegen der geringeren Flankenreibung bei kleinem Modul. Dadurch, daß im Bereich größerer Winkel zwar relativ großer Modul aber gleichzeitig auch positive Profilverschiebung im Ritzel 25 vorgesehen ist, wird der bei großem Modul und kleinem Halbmesser sonst auftretende nachteilige Hinterschnitt vermieden.

Die Verzahnung des Ritzels 25 und die kolbenfeste Verzahnung 27 weisen außerdem speziell eingestellte Flankenwinkel auf, wie in den Fig. 1 bis 4 zu erkennen ist, sind insbesondere die Zähne im Bereich der kleineren Türöffnungswinkel unsymmetrisch ausgestaltet, indem die druckseitigen Flanken - die in der Zeichnung rechten Flanken 20 des Ritzels 25 bzw. die linken Flanken 21 der kolbenseitigen Verzahnung 27 - steiler, relativ zur Normalen auf die Wälzkurve im Bereich der Flanken verlaufen.

Dies gewährleistet, daß die Kraftkomponente in Richtung auf die Kolbenwand reduziert und demzufolge auch die Wandreibung gering gehalten wird. Damit ergibt sich ein guter Wirkungsgrad.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 stellen jeweils die Flanken 20, 21 der Zähne die Druckseite dar, und zwar sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen. Durch ihre steilere Ausbildung wird also beim Öffnen wie auch beim Schließen jeweils die Wandreibung reduziert.

Die Herabsetzung der Reibung ist insbesondere beim Öffnen wichtig, denn dabei wirken Reibung und Federkraft in die gleiche Richtung und zwar der Öffnungsbewegung entgegen; anders beim Schließen, dort wirken Reibung und Federkraft entgegengesetzt. Somit ist also das aufzubringende Öffnungsmoment jeweils größer als das Schließmoment.

In den DIN-Vorschriften für Türschließer wird gefordert, daß das Öffnungsmoment nicht mehr als das 1,5fache des Schließmoments betragen darf. Dies kann mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Flankenwinkel ohne weiteres erreicht werden.

Die schematische Prinzip-Darstellung nach Fig. 5 zeigt eine besonders für Bodentürschließer geeignete Anordnung. Dabei ist mit der Schließerachse ein exzentrisches Zahnritzel 30 verbunden, das mit einem weiteren, drehbar gelagerten, exzentrischen Zahnritzel 25 kämmt, das wiederum in Eingriff steht mit einer mit dem Kolben fest verbundenen, insbesondere als Zahnstange ausgebildeten Verzahnung 27.

Die Wälzkurve 31 des exzentrischen Zahnritzels 30 verläuft bezüglich der Drehachse derart, daß die bezüglich des Zahnritzels 25 wirksamen Hebelarme sich von dem Maximalwert A₃ bis zum Minimalwert B₃ über den vollen Öffnungswinkel des Schließers ändern.

Der Wälzkurve 31 des Ritzels 30 ist am Ritzel 25 ein Wälzkurve 29 zugeordnet, die strichliert angedeutet ist und sich etwa über den halben Umfang des Ritzels 25 erstreckt. Die andere Hälfte des Umfangs des Ritzels 25 weist eine mit der Verzahnung 27 zusammenwirkende Wälzkurve 26 auf, der wiederum die sehr flach verlaufende Wälzkurve 28 der Verzahnung 27 zugeordnet ist.

Der minimal wirksam werdende Radius des Ritzels 25 ist mit B₂ und der maximal wirksam werdende Radius mit A₂ gekennzeichnet.

Die im Zusammenwirken von Ritzel 25 und Verzahnung 27 wirksam werdenden Übersetzungen sind mit A₁ und B₁ gekennzeichnet.

Bei einer Verwendung dieser Ausführung ergibt sich ein besonders günstiges k-Maß von beispielsweise 20 mm, wobei für den Bodentürschließer von wesentlicher Bedeutung ist, daß trotz der sehr flach verlaufenden Wälzkurve 28 der Verzahnung 27 ein sehr hohes Übersetzungsverhältnis erzielt werden kann. Das Übersetzungsverhältnis bestimmt sich aus dem Produkt der Einzelübersetzungen, d. h. im vorliegenden Fall aus dem Produkt

Ein Verhältnis von beispielsweise 4,5 zu 1 ist in der Praxis problemfrei zu erreichen.

Zu erwähnen ist auch noch, daß die Eingriffsbereiche des Zahnritzels 25, d. h. die vorstehend als Wälzkurven bezeichneten Bereiche 26, 29 sich auch überlappen können. Die Verzahnung in Fig. 5 kann in entsprechender Weise wie in den Fig. 2 bis 4 mit Variation der Profilverschiebung, des Moduls und/oder des Flankenwinkels ausgebildet sein.

Fig. 6 zeigt eine Teilschnittdarstellung eines nach der Erfindung ausgebildeten Obertürschließers.

In dem Gehäuse 1 ist ein Kolben 33 angeordnet, der in üblicher Weise mittels Druckfedern 34 in die Schließstellung vorgespannt ist. Der Kolben 33 besitzt in seinem von den Federn 34 abgewandten Bereich eine Ausnehmung bzw. einen Hohlraum 32, in dem ein mit der Schließerwelle drehfest verbundenes exzentrisches Ritzel 25 angeordnet ist. Dieses Ritzel 25 steht im Eingriff mit einer hinsichtlich seiner Wälzkurve der entsprechenden Wälzkurve des Ritzels 25 angepaßten Verzahnung 27. Ein zur Dämpfungseinrichtung gehörendes Rückschlagventil 43 ist im Bereich der Kolbenausnehmung 32 federseitig vorgesehen.

Die mit durchgezogenen Linien gezeichnete Position des Kolbens 33 entspricht der Schließstellung. In dieser Position ist zwischen dem exzentrischen Ritzel 35 und der Verzahnung 27 der größte Hebelarm A wirksam.

Wird der dem Schließer zugeordnete Flügel in Öffnungsrichtung verschwenkt, dann bewegt sich der Kolben 33 aufgrund des Zusammenwirkens von Ritzel 25 und Verzahnung 27 in die strichliert dargestellte Position, wobei der Hebelarm ständig kleiner wird und schließlich in der mit 25′ und 27′ gekennzeichneten Position von Ritzel und Verzahnung den kleinsten Wert B erreicht.

Bei dieser Ausführungsform ist der flache Verlauf der Verzahnung 27 zu beachten, der sicherstellt, daß die Reibungskomponente zwischen Kolben 33 und Gehäuse 1 minimal bleibt.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in Form eines Bodentürschließers für Pendeltüren. Dabei ist das exzentrische Ritzel 25 zur Erzielung eines möglichst kompakten Aufbaus in einem Eckbereich des Gehäuses 1 angeordnet und steht in Eingriff mit einem mittensymmetrischen Zahnsegment 35. Dieses Zahnsegment 35 ist mittig angelenkt und steht über einen Hebel 36 mit dem Kolben 33 in Verbindung. Der Hebel 36 ist beidendig schwenkbar angelenkt.

Der Kolben 33 ist mit einer Stange 38 versehen, die im Bereich ihres Endes eine axial verstellbare Stütz- und Führungsscheibe 39 trägt. Zwischen dieser Stütz- und Führungsscheibe 39 und einer in der Mittelstellung unmittelbar an den Kolben 33 angrenzenden Anschlaghülse 37 ist eine Druckfeder 34 angeordnet, die in Abhängigkeit von der Richtung der Schwenkbewegung der zugeordneten Pendeltür beaufschlagt wird, und zwar zum einen über die Stütz- und Führungsscheibe 39 bei Abstützung an der Anschlaghülse 37 und zum anderen durch die Anschlaghülse 37 bei Abstützung an der Stütz- und Führungsscheibe 39, die an einer verstellbaren Hülse 40 befestigt ist, die einerseits die Kolbenstange 38 verschiebbar aufnimmt und andererseits von außerhalb des Gehäuses in Axialrichtung verstellt werden kann.

Durch gezielte Vorgabe der Abwälzkurven von Exzenterritzel 25 und Zahnsegment 35 kann wiederum der Schließkraftverlauf optimal vorgegeben werden.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in Form eines Bodentürschließers für Anschlagtüren.

Bei dieser Ausführungsform ist das exzentrische Zahnritzel 35 wiederum bevorzugt in einem Eckbereich des Gehäuses angeordnet und wirkt mit einem Exzentersegment 41 zusammen, das schwenkbar gelagert und über eine Verbindungsstange 36 mit dem Kolben 33 gekuppelt ist. Der topfförmig ausgebildete Kolben 33 ist mittels einer Feder 34 in Richtung zum Boden des Gehäuses 1 vorgespannt und zwischen diesem Boden und einem Gehäuseanschlag 42 bewegbar.

Die Exzentrizitäten bzw. Abwälzkurven von Zahnritzel 25 und Zahnsegment 21 können wiederum entsprechend dem gewünschten Schließkraftverlauf gewählt werden.

Die in den Fig. 9 und 10 gezeigte Ausführungsvariante stellt eine erfindungsgemäße Abwandlung eines herkömmlichen Türschließers dar. Vorzugsweise wird ein herkömmlicher, obenliegender Türschließer verwendet. Er weist ein Gehäuse 45 auf, mit darin gelagerter Schließerwelle 46 und einem nicht dargestellten, innerhalb des Gehäuses 45 auf der Schließerwelle 46 zentrisch gelagerten Ritzel, das mit einer ebenfalls nicht dargestellten kolbenfesten Verzahnung im Gehäuse 45 kämmt.

Der insoweit herkömmliche Schließer ist mit einem zusätzlichen Ovalzahnradgetriebe 47 ausgerüstet, das im Ausführungsbeispiel als elliptisches Getriebe ausgeführt ist, indem auf einem aus dem Gehäuse 45 ragenden Ende der Schließerwelle 46 ein exzentrisch gelagertes Zahnrad 48 aufgesetzt ist, das mit einem weiteren, ebenfalls auf dem Gehäuse auf einer zusätzlichen Achse 49 gelagerten Zahnrad 50 kämmt. Das Zahnrad 50 ist mit dem Gestänge, das im vorliegenden Fall als Gleitarm 51 ausgebildet ist, verbunden. Alternativ kann auch die Achse 49 als mit dem Gleitarm 51 verbundene Welle ausgebildet sein, die dann also die Schließerwelle des erfindungsgemäßen Türschließers darstellt.

Die Zahnräder 48, 50 sind als Ellipsenzahnräder ausgeführt. Sie können je nach Bedarf als relativ dünne Scheiben mit relativ großen Halbmessern dimensioniert sein; denn sie sind außerhalb des Gehäuses angeordnet und daher nicht durch die Abmessungen des Innenraums begrenzt. Die Zahnräder 48, 50 lassen sich daher als billige Stanzteile herstellen.

Das mit den Zahnrädern 48, 50 gebildete Getriebe 47 bringt die gewünschte Übersetzung und gewährleistet einen günstigen Momentverlauf auch bei Verwendung eines Gleitarms. Ferner wird die gewünschte Bauweise des herkömmlichen Schließers beibehalten.

Allen Ausführungsformen der Erfindung ist gemeinsam, daß sich eine technisch einfache und wirtschaftlich zu realisierende Konstruktion ergibt, wobei die exzentrischen Elemente ebenfalls kostengünstig herzustellen sind, da für jedes spezielle Element nur ein einziges Mal ein entsprechendes Räumwerkzeug bzw. eine entsprechende Form gefertigt werden muß.

Die stets erzielbare Kompaktheit des jeweiligen Schließers ist bei allen Ausführungsformen gepaart mit einem optimalen Verlauf des Gesamtschließmoments, das bestmöglich an den jeweiligen Einsatzzweck angepaßt werden kann.

Claims (26)

1. Türschließer mit einem in einem Gehäuse geführten Kolben, zumindest einer mit dem Kolben zusammenwirkenden Schließerfeder und einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung und mit einer über ein Getriebe mit dem Kolben verbundenen Schließerwelle oder Schließerachse, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe wenigstens ein Zahnritzel (25, 30, 48) aufweist, das exzentrisch gelagert ist und/oder auf seinem Umfang unterschiedlich ausgestaltete Zähne aufweist.

2. Türschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkurve (26) des exzentrisch gelagerten Zahnritzels (25, 50) ausgehend von einem Bereich mit minimalem Radius kontinuierlich in einen Bereich mit maximalem Radius übergeht.

3. Türschließer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zahnritzel (25) zugeordnete, komplementäre kolbenseitige Verzahnung (27) entsprechend einer langgestreckt S-förmigen Wälzkurve (28) verläuft.

4. Türschließer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kolbenseitige Verzahnung (27) an einer zahnstangenförmigen Verlängerung des Kolbens (33) ausgebildet ist und diese Verlängerung insbesondere einen Wandungsabschnitt des als Hohlkolben ausgeführten Kolbens bildet, wobei das Zahnritzel (25) im Kolbenhohlraum (32) angeordnet ist.

5. Türschließer nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkurve (26) des exzentrisch gelagerten Zahnritzels (25) aus mehreren unmittelbar ineinander übergehenden Kreisabschnitten besteht, deren Radien (R₁, R₂,R₃) unterschiedlich und deren Mittelpunkte gegeneinander versetzt sind.

6. Türschließer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen ersten, den großen Öffnungswinkeln des Schließers zugeordneten Wälzkurvenabschnitt ein zweiter, einen wesentlich größeren Radius (R₂) aufweisender, den ersten Wälzkurvenabschnitt kontinuierlich fortsetzender zweiter Wälzkurvenabschnitt folgt, und daß sich an diesen zweiten Wälzkurvenabschnitt ein dritter Wälzkurvenabschnitt kontinuierlich anschließt, dessen Radius (R₃) kleiner ist als der Radius (R₁) des ersten Wälzkurvenabschnitts und der dem Bereich kleiner Öffnungswinkel des Türschließers zugeordnet ist.

7. Türschließer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließerwelle in einem Eckbereich des Gehäuses (1) angeordnet und über zwei exzentrische Zahnritzel (25, 30) mit der dem Kolben zugeordneten Verzahnung (27) gekuppelt ist, wobei das mit der kolbenseitigen Verzahnung (27) in Eingriff stehende Zahnritzel (25) eine erste, der kolbenseitigen Verzahnung (27) zugeordnete exzentrische Wälzkurve (26) und eine zweite, dem mit der Schließerwelle verbundenen Zahnritzel (30) zugeordnete exzentrische Wälzkurve (29) aufweist.

8. Türschließer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließerwelle in einem Eckbereich des Gehäuses (1) angeordnet und zur Erzeugung der für Pendeltüren erforderlichen beidseitigen Schließbewegung über ein Exzenterritzel (25) mit einem mittensymmetrisch ausgebildeten Zahnsegment (35)gekuppelt ist, das schwenkbar gelagert und über ein Verbindungsorgan (36) am Kolben (33) angelenkt ist, der bezüglich einer der Schließstellung entsprechenden Mittelposition beidseitig unter Federvorspannung steht.

9. Türschließer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließerwelle in einem Eckbereich des Gehäuses (1) angeordnet und mit einem Exzenterritzel (25) verbunden ist, das über ein Exzenter-Zahnsegment (41), dessen Schwenkachse sich in der der Schließerwelle gegenüberliegenden Gehäusehälfte befindet, sowie über ein an diesem Zahnsegment (41) angelenktes Verbindungsorgan (36) mit dem Kolben (33) verbunden ist, der zur Ausbildung eines Schließers für Anschlagtüren durch eine Feder gegen einen ersten Festanschlag vorgespannt und bis zu einem zweiten Festanschlag (42) bewegbar ist.

10. Türschließer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, insbesondere der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das exzentrisch gelagerte Zahnritzel (47, 48, 50) mit einem Getriebe, das dem Getriebe eines herkömmlichen Türschließers (45) entspricht, zusammenwirkt.

11. Türschließer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein herkömmlicher Türschließer mit seinem Gehäuse (45) und seiner darin befindlichen Mechanik inklusive Getriebe verwendet wird; und daß zwei miteinander kämmende exzentrisch gelagerte Zahnritzel (48, 50) außerhalb des Gehäuses (45) angeordnet sind, von denen das eine (48) auf der Schließerwelle (46) des herkömmlichen Türschließers und das andere (50) auf einer weiteren im Gehäuse (45) gelagerten, Welle oder Achse (49) gelagert ist, die nunmehr die Schließerwelle bzw. Schließerachse bildet.

12. Türschließer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnritzel (25, 30, 48) und/oder die dem Zahnritzel zugeordnete, komplementäre Verzahnung (27, 50) auf Abschnitten der Wälzkurve (26, 28) unterschiedlich ausgestaltete Zähne aufweist bzw. aufweisen, wobei die Ausgestaltung der Zähne insbesondere in Abhängigkeit von den, den Wälzkurvenabschnitten (26, 28) zugeordneten Türöffnungswinkeln und/oder in Abhängigkeit vom jeweils wirksamen Hebelarm variiert ist.

13. Türschließer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnritzelseitige Verzahnung (25) und/oder die dem Zahnritzel zugeordnete, komplementäre Verzahnung (27) über ihre Wälzkurve variierte Profilverschiebung aufweist.

14. Türschließer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverschiebung der zahnritzelseitigen Verzahnung (25) in einem Wälzkurvenabschnitt (26) mit zugeordnetem kleinen Öffnungswinkel negativ ausgebildet ist.

15. Türschließer nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverschiebung der zahnritzelseitigen Verzahnung (25) in einem Wälzkurvenabschnitt (26) mit zugeordnetem großen Türöffnungswinkel positiv ausgebildet ist.

16. Türschließer nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverschiebung in der zahnritzelseitigen Verzahnung (25) mit ansteigendem Türöffnungswinkel kontinuierlich in Richtung positiver Profilverschiebung zunimmt.

17. Türschließer nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zahnritzel (25) zugeordnete komplementäre Verzahnung (27) entsprechende, aber entgegengesetzte Profilverschiebung wie die zahnritzelseitige Verzahnung aufweist.

18. Türschließer nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnritzelseitige Verzahnung (25) und/oder die dem Zahnritzel (25) zugeordnete komplementäre Verzahnung (27) über ihre Wälzkurve (26, 28) Zähne mit unterschiedlichem Modul aufweist.

19. Türschließer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul umgekehrt proportional zum wirksamen Hebelarm (A, B; a, b) des Ritzels (25) ausgebildet ist.

20. Türschließer nach Anspruch 18 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (25, 27) in Abschnitten der Wälzkurve (26, 28) mit zugeordnetem kleinen Türöffnungswinkel relativ kleinen Modul und in Abschnitten der Wälzkurve (26, 28) mit zugeordnetem großen Türöffnungswinkel größeren Modul aufweist.

21. Türschließer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul mit dem zugeordneten Türöffnungswinkel kontinuierlich zunimmt.

22. Türschließer nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zahnritzel (25) zugeordnete komplementäre Verzahnung (27) entsprechend variierten Modul wie die zahnritzelseitige Verzahnung (25) aufweist.

23. Türschließer nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnritzelseitige Verzahnung (25, 20) und/oder die dem Zahnritzel (25) zugeordnete komplementäre Verzahnung (27, 21) mindestens einen unsymmetrisch ausgebildeten Zahn mit unterschiedlichen Flankenwinkeln aufweist.

24. Türschließer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere in einem, einem kleinen Türöffnungswinkel zugeordneten Wälzkurvenabschnitt (26, 28) die druckseitige Flanke (20, 21) des Zahns einen spitzeren Flankenwinkel als die nicht druckseitige Flanke des selben Zahns aufweist.

25. Türschließer nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zahnritzel (25) zugeordnete komplementäre Verzahnung (27, 21) entsprechende Flankenwinkel wie die zahnritzelseitige Verzahnung (25, 20) aufweist.

26. Türschließer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgestaltung der ritzelseitigen Verzahnung (25, 30, 48) und/oder der dem Zahnritzel zugeordneten komplementären Verzahnung (27, 50) über entsprechende Einstellung von Profilverschiebung, Modul und/oder Flankenwinkel, insbesondere durch rechnergestütztes Konstruieren optimiert ist.