DE4005386A1 - Hydraulisch gedaempfter schliesser fuer tueren, klappen o. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch gedämpften Schließer für Türen, Klappen od. dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Schließer sind bereits durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Dabei wird im ungedämpften Bereich des Kolbenhubes der sogenannte "Endschlag" erzeugt. Unter Endschlag versteht man die letzte Phase der Bewegung des Kolbens, bei der die Kraft der Schraubendruckfeder völlig ungedämpft wirken kann. Durch diese gegen Ende der Bewegung zur Verfügung stehende Restkraft der Feder wird es möglich, den Schließdruck des Schließsystems oder auch die Türdich­ tungswiderstände etc. zu überwinden.

Beim bekannten Schließer wird die gedämpfte Bewegungs­ phase dadurch erzeugt, daß die Innenmantelfläche des Zylin­ ders im ungedämpften Endbereich eine parallel zur Bewegungs­ richtung des Kolbens angeordnete Überströmnut aufweist, die teilweise angeordneten Umfangsnut und einem in der Umfangs­ nut mündenden Kolbenkanal einen gedrosselten Strömungsweg bildet. Der Querschnitt der Umfangsnut nimmt hierbei - vom Einlaß des Kolbenkanals betrachtet - in Umfangsrichtung ab. Durch Drehung des Kolbens kann deshalb die Umfangsnut in eine andere Relativposition zur zylinderseitigen Überström­ nut versetzt und so der Strömungsweg zur Regelung der Dämpfung mehr oder weniger gedrosselt werden.

Sobald die Oberkante des Kolbens beim Rückhub das obere Ende der Überströmnut überfährt, kann das Hydrauliköl unter Umgehung des gedrosselten Strömungsweges direkt zu­ rückströmen und die ungedämpfte Restkraft der Feder den "Endschlag" erzeugen.

Nachteiligerweise ist aber der zur Einleitung der unge­ dämpften Bewegung erforderliche freie Strömungsquerschnitt (zylinderseitige Axialnut) beim bekannten Schließer sehr fertigungsaufwendig. Hinzu kommt, daß die Kolbenmantel­ fläche beim bekannten Schließer im Dämpfungsbereich metal­ lisch dichtend mit der Zylinderwandung zusammenwirkt, so daß eine sehr eng gehaltene, kostenträchtige Schleifpassung notwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schließer zu schaffen, der bei gleicher Funktionsweise kostengünsti­ ger herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen gemäß dem Kennzei­ chenteil des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird auf fertigungs­ technisch sehr einfache Weise der Innenquerschnitt des End­ bereichs axial so erweitert, daß sich zwischen der Kolben­ außenmantelfläche und der Zylinderinnenmantelfläche ein strömungstechnisch genügend großer Ringquerschnitt bildet. Bei der Bewegung des Kolbens aus dem gedämpften in den unge­ dämpften Bereich, d. h. bei Eintritt des in einer Ringnut des Kolbens angeordneten O-Rings in den Übergangsbereich, wird durch die als Ringquerschnitt ausgebildete Erweiterung ein plötzlicher hydraulischer Druckausgleich zwischen dem ersten axialen Dämpfungsbereich und dem zweiten axialen, ungedämpften Endbereich sowie dem Totraum des Kolbens, her­ beigeführt, da das Hydrauliköl nunmehr unter Umgehung der Regeleinrichtung frei zurückströmen kann. Aufgrund dieses Vorganges sinkt der gegen die Federkraft wirkende hydrau­ lische Druck schlagartig gegen null, so daß die in der Schraubendruckfeder noch gespeicherte Restfederkraft den sogenannten "Endschlag" erzeugen kann.

Auch ist es beim erfindungsgemäßen Schließer möglich, den Dämpfungshub unabhängig von der axialen Länge der Erweite­ rung oder des Kolbens zu vergrößern, da der gedrosselte Strömungsweg (Regeleinrichtung) im Gegensatz zum Stand der Technik vollständig im Kolben bzw. in der Kolbenstange ange­ ordnet ist. und somit unabhängig von der ringförmigen Erwei­ terung des Zylinders funktioniert.

Darüber hinaus ist die Dämpfungsregelung vorteilhafter­ weise vom Ringquerschnitt funktionell getrennt durch einen in der Kolbenstange und/oder den Kolben angeordneten, drosselbaren Überströmkanal gebildet und ebenfalls kosten­ günstig herzustellen.

Der erfindungsgemäß vorgesehene stufenlose Übergang zwischen dem gedämpften und dem ungedämften Bereich hat den Vorteil, daß der in einer Ringnut des Kolbens angeordnete, bei jedem Hub den Übergangsbereich durchlaufende O-Ring keinem großen Verschleiß unterliegt.

Hinzu kommt, daß der teilweise aus dem Querschnitt der Ringnut herausragende O-Ring im gedämpften Bereich des Zylinders auf vorteilhafte Weise eine druckdichte, glei­ tende Verbindung von Kolben und Zylinderinnenmantelfläche gewährleistet, ohne daß eine kostenintensive, sehr eng ge­ haltene Schleifpassung notwendig wäre. Zugleich verbleibt im ungedämpften Bereich des Zylinders ein genügend großer freier Querschnitt zwischen der Außenmantelfläche der Ring­ dichtung und der Zylinderinnenmantelfläche, damit das Hy­ drauliköl unter Umgehung des gedrosselten Überströmkanals in den unteren Zylinderraum zurückgelangen kann.

Des weiteren wird durch diese Art der druckdichten, gleitenden Verbindung von Kolben und Zylinderinnenmantel­ fläche der Einsatz eines dünneren, mit geringer Viskosität versehenen Hydrauliköl möglich, ohne daß Dichtungsprobleme auftreten. Dies führt auf vorteilhafte Weise zu einer größeren Temperaturflexibilität beim Einsatz des erfindungs­ gemäßen Schließers, da das nun verwendbare Hydrauliköl einen Stockpunkt von -60°C aufweist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließers besteht der drosselbare Über­ strömkanal aus einem im Totraum mündenden, in der Kolben­ stange vorgesehenen Teilkanal mit einer radial aus der Kol­ benstange herausgeführten, kolbenstangenseitig mündenden Öffnung, die durch Drehung des Kolbens relativ zur Kolben­ stange mehr oder weniger verschließbar ist. Hierbei ist die stufenlose Veränderung des Strömungsquerschnitts - und damit die Dämpfung - allein durch eine Drehung des Kolbens relativ zur Kolbenstange möglich.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Die Zeichnung zeigt einen insgesamt mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichneten Schließer, der im wesentlichen aus einem mit einem Boden 11 versehenen Zylinder 12 sowie einem im Zylinder 12 mittels einer Kolbenstange 13 gegen die Federkraft einer Schraubendruckfeder 14 bewegbaren Kolben 15 besteht.

Ein Endbereich 16 des rohrartigen Zylinders 12 ist zur Kolbenstange 13 hin eingezogen. Der verbleibende Restquer­ schnitt zwischen dem Endbereich 16 des Zylinders 12 und der Kolbenstange 13 wird durch einen Deckel 17 sowie einer aus Kunststoff bestehenden Führungsbuchse 18 druckdicht versperrt. Die Dichtheit im Übergangsbereich zwischen dem Deckel 17 und dem Endbereich 16 des Zylinders 12 wird zusätzlich noch durch eine O-Ring-Dichtung 19 sichergestellt. Die Abdichtung zwischen dem Deckel 17 und der Kolbenstange 13 erfolgt durch eine auf der Kolbenstange 13 vorhandene Kolbenstangendichtung 20, an der kolbenseitig eine Unterlegscheibe 21 anliegt, die als Anlagefläche für die zwischen Unterlegscheibe 21 und Kolben 15 auf der Kolbenstange 13 angeordnete Schraubendruck­ feder 14 dient. Während also der eine Endabschnitt der Schraubendruckfeder 14 an der Unterlegscheibe 21 anliegt, stützt sich der zweite Endabschnitt der Schraubendruckfeder 14 am Kolben 15 ab.

Der Kolben 15 weist eine axiale Gewindebohrung 22, in die die mit einem Außengewinde versehene Kolbenstange 13 ein­ schraubbar ist, und außerdem eine radiale Bohrung 23 auf, in der eine Madenschraube 24 sowie ein Kunststoffplättchen 25 angeordnet sind, welches durch Einschrauben der Madenschraube 24 nach Art einer Drehsicherung auf das Außengewinde der Kolbenstange 13 gepreßt wird. Des weiteren ist im Kolben 15 ein Ventilkanal 35 vorhanden, in dem ein Steuerventil 26 angeordnet ist, welches bei Bewegung des Kolbens 15 gegen die Kraftrichtung der Feder 14 öffnet und beim Rückhub schließt. An der Außenmantelfläche des Kolbens 15 ist außerdem eine Ringnut 27 vorgesehen, die einen O-Ring 28 im wesentlichen aufnimmt.

Der Überströmkanal 36 wird aus einer den endseitigen Gewindeabschnitt der Kolbenstange 13 durchsetzenden Axialboh­ rung 37 und einer im Bohrungsbereich vorhandenen Radialbohrung 38 gebildet, die schraubenfederseitig des Kolbens 15 mündet. Durch mehr oder minder weites Aufschrauben des Kolbens 15 auf die Kolbenstange, kann der Öffnungsquerschnitt der Radialboh­ rung 38 teilweise von der Innenmantelfläche des Kolbens 15 versperrt werden und die Dämpfung des Schließers 10 verändert werden.

Der Zylinder 12 ist eingeteilt in einen Dämpfungsbereich A mit einem Innendurchmesser d_a, der nur unwesentlich größer als der Durchmesser des Kolbens 15 ist, einen ungedämpften Bereich B mit einem größeren, den Kolben 15 übertreffenden Innendurchmesser d_b und einem Totraum C. Zwischen den Bereichen A und B des Zylinders 12 ist ein Übergangsbereich D vorhanden, in dem sich der Innendurchmesser des Zylinders 12 stufenlos an die Innendurchmesser d_a bzw. d_b der Bereiche A und B anpaßt.

Die für die Funktion des Schließers 10 wichtige Erweite­ rung 39 besteht aus einem freien Ringquerschnitt, der sich aus der Differenz zwischen dem Außenradius des O-Ringes 28 und dem Innendurchmesser d_a des Zylinders 12 im ungedämpften Bereich A ergibt.

Der Boden 11 weist einen dem Innendurchmesser d_a des Zylinders 12 im wesentlichen entsprechenden Abschnitt 29 sowie einen in den Totraum C ragenden Abschnitt 30 mit wesent­ lich geringerem Durchmesser auf, dessen freie Stirnfläche 31 als Anschlagfläche für den Kolben 15 dient. Im Abschnitt 29 des Bodens 11 ist eine für einen Drehzapfen vorgesehene Bohrung 32 vorhanden, die mit entsprechenden Bohrungen in der Zylinderwandung korrespondiert. Über den Drehzapfen ist der Zylinder 12 an einem nicht dargestellten Gehäuse befestigt. Des weiteren ist in der Mantelfläche des Bodenabschnitts 29 eine Ringnut 33 angeordnet, die einen O-Ring 34 aufnimmt, welche den Ringspalt zwischen der Innenmantelfläche des Zylin­ ders 12 und der Mantelfläche des Bodens 11 druckfest abdichtet.

Der hydraulisch gedämpfte Schließer hat nun folgende Funktionsweise:

Ein Bewegungszyklus des Schließers 10 beginnt damit, daß an der Kolbenstange 13 die Kraft F angreift, die den Kolben 15 gegen die Wirkung der Schraubcndruckfeder 14 aus der unteren Totpunktlage in die obere Totpunktlage bewegt. Bei der Bewegung des Kolbens 15 aus dem ungedämpften Bereich B in den gedämpften Bereich A öffnet sich das Steuerventil 26 und das Hydrauliköl strömt aus dem Bereich A über das Steuerventil 26 in den Bereich B sowie in den Totraum C des Zylinders 12.

Wenn die Kraft F nicht mehr auf die Kolbenstange 13 einwirkt, setzt sich der in oberer Totpunktstellung befind­ liche Kolben 15 in Kraftrichtung der Feder 14 - aber in Abhän­ gigkeit von dem zur Verfügung stehenden Querschnitt des Über­ strömkanals 36 hydraulisch gedämpft - in Bewegung. Beim Ein­ tritt des in der Ringnut 27 angeordneten O-Rings 28 des Kol­ bens 15 aus dem Dämpfungsbereich A in den Übergangsbereich D bzw. den ungedämpften Bereich B öffnet sich nun schlagartig der freie Ringquerschnitt zwischen der Außenmantelfläche des O-Rings 28 und der Innenmantelfläche des Zylinders 12, so daß das Hydrauliköl unter Umgehung des Überströmkanals 36 frei in den Bereich B und den Totraum C des Zylinders 12 zurückströmen kann. Demnach ist also der Übergang vom gedämpften Bereich A zum ungedämpften Bereich B durch die Lage des Kolbendichtquer­ schnitts (O-Ring 28) relativ zum Zylinder 12 bestimmt.

In diesem Moment geht der die Bewegung des Kolbens 15 dämpfende hydraulische Druck gegen null und gleichzeitig wird der Kolben 15 aufgrund der nunmehr ungedämpft wirksam werden­ den Restkraft der Schraubendruckfeder 14 beschleunigt. Diese Beschleunigung des Kolbens 15 ist der sogenannte "Endschlag", der notwendig ist, um den Schließdruck des Schließsystems oder auch die Türdichtungswiderstände zu überwinden.

Claims (2)

1. Hydraulisch gedämpfter Schließer für Türen, Klappen od. dgl., mit einem ölgefüllten, rohrartigen Zylinder und einem an einer Kolbenstange endseitig befestigten, mit einem Steuerventil versehenen Kolben, welcher durch eine außerhalb des Zylinders an der Kolbenstange angreifende Kraft gegen die Wirkung einer Schraubendruckfeder bewegbar ist, wobei der Kolben beim Rückhub in Kraftrichtung der Feder einen ersten axialen Dämpfungsbereich und einen sich daran anschließenden zweiten axialen ungedämpften Endbe­ reich durchläuft, an welchen ein Totraum angrenzt, der über eine flüssigkeitsleitende Erweiterung des Zylinder-Quer­ schnitts im Endbereich mit dem Dämpfungsbereich verbindbar ist und wobei zur Veränderung der Dämpfung eine Regelein­ richtung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (39) einen von der Regeleinrichtung funktionell unabhängigen, mit der Zylinderachse (x) koaxialen Ringspalt bildet, daß der Kolben (15) eine Ringnut (27) mit einem darin aufgenommenen O-Ring (28) aufweist, in dessen Hubbe­ reich ein stufenloser Übergang zwischen dem ersten axialen Dämpfungsbereich (A) und der Erweiterung (39) des ungedämpf­ ten Bereichs (B), vorhanden ist, und daß die Regeleinrich­ tung von einem in der Kolbenstange (13) und/oder dem Kolben (15) angeordneten, drosselbaren Überströmkanal (36) gebil­ det ist.

2. Hydraulisch gedämpfter Schließer nach Anspruch 1, dadruch gekennzeichnet, daß der drosselbare Überströmkanal (36) aus einem im Totraum (C) mündenden, in der Kolben­ stange (13) vorgesehenen Teilkanal (37) mit einer radial aus der Kolbenstange (13) herausgeführten, kolbenstangensei­ tig mündenden Öffnung (38) besteht, die durch Drehung des Kolbens (15) relativ zur Kolbenstange (13) mehr oder weniger verschließbar ist.