DE4134509A1 - Hydraulisch gedaempfter schliesser fuer tueren, klappen od. dgl. - Google Patents

Description

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

Derartige Schließer sind bereits durch die DE-AS 15 84 169 bekannt. Unter anderem gelangen diese ge­ dämpften Schließer auch bei Brandschutztüren zum Einsatz. Die am Türblatt befestigten Schließer arbeiten mit einer soge­ nannten Steuerkurve zusammen, die am Türrahmen befestigt ist. Der Türschließer wie auch die Steuerkurve sind so zueinander angeordnet, daß die restliche Schließbewegung der Tür ge­ dämpft durchgeführt und die Tür unter Wirkung einer Schrau­ bendruckfeder in Schließstellung versetzt wird.

Falls sich jedoch eine mit einem Schließer ausgerüstete Brandschutztür in ihrer Schließlage befindet, d. h. mit einge­ fahrener Kolbenstange, und der Brandfall tritt ein, kann sich durch Erhöhung der Umgebungstemperatur nach einer gewissen Zeit auch die innerhalb des Schließers befindliche Hydraulik­ flüssigkeit erwärmen. Bei diesem Vorgang dehnt sich die Hydraulikflüssigkeit aus und der Innendruck des Schließers erhöht sich. Der erhöhte Innendruck sowie die Flächendiffe­ renz zwischen der Kolbenvollfläche und der ringförmigen Ge­ genfläche des Kolbens bewirken eine in Schließeröffnungsrich­ tung wirkende zunehmende Kraft. Falls diese Kraft aufgrund größer werdendem Druck die Rückstellkraft der Schraubendruck­ feder des Schließers übersteigt, kann es zu einem selbsttäti­ gen Öffnen der Brandschutztür kommen, welches natürlich ge­ rade im Brandfall erhebliche Folgen haben kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, mit besonders einfachen Mitteln einen Türschließdämp­ fer zu schaffen, der auch im Brandfall in der Lage ist, seine Schließfunktion einwandfrei auszuüben.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird auf herstellungstechnisch sehr einfache Weise der Zylinderboden des Schließers mit einem ins Freie mündenden Ausströmkanal versehen, wobei in den Aus­ strömkanal ein Verschlußelement eingesetzt wird, welches im Brandfall, also bei unzulässig hohen Umgebungstemperaturen, die Ausströmöffnung freigibt. Somit wird auf einfache Weise unter Ausnutzung der Abhängigkeit der physikalischen Größen Druck und Temperatur vermieden, daß im Brandfall eine auf den Kolben einwirkende Kraft entsteht, die größer ist als die Rückstellkraft der Schraubendruckfeder des Schließers. Damit wird dann zuverlässig das unkontrollierte Öffnen der Brand­ schutztür verhindert.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Ver­ schlußelement als Überdruckventil bzw. auch als durch ein Thermo-Element gesteuertes Ventil ausgebildet sein. Beide Möglichkeiten haben den Vorteil, daß man jeweils bei einem ganz bestimmten Grenzwert bezüglich des Druckes oder der Tem­ peratur das Öffnen des Ausströmkanales sicher herbeiführen kann.

Eine bevorzugte und relativ preisgünstige Alternative ergibt sich dadurch, daß das Verschlußelement - ein kugelför­ miger Dichtkörper - ein Schmelzkörper aus Kunststoff ist, der aufgrund seines gegenüber der Ausströmöffnung geringfügig größeren Durchmessers im Preßsitz in der Ausströmöffnung ge­ halten ist. Diese Art des Verschlusses der Ausströmöffnung ist einerseits sehr einfach und schnell herzustellen und an­ dererseits sehr betriebssicher, da der Kunststoff-Schmelzkör­ per bei einer bestimmten Temperatur erweicht und nach einer gewissen Dauer die Ausströmöffnung freigibt, indem er von dem im Schließer herrschenden Druck nach außen gedrückt wird. In einem solchen Fall kann die Hydraulikflüssigkeit ausströmen und innerhalb des Schließers wirkt nur noch die den Schließ­ zustand aufrechterhaltende Federrückstellkraft. Zur Herstel­ lung des Kunststoff-Schmelzkörpers wird bevorzugterweise ein Polyoxymethylen verwendet.

Bei der vorteilhaftesten Ausführungsform der Erfindung ist darüber hinaus der Ausströmkanal als Stufenbohrung ausge­ bildet, wobei der der Kolbenvollfläche zugewandte Abschnitt des Kanals einen geringeren Durchmesser aufweist als die Aus­ strömöffnung. Dadurch wird in positiver Weise sichergestellt, daß die im Normalbetrieb des Schließers auftretenden Druck­ sprünge nicht unmittelbar, sondern mit zeitlicher Verzögerung auf die Kunststoffkugel einwirken. Gerade in bezug auf die zum Teil sehr lange Lebensdauer eines Schließers wird dadurch gewährleistet, daß der im Preßsitz gehaltene Kunststoff-Schmelz­ körper auch nach einer längeren Zeitperiode sicher den Zylinderboden abdichtet.

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

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen hydraulisch gedämpften Schließer,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Zylinderbo­ den eines hydraulisch gedämpften Schließers,

Fig. 3 eine Gesamtansicht eines eingebauten hydraulisch gedämpften Schließers einschließlich Steuerkurve in der Schließstellung und

Fig. 4 eine Gesamtansicht eines eingebauten hydraulisch gedämpften Schließers einschließlich Steuerkurve in der Of­ fenstellung.

Fig. 1 zeigt einen insgesamt mit der Bezugsziffer 10 ge­ kennzeichneten 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 F_R ei­ ner Schraubendruckfeder 14 bewegbaren Kolben 15 besteht.

Ein Bereich 16 des rohrartigen Zylinders 12 ist zur Kol­ benstange 13 hin eingezogen. Der verbleibende Restquerschnitt zwischen dem Endbereich 16 des Zylinders 12 und der Kolben­ stange 13 wird durch einen Deckel 17 sowie einer aus Kunst­ stoff 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 zwi­ schen 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 Kol­ ben 15 auf der Kolbenstange 13 angeordnete Schraubenfeder 14 dient.

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 Kol­ benstange 13 gepreßt wird. Des weiteren ist im Kolben 15 ein Ventilkanal 26 vorhanden, in dem ein Steuerventil 27 angeord­ net ist, welches bei Bewegung des Kolbens 15 gegen die Kraft­ richtung der Feder 14 öffnet und beim Rückhub schließt. An der Außenmantelfläche des Kolbens 15 ist außerdem eine Ring­ nut 28 vorgesehen, die einen O-Ring 29 im wesentlichen auf­ nimmt.

Ein Überströmkanal 30 wird aus einer den endseitigen Ge­ windeabschnitt der Kolbenstange 13 durchsetzenden Axialboh­ rung 31 und einer im Bohrungsbereich vorhandenen Radialboh­ rung 32 gebildet, die schraubenfederseitig des Kolbens 15 mündet.

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 einen Totraum C. Zwischen den Berei­ chen A und B des Zylinders 12 ist ein Übergangsbereich D vor­ handen, in dem sich der Innendurchmesser des Zylinders 12 stufenlos an die Innendurchmesser d_a bzw. d_b der Bereiche A und B anpaßt.

Der vollständig innerhalb des Zylinders 12 angeordnete Boden 11 dichtet mit einem in einer Ringnut 33 angeordneten O-Ring 34 den Ringspalt zwischen der Innenmantelfläche des Zylinders 12 der Mantelfläche des Bodens 11 druckfest ab.

Der Zylinderboden 11 ist des weiteren, wie in Fig. 2 vergrößert dargestellt, mit einem Ausströmkanal 35 versehen. Der Ausströmkanal 35 ist als Stufenbohrung ausgeführt, d. h. der dem Totraum C zugewandte Abschnitt 36 weist einen gerin­ geren Durchmesser d₁ auf als der Durchmesser d₂ des ins Freie weisenden Abschnitts 37, der zugleich die Ausströmöffnung bildet. In der Ausströmöffnung 37 ist ein aus Kunststoff be­ stehender, kugelförmiger Dichtkörper 38 mit Preßsitz gehal­ ten. Der Preßsitz des kugelförmigen Dichtkörpers kommt da­ durch zustande, daß die den Dichtkörper 38 aufnehmende Aus­ strömöffnung 37 Untermaß aufweist, d. h. daß beispielsweise der Durchmesser d₃ des Dichtkörpers 38 4,5 mm und der Durch­ messer d₂ der Ausströmöffnung 37 4,2 mm beträgt.

Der Dichtkörper 38 besteht aus einem Polyoxymethylen, insbesondere aus "DELRIN-NATUR" (Warenzeichen der Firma DUPONT), das im vorliegenden Anwendungsfall bei einer Tempe­ ratur von 175°C erweicht und nach einer Dauer von etwa 40 Minuten die Ausströmöffnung 37 freigibt.

Der hydraulisch gedämpfte Schließer hat nun folgende Funktionsweise:

Ein Bewegungszyklus des Schließers beginnt damit, daß an der Kolbenstange 13 eine Kraft F angreift, die den Kolben 15 gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 14 aus der unteren Totpunktlage in die obere Totpunktlage bewegt. Bei der Bewe­ gung des Kolbens 15 aus dem ungedämpften Bereich B in den ge­ dämpften Bereich A öffnet sich das Steuerventil 27 und die Hydraulikflüssigkeit strömt aus dem Bereich A über das Steu­ erventil 27 in den Bereich B sowie in den Totpunkt C des Zy­ linders 12.

Wenn die Kraft nicht mehr auf die Kolbenstange 13 ein­ wirkt, setzt sich der in oberer Totpunktstellung befindliche Kolben 15 in Kraftrichtung der Feder 14 - aber hydraulisch gedämpft - in Bewegung. Beim Eintritt des in der Ringnut 28 angeordneten O-Ringes 29 des Kolbens 15 aus dem Dämpfungsbe­ reich A in den Übergangsbereich D bzw. den ungedämpften Be­ reich B öffnet sich schlagartig der freie Ringquerschnitt zwischen der Außenmantelfläche des O-Rings 29 und der Innen­ mantelfläche des Zylinders 12, so daß die Hydraulikflüssig­ keit unter Umgehung des Überströmkanals 30 frei in den Be­ reich B und den Totraum C des Zylinders 12 zurückströmen kann. In diesem Moment geht der die Bewegung des Kolbens 12 dämpfende hydraulische Druck gegen Null und gleichzeitig wird der Kolben 15 aufgrund der nunmehr ungedämpft wirksam werden­ den Restkraft der Schraubendruckfeder 14 beschleunigt.

Fig. 3 und 4 stellen das Zusammenwirken einer Steuer­ kurve 39 mit dem Schließer 10 dar, wobei der in zwei Stellun­ gen abgebildete Schließer 10 mittels eines Querstifts 40 schwenkbar mit einem an einer Tür 41 angeschraubten Halter 42 verbunden ist.

Die Kolbenstange 13 ist über einen Bolzen 43 mit einem Kniehebel 44 gekoppelt, der über einen Querstift 45 drehbar mit dem Halter 42 in Verbindung steht. Am freien Ende des Kniehebels 44 sitzt auf einer Achse 46 drehbar eine Rolle 47.

An einem Türrahmen 48 ist die Steuerkurve 39 ange­ schraubt, deren oberer Teil eine der Krümmung der Rolle 47 entsprechende Krümmung aufweist und in Auslauf- und Einlauf­ enden 49 bzw. 50 übergeht.

Aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 wird deutlich, daß die Kolbenstange 13 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung von der Schraubenfeder 14 in das Kolbeninnere gedrückt wird, so daß - wie in Fig. 3 dargestellt - die Rolle 47 derart ge­ gen die Steuerkurve 39 gepreßt wird, daß die Tür 41 geschlos­ sen gehalten wird.

Wird nun die Tür 41 geöffnet, so wird die Rolle 47 von der Steuerkurve 39 und anschließend vom Auslaufende 49 nach unten gedrückt, wobei die dabei entstehende und auf die Kol­ benstange 13 einwirkende Kraft F die Schraubenfeder 14 zwi­ schen den Kolben 15 und der Unterlegscheibe 21 zusammen­ drückt.

Fig. 4 zeigt, daß der Kniehebel 44 durch das Zusammen­ wirken von Rolle 47 und Steuerkurve 39 über die Totpunktlage geschwenkt wird, so daß die Schraubenfeder gespannt gehalten wird.

Beim Schließen der Tür 41 wird die Rolle 47 vom Einlauf­ ende 50 nach oben geführt, bis die Totpunktlage erreicht ist. Dann kann sich die Schraubenfeder 14 wieder entspannen, wobei eine selbsttätige Schließung der Tür 41 in vorher beschriebe­ ner Art und Weise erreicht wird.

Falls sich nun in einem solchen Schließzustand die Umge­ bungstemperatur im Bereich des Schließers aufgrund eines Brandes stark erhöht, kann es zu einer Erwärmung der im Zy­ linder 12 befindlichen Hydraulikflüssigkeit kommen. Diese Er­ wärmung bewirkt eine Ausdehnung der Hydraulikflüssigkeit, wo­ durch das Steuerventil 27 aus dem Ventilsitz weggedrückt wird und ein Druckausgleich erfolgt. Der durch die Erwärmung her­ vorgerufene erhöhte Druck wirkt zum einen auf die Kolbenvoll­ fläche V sowie auf die Kolbenringfläche R des Kolbens 15. Da die Kolbenvollfläche V deutlich größer ist als die Kolben­ ringfläche R, ergibt sich mit steigendem Druck eine steigende Differenzkraft F_D, die in Gegenrichtung zu der Rückstellkraft F_R der Schraubendruckfeder 14 wirkt. Falls die sich aus der Flächendifferenz ergebende Differenzkraft F_D größer wird als die Rückstellkraft F_R, entsteht eine ähnliche Situation wie beim Öffnen der Tür. D.h., die mit einer Kraft F′ beauf­ schlagte und mit dem Kniehebel 44 verbundene Kolbenstange 13 drückt die in der Steuerkurve 39 geführte Rolle 47 nach un­ ten, so daß sich die Tür 41 selbsttätig öffnen kann.

Damit dieser Fall nicht eintritt, ist die Ausströmöff­ nung 37 mit dem aus Kunststoff bestehenden Schmelzkörper 38 versehen, der im Falle einer länger andauernden Einwirkung unzulässig hoher Temperaturen die Ausströmöffnung freigibt, indem der kugelförmige Dichtkörper 38 nach außen gedrückt wird, so daß die Hydraulikflüssigkeit ausströmen kann. Da­ durch geht die Differenzkraft F_D gegen Null und es wirkt nur noch die Federrückstellkraft F_R auf den Kolben 15, wodurch der Schließzustand gesichert ist.

Claims (9)

1. Hydraulisch gedämpfter Schließer für Türen, Klappen od. dgl. mit einem ölgefüllten rohrartigen Zylinder, einem Zy­ linderboden und einem an einer Kolbenstange endseitig befe­ stigten, mit einem Steuerventil versehenen Kolben, welcher durch eine außerhalb des Zylinders an der Kolbenstange an­ greifende Kraft gegen die Wirkung einer Schraubendruckfeder bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der einer Kolben­ vollfläche (V) des Zylinders (12) gegenüberliegende Zylinder­ boden (11) einen ins Freie mündenden Ausströmkanal (35) auf­ weist, der mit einem Verschlußelement (38) gesichert ist, welches bei Einwirkung unzulässig hoher Umgebungstemperaturen auf den Schließer (10) eine Ausströmöffnung (37) freigibt.

2. Hydraulisch gedämpfter Schließer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (38) als Über­ druckventil ausgebildet ist.

3. Hydraulisch gedämpfter Schließer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (38) als durch Thermoelement gesteuertes Ventil ausgebildet ist.

4. Hydraulisch gedämpfter Schließer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (38) als ku­ gelförmiger, in die Ausströmöffnung gepreßter, Dichtkörper ausgebildet ist.

5. Hydraulisch gedämpfter Schließer nach Anspruch 1 oder oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kugelförmige Dicht­ körper (38) ein Schmelzkörper aus Kunststoff ist.

6. Hydraulisch gedämpfter Schließer nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Schmelzkörper (38) aus Polyoxymethylen (POM) besteht.

7. Hydraulisch gedämpfter Schließer nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schmelzkörper (38) einen ge­ ringfügig größeren Durchmesser (d₃) als die Ausströmöffnung (d₂) aufweist und in letzterer mit Preßsitz gehalten ist.

8. Hydraulisch gedämpfter Schließer nach einem der An­ sprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkör­ per (38) bündig mit der Außenfläche des Zylinderbodens (11) abschließt.

9. Hydraulisch gedämpfter Schließer nach einem der An­ sprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausströmka­ nal (35) als Stufenbohrung ausgebildet ist, wobei der der Kolbenvollfläche (V) zugewandte Abschnitt (36) des Kanals einen geringeren Durchmesser (d₁) aufweist als die Ausström­ öffnung (37).