EP0841452A2 - Türschliesser mit einem Energiespeicher zum Schliessen des Türflügels - Google Patents

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EP0841452A2
EP0841452A2 EP97119014A EP97119014A EP0841452A2 EP 0841452 A2 EP0841452 A2 EP 0841452A2 EP 97119014 A EP97119014 A EP 97119014A EP 97119014 A EP97119014 A EP 97119014A EP 0841452 A2 EP0841452 A2 EP 0841452A2
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EP
European Patent Office
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energy store
spring
spring body
door
axis
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EP97119014A
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EP0841452B1 (de
EP0841452A3 (de
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Kersten Dr. Bernhardt
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Geze GmbH
Original Assignee
Geze GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F3/00—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices
    • E05F3/04—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices with liquid piston brakes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13—Type of wing
    • E05Y2900/132—Doors

Definitions

  • the invention relates to a door closer for a door with a door leaf, preferably a rotating wing, e.g. Hinged swing wing, swing wing or the like, with an energy storage device for closing the door leaf, with at least a spring body supported between two support elements, the Energy storage at least partially during the opening movement of the door leaf is loaded and at least partially discharged when it is closed.
  • a door closer for a door with a door leaf, preferably a rotating wing, e.g. Hinged swing wing, swing wing or the like, with an energy storage device for closing the door leaf, with at least a spring body supported between two support elements, the Energy storage at least partially during the opening movement of the door leaf is loaded and at least partially discharged when it is closed.
  • Door closers with closer springs are known as energy stores, e.g. hydraulic door closers, where the closer spring with a piston-cylinder unit cooperates.
  • the piston-cylinder unit is via a gearbox connected to the closer spring, which directly or via a power transmission linkage is connected to the door.
  • Such door closers are e.g. described in DE-OS 36 38 353.
  • Closer springs used in door closers have conventional linear Spring characteristics, i.e. the spring force increases proportionally over the spring stroke.
  • helical compression springs are used.
  • Closer springs are also known which are designed as torsion springs, e.g. as a coil spring in DE-OS 41 00 335, as a spiral spring in DE-OS 32 02 930, or as a torsion bar spring in DE-OS 44 26 274.
  • the object of the invention is to provide a door closer of the type mentioned create that is simple and compact and also has a good moment profile delivers.
  • the energy storage for Closing the door leaf supported at least one between two support elements Has spring body, the spring body being linear or curved is rod-shaped.
  • the spring body is subjected to axial pressure or tension and / or axially subjected to pressure or tension and torsion.
  • spring bodies of the same length are parallel, or arranged almost parallel to one another, preferably opposite one common central axis inclined and arranged symmetrically around this.
  • the support elements When loading or unloading the energy store, the support elements in be moved against each other in the axial direction and / or rotated against each other.
  • the energy store has a non-linear characteristic.
  • the spring bodies become elastic as a result of the charging or discharging process bent and / or twisted.
  • the bending direction and the maximum bending of the Spring body can be specified by a guide device. Farther it is possible to use the spring body to influence the characteristic in the unloaded Preload the state of the energy storage.
  • One of the two support elements can be rotatably mounted.
  • a return spring reaches an additional total stroke, the loading process here, too, takes place solely by a pure lifting movement.
  • several energy storage devices are cascaded one after the other arranged.
  • the energy store replaces the closer spring of a conventional hydraulic door closer. He can do this through a Stroke movement of the piston can be compressed and loaded.
  • the energy store is replaced by a pure one Rotational movement of the support elements loaded at a constant distance.
  • This embodiment is also suitable for use in door hinges.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 1 is a hydraulic rack and pinion door closer, as it is in its basic structure in DE-OS 36 38 353 is described.
  • a hydraulic piston-cylinder unit with a guided in the cylinder 2 Piston 3 arranged.
  • the subspace to the left of the piston 3 is Unpressurized space 2a and the subspace to the right of the piston are referred to as pressure space 2b.
  • the piston 3 is a hollow piston with an internal rack 3a executed, which meshes with a pinion 4.
  • the pinion 4 is rotatably with the closer shaft 1 aligned in the pinion axis.
  • the closer shaft 1 rotates clockwise with the pinion 4, whereby the piston 3 in Figure 1 according to the direction of the arrow to the left is moved.
  • the one adjacent to the piston 3 Unpressurized space 2 a of the cylinder 2 compresses energy storage 5 and thus loaded.
  • the energy store 5 discharges when the Door and exerts a corresponding torque on the closer shaft via the pinion 4 1 off.
  • the hydraulic oil located in the pressure chamber 2b of the cylinder applied with the piston pressure. Due to the adjustable flow rate of the hydraulic oil flowing into the pressure-free chamber 2a becomes a hydraulic damping of the closing movement realized.
  • the energy storage 5 shown in Figure 1 is a perspective See view.
  • Each of the support elements 5a, 5b has three on its side facing the spring bodies 51 Bores 52 on.
  • the spring bodies are in these receiving bores 52 51 introduced with their respective ends and stationary there, but not necessarily non-rotatable, fixed.
  • the support elements 5a and 5b are arranged so that the Receiving holes 52 are aligned with each other in the axial direction, whereby a parallel position of the spring body 51 is reached.
  • the arrangement of the Spring body 51 symmetrically with respect to the central axis shown in dashed lines of the energy store 5
  • FIG. 3 again shows a schematic illustration of the hydraulic door closer 1, but in the charged state of the energy store 5.
  • the energy storage 5 was compressed.
  • stroke movement h with their ends in the Support elements 5a and 5b bent spring body 51 bent.
  • FIG Spring force F over the spring stroke h.
  • the characteristic curve results from that the rod-shaped spring body 51 is not in the relaxed initial state have it compressed immediately. This corresponds to a very high spring force minimal stroke.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiment shown.
  • circular support elements 5a and 5b are conceivable, but e.g. elliptical, square or rectangular cross sections are also possible.
  • the Support elements 5a, 5b also do not have to match the cross-sectional shape of the cylinder 2 be identical. They are only in their size by the dimensions of the Cylinder 2 limited.
  • any cross-sectional shape and diameter possible are.
  • the cross-sectional shape and the diameter of a spring body 51 also vary over its axial length.
  • the spring body 51 can on the support element 5a, 5b in any Arranged, e.g. concentric, star-shaped, linear, etc.
  • An arrangement symmetrical to the central axis of the energy store 5 is for minimizing the sum of the radial forces acting on the support element 5a, 5b an advantage, but not a prerequisite for the function of the energy storage 5.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 5 has an additional guide device 53 for the spring body 51 compared to the energy store 5 in FIG.
  • a guide washer 5c is arranged centrally between the two support elements 5a and 5b, which has guide slots 54 for the spring bodies 51.
  • the three slots 54 begin together in the center of the guide disc 5c and run symmetrically radially outwards.
  • One of the spring bodies 51 is passed through each of the slots 54, with each of the spring bodies 51 being located at the outer end of the corresponding slot 54 in the closed position of the door.
  • the choice of the slot length allows the spring bodies 51 to be pre-bent when the door is closed.
  • the slot length of the guide disc 5c is chosen to be shorter than the radial distance of the receiving bores 52 from the center of the support elements 5a and 5b.
  • the pre-bending reduces the initial force F A required when charging the energy store 5. In FIG. 4, this corresponds to driving through the spring characteristic from a point A further to the right of the original zero position.
  • the guide device 53 is used when charging the energy store 5 Bending direction and maximum bending predetermined for each of the spring bodies 51. With increasing bend, the spring body 51 inevitably migrate along the Slits 54 inward until they meet in the center in the bent state. A further bend is then no longer possible, which means at the same time the maximum stroke of the piston 3 is limited and overextension of the spring bodies 51 is avoided.
  • the guide slots 54 are also arranged in a different manner, for example spirally be.
  • FIG. 6 Another embodiment of the energy store 5 is shown in FIG. 6.
  • the energy store 5 reacts to a stroke caused by the piston 3 not only with a bend of the spring body 51, but also with one Rotational movement of the support element 5a in the bearing 55.
  • the rotary bearing 55 works against the force of a return spring, not shown, for example a spiral spring which, when the energy store 5 is discharged, the rotary bearing 55 moved back to the starting position.
  • a return spring not shown, for example a spiral spring which, when the energy store 5 is discharged, the rotary bearing 55 moved back to the starting position.
  • Compared to the embodiment in Figure 5 can be a larger by using the additional pivot bearing 55 Achieve stroke.
  • a further increase in the total stroke while maintaining the spring force can be by the cascading shown in Figure 7.
  • the receiving bores in FIG. 8 are 52 not aligned, i.e. the radial distance r one Spring body 51 from the center of the respective support element 5a, 5b is for the first support element 5a larger than for the second 5b. From the resulting Inclination of the spring body 51 results in that when charging the energy store 5 tangential forces and therefore a torque on the support elements 5a, 5b act.
  • the spring body 51 in the closed state Door an axial preload, which to reduce the distance s between leads the support elements 5a, 5b.
  • the Characteristic curve can be influenced on site.
  • the spring body 51 is inclined in the closed state of the door by axially preloading the energy store 5 in combination with a rotation of the support elements 5a, 5b.
  • the receiving bores 52 can be aligned with one another.
  • the angle of inclination ⁇ can be determined using the clamping distance s Support elements 5a, 5b influence. By reducing the distance s forced bending of the spring body 51 also reduces the angle of inclination ⁇ , which results in a flatter characteristic curve with a lower starting torque.
  • a damping device 6, which is particularly in combination with the Energy storage 5 shown in Figure 8, also for use in door hinges is shown in Figure 10.
  • the axis of rotation of the door is with the axis of rotation D of the energy store 5 identical.
  • the damping device 6 has a stationary outer 61a and a slightly smaller rotatable one inner damping cylinder 61b. Between the two cylinders 61a, 61b there is a gap space 63 which is filled with hydraulic oil.
  • the inner damping cylinder 61b also forms the jacket for the internal energy store 5. Through two sealing devices 62a, 62b, one of which has 62a the outer cylinder 61a and the other 62b with the inner cylinder 61b is connected, the flow of hydraulic oil is prevented.
  • FIG. 11 finally shows an application example with one on a conventional one Closer spring 11 supported energy store 5.
  • the energy store 5 is arranged between the piston 3 and the closer spring 11.
  • Such an arrangement allows force-displacement characteristics to be within one wide range vary by the characteristics of the two sub-components, the closer spring 11 and the energy store 5 are superimposed on one another.
  • the closer spring 11 is advantageously in the closed state
  • the door is biased in such a way that the door opening process initially takes a moment has, which of the non-linear characteristic of the energy storage 5th is dominated.
  • the closer spring 11 from a larger stroke than that Energy storage 5.

Landscapes

  • Closing And Opening Devices For Wings, And Checks For Wings (AREA)
  • Refrigerator Housings (AREA)
  • Gates (AREA)

Abstract

Es wird ein Türschließer mit einem Energiespeicher (5) zum Schließen des Türflügels beschrieben. Der Energiespeicher (5) weist einen oder mehrere zwischen zwei Stützelementen (5a, 5b) abgestützte stabförmige Federkörper (51) auf, wobei der Energiespeicher (5) bei der Öffnungsbewegung des Türflügels zumindest teilweise geladen und beim Schließen zumindest teilweise entladen wird. Die Federkörper (51) von jeweils gleicher Länge sind parallel oder leicht geneigt gegenüber der Mittelachse des Energiespeichers angeordnet sowie symmetrisch zu dieser. In mehreren unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Energiespeicher entweder durch eine Hubbewegung oder durch eine Drehbewegung geladen werden. Die nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie weist dabei eine hohes Anfangsmoment auf. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Türschließer für eine Tür mit einem Türflügel, vorzugsweise einem Drehflügel, z.B. Anschlagschwenkflügel, Pendeiflügel oder dergleichen, mit einem Energiespeicher zum Schließen des Türflügels, mit mindestens einem zwischen zwei Stützelementen abgestützten Federkörper, wobei der Energiespeicher bei der Öffnungsbewegung des Türflügels zumindest teilweise geladen und beim Schließen zumindest teilweise entladen wird.
Bekannt sind Türschließer mit Schließerfeder als Energiespeicher, z.B. hydraulische Türschließer, bei denen die Schließerfeder mit einer Kolben-Zylinder-Einheit zusammenwirkt. Die Kolben-Zylinder-Einheit ist über ein Getriebe mit der Schließerfeder verbunden, welche unmittelbar oder über ein kraftübertragendes Gestänge mit der Tür verbunden ist. Solche Türschließer sind z.B. in der DE-OS 36 38 353 beschrieben. Die in der Praxis bei solchen Türschließern eingesetzten Schließerfedern haben herkömmliche lineare Federkennlinien, d.h. die Federkraft steigt proportional über den Federhub an. In der Regel werden Schraubendruckfedern eingesetzt.
Um eine geeignete Momentenkennlinie an der Tür zu erhalten, und zwar ein mit zunehmendem Türöffnungswinkel abfallendes Moment, ist ein spezielles kraftübertragendes Gestänge zwischen der Schließerwelle und der Tür erforderlich. Bei Verwendung eines Gleitarmgestänges wird zusätzlich zwischen der Schließerwelle und der Schließerfeder ein kraftübertragendes Getriebe geschaltet, welches ein über den Türöffnungswinkel variierendes Übersetzungsverhältnis aufweist, z.B. ein Kurvenscheibengetriebe oder ein Zahntrieb mit unrundem Ritzel. Die dadurch erhaltene Momentenkennlinie an der Tür ist durch die Geometrie und Baugröße des Gestänges, bzw. die Abmessungen des Getriebes in Verbindung mit den baulichen Verhältnissen des Türschließergehäuses begrenzt.
Ferner sind Schließerfedern bekannt, die als Torsionsfedern ausgeführt sind, z.B. als Schraubenfeder in der DE-OS 41 00 335, als Spiralfeder in der DE-OS 32 02 930, oder als Torsionsstabfeder in der DE-OS 44 26 274.
Bekannt ist auch eine Feder mit nichtlinearer Federkennlinie, die eine Kombination aus mehreren unterschiedlichen Teilfedern darstellt, wobei die fest miteinander verbundenen Teilfedern jeweils winkelig zueinander stehen. Diese Feder ist aufwendig herzustellen und weist jeweils eine von den Teilfedern abhängige Momentenkennlinie auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Türschließer der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach und kompakt aufgebaut ist und zudem einen guten Momentenverlauf liefert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Energiespeicher zum Schließen des Türflügels mindestens einen zwischen zwei Stützelementen abgestützten Federkörper aufweist, wobei der Federkörper linear oder gekrümmt stabförmig ausgeführt ist. Der Federkörper wird axial auf Druck oder Zug beansprucht und/oder axial auf Druck oder Zug und auf Torsion beansprucht.
In speziellen Ausführungsformen sind mehrere Federkörper gleicher Länge parallel, oder nahezu parallel zueinander angeordnet, vorzugsweise gegenüber einer gemeinsamen Mittelachse geneigt und symmetrisch um diese angeordnet.
Beim Laden, bzw. Entladen des Energiespeichers werden die Stützelemente in axialer Richtung gegeneinander bewegt werden und/oder gegeneinander verdreht. Der Energiespeicher weist dabei eine nichtlineare Kennlinie auf.
Zudem werden durch den Lade- bzw. Entladevorgang die Federkörper elastisch durchgebogen und/oder tordiert. Die Biegerichtung und die Maximalbiegung der Federkörper kann durch eine Führungseinrichtung vorgegeben werden. Weiterhin ist es möglich, die Federkörper zur Beeinflussung der Kennlinie im entladenen Zustand des Energiespeichers vorzuspannen.
Eines der beiden Stützelemente kann drehbar gelagert sein. Beim Laden des Energiespeichers wird durch das Verdrehen des Stützelements gegen die Kraft einer Rückstellfeder ein zusätzlicher Gesamthub erreicht, wobei der Ladevorgang auch hier ausschließlich durch eine reine Hubbewegung erfolgt. Zur weiteren Erhöhung des Hubs werden mehrere Energiespeicher kaskadierend hintereinander angeordnet.
In speziellen Ausführungsform ersetzt der Energiespeicher die Schließerfeder eines herkömmlichen hydraulischen Türschließers. Er kann dabei durch eine Hubbewegung des Kolbens komprimiert und geladen werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Energiespeicher durch eine reine Verdrehbewegung der Stützelemente bei gleichbleibendem Abstand geladen. Diese Ausführungsform eignet sich auch für den Einsatz in Türbändern.
Weiter Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen 5 bis 37 aufgeführt.
Die Erfindung wird in den Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1
eine schematische Darstellung eines hydraulischen Türschließers mit hydraulischer Kolben-Zylinder-Einheit, wobei der Kolben mit einem erfindungsgemäßen Energiespeicher zusammenwirkt;
Figur 2
eine perspektivische Darstellung des Energiespeichers in Figur 1 im entladenen, spannungslosen Zustand;
Figur 3
eine schematische Darstellung eines hydraulischen Türschließers gemäß Figur 1, jedoch im geladenen Zustand des Energiespeichers;
Figur 4
ein Kraft-Weg-Diagramm des Energiespeichers in Figur 2;
Figur 5
eine alternative Ausführung des Energiespeichers in Figur 2 mit einer Führungsvorrichtung;
Figur 6
eine weitere Ausführungsform des Energiespeichers in Figur 2 mit einem drehbar gelagerten Stützelement;
Figur 7
eine schematische Darstellung mehrerer hintereinander angeordneter Energiespeicher;
Figur 8
eine alternative Ausführungsform eines Energiespeichers, welcher durch eine reine Drehbewegung der Stützelemente geladen wird;
Figur 9
eine Momentenkennlinie des Energiespeichers in Figur 8;
Figur 10
eine schematische Darstellung einer Dämpfungseinrichtung für einen Energiespeicher gemäß Figur 8;
Figur 11
eine schematische Darstellung eines mit einer herkömmlichen Schließerfeder gekoppelten Energiespeichers.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen hydraulischen Zahntriebtürschließer, wie er in seinem grundsätzlichen Aufbau in der DE-OS 36 38 353 beschrieben ist. In dem nicht dargestellten Schließergehäuse ist eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit mit einem in dem Zylinder 2 geführten Kolben 3 angeordnet. Dabei wird der Teilraum links des Kolbens 3 als Drucklosraum 2a und der Teilraum rechts des Kolbens als Druckraum 2b bezeichnet. Der Kolben 3 ist als Hohlkolben mit einer innenliegenden Zahnstange 3a ausgeführt, welche mit einem Zahnritzel 4 kämmt. Das Zahnritzel 4 ist drehfest mit der in der Ritzelachse fluchtenden Schließerwelle 1 gekoppelt.
Beim Öffnen der Tür dreht die Schließerwelle 1 mit dem Ritzel 4 im Uhrzeigersinn, wodurch der Kolben 3 in der Figur 1 entsprechend der Pfeilrichtung nach links bewegt wird. Bei dieser Bewegung wird der an den Kolben 3 angrenzende, im Drucklosraum 2a des Zylinders 2 befindliche Energiespeicher 5 komprimiert und somit geladen. Umgekehrt entlädt sich der Energiespeicher 5 beim Schließen der Tür und übt über das Ritzel 4 ein entsprechendes Drehmoment auf die Schließerwelle 1 aus. Dabei wird das in dem Druckraum 2b des Zylinders befindliche Hydrauliköl mit dem Kolbendruck beaufschlagt. Durch die einstellbare Strömungsgeschwindigkeit des in den Drucklosraum 2a abströmenden Hydrauliköls wird eine hydraulische Dämpfung der Schließbewegung realisiert.
In Figur 2 ist der in Figur 1 dargestellte Energiespeicher 5 in einer perspektivischen Ansicht zu sehen. Zwischen zwei scheibenförmigen Stützelementen 5a und 5b befinden sich drei linear ausgeführte, vorzugsweise metallische Federkörper 51 mit kreisförmiger Querschnittsfläche und jeweils gleicher Länge. Jedes der Stützelemente 5a, 5b weist auf seiner den Federkörpern 51 zugewandten Seite drei Aufnahmebohrungen 52 auf. In diese Aufnahmebohrungen 52 sind die Federkörper 51 mit ihren jeweiligen Enden eingeführt und dort ortsfest, jedoch nicht unbedingt drehfest, fixiert. Die Stützelemente 5a und 5b sind so angeordnet, daß die Aufnahmebohrungen 52 in axialer Richtung miteinander fluchten, wodurch eine parallele Lage der Federkörper 51 erreicht wird. Zudem ist die Anordnung der Federkörper 51 symmetrisch in Bezug auf die gestrichelt dargestellte Mittelachse des Energiespeichers 5
Figur 3 zeigt nochmals eine schematische Darstellung des hydraulischen Türschließers gemäß Figur 1, jedoch im geladenen Zustand des Energiespeichers 5. Durch die Drehung des Schließerwelle 1 und die daraus resultierende Hubbewegung des Kolbens 3 wurde der Energiespeicher 5 komprimiert. Bei der in Figur 1 durch Pfeile angedeuteten Hubbewegung h werden die mit ihren Enden in den Stützelementen 5a und 5b fest eingespannten Federkörper 51 durchgebogen. Der Energiespeicher 5 weist dabei die in Figur 4 dargestellte nichtlineare Kennlinie der Federkraft F über den Federhub h auf. Der Kennlinienverlauf resultiert daraus, daß sich die stabförmigen Federkörper 51 im entspannten Anfangszustand nicht unmittelbar komprimieren lassen. Dem entspricht eine sehr hohe Federkraft bei nur minimalem Hub. Mit dem Verbiegen der Federkörper 51 erhöht sich auch der Hub, wobei die aufzuwendende Kraft um so geringer ist, je stärker die Federkörper 51 gebogen sind.
Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. Es sind nicht nur kreisförmige Stützelemente 5a und 5b denkbar, sondern z.B. auch elliptische, quadratische oder rechteckige Querschnitte möglich. Die Stützelemente 5a, 5b müssen auch nicht mit der Querschnittsform des Zylinders 2 identisch sein. Lediglich in ihrer Größe werden sie durch die Abmessungen des Zylinders 2 begrenzt.
Auch für die Federkörper 51 gilt, daß beliebige Querschnittsformen und Durchmesser möglich sind. Insbesondere kann die Querschnittsform und der Durchmesser eines Federkörpers 51 auch über dessen axiale Länge hinweg variieren.
Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten betreffen die Anzahl, Anordnung und Länge der Federkörper 51. Es sind Ausführungen mit vier, fünf, oder auch mehr Federkörpern 51 genauso möglich, wie Anwendungen mit zwei oder nur einem Federkörper 51. Die Federkörper 51 können dabei auf dem Stützelement 5a, 5b in beliebiger Weise angeordnet werden, z.B. konzentrisch, sternförmig, linear, usw. Eine Anordnung symmetrisch zur Mittelachse des Energiespeichers 5 ist dabei für die Minimierung der Summe der auf das Stützelement 5a, 5b wirkenden Radialkräfte von Vorteil, jedoch keine Voraussetzung für die Funktion des Energiespeichers 5. Ebenso ist der Einsatz von Federkörpern unterschiedlicher Länge oder Dicke möglich.
Das in Figur 5 dargestellte Ausführungsbeispiel weist gegenüber dem Energiespeicher 5 in Figur 2 eine zusätzliche Führungeinrichtung 53 für die Federkörper 51 auf. Dazu ist mittig zwischen den beiden Stützelementen 5a und 5b eine Führungsscheibe 5c angeordnet, welche Führungsschlitze 54 für die Federkörper 51 aufweist. Die drei Schlitze 54 beginnen gemeinsam im Zentrum der Führungsscheibe 5c und verlaufen symmetrisch radial nach außen. Durch jeden der Schlitze 54 ist einer der Federkörper 51 hindurchgeführt, wobei in der Schließstellung der Tür jeder der Federkörper 51 sich am äußeren Ende des entsprechenden Schlitzes 54 befindet. Durch die Wahl der Schlitzlänge kann eine Vorbiegung der Federkörper 51 im geschlossenen Zustand der Tür erreicht werden. Dazu wird die Schlitzlänge der Führungsscheibe 5c kürzer gewählt, als der radiale Abstand der Aufnahmebohrungen 52 vom Zentrum der Stützelemente 5a und 5b. Durch die Vorbiegung wird die beim Laden des Energiespeichers 5 erforderliche Anfangskraft FA reduziert. In Figur 4 entspricht dies einem Durchfahren der Federkennlinie von einem weiter rechts der ursprünglichen Nullage liegenden Punkt A aus.
Durch die Führungeinrichtung 53 wird beim Laden des Energiespeichers 5 die Biegerichtung und Maximalbiegung für jeden der Federkörper 51 vorgegeben. Mit zunehmender Biegung wandern die Federkörper 51 zwangsläufig entlang der Schlitze 54 nach innen, bis sie im Zentrum im durchgebogenen Zustand aufeinandertreffen. Eine weitere Biegung ist dann nicht mehr möglich, wodurch zugleich der Maximalhub des Kolbens 3 begrenzt und ein Überdehnen der Federkörper 51 vermieden wird. Bei alternative Ausführungen der Führungseinrichtung 53 können die Führungsschlitze 54 auch in anderer Weise, beispielsweise spiralförmig, angeordnet sein.
Bei den in den Figuren 1 und 3 dargestellten Zahnradgetrieben sind sowohl Ausführungen mit rundem als auch mit unrundem Ritzel 4 möglich. Bei Türschließern mit herkömmlicher Schließerfeder ist überwiegend das Getriebe zur Umsetzung eines geeigneten Momentenverhältnisses beim Öffnen und Schließen der Tür verantwortlich. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Energiespeichers 5 können einfachere Getriebe eingesetzt werden, da bereits der Energiespeicher 5 an sich eine Kennlinie aufweist, welche zu günstigen Momentenverhältnissen führt. Auf Grund der gezeigten Kennlinienform mit hoher Anfangskraft bei nur geringem Hub ist an Steile eines Zahnradgetriebes mit Zahnstange 31 und Ritzel 4 auch der Einsatz eines Kurvenscheibengetriebes vorteilhaft. Die Kraftübertragung erfolgt dabei über aufeinander abrollende Kurvenscheiben mit einer der Federkennlinie angepaßten Geometrie.
Eine weitere Ausführungsform des Energiespeichers 5 ist in Figur 6 dargestellt. Auch in diesem Beispiel sind drei stabförmige Federkörper 51 zwischen zwei Stützelementen 5a und 5b eingespannt. Eines der beiden Stützelemente 5a, in der Figur 5 ist es das linke, ist in einem Drehlager 55 drehbar gelagert, wobei die Drehachse vorzugsweise mit der Mittelachse des Energiespeichers 5 und der Symmetrieachse der Federkörper 51 zusammenfällt. Für die Funktionsweise ist dabei unerheblich welches der beiden Stützelemente 5a, 5b drehbar gelagert ist. Auf einen durch den Kolben 3 verursachten Hub reagiert der Energiespeicher 5 nicht nur mit einer Biegung der Federkörper 51, sondern zusätzlich mit einer Drehbewegung des Stützelements 5a in dem Lager 55. Das Drehlager 55 arbeitet dabei gegen die Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder, beispielsweise einer Spiralfeder, welche beim Entladen des Energiespeichers 5 das Drehlager 55 wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt. Gegenüber der Ausführungsform in Figur 5 läßt sich durch die Verwendung des zusätzlichen Drehlagers 55 ein größerer Hub erzielen.
Eine weitere Erhöhung des Gesamthubs bei gleichbleibender Federkraft läßt sich durch die in Figur 7 gezeigte Kaskadierung erreichen. Dazu werden mehrere Energiespeicher 5 im Zylinder 2 hintereinander angeordnet, wobei jeweils die Stützelemente 5a, 5b der einzelnen Energiespeicher 5 aneinanderliegen.
Alle bisher gezeigten Ausführungsformen der Erfindung arbeiten beim Laden des Energiespeichers 5 mit einer axialen Kompressionsbewegung durch den Hub des Kolbens 3. Bei dem in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Energiespeicher 5 hingegen durch eine reine Drehbewegung w der Stützelemente 5b geladen, wobei D die Drehachse bezeichnet, welche hier vorzugsweise mit der Mittelachse des Energiespeichers 5 identisch ist. Beispielsweise läßt sich hierzu die Schließerwelle 1 über ein Kegelradgetriebe mit dem zu verdrehenden Stützelement 5b koppeln. Der Abstand s der beiden Stützelemente 5a, 5b bleibt beim Laden und Entladen des Energiespeichers 5 konstant.
Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen sind in Figur 8 die Aufnahmebohrungen 52 nicht fluchtend angeordnet, d.h. der radiale Abstand r eines Federkörpers 51 vom Zentrum des jeweiligen Stützelements 5a, 5b ist für das erste Stützelement 5a größer als für das zweite 5b. Aus der daraus resultierenden Schrägstellung der Federkörper 51 ergibt sich, daß beim Laden des Energiespeichers 5 Tangentialkräfte und damit auch ein Drehmoment auf die Stützelemente 5a, 5b wirken. Zudem kann für die Federkörper 51 im geschlossenen Zustand der Tür eine axiale Vorspannung, welche zur Reduzierung des Abstandes s zwischen den Stützelementen 5a, 5b führt, vorgegeben sein. Durch eine Stellschraube, mit welcher sich der Abstand der Stützelemente 5a und 5b einstellen läßt, kann so der Kennlinienverlauf vor Ort beeinflußt werden.
In einer nicht dargestellten Variante wird eine Schrägstellung der Federkörper 51 im geschlossenen Zustand der Tür durch eine axiale Vorspannung des Energiespeichers 5 in Kombination mit einer Verdrehung der Stützelemente 5a, 5b bewirkt. Dabei können die Aufnahmebohrungen 52 durchaus miteinander fluchten.
Figur 9 zeigt das Drehmoment M über dem Verdrehwinkel w des unter Figur 8 beschriebenen Energiespeichers 5. Gekennzeichnet ist diese Ausführungsform durch ein hohes Anfangsmoment bei kleinem Verdrehwinkel w und eine nichtlineare Kennlinie. In vorteilhafter Weise läßt sich die Kennlinie durch Variation einzelner Parameter in der gewünschten Form einstellen. Einflußgrößen sind dabei:
  • 1) der radiale Abstand r der Aufnahmebohrung 52 von der Mittelachse des Energiespeichers 5,
  • 2) der Durchmesser d der Federkörper 51 und
  • 3) der Neigungswinkel β der Federkörper 51, wobei der erste Schenkel des Winkels in der Längsachse des Federkörpers 51 liegt und der zweite Schenkel tangential zu einem um die Drehachse D konzentrischen Kreis durch den Abstützpunkt des Federkörpers 51 auf dem Stützelement 5a.
    • Insbesondere der Neigungswinkel β läßt sich über den Einspannabstand s der Stützelemente 5a, 5b beeinflussen. Durch eine bei Verringerung des Abstandes s erzwungene Biegung der Federkörper 51 verringert sich zugleich der Neigungswinkel β, woraus eine flachere Kennlinie mit geringerem Anfangsmoment resultiert.
    Eine Dämpfungsvorrichtung 6, welche sich insbesondere in Kombination mit dem in Figur 8 dargestellten Energiespeicher 5, auch für den Einsatz in Türbändern eignet, ist in Figur 10 dargestellt. Die Drehachse der Tür ist dabei mit der Drehachse D des Energiespeichers 5 identisch. Die Dämpfungsvorrichtung 6 weist einen ortsfesten äußeren 61a und einen geringfügig kleineren drehbeweglichen inneren Dämpfungszylinder 61b auf. Zwischen den beiden Zylindern 61a, 61b befindet sich ein Spaltraum 63 der mit Hydrauliköl gefüllt ist. Der innere Dämpfungszylinder 61b bildet zugleich den Mantel für den innenliegenden Energiespeicher 5. Durch zwei Dichtungseinrichtungen 62a, 62b von denen die eine 62a mit dem äußeren Zylinder 61a und die andere 62b mit dem inneren Zylinder 61b fest verbunden ist, wird der Durchfluß von Hydrauliköl unterbunden. Beim Laden des Energiespeichers 5 durch eine Drehbewegung der nicht dargestellten Schließerwelle wird zugleich der innere Zylinder 61a gegenüber dem äußeren Zylinder 61b verdreht. In einem Teilbereich 63a zwischen den Zylinderwänden 61a, 61b wird somit das Hydrauliköl komprimiert und strömt über einen oder mehrere Überströmkanäle 64 in den gegenüberliegenden drucklosen Teilbereich 63b. Durch geeignete Anordnung eines Überströmventils kann damit ein ungestörtes Überströmen des Hydrauliköls beim Ladevorgang des Energiespeichers 5 erreicht werden und eine Dämpfung bei dessen Entladevorgang.
    Figur 11 zeigt abschließend ein Anwendungsbeispiel mit einem auf einer herkömmlichen Schließerfeder 11 abgestützten Energiespeicher 5. Der Energiespeicher 5 ist dazu zwischen dem Kolben 3 und der Schließerfeder 11 angeordnet. Durch eine derartige Anordnung lassen sich Kraft-Weg-Kennlinien innerhalb einer großen Bandbreite variieren, indem die Kennlinien der beiden Teilkomponenten, der Schließerfeder 11 und des Energiespeichers 5, einander überlagert werden. Vorteilhafterweise ist dazu die Schließerfeder 11 im geschlossenen Zustand der Tür derart vorgespannt, daß der Türöffnungsvorgang anfangs einen Momentenverlauf aufweist, welcher von der nichtlinearen Kennlinie des Energiespeichers 5 dominiert wird. Vorzugsweise führt über den gesamten Öffnungs- und Schließvorgang der Tür gesehen die Schließerfeder 11 einen größeren Hub aus als der Energiespeicher 5.
    Liste der Referenzzeichen
    1
    Schließerwelle
    11
    Schließerfeder
    2
    Zylinder
    2a
    Drucklosraum
    2b
    Druckraum
    3
    Kolben
    3a
    Zahnstange
    4
    Ritzel
    5
    Energiespeicher
    5a, 5b
    Stützelement
    5c
    Führungsscheibe
    51
    Federkörper
    52
    Aufnahmebohrung
    53
    Führungsvorrichtung
    54
    Führungsschlitz
    55
    Drehlager
    6
    Dämpfungsvorrichtung
    61a, 61b
    äußerer und innerer Dämpfungszylinder
    62a, 62b
    Dichtung
    63a
    Druckraum
    63b
    Drucklosraum
    64
    Überströmkanal
    d
    Dicke
    h
    Hub
    r
    radialer Abstand
    s
    axialer Abstand
    w
    Drehwinkel
    β
    Neigungswinkel
    D
    Drehachse
    F
    Kraft
    M
    Drehmoment

    Claims (37)

    1. Türschließer für eine Tür mit einem Türflügel, vorzugsweise einem Drehflügel, z.B. Anschlagschwenkflügel, Pendeiflügel oder dergleichen, mit einem Energiespeicher zum Schließen des Türflügels, mit mindestens einem zwischen zwei Stützelementen abgestützten Federkörper, wobei der Energiespeicher bei der Öffnungsbewegung des Türflügels zumindest teilweise geladen und beim Schließen zumindest teilweise entladen wird,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Federkörper (51) linear oder gekrümmt stabförmig ausgeführt ist, wobei der Federkörper (51) axial auf Druck oder Zug beansprucht wird und/oder axial auf Druck oder Zug und auf Torsion beansprucht wird.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
      daß mehrere Federkörper (51) parallel, oder nahezu parallel zueinander angeordnet sind, vorzugsweise gegenüber einer gemeinsame Mittelachse geneigt.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 2
      daß die Federkörper (51) derart um eine Achse angeordnet sind, so daß die Summe der auf die Stützelemente (5a, 5b) wirkenden Radialkräfte bezogen auf diese Achse minimiert wird, vorzugsweise gleich Null ist.
    4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
      daß die Federkörper (51) symmetrisch um eine Achse angeordnet sind.
    5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß die Federkörper (51) winkelig zueinander angeordnet sind.
    6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß die Federkörper (51) gleiche oder verschiedene Dicke (d) aufweisen.
    7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß die Federkörper (51) gleiche oder unterschiedliche Länge aufweisen.
    8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkörper (51) gleichen oder unterschiedlichen radialen Abstand (r) vom Zentrum des Stützelements (5a, 5b) aufweisen.
    9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie und/oder die Dicke des oder der Federkörper (51) entlang deren axialer Länge variiert.
    10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Laden, bzw. Entladen des Energiespeichers (5) der Abstand der Stützelemente (5a, 5b), insbesondere deren Normalenabstand, verändert wird und/oder die Stützelemente (5a, 5b) in axialer Richtung gegeneinander bewegt werden.
    11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß beim Laden, bzw. Entladen des Energiespeichers (5) die Stützelemente (5a, 5b) relativ zueinander verdreht werden.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet,
      daß die Relativdrehung um eine Achse erfolgt, die senkrecht auf einer Stützfläche des Stützelementes (5a, 5b) steht oder um eine Verbindungsachse beider Stützelemente (5a, 5b) oder um eine Dreh- oder Mittelachse (D)des Energiespeichers (5) oder um eine Symmetrieachse der Federkörper (51).
    13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche insbesondere nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
      daß sich der Neigungswinkel (β) des oder der Federkörper (51) beim Laden oder Entladen des Energiespeichers (5) verändert, wobei der erste Schenkel des Winkels in der Längsachse des Federkörpers (51) liegt und der zweite Schenkel tangential zu einem konzentrischen Kreis um die Drehachse des Stützelements (5a) durch den Abstützpunkt des Federkörpers (51).
    14. Vorrichtung nachAnspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
      daß der Neigungswinkel (β) der Federkörper (51) im geschlossenen Zustand der Tür ein Minimum einnimmt und im geöffneten Zustand der Tür ein Maximum einnimmt, vorzugsweise gleich 90° ist, oder umgekehrt.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
      daß der Neigungswinkel (β) der Federkörper (51) im geschlossenen Zustand der Tür und im geöffneten Zustand der Tür einen Wert zwischen seinem Minimum und seinem Maximum einnimmt.
    16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß der oder die Federkörper (51) einen starren Stab aufweisen der federnd gelagert ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, daß die Federkörper (51) als starres Gestänge rotierend, mit dabei sich veränderndem Abstand der Stützelemente (5a, 5b), unter Druckbeaufschlagung einer Stützfeder, ausgeführt sind.
    17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß der oder die Federkörper (51) einen stabförmigen Körper aufweisen, der beim Laden oder Entladen des Energiespeichers (5) elastisch gebogen wird oder starr verbleibt.
    18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß der oder die Federkörper (51) beim Laden oder Entladen des Energiespeichers (5) tordiert werden.
    19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet,
      daß beim Laden oder Entladen des Energiespeichers (5) Torsion und Biegung des oder der Federkörper (51) einander überlagert sind.
    20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß der Energiespeicher (5) eine Führungsvorrichtung (53), vorzugsweise eine Führungsscheibe (5c) für den oder die Federkörper (51) aufweist.
    21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichung (53) Führungsschlitze (54) zur Erzwingung der Biegerichtung und/oder zur Begrenzung der Maximalbiegung des oder der Federkörper (51) aufweist, wobei die Führungsschlitze (54) vorzugsweise radial oder spiralförmig ausgeführt sind.
    22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß der oder die Federkörper (51) in der Schließstellung der Tür unter Vorspannung verformt sind, insbesondere axial vorgespannt und/oder durch Torsion vorgespannt sind.
    23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von Federkörpern (51) hintereinander angeordnet sind.
    24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß eines der Stützelemente (5a) drehbar gelagert ist und/oder ein Drehlager aufweist, in welchem der oder die Federkörper (51) aufgenommen sind.
    25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Stützelementes (5a) oder des Drehlagers mit einer Achse des Energiespeichers (5) zusammenfällt, vorzugsweise mit der Symmetrieachse der Federkörper (51) und/oder der Mittelachse des Energiespeichers (5).
    26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelemente (5a) oder das Drehlager beim Laden des Energiespeichers (5) gegen die Kraft einer Rückstellfeder verdreht wird und beim Entladen des Energiespeichers (5) unter Wirkung der Rückstellfeder in die Ausgangsstellung zurückkehrt.
    27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (D) des Energiespeichers (5) mit der Drehachse der Tür identisch ist.
    28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß der oder die Federkörper (51) in den Stützelementen (5a, 5b) der Vorrichtung ortsfest und/oder drehfest aufgenommen sind.
    29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Öffnen, bzw. beim Schließen der Tür sowohl eine herkömmliche Schließerfeder (11) als auch ein Energiespeicher (5) geladen, bzw. entladen werden.
    30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
      daß sich der Energiespeicher (5) auf einer herkömmlichen Schließerfeder (11) abstützt.
    31. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (5) zwischen dem Kolben (3) und der Schließerfeder (11) angeordnet ist.
    32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (5) zwischen der Schließerfeder (11) und der Stirnseite des Zylinders (2) angeordnet ist.
    33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet,
      daß die Schließerfeder (11) beim Öffnen, bzw. beim Schließen der Tür einen größeren Hub ausführt als der Energiespeicher (5), oder umgekehrt.
    34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet,
      daß die Schließerfeder (11) im geschlossenen Zustand der Tür vorgespannt ist.
    35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet,
      daß der Momentenverlauf beim Öffnen, bzw. beim Schließen der Tür einer Überlagerung der Kennlinien der Schließerfeder (11) und des Energiespeichers (5) entspricht.
    36. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche insbesondere nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet,
      daß der Hub des Energiespeichers (5) begrenzt ist.
    37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
      daß der Energiespeicher (5) zur Dämpfung der Schließgeschwindigkeit mit einer Dämpfungsvorrichtung (6) verbunden ist, vorzugsweise beim Entladen des Energiespeichers (5) mit dieser zusammenwirkt.
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