EP0879336B1

EP0879336B1 - Programmierbarer turschliesser

Info

Publication number: EP0879336B1
Application number: EP96901704A
Authority: EP
Inventors: Peter Krumhauer
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 2000-08-16
Anticipated expiration: 2016-02-07
Also published as: DE59605767D1; ATE195574T1; EP0879336A1; WO1997029266A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Türschließer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Der Türschließer besteht aus einem Gehäuse, in dem ein Kraftspeicher in Form einer Feder und ein Dämpfungskolben vorhanden sind. Dabei befindet sich in dem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse eine Dämpfungsflüssigkeit, um den Wirkablauf des Türschließers zu beeinflussen. Aus dem Gehäuse ragt eine Antriebsachse heraus, an welcher ein Gestänge einerseits und andererseits an dem zu bewegenden Türflügel oder Türstock befestigt ist. Beim Öffnungsvorgang der Tür, welches manuell oder auch durch Fremdenergie ausgeführt werden kann, wird dem Kraftspeicher in Form der Feder die notwendige Energie für den anschließenden Schließvorgang zugeführt.

Es sind deshalb zum Stand der Technik Türschließer zuzurechnen, die über eine Feder und ein mechanisches Getriebe ein Drehmoment erzeugen, mit dessen Hilfe eine Tür selbsttätig geschlossen wird.

Ein derartiger Türschließer ist aus der EP-A 0 207 251 bekannt. Bei dem dort bezeichneten Türschließer handelt es sich um einen Türschließer mit zwei Schließerfedern, wobei jeder Schließerfeder jeweils ein Kolben zugeordnet ist, d. h. die Schließerfeder wirkt mit dem inneren Kolben und die Schließerfeder mit dem äußeren Kolben zusammen. Diese Kolben beaufschlagen über ein mechanisches Getriebe die Schließerwelle. Das mechanische Getriebe ist im Falle des inneren Kolbens ein Nockengetriebe mit Nockenrolle, welche mit einem schließerwellenfesten Nocken zusammenwirkt. Das mechanische Getriebe im Falle des äußeren Kolbens ist als Zahntrieb ausgebildet, wobei der Kolben mit einer Zahnstange verbunden ist, die mit einem auf der Schließerwelle festen Zahnrad kämmt. Die verschiedenen mechanischen Getriebe wirken in unterschiedlichen Winkelbereichen der Schließerwelle mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen. Die beiden mechanischen Getriebe bilden ein zusammengesetztes Getriebe, durch welches eine wegabhängige Variation des Übersetzungsverhältnisses realisiert wird.

Aus der DE 37 42 213 C2 ist ein Türschließer bekannt, der ebenfalls eine durch eine Federanordnung im Schließsinn belastete, im Schließergehäuse gelagerte Schließerwelle aufweist, die mit einem verschiebbaren Kolben einer Dämpfungszwecken dienenden, hydraulischen Kolben-Zylindereinheit in drehmomentübertragendem Eingriff ist. Der von der Federanordnung beaufschlagte, ein Rückschlagventil aufweisende Kolbenkipf ist mit einem gehäuseseitigen Rückströmkanal ab einem bestimmten Türöffnungswinkel umgangen. In den Rückströmkanal ist ein die Öffnungsbewegung des Türflügels dämpfendes Drosselventil integriert. Der von der Federanordnung belastete Kolbenkopf ist mit einem Bypasskanal mit kleinem Kanalquerschnitt versehen, der ausgehend von der zur Federanordnung gekehrten Kolbenseite in Richtung auf die Schließerwelle hin erweitert ist. Durch diesen Bypasskanal wird auch eine Dämpfung der Türöffnungsbewegung bewirkt.

Bei Türschließern spricht man allgemein von einem sogenannten Öffnungs- und Schließmoment. Dabei ist aufgrund der physikalischen Gegebenheiten in Form der Reibung in der Regel das Öffnungsmoment größer als das Schließmoment. Wegen des stark streuenden Widerstandes und Toleranzen der Tür in der Zarge und auch in der Schloßfalle muß somit das Schließmoment relativ hoch gewählt werden, um die angeschlossene Tür auch sicher in die Schließlage zu überführen, was ausdrückt, daß die Schloßfalle sicher ins Schließblech einrastet. Für ein hohes Schließmoment wird jedoch auch ein mindestens ebenso großes Öffnungsmoment benötigt, was zur Folge hat, daß z.B. alte oder behinderte Menschen oder auch Kinder Schwierigkeiten haben, eine solche Tür zu öffnen. Es sind zwar Türschließer der verschiedensten Größen und auch für die verschiedensten Anwendungsbereiche bekannt, jedoch ist hierzu eine große Bevorratung der unterschiedlichsten Typen notwendig.

Ein Verfahren und eine Anordnung zum Steuern der Kraft einer Schließvorrichtung ist aus der DE 35 35 506 A1 zu entnehmen. Die Tür wird dabei mittels einer Schließvorrichtung in Form eines Türschließers und daran gelenkig miteinander verbundenen Gestängearmen mit dem Türrahmen verbunden. Die Steuerung der unterschiedlichen Kraft zum Öffnen und anschließenden automatischen Schließvorgang der Tür wird durch Verlagerung des im Vergleich zur Türschließvorrichtung entfernten Endes des Gestänges, um das von der Schließvorrichtung auf die Tür ausgeübte Moment in getrennten Phasen des Öffnens und Schließens der Tür, in entsprechender Art und Weise geändert. Bei dieser Anordnung handelt es sich um eine Vorrichtung, die mit einer Fremdenergie arbeitet, d.h. es ist ein Elektromotor vorgesehen, der einen Schieber verlagert und gleichzeitig dessen Lage in einem Führungsglied bestimmt. Dabei wird die Motorsteuerung entsprechend dem gewünschten Öffnungswinkel vorgenommen.

Die US 4,979,261 offenbart einen Türschließer mit einer variablen Anlenkungsposition. Aufgrund eines an der Schließerwelle befestigten Zahnrades welches an der Tür abrollt, wird automatisch der Angriffspunkt des Gestänges und damit die gesamte Momentenbetrachtung verändert. Durch diese mechanische Art wird eine Reduzierung der Öffnungskraft erreicht. bei gleichzeitiger Steigerung der Schließkraft.

In einem weiteren US-Patent 3,818,637 ist eine Vorrichtung beschrieben, die ein schnelles Öffnen einer Tür zuläßt.

Eine Vorrichtung, die mit einer linearen Kraft eine Tür öffnet, zeigt die US 4,231,192. Hier ist über ein entsprechendes Hebelsystem in Verbindung mit einer Fremdenergie in Form einer Spannungsversorgung ein annähernd linearer Verlauf der Kraft an der Tür in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel erzielt worden.

Ein Türschließer, der mit zwei Kolben arbeitet, ist der US 4,040,144 zu entnehmen. Dieses System arbeitet ebenfalls mit einer Fremdenergie in Form von Luft.

In der US 4,419,786 ist eine Anordnung beschrieben worden, mit der die zum Öffnen einer Tür benötigte Kraft in bezug auf normale Türöffnungssituationen herabgesetzt wird. Verwendet wird hierbei ein Türschließer. Durch die Verlagerung des entfernten Endes des Gestänges, welches mit dem Türschließer verbunden ist, wird ab einem bestimmten Öffnungswinkel durch Nutzung von zusätzlichen Federkräften und einer hydraulischen oder pneumatischen Steuerung das Kräfteverhältnis geändert. Dadurch kann das von dem Türschließer über die angelenkte Gestängeanordnung auf die Tür ausgeübte Moment verändert werden. Dieses dargestellte Prinzip ist sehr kompliziert und in seiner Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichste Betriebsarten nicht überall einsetzbar.

Eine Vorrichtung in Form eines Türschließers, die in der schwedischen Auslegeschrift 469 342 gezeigt ist. besteht aus einem Gehäuse, in dem zwei Kolben beweglich angeordnet sind. Ferner sind zwei Federn vorhanden, die direkt je einem Kolben zugeordnet sind und auf diese in gleicher Richtung einwirken. Der andere Kolben ist dabei mit einer Kolbenstange verbunden, deren hinteres Ende in einer zentralen Bohrung des zweiten Kolbens abdichtend aufgenommen ist. Die Durchmesser der beiden Kolben sind unterschiedlich. Über die Kolben wird der Flüssigkeitsstrom des Dämpfungsmediums über verschiedene Kanäle in Verbindung mit Ventilen gesteuert. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Kraft zum Öffnen der Tür gering ist und trotzdem eine große Kraft für die Endphase des Schließvorganges vorhanden ist.

Zur Minderung des Öffnungsmomentes wurde aus der DE-OS 32 34 319 eine Lösung bekannt, bei der die benötigte höhere Schließkraft durch Fremdenergie für eine Federvorspannung aufgebracht wird. Bei dieser Lösung kann die zusätzliche Federvorspannung sowohl über einen Elektromotor als auch über einen Kolben mit fremdenergieerzeugtem Druckmittelkreislauf erzeugt werden.

Ausgehend von den Unzulänglichkeiten des Standes der Technik soll ein Türschließer geschaffen werden, dessen Ausgestaltung für unterschiedliche Anwendungsfälle derart anpaßbar ist, daß jeweils ein für den jeweiligen Anwendungsfall günstiger Momentenverlauf erhalten wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Es wird damit ein programmierbarer Türschließer geschaffen. Dieser programmierbare Türschließer besteht aus einzelnen Elementen, die entsprechend den Wünschen bzw. Anforderungen zusammengesetzt werden können. Dadurch, daß in den einzelnen Elementen die für die Steuerung der Tür notwendigen Kanäle, Taschen oder/und Bohrungen vorhanden sind, ist es einfach, an entsprechender Stelle innerhalb eines Elementes Sorge dafür zu tragen, daß das Dämpfungsmedium entsprechend dem Öffnungswinkel der Tür gesteuert wird. Ferner kommt hinzu, daß durch die Gestaltung der einzelen Kolbenflächen in Verbindung mit den notwendigen Kanälen unterschiedlichste Momentenverläufe zu realisieren sind. Des weiteren besteht der Kern der Erfindung darin, die feste Kopplung zwischen der Öffnungs- und der Schließkraft der Tür aufzuheben. Dies wird durch mindestens ein zusätzliches Getriebe erreicht. Beim Öffnungsvorgang und im ersten Teil des Schließvorgangs hat das zusätzliche Getriebe eine Kraftübersetzung von Ü = 1. Bei dem weiteren Schließvorgang kann das Schließmoment geringer sein, was eine Kraftübersetzung Ü < 1 bedeutet. Erst in einem dritten Teil des Schließvorgangs, nämlich in dem Bereich, wo die Tür in die ordnungsgemäße Schließlage überführt werden soll, ist die Kraftübersetzung Ü > 1, d. h. das Schließmoment ist deutlich größer als das Öffnungsmoment.

Um einen in sämtlichen nur denkbaren Möglichkeiten programmierbaren Türschließer zu schaffen, ist es deshalb notwendig, die Führungswände des oder der Kolben einzeln zu fertigen. Bei diesen Einzelelementen ist es nämlich möglich, an den einzelnen Wänden genau an den Stellen Taschen, Kanäle oder Bohrungen zu schaffen, um einen kontrollierten Ablauf des Dämpfungsmediums entsprechend den Vorstellungen durchzuführen. Dabei kann z.B. der Aufbau eines Türschließers dadurch vorgenommen werden, daß die einzelnen Elemente in Form von Platten rund um den Kolben gebaut werden. An den entstehenden Stirnseiten der Platten werden jeweils Abdeckstücke aufgesetzt. Um den einzelnen Elementen einen entsprechenden notwendigen Halt zu geben, kann darüber hinaus das Gebilde aus den Kolben und den Elementen in ein umschließendes Gehäuse eingesetzt werden, es ist jedoch auch möglich, die einzelnen Elemente und die Stirnseiten kraft-, formschlüssig und abdichtend untereinander zu verbinden. Neben der Programmierbarkeit in den einzelnen äußeren Elementen ist es auch möglich, durch die Gestaltung der Kolbenflächen und innerhalb des Kolbens bzw. der Kolben entsprechende mit den Taschen, Kanälen und Bohrungen der Elemente korrespondierende Taschen, Kanäle und Bohrungen einzubringen. Durch diese mehrfache Möglichkeit ist eine äußerst feine Abstimmung der gewünschten auftretenden Momente möglich.

Um der Aufgabe, nämlich Herabsetzung des Öffnungsmomentes bei gleichzeitiger Erhöhung des Schließmomentes Rechnung zu tragen, wird neben dem bereits vorhandenen Getriebe mindestens ein sogenanntes zweites hinzugesetzt. Durch dieses zweite Getriebe wird sich eine Kraftübersetzung ergeben, die mit einer Überlagerung der Kennlinie des bereits bestehenden Getriebes eine Verlagerung des ursprünglichen Momentenverlaufes ergibt. Dieser geänderte Momentenverlauf schlägt sich in der Form nieder, daß das Schließmoment deutlich höher ist als das Öffnungsmoment. Bei diesem erfindungsgemäßen Lösungsansatz ist die Kopplung zwischen der Feder und dem Türkolben nicht direkt, sondern erfolgt über das hydraulische Getriebe. Dabei befinden sich in dem Türkolben rechts und links von dem Ritzel zwei weitere Kolbenräume, so daß sich mit dem zusätzlichen Federkolben und dem Türkolben fünf Räume ergeben, die durch Kanäle über die Taschen außen in den Elementen verbunden sind. Dabei werden die Kanäle über die Taschen gesteuert. Dadurch kommt es aufgrund der über die Kanäle verbundenen Räume zu einer entsprechenden zusätzlichen Verdrängung des Volumens, die sich aus dem innerhalb des Türkolbens befindlichen Kolben ergibt. Dieses zusätzliche Volumen muß aufgenommen werde, was zur Folge hat, daß der Weg des Türkolbens größer ist als der des Federkolbens, d.h. er entfernt sich von diesem. Dies bedeutet aber auch, daß seine Kraft geringer ist als die des Federkolbens, damit ist das Übersetzungsverhältnis < 1. Beim anschließenden Schließvorgang der Tür ist der Fall umgekehrt, weil ein Raum das vom Federkolben verdrängte Volumen aufnimmt, aber auch gleichzeitig einen Teil hiervon wieder an einen weiteren Raum abgibt. Dadurch wird der Weg des Türkolbens kleiner sein als der des Federkolbens, was zur Folge hat, daß seine Kraft größer ist, das Übersetzungsverhältnis ist > 1.

Der erfindungsgemäße Gedanke beinhaltet somit eine Programmierbarkeit in mehreren Bereichen.

Die Erfindung wird anhand mehrerer schematisch dargestellter möglicher Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1:: Schematische Querschnittsdarstellung des Türschließers mit Innen-, Tür- und Federkolben zur Erläuterung der Schaltfunktion.
Figur 2:: Schematische Querschnittsdarstellung des Türschließers zur Erläuterung der Schaltfunktion (der Türkolben entfernt sich vom Federkolben im Bereich Ü < 1).
Figur 3:: Schematische Querschnittsdarstellung des Türschließers im Bereich Ü > 1 (der Türkolben nähert sich wieder dem Federkolben)
Figur 4:: Schematische Querschnittsdarstellung des Türschließers
Figur 5:: Diagramm der Übersetzungsverhältnisse
Figur 6:: Querschnitt durch einen Türschließer mit einem Innenkolben und zusätzlichen Innenkolbenräumen mit Kanälen, Drosseln und Ventilen in den Kolben und mit Taschen zur Weiterleitung der Hydraulikflüssigkeit im Gehäuse.
Figur 7:: Schließvorgang im Bereich c
Figur 8:: Schließvorgang im Bereich a
Figur 9:: Stellung der Kolben, wenn die Tür ihre Schließlage eingenommen hat
Figur 10:: Querschnitt durch einen Türschließer mit Innenkolben und Drosseln, Kanälen und Ventilen im Gehäuse.
Figur 11:: Schnitt durch Figur 10
Figur 12:: Schnitt durch Figur 10

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 6 ist innerhalb eines Gehäuses 5 neben dem Türkolben 3 auch ein Federkolben 2 vorhanden. Der Türkolben 3 ist mit einer Innenverzahnung 4 versehen. Mit der Innenverzahnung 4 wird ein Ritzel 8, das mit dem nicht dargestellten Gestänge, welches neben dem Anschluß an den Türschließer auch an dem Türstock oder an der Tür befestigt ist. angetrieben. Es zeigt sich. daß bei dieser Lösungsart die Kopplung zwischen der Feder 1 und dem Türkolben 3 nicht direkt, sondern über ein dazwischengeschaltetes hydraulisches Getriebe erreicht wird.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich links und rechts von dem das Ritzel 8 aufnehmenden Ritzelkäfig 9 zwei Innenkolbenräume 26, 27. Um das Ritzel 8 als dichte Kolbentrennung benutzen zu können, wird es dabei so sein. daß es vom dem Ritzelkäfig 9 teilweise umschlossen wird. Durch diese Gestaltung ist es so, daß sich fünf Räume ergeben, nämlich der Federraum 21, der Raum 25. der Innenkolbenraum 26 . Innenkolbenraum 27 und der Türkolbenraum 24. Diese fünf Räume sind über verschiedene Kanäle und Taschen, die sich innerhalb der seitlichen Elemente bzw. innerhalb des Federkolbens 2 und/oder des Türkolben 3 befinden, verbunden.

Um diese Kolbenräume und damit den Ablauf deutlicher zu machen, ist schematisch in der Figur 1 die Auswirkung auf die Kolbenverdrängung der Hydraulikflüssigkeit und der Kolbentrennung dargestellt. Die Feder 1 stützt sich zum einen an der Seitenwand 117 und zum anderen gegen den Federkolben 2 ab. Der Raum, der von der Feder 1 eingenommen wird, ist der Federraum 21. Durch die Trennung des Federkolbens 2 von dem Türkolben 3 entsteht ein zusätzlicher Raum 25. Dieser Raum 25 ist mit dem Innenkolbenraum 26 innerhalb des Türkolbens 3 verbunden. Durch den Ritzelkäfig 9 wird quasi ein Innenkolben 10 geschaffen, der innerhalb des Türkolbens 3 den Innenraum in einen Innenkolbenraum 26 und 27 aufteilt. Gleichzeitig ist der Innenkolbenraum 27 durch einen Kanal mit dem außerhalb des Türkolbens auf der anderen Seite liegenden Türkolbenraum 24 verbunden. Der Türkolbenraum 24 ist über einen vorzugsweise in der Seitenwand befindlichen Kanal 53 mit dem Federraum 21 wirkverbunden. Bewegt sich nun der Federkolben 2 auf den Türkolben 3 zu, d.h. die Feder 1 entspannt sich, so muß neben dem vom Federkolben 2 verdrängten Volumen der Raum 25 auch noch das von dem Ritzelkäfig 9 im Innenkolbenraum 26 verdrängte Volumen aufnehmen. Der Weg des Türkolbens 3 ist daher größer als der des Federkolbens 2. was zur Folge hat, daß er sich von diesem entfernt. Von der Kraftbetrachtung aus gesehen ist seine Kraft kleiner als die des Federkolbens 2, was eine Übersetzung < 1 bedeutet. Eine mathematische Untersuchung ergibt für die Kraftübersetzung den Übersetzungsfaktor. Die Auswirkungen sind in der Figur 2 dargestellt. Bei den schematischen Betrachtungen sind nur jeweils die Kanäle mit eingezeichnet worden, die auch für diesen Anwendungsfall bedeutsam sind.

Die Figur 3 zeigt damit den entsprechenden Verdrängungsvorgang für den Fall, daß der Innenkolbenraum 27 mit dem Raum 25. der Innenkolbenraum 26 mit dem Türkolbenraum 24 und darüber hinaus noch zusätzlich mit dem Federraum 21 über Kanäle verbunden sind. Dieses ergibt bei der Energiebetrachtung ein Übersetzungsverhältnis, welches > 1 ist, weil in diesem Falle der Raum 25 das vom Federkolben 2 verdrängte Volumen aufnimmt. aber gleichzeitig einen Teil hiervon wieder in den Innenkolbenraum 27 abgibt. Dadurch ist der Weg des Türkolbens 3 kleiner als der des Federkolbens 2. Die Auswirkung ist jedoch, daß seine Kraft größer ist, was eine mathematische Betrachtung deutlich macht. Ü = FT FF = 1 - AI AF

F_T = Kraft am Türkolben 3

F_F = Kraft am Federkolben 2

A_I = Verdrängerfläche am Innenkolben 10

A_F = Verdrängerfläche am Federkolben 2

Wenn der Innenkolbenraum 27 und der Innenkolbenraum 26 verbunden sind, so ist der Innenkolben 10 wirkungslos, und der Federkolben 2 und der Türkolben 3 bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit und Kraft. Dieses bedeutet ein Übersetzungsverhältnis von Ü = 1.

In den Figuren 6 bis 8 ist deshalb erkennbar, wie diese unterschiedlichen Übersetzungen konstruktiv erreicht werden:

Ü < 1 Über den Kanal 46 wird eine Verbindung vom Innenkolbenraum 27 zum Türkolbenraum 24 und über den Kanal 47 die Verbindung vom Raum 25 zum Innenkolbenraum 26 durch die in den Seitenwänden liegenden Taschen 66, 67 hergestellt (Figur 6).
Ü > 1 Dieses wird über den Kanal 48 mit der Tasche 72 vom Raum 25 mit dem Innenkolbenraum 27 und dem Kanal 49 bei entsprechender Verschiebung des Türkolbens 3 bis zur Tasche 69 mit dem Innenkolbenraum 26 zum Türkolbenraum 24 erreicht (Figur 8).
Ü = 1 Diese Übersetzung wird durch die Verbindung über den Kanal 51 und die Tasche 71 erreicht, wodurch der Innenkolbenraum 26 mit dem Innenkolbenraum 27 verbunden wird (Figur 7).

Im nachfolgenden sollen der Schließvorgang und der Öffnungsvorgang im Detail beschrieben werden. Hierzu ist der Verlauf der Übersetzung, wie sie in der Figur 5 dargestellt ist, zum besseren Verständnis heranzuziehen. Der Öffnungswinkel der Tür wird hier mit ϕ bezeichnet und in verschiedene Abschnitt a, b und c unterteilt, wobei die einzelnen Abschnitte zum besseren Verständnis nicht maßstäblich dargestellt sind. Der Kurvenverlauf zeigt, daß das Übersetzungsverhältnis von > 1 bis < 1 dargestellt worden ist. Diese einzelnen Bereiche oder Abschnitte sind auch unterhalb der schematischen Darstellungen der einzelnen Zustände in den einzelnen Diagrammen nochmals eingetragen. Aus diesem Grunde sind unter dem Federkolben 2 und dem Türkolben 3 die Abschnitte in kleinen Buchstaben und die Zustände in großen Buchstaben der beiden Kolben mit den im Text verwendeten Buchstaben dargestellt. Die Pfeile am linken unteren Ende zeigen den jeweils geltenden Abschnitt. Den einzelnen Bereichen können dabei auch noch entsprechend dem Öffnungswinkel ϕ Winkelgrade ungefähr zugeordnet werden.

a eigentlicher Schließbereich mit hohem Momentenbedarf und damit großer Schließkraft (= ca. 5°)

b Bereich mit kleiner Schließkraft

c Aufstellungsbereich

Die Kraftübersetzungen ergeben durch Überlagerung mit der Kennlinie des bestehenden Getriebes den Momentenverlauf. Die Verlagerung der gebildeten Energieflächen entspricht dann dem Energiesatz. wenn die hierdurch gebildeten Energieflächen in einem Diagramm 'Türschließmoment in Abhängigkeit vom Türschließwinkel gleich groß sind. Mit diesem Momentenveriauf wird deutlich, daß das Schließmonent im Schließbereich deutlich höher als das Öffnungsmoment ist. Dieser Lösungsansatz des nachgeschalteten Getriebes wird anhand einer möglichen nachfolgend beschriebenen hydraulischen Lösung aufgezeigt. Neben dieser hydraulischen Lösung sind auch andere mechanische Lösungen möglich.

Die Figur 7 zeigt den Türschließer im Bereich c des Schließvorganges. Dabei sind unter dem Federkolben 2 und dem Türkolben 3 die Abschnitte (kleine Buchstaben) und die Zustände (große Buchstaben) der beiden Kolben dargestellt. Der Kanal 51 innerhalb des Türkolbens 3 ist über die Tasche 71, die sich in der Seitenwand befindet, geöffnet. Alle zusammengehörenden Kanäle, bis auf den Kanal 53, der immer geöffnet ist, sind in diesem Winkelbereich wirkungslos, so kann der Kanal 50 z.B. nur durch die Tasche 70 geöffnet werden, weil die Tasche 68 auf einer anderen Ebene liegt und dadurch nicht eine Öffnung bewirken kann. der Kanal 50 bleibt daher geschlossen. Die Taschen und Kanäle befinden sich dabei seitlich am Kolbenrand in mehreren Ebenen, jeweils auf der gleichen Höhe mit dem Austrittsöffnungen der Kanäle. Der Innenkolbenraum 27 ist mit dem Innenkolbenraum 26 bei dieser Darstellung über die Tasche 71 durch den Kanal 51 verbunden. Dadurch ergibt sich, daß der durch den Ritzelkäfig 9 gebildete Innenkolben 10 wirkungslos ist. Es liegt daher ein Übersetzungsverhältnis Ü = 1 vor, was zur Folge hat, daß der Federkolben 2 und der Türkolben 3 sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen und auch bei diesem Öffnungswinkel im Bereich c noch in Kontakt stehen.

Bei dem weiter ablaufenden Schließvorgang wird schließlich der Bereich b erreicht, der aus der Figur 6 ersichtlich ist. Dabei verbindet der Kanal 46 über die Tasche 66 den Türkolbenraum 24 mit dem Innenkolbenraum 27. Gleichzeitig verbindet auch der Kanal 47 über die Tasche 67 den Innenkolbenraum 26 mit dem Raum 25. Über die Tasche 70 ist ebenfalls der Kanal 50 geöffnet. Jedoch ist dieser Bereich unwirksam, da eine Strömung des Dämpfungsmediums durch das Rückschlagventil 81 innerhalb des Türkolbens 3 aufgrund des Überdrucks in dem Innenkolbenraum 26 verhindert wird. Dieses hat zur Folge, daß ein Übersetzungsverhältnis < 1 vorliegt, was sich dadurch auszeichnet, daß der Türkolben 3 sich mit einer höheren Geschwindigkeit, aber mit einer kleineren Kraft bewegt als der Federkolben 2. Dabei wird die Bewegung des Türkolbens 3 über eine Drossel 82 gedämpft.

Der Schließvorgang des Bereiches a wird durch die schematische Darstellung in der Figur 8 dargestellt. Dieser Bereich ist in Wirklichkeit im Vergleich zu den vorherbeschriebenen Bereichen sehr klein und deshalb zum besseren Verständnis wesentlich vergrößert wiedergegeben worden. Der Bereich a ist der Bereich, in dem die eigentliche Schließung der Tür stattfindet, was bedeutet, daß eine wesentlich höhere Kraft als für den normalen Schließvorgang benötigt wird, da aufgrund des an einer Tür vorhandenen Schlosses, die Falle des Schlosses auch sicher in das Schließblech einrasten muß. Der Kanal 49 verbindet über die Tasche 69 den Türkolbenraum 24 mit dem Innenkolbenraum 26. Gleichzeitig verbindet der Kanal 48 über die Tasche 68 den Innenkolbenraum 27 mit dem Raum 25. Der Kanal 50 ist über die Tasche 70 ebenfalls geöffnet, jedoch ist diese Öffnung unwirksam, da eine Strömung des Dämpfungsmediums über das Rückschlagventil 81 wegen des Überdruckes in dem Innenkolbenraum 26 verhindert wird. Es liegt daher eine Übersetzung Ü > 1 vor, was bedeutet, daß sich der Türkolben 3 mit einer geringeren Geschwindigkeit, aber mit einer höheren Kraft bewegt als der Federkolben 2. Die Bewegung des Türkolbens 3 wird dabei über eine Drossel 83 gedämpft.

Zur besseren Verdeutlichung ist der letzte Teil des Abschnittes a nochmals separat in der Figur 9 dargestellt worden. Die Tür ist geschlossen, und der Türkolben 3 befindet sich in seiner Schließstellung, die vor dem Anschlag in dem Gehäuse 5 liegt. Der Kontakt zwischen dem Federkolben 2 und dem Türkolben 3 ist bei dieser Winkellage jedoch noch nicht hergestellt. Über die Tasche 72 und eine Drossel 84 wird ein Kanal 52 geöffnet. Durch diese Maßnahme kann der Kontakt zwischen dem Federkolben 2 und dem Türkolben 3 hergestellt werden. Durch eine starke Drosselung wird jedoch verhindert, daß gleichzeitig der hohe Druck zwischen dem Federkolben 2 und dem Türkolben 3 sofort abfällt und damit ausgeglichen wird. Sobald jedoch der Kontakt des Türkolbens 3 mit dem Federkolben 2 hergestellt ist. ist der Überdruck abgebaut, und es stellt sich automatisch wieder das Übersetzungsverhältnis Ü = 1 ein.

Durch den Abstand zwischen Endstellung und Anschlag des Türkolbens 3, wie auch durch den Abstand zwischen dem Federkolben 2 und dem Türkolben 3 am Anfang des beschriebenen Vorganges, können Toleranzen zwischen der Türbewegung und den Vorgängen im Türschließer ausgeglichen werden.

Bei der Betrachtung des Öffnungsvorganges ist zunächst der Kanal 50 in den Bereichen a und b und später auch der Kanal 51 im Bereich c geöffnet und damit der Innenkolbenraum 26 mit dem Innenkolbenraum 27 verbunden. Hierdurch wird deutlich, daß der Kontakt zwischen dem Federkolben 2 und dem Türkolben 3 erhalten bleibt, was gleiche Kraft und damit ein Übersetzungsverhältnis Ü = 1 belegt.

Aus den einzelnen Bewegungsabläufen in den unterschiedlichsten Abschnitten und Bereichen ergibt sich somit der Gesamtverlauf. Es wird hier insbesondere die Forderung nach einer hohen Schließkraft und einer hiermit gleichzeitig verbundenen relativ kleinen Öffnungskraft realisiert. Um den entsprechenden Anwendungsbereichen Rechnung zu tragen, können deshalb aufgrund der geometrischen Plazierung von Kanälen, Taschen, Drosseln und Bohrungen sowohl in den Seitenwänden des Gehäuses als auch in den verwendeten Kolben, insbesondere Federkolben 2 und Türkolben 3, Rechnung getragen werden.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens ist eine hydraulische Lösung mit externen Drosseln und Übersetzungsübergängen in der Figur 10 u.a. näher erläutert. Dabei zeigt dieses Ausführungsbeispiel mit externen Drosseln und weichen Übergängen für die unterschiedlichsten Übersetzungen auf, daß auch hier eine Programmierung möglich ist. Der Türschließer ist hier in einer schematischen Schnittdarstellung in der Draufsicht wiedergegeben worden. In dem Gehäuse 5 befindet sich der Federkolben 2 mit der Feder 1. Ebenfalls ist ein Türkolben 3 mit einer Verzahnung 4, einem Ritzel 8 und einem Ritzelkäfig 9 dargestellt. Der Innenkolbenraum 26 ist mit einer Seitenplatte 15 durch eine Bohrung 90 und mit einer weiteren Seitenplatte 16 durch eine Bohrung 91 verbunden. Entsprechend ist auch der Innenkolbenraum 27 durch Bohrungen 92, 93 mit den Seitenplatten 15, 16 in der Lage, das Dämpfungsmedium entsprechend den gewünschten Abläufen zu regulieren bzw. den Abfluß zu verhindern.

In der Figur 11 und ebenfalls in der Figur 12 sind Schnittdarstellungen wiedergegeben worden, in denen die Seitenplatten, welche auswechselbar sind, detailmäßig besser dargestellt worden. Durch diese Darstellung wird verdeutlicht, daß die vorhandenen Kanäle, Bohrungen, Taschen usw. mit den ebenfalls in den Kolben vorhandenen Nuten, Taschen oder auch Kanälen beim Aufeinandertreffen mit den Seitenplatten kontrolliert gesteuert werden.

Es wird zunächst der Bereich b für den Schließvorgang näher erläutert. In diesem Bereich wirkt auf den Türkolben 3 eine kleine Kraft. Die Taschen 112, 113 der Seitenwand 15 des Gehäuses 5 stehen über den Nuten 100, 106. Damit ist die Verbindung von dem Innenkolbenraum 26 zum Raum 25 hergestellt, nämlich über die Bohrung 90. die Nut 100 und die Tasche 113, einen Kanal 99 mit darin befindlicher Drossel 88, der Tasche 112 und der Nut 106. In analoger Weise ist auch die Verbindung zwischen dem Innenkolbenraum 27 mit dem Türkolbenraum 24 verbunden, nämlich über die Bohrung 93, eine Nut 105, die Tasche 116, einen Kanal 104, eine Tasche 115 und eine Nut 103. Es gilt daher der Zustand, wie er in der Figur 1 und 2 dargestellt ist, nämlich einer Kraftübersetzung mit Ü < 1. Ein Ausgleich zwischen dem Innenkolbenraum 26 und dem Innenkolbenraum 27 über die Bohrung 90. die Nut 100, einen Kanal 97 und der Bohrung 92 wird durch ein Rückschlagventil 86 verhindert, da beim Schließvorgang in dem Innenkolbenraum 26 ein Überdruck herrscht.

Nach dem Durchfahren des Abschnittes b erreicht die Kolbenanordnung den Abschnitt a. was bedeutet, daß der Türkolben 3 nach links wandert: entsprechend sind hierfür die Taschen und Kanäle gestrichelt auf der rechten Seite dargestellt. Hier befinden sich eine Nut 95, die Nut 106. eine Nut 102 und die Nut 103 über den entsprechenden dazugehörigen Taschen 110, 112, 114, 115, so daß die Verbindungen zum Innenkolbenraum 27 mit dem Raum 25 und dem Innenkolbenraum 26 mit dem Türkolbenraum 24 hergestellt sind. Es gilt daher hier der Zustand, wie er in der schematischen Darstellung der Figuren 3 und 4 mit einer hohen Übersetzung Ü > 1 vorherrscht. Der Druckausgleich für den Federkolben 2 im letzten Teil des Bereiches a wird dadurch erreicht, daß eine Tasche 111 in der Seitenplatte 15 über einer Nut 107 im Federkolben 2 liegt, und damit über eine Bohrung 94 im Federkolben 2, der Nut 107, der Tasche 111, einem Kanal 96 mit darin befindlicher Drossel 89, der Tasche 112 und der Nut 106 eine Verbindung von dem Federraum 21 zu dem Raum 25 herstellt.

Für den Schließvorgang der wiederum im Abschnitt c mit einem Übersetzungsverhältnis Ü wiedergegeben wird, sind die Taschen in der gestrichelten Position innerhalb der Figuren 11 und 12 wiedergegeben, da sich der Türkolben 3 hier in seiner rechtesten Position befindet. In diesem Falle ist eine Verbindung von dem Innenkolbenraum 27 mit dem Innenkolbenraum 26 hergestellt. Dieses geschieht über die Bohrung 93, die Nut 105, die Tasche 116, den Kanal 104, die Tasche 115, einen Kanal 101, die Tasche 114, die Nut 102 und die Bohrung 91. Durch diese Schaltung wird der Innenkolben wirkungslos, und es herrscht ein Übersetzungsverhältnis Ü = 1. Die gleiche Gegebenheit gilt auch für die Übergangspunkte. In der Figur 10 ist dieses für den Übergangspunkt U1 zwischen den Bereichen b und c dargestellt. Durch diese Maßnahme erfolgt der Wechsel zwischen den verschiedenen Übersetzungen nicht abrupt, sondern wird quasi verschliffen.

Während des gesamten Öffnungsvorganges herrscht ein Überdruck im Innenkolbenraum 27. Damit wird das Rückschlagventil 86 in dem Kanal 97 überwunden. Gleichzeitig wird über die Bohrung 92. den Kanal 97, die Nut 100 und die Bohrung 90 eine Verbindung von dem Innenkolbenraum 27 zum anderen Innenkolbenraum 26 hergestellt. Durch diese Maßnahme herrscht, wie bereits im Bereich c, ein Übersetzungsverhältnis Ü = 1. so daß der Türkolben 3 und der Federkolben 2 in gemeinsamem Kontakt stehen. und die Tür kann mit geringer Kraft geöffnet werden.

Anhand dieses möglichen, jedoch nicht abschließend beurteilten Ausführungsbeispieles wird deutlich, daß durch entsprechende Gestaltung der einzelnen Seitenplatten 15, 16 sowie des Federkolbens 2, und insbesondere des Türkolbens 3 eine Programmierung eines Türschließers möglich ist. Durch die Tatsache, daß sowohl der Federkolben 2 und der Türkolben 3 als auch die Seitenplatten 15, 16 einzeln austauschbar sind, kann eine Charakteristik eines Türschließers schnell und kostengünstig realisiert werden. Durch diese Maßnahme entstehen geringe Lagerhaltungskosten. Ferner ist es möglich, auf besondere Gegebenheiten bauseits bzw. Kundenwünsche konkret einzugehen, ohne daß hier eine Neukonstruktion eines kompletten Türschließers notwendig wird.

1: Feder
2: Federkolben
3: Türkolben
4: Verzahnung
5: Gehäuse
8: Ritzel
9: Ritzel käfig
10: Innenkolben
15: Seitenplatte
16: Seitenplatte
21: Federraum
24: Türkolbenraum
25: Raum
26: Innenkolbenraum
27: Innenkolbenraum
46: Kanal
47: Kanal
48: Kanal
49: Kanal
50: Kanal
51: Kanal
52: Kanal
53: Kanal
66: Tasche
67: Tasche
68: Tasche
69: Tasche
70: Tasche
71: Tasche
72: Tasche
81: Rückschlagventil
82: Drossel
83: Drossel
84: Drossel
86: Rückschlagventil
88: Drossel
89: Drossel
90: Bohrung
91: Bohrung
92: Bohrung
93: Bohrung
94: Bohrung
95: Nut
96: Kanal
97: Kanal
99: Kanal
100: Nut
101: Kanal
102: Nut
103: Nut
104: Kanal
105: Nut
106: Nut
107: Nut
110: Tasche
111: Tasche
112: Tasche
113: Tasche
114: Tasche
115: Tasche
116: Tasche
117: Stirnwand
U1: Übergang
a: Schließbereich
b: Durchtrittsbereich
c: Aufstellungsbereich
Ü: Kraftübersetzung

Claims

Türschließer mit einem von einem Kolben (2) beaufschlagten Kraftspeicher in Form einer Feder (1) und einer Getriebevorrichtung zur Umsetzung der Linearbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Antriebsachse,
wobei das Übersetzungsverhältnis (Ü) der Getriebevorrichtung wegabhängig, insbesondere während des Schließens, variiert,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Getriebevorrichtung ein hydraulisches Getriebe aufweist, und

daß die Momentenverläufe an der Antriebsachse (8) und damit die Übersetzungsverhältnisse (Ü) der Getriebevorrichtung programmierbar sind,

indem das hydraulische Getriebe mindestens ein austauschbares Bauelement aufweist, und zwar einen weiteren austauschbaren Kolben (3) des hydraulischen Getriebes und/oder mindestens ein austauschbares Element (15, 16) des Gehäuses (5) des Türschließers.
Türschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die austauschbaren Elemente (15, 16) des Gehäuses (5) plattenförmig ausgebildet sind.
Türschließer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den plattenförmigen Elementen (15, 16) Taschen, Bohrungen, Kanäle, Drosseln und Ventile zur Steuerung des Dämpfungsmediums über mindestens einen, zwischen den Elementen verschiebbaren Türkolben (3) realisiert sind.
Türschließer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Kolben (3, 2) Kanäle, Bohrungen, Taschen, Drosseln und Rückschlagventile befinden.
Türschließer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Verbindung mit den Taschen, Bohrungen, Kanälen, Drosseln und Rückschlagventilen in den Seitenplatten (15, 16) des Gehäuses die gewünschte Realisierung der erwarteten Momentenverläufe ergibt.
Türschließer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das hydraulische Getriebe zwischen der Feder (1) des Energiespeichers und einem mechanischen Getriebe befindet.
Türschließer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Getriebe keine Fremdenergie benötigt.
Türschließer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Getriebe beim Öffnen und Schließen unterschiedliche Übersetzungen realisiert.