Titel: Hydraulischer DrehflügelantriebTitle: Hydraulic swing door operator
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Drehflügelantrieb mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Pumpe.The invention relates to a hydraulic rotary vane drive with a pump driven by an electric motor.
Die EP 0 662 185 B1 beschreibt einen aus einer Antriebseinheit und einem Türschließer bestehenden Schwenktürantrieb. Der Türschließer weist eine Schließerwelle auf, auf der drehfest ein mit einer Zahnstange eines Kolbens kämmendes Ritzel angeordnet ist. Der Kolben stützt sich an einer Schließerfeder ab. Die Antriebseinheit besteht aus einem Elektromotor, welcher über ein Getriebe eine Spindel antreibt, auf der ein Laufwagen linear verschieblich geführt ist. Bei Betätigung des Elektromotors verschiebt der auf der Spindel drehbar gelagerte Laufwagen den Kolben gegen die Kraft der Schließfeder und gegen die Kraft einer den Laufwagen bei unbestromten Elektromotor in die Ausgangslage verschiebenden Rückholfeder. Der Elektromotor bewirkt somit lediglich den Öffnungsvorgang der Tür, während der Schließvorgang ausschließlich vom Türschließer unter Einbeziehung eines den Schließvorgang hydraulisch steuernden Mediums bewirkt wird.EP 0 662 185 B1 describes a swing door drive consisting of a drive unit and a door closer. The door closer has a closer shaft on which a pinion meshing with a rack of a piston is arranged in a rotationally fixed manner. The piston is supported on a closer spring. The drive unit consists of an electric motor, which drives a spindle via a gearbox, on which a carriage is linearly displaceable. When the electric motor is actuated, the carriage rotatably mounted on the spindle displaces the piston against the force of the closing spring and against the force of a return spring displacing the carriage when the electric motor is not energized. The electric motor thus only effects the opening process of the door, while the closing process is effected exclusively by the door closer, including a medium that hydraulically controls the closing process.
Der Schwenktürantrieb nach dem US Patent 409,961 verwendet einen pneumatisch betriebenen Zylinder, dessen Kolbenstange beim Öffnen der Tür eine Zahnstange mit S-förmiger Wälzkurve beaufschlagt, welche mit einem an der Tür angeordneten Ritzel kämmt, dessen Drehachse coaxiέl mit der Drehachse der Tür verläuft. Der Schließvorgang der Tür wird durch eine dem Kolben des Zylinders in seiner Ausgangslage zurückdrückende Feder bewirkt.The swing door drive according to US Patent 409,961 uses a pneumatically operated cylinder, the piston rod of which acts on a rack with an S-shaped rolling curve when the door is opened, which meshes with a pinion arranged on the door, the axis of rotation of which runs coaxially with the axis of rotation of the door. The door is closed by a spring pushing back the piston of the cylinder in its initial position.
Ferner sind manuell betätigbare Gleitschienenschließer bekannt, bei denen ein im Gehäuse geführter, gegen eine Schließfeder abgestützter Kolben vorgesehen ist, wobei ein auf der Schließerwelle angeordnetes Ritzel mit einer Zahnstange des Kolbens kämmt.Furthermore, manually operable slide rail closers are known, in which a piston guided in the housing and supported against a closing spring is provided, a pinion arranged on the closer shaft meshing with a toothed rack of the piston.
Vorgenannte auch als Zahntriebschließer bezeichnete Gleitschienenschließer besitzen gegenüber herkömmlichen Türschließern den Vorteil,
dass sie kein frei in den Raum ragendes Gestänge, sondern lediglich einen flach am Türrahmen oder Türblatt anliegenden Betätigungsarm aufweisen. Allerdings haftet ihnen der Nachteil an, dass der flach am Türrahmen oder Türblatt anliegende Betätigungsarm in Verbindung mit der konventionellen, symmetrischen Zahntriebmechanik zu einem ungünstigen Kraftverlauf an der Tür führt. Es besteht deshalb das Bestreben nach einer optimalen Ausgestaltung des Zahntriebes, um während des Öfmungs- und Schließvorganges der Tür einen möglichst reibungsarmen und stoßfreien Ablauf des Ritzels an der zugeordneten Zahnstange und damit des Kol- bens im Kolbengehäuse zu erreichen.The aforementioned slide rail closers, also known as pinion closers, have the advantage over conventional door closers that that they have no linkage that projects freely into the room, but only an actuating arm that lies flat against the door frame or door leaf. However, they suffer from the disadvantage that the actuating arm lying flat on the door frame or door leaf in conjunction with the conventional, symmetrical pinion mechanism leads to an unfavorable force curve on the door. There is therefore a desire for an optimal design of the pinion so that the pinion on the assigned rack and thus the piston in the piston housing runs as smoothly and smoothly as possible during the opening and closing process of the door.
Bei bekannten Türschließern finden zentrisch oder exzentrisch gelagerte Ritzel Verwendung.In known door closers, centrally or eccentrically mounted pinions are used.
Ein Türschließer mit einem exzentrisch gelagerten Ritzel ist durch die EP 0 856 628 A1 bekannt geworden, wobei die Verzahnung der Zahnstange eine linear verlaufende, unter einem Winkel zwischen 4,5° und 7,2° zur Bewegungsrichtung des Kolbens verlaufende Wälzgerade bildet. Die Wahl des Winkels ist abhängig von der Größe des Türschließers bzw. der Kraft der Schließfeder. Ein optimaler, insbesondere reibungsarmer und stoßfreier Ablauf der Zähne des Ritzels an der Zahnstange ist aufgrund der ex- zentrischen Lagerung des Ritzels und des linearen Verlaufs der Zahnstange nicht gewährleistet.A door closer with an eccentrically mounted pinion has become known from EP 0 856 628 A1, the toothing of the toothed rack forming a linear rolling line running at an angle between 4.5 ° and 7.2 ° to the direction of movement of the piston. The choice of the angle depends on the size of the door closer or the force of the closing spring. An optimal, especially low-friction and shock-free run of the pinion teeth on the rack is not guaranteed due to the eccentric bearing of the pinion and the linear course of the rack.
Eine vergleichbare Lösung unter Verwendung einer unter einem Winkel linear verlaufenden Zahnstange beschreibt das US Patent 633 682.A comparable solution using a toothed rack which runs linearly at an angle is described in US Pat. No. 633,682.
Ein exzentrisch gelagertes Ritzel zeigen ferner die DE 36 45 313 C2 und DE 36 45 314 C2 unter Verwendung einer am Ritzel angeordneten Wälzkurve mit unterschiedlichen Hebelarmen zur Drehachse. Die Wälzkurve der zugeordneten Zahnstange verläuft entsprechend bogenförmig.An eccentrically mounted pinion is also shown in DE 36 45 313 C2 and DE 36 45 314 C2 using a rolling curve arranged on the pinion with different lever arms to the axis of rotation. The pitch curve of the assigned rack is correspondingly curved.
Bei einem aus der DE 82 17 72 C2 bzw. der französischen Patentanmeldung 96 69 45 bekannten Türschließer ist die Schließerwelle an einem exzentrisch gelagerten elliptischen Zahnrad angeschlossen, dass mit einer schrägen kolbenseitigen Zahnstange kämmt. Mittels des elliptischen Getriebes wird aufgrund der unterschiedlichen langen Hebelarme des ellipti-
sehen Zahnrades eine dem gewünschten Momentenverlauf in gewissem Umfang angepasste Übersetzung erreicht.In a door closer known from DE 82 17 72 C2 or French patent application 96 69 45, the closer shaft is connected to an eccentrically mounted elliptical gear that meshes with an oblique rack on the piston side. By means of the elliptical gearbox, due to the different long lever arms of the elliptical see gear reaches a gear ratio to a certain extent adapted to the desired torque curve.
Der pneumatische Türschließer gemäß der US 1 ,359,144 weist ein kreisrundes exzentrisch gelagertes Ritzel auf, welches mit einer ungeraden Zahnstange am Kolben kämmt. Das kreisrunde Ritzel ist mit einer regelmäßigen Verzahnung auf einer kreisförmigen Wälzkuπte versehen, wobei durch die exzentrische Lagerung unterschiedliche Hebelarme wirksam werden.The pneumatic door closer according to US 1,359,144 has a circular, eccentrically mounted pinion, which meshes with an odd toothed rack on the piston. The circular pinion is provided with a regular toothing on a circular Wälzkuπte, with the eccentric bearing different lever arms are effective.
Verschiedene Ausgestaltungsformen eines Kolbenantriebs bei Türschlie- ßern beschreiben die DE 36 38 353 A1 , die EP 0 207 251 A2, die DE 94 12 64 und die US 2,933,755, wobei in Verbindung mit exzentrisch oder zentrisch gelagerten Ritzeln - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines übersetzenden Zahntriebes - mittels eines Kurbeltriebes eine direkte Beaufschlagung der Schließfeder erfolgt.Various configurations of a piston drive for door closers are described in DE 36 38 353 A1, EP 0 207 251 A2, DE 94 12 64 and US 2,933,755, in connection with eccentrically or centrally mounted pinions - possibly with the interposition of a translating pinion - the closing spring is acted upon directly by means of a crank mechanism.
Zentrisch gelagerte Ritzel sind durch die EP 0 056 256 A2 sowie durch die EP 0 350 568 bekannt geworden. Die EP 0 056 256 A2 befasst sich mit einem Türschließer, dessen Kolben zwei spiegelbildlich diametral gegenüberliegende Zahnstangen aufweist, wobei ein zentrisch gelagertes Ritzel in der Schließposition mit verkürzten Zähnen in beide Zahnstangen des Kolben eingreift.Centrally mounted pinions are known from EP 0 056 256 A2 and from EP 0 350 568. EP 0 056 256 A2 is concerned with a door closer, the piston of which has two mirror-symmetrically opposite toothed racks, a centrally mounted pinion in the closed position with shortened teeth engaging in both toothed racks of the piston.
Der Türschließer gemäß der EP 0 350 568 weist ein zentrisch gelagertes Ritzel auf, welches über den Umfang verlaufend Zähne mit progressiv steigender Zahnhöhe aufweist, die zwischen die Stäbe einer entsprechend kurvenförmig verlaufenden Zahnstange eingreifen.The door closer according to EP 0 350 568 has a centrally mounted pinion which has teeth with a progressively increasing tooth height which extend over the circumference and which engage between the rods of a correspondingly curved toothed rack.
Im Wesentlichen zentrisch gelagerte Ritzel eines Antriebs für eine Tür oder ein Fenster offenbaren die DE 44 44 131 A1 und DE 44 44 133 A1 , wobei das Ritzel selbst über etwa seinen halben Umfang eine Verzahnung aufweist, deren Zähne an unterschiedlich langen Hebelarmen angeordnet sind und auf einer entsprechend gekrümmten Wälzkuπte einer Zahn- stange ablaufen.
Aufgabe der Erfindung ist es, während des Öffnungsvorganges der Tür durch einen Drehflügelantrieb, wobei der Schließvorgang der angeschlossenen Tür nicht durch den Drehflügelantrieb bewirkt werden soll, sondern durch einen Kraftspeicher (Kraftübertragungseinheit) z. B. einen Tür- Schließer realisiert werden soll, auf eine mechanische Beaufschlagung eines Kolbens eines verwendeten Türschließers zu verzichten. Dabei wird angestrebt, durch eine besondere Ausgestaltung des Ritzels und der Zahnstange eines mit Bezug auf den Öffnungsantrieb autark arbeitenden Türschließers den Bewegungsablauf des Kolbens des Türschließers wäh- rend des Öffnungs- und Schließvorganges innerhalb des Türschließergehäuses zu optimieren, d. h. insbesondere einen klemmfreien und damit reibungsarmen Ablauf des Ritzels an der Zahnstange des Kolbens zu gewährleisten. Durch die Verwendung eines Ritzels mit geeigneter Wälzkurve sollen die Herstellungskosten des Ritzels minimiert werden, wobei durch eine besondere Ausgestaltung der Zahnstange gegenüber bekannten Zahnstangen aufgrund der angestrebten Reibungsarmut eine längere Lebensdauer und ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden sollen, was die Verwendung einer schwächeren Schließfeder ermöglicht. Ferner soll eine Verbesserung der Schließcharakteristik des Türschließers zusätzlich durch eine Verbesserung des Olaustausches vom Kolbenraum zum Federraum während des Schließvorganges erreicht werden. Ziel ist es ferner, einen kleinen, preiswerten Drehflügelantrieb zu schaffen.DE 44 44 131 A1 and DE 44 44 133 A1 disclose essentially centrally mounted pinions of a drive for a door or a window, the pinion itself having toothing over approximately half its circumference, the teeth of which are arranged on and on lever arms of different lengths a correspondingly curved roller tooth of a rack. The object of the invention is, during the opening process of the door by a rotary leaf drive, the closing process of the connected door should not be effected by the rotary leaf drive, but by an energy storage (power transmission unit) z. B. a door closer should be realized to dispense with the mechanical action of a piston of a door closer used. The aim is to optimize the movement of the piston of the door closer during the opening and closing process within the door closer housing by means of a special design of the pinion and the toothed rack of a door closer that works independently with respect to the opening drive, ie in particular a jam-free and therefore low-friction process to ensure the pinion on the piston rack. By using a pinion with a suitable rolling curve, the manufacturing costs of the pinion are to be minimized, whereby a longer rack life and a higher efficiency should be achieved by a special design of the rack compared to known racks due to the desired low friction, which enables the use of a weaker closing spring. Furthermore, an improvement in the closing characteristics of the door closer is also to be achieved by an improvement in the oil exchange from the piston chamber to the spring chamber during the closing process. The aim is also to create a small, inexpensive swing door operator.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit der Lehre der Ansprüche 1 bis 3.The invention solves this problem with the teaching of claims 1 to 3.
Nach Maßgabe der Erfindung wird entweder eine Vorrichtung verwendet, die im Wesentlichen aus einzelnen Modulen, wie Türschließer, Motor, Pumpe oder aus einer Gesamteinheit besteht, die in einem Gehäuse eine Motor-Pumpen-Einheit und eine Kraftübertragungseinheit beinhaltet, wobei die Kraftübertragungseinheit die Funktion eines Türschließers ausfüh- ren kann. Dabei sind bei der Kraftübertragungseinheit oder dem Türschließer eine Zahnstange bzw. deren Zähne optimal an den Ablauf einer Verzahnung eines Ritzels unter Berücksichtigung dessen exzentrischer Lagerung und dessen kreisrunder Wälzkurve angepasst, so dass ein stoßfreier Übergang zum jeweils nächstfolgenden Zahn sowohl beim Öff-
nungs- als auch beim Schließvorgang gewährleistet ist. Dies gilt insbesondere auch für den die Drehung um 180° überschreitenden Bereich des Ritzels.According to the invention, either a device is used which essentially consists of individual modules, such as a door closer, motor, pump or of an overall unit, which contains a motor-pump unit and a power transmission unit in one housing, the power transmission unit functioning as a Door closer can perform. In the case of the power transmission unit or the door closer, a toothed rack or its teeth are optimally adapted to the course of a toothing of a pinion, taking into account its eccentric bearing and its circular rolling curve, so that a smooth transition to the next tooth in each case when opening is guaranteed as well as during the closing process. This applies in particular to the area of the pinion which exceeds the rotation by 180 °.
Bei einer Verwendung eines separaten Türschließers weist dieser vor- zugsweise einen einseitigen Achsaustritt auf, wobei der Achsaustritt zum Anschluss eines Hebels, der über ein Gleitstück mit einer Gleitschiene zusammenwirkt, ausgenutzt wird. Dabei kann die Motor-Pumpen-Einheit sowohl an den Türschließer direkt als auch indirekt angeflanscht werden. Ferner ist es denkbar, hier eine entsprechende Montageplatte zu verwen- den, die es erlaubt, die einzelnen Module, wie z. B. Türschließer, Getriebe und Motorpumpe, einzeln aufsetzbar zu gestalten, um eine flexible Auswechselung im Falle eines Defektes einzelner Module gewährleisten zu können.If a separate door closer is used, it preferably has a one-sided axis exit, the axis exit being used to connect a lever which interacts with a slide rail via a slide. The motor-pump unit can be flanged to the door closer either directly or indirectly. Furthermore, it is conceivable to use a corresponding mounting plate here, which allows the individual modules, such as. B. Door closers, gearbox and motor pump, individually attachable to ensure flexible replacement in the event of a defect in individual modules.
Darüber hinaus ist es auch möglich, die vorbeschriebenen einzelnen Mo- dule, wie Türschließer, Motor und Pumpe in einem Gesamtblock unterzubringen, wobei hier der innere Aufbau des Türschließers und der der Kraftübertragungseinheit gleich oder gleichwirkend aussehen kann.In addition, it is also possible to accommodate the above-described individual modules, such as door closers, motors and pumps, in one overall block, in which case the internal structure of the door closer and that of the power transmission unit can look the same or have the same effect.
Der Kolben eines verwendeten Türschließers wird unmittelbar beim Öffnungsvorgang mit einer hydraulischen Kraft beaufschlagt. Dieses be- deutet, dass eine in dem Kolben vorhandene Zahnstange mit einem Ritzel an der Ausgangswelle des Türschließers in Wirkverbindung tritt. Die hydraulische Kraft zur Bewegung des Kolbens des Türschließers wird z. B. durch eine Motor-Pumpen-Einheit erzeugt, die aufgrund eines Sensorsignales den Öffnungsvorgang der angeschlossenen Tür einleitet. Dabei können die einzelnen Komponenten des Drehtürantriebes, wie z. B. Türschließer, Motor, Pumpe usw. modular oder als eine Einheit ausgeliefert werden.A hydraulic force is applied to the piston of a door closer used during the opening process. This means that a toothed rack in the piston interacts with a pinion on the output shaft of the door closer. The hydraulic force for moving the piston of the door closer is z. B. generated by a motor-pump unit, which initiates the opening process of the connected door based on a sensor signal. The individual components of the swing door drive, such as. B. Door closer, motor, pump, etc. can be delivered modular or as a unit.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Zahnstange so auszubilden, dass deren öffnungsseitige Flankenwinkel der Zähne im Wesentlichen et- wa bis zur halben Länge der Zahnstange ansteigen und folgend im Wesentlichen gleichbleibend oder abfallend verlaufend ausgebildet sind. Der abfallende Verlauf führt hierbei insbesondere zu einer Verbeserung der Reibungsarmut.
Die Drehung des Ritzels von der Schließposition bis zur maximalen Öffnungsposition kann mehr oder weniger als etwa 180° betragen, ohne den erforderlichen Wirkungsgrad negativ zu beeinflussen. Hierbei ist jedoch wesentlich, dass die in dem 180° benachbarten Bereich angeordneten schließseitigen Zahnflanken, deren Öffnungsrichtung letzten Zähne der Zahnstange abgewinkelt oder abgerundet sind.It has proven to be advantageous to design the toothed rack in such a way that its flank angles on the opening side of the teeth rise substantially up to half the length of the toothed rack and are subsequently designed to be essentially constant or falling. The sloping course leads in particular to an improvement in the low-friction. The rotation of the pinion from the closed position to the maximum open position can be more or less than approximately 180 ° without adversely affecting the required efficiency. Here, however, it is essential that the closing-side tooth flanks arranged in the area adjacent to 180 °, the opening direction of which are angled or rounded off last teeth of the rack.
Grundsätzlich können in Ausgestaltung der Erfindung beliebige Zahnformen verwendet werden; d. h. das Ritzel und/oder die Zahnstange können Zähne mit geraden, abgewinkelten oder konvex gekrümmten Zahnflanken aufweisen. Es hat sich jedoch - insbesondere auch aus fertigungstechnischen Gründen - als vorteilhaft erwiesen, der Zahnstange im Wesentlichen eine Geradverzahnung und dem Ritzel eine Evolventenverzahnung zuzuordnen.In principle, any tooth shapes can be used in an embodiment of the invention; d. H. the pinion and / or the rack can have teeth with straight, angled or convexly curved tooth flanks. However, it has proven to be advantageous - in particular also for manufacturing reasons - to assign the toothed rack essentially a straight toothing and the pinion an involute toothing.
Um eine Optimierung der Schließcharakteristik zu erreichen, beinhaltet die Erfindung ferner eine Verbesserung des Olaustausches zwischen den durch den Kolben getrennten Kolbenräumen.In order to achieve an optimization of the closing characteristic, the invention also includes an improvement in the oil exchange between the piston spaces separated by the piston.
Je nach Einsatzgebiet des Drehflügelantriebes können dem Schließvorgang der angeschlossenen Tür unterschiedliche Schließphasen zugeordnet werden. Dieses können z. B. zwei oder vier Schließphasen mit unter- schiedlichen Geschwindigkeiten des Türflügels sein. Als sehr komfortabel haben sich z. B. vier Schließphasen erwiesen.Depending on the area of application of the swing door operator, different closing phases can be assigned to the closing process of the connected door. This can e.g. B. two or four closing phases with different speeds of the door leaf. As very comfortable B. proved four closing phases.
Der Schließvorgang umfasst hiernach vier Schließphasen, wobei jeder Schließphase unter Einschluss einer gewissen Toleranz in an sich bekannter Weise ein Schließwinkel zugeordnet ist. Durch die im Kolben- mantel angeordnete Längsnut kann mittels eines einzigen Ventiles sowohl die erste als auch die dritte Schließphase gesteuert werden, so dass der erreichbare reibungsarme Ablauf des Ritzels an der Zahnstange durch eine vorteilhafte Ausgestaltung des Olaustausches vom Kolbenraum zum Federraum während des Schließvorganges unterstützt wird, wobei auf ein üblicherweise für die dritte Schließphase erforderliches Ventil verzichtet werden kann.
Ein derartiger Drehflügelantrieb ist als Öffnungshilfe anzusehen, wobei der Schließvorgang der Tür z. B. durch den vorbeschriebenen Türschließer bewirkt wird. Es sei angemerkt, dass ein Türschließer, der mit einer Hubkurvenscheibe ausgestattet ist, auch verwendet werden kann.The closing process then comprises four closing phases, each closing phase being assigned a closing angle in a manner known per se, including a certain tolerance. Through the longitudinal groove arranged in the piston skirt, both the first and the third closing phase can be controlled by means of a single valve, so that the achievable low-friction running of the pinion on the rack is supported by an advantageous configuration of the oil exchange from the piston chamber to the spring chamber during the closing process , whereby a valve usually required for the third closing phase can be dispensed with. Such a swing door operator is to be regarded as an opening aid, the closing process of the door z. B. is effected by the door closer described above. It should be noted that a door closer that is equipped with a cam disc can also be used.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch dargestellten, möglichen Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of a schematically illustrated possible exemplary embodiment.
Es zeigen:Show it:
Figur 1: Eine schematische Vorderansicht eines hydraulischen Drehflügelantriebes.Figure 1: A schematic front view of a hydraulic rotary leaf drive.
Figur 2: Einen Vertikalschnitt durch ein Schließergehäuse.Figure 2: A vertical section through a closer housing.
Figur 3: Den Schnitt nach der Linie A-A gemäß Figur 1.Figure 3: The section along the line A-A according to Figure 1.
Figur 4: Eine Draufsicht auf den Kolben mit zwei Endstellungen desFigure 4: A top view of the piston with two end positions of the
Ritzels.Pinion.
Figur 5 - 7: Drei Phasen eines Ablaufes des Ritzels auf einer Zahnstan- ge.Figure 5 - 7: Three phases of a course of the pinion on a rack.
Figur 8 - 11 : In schematischer Darstellung vier Stellungen des Kolbens während der Schließverzögerung.Figure 8-11: In a schematic representation four positions of the piston during the closing delay.
Figur 12: Eine zweite Ausführung einer Schließverzögerung.Figure 12: A second execution of a closing delay.
Figur 1 zeigt die schematische Darstellung eines hydraulischen Dreh- flügelantriebes 100, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel die Antriebsvorrichtung an einem Türblatt 101 und eine Gleitschiene 102 an einer Türzarge 103 angeordnet sind. Die Antriebsvorrichtung weist einen Elektromotor 104 und eine Pumpe 105 auf. Das von der Pumpe 105 gelieferte hydraulische Medium gelangt über ein Ventil 106 in eine in der Bildebene links neben einem in Figur 1 nicht dargestellten Kolben 4 befindliche Druckkammer 107 und verschiebt den Kolben 4 während des Öffnungsvorganges des Türblattes 101 in der Bildebene gegen die Kraft einer Schließfeder 3 nach rechts. Gleichzeitig fließt die in einem Federraum 18 befindliche Flüssigkeit über eine Ausgleichsleitung 108 zurück in
einen Ansaugbereich 109 der Punpe 105. Bei der vorgenanten Beaufschlagung des Kolbens 4 treibt ein mit einer Zahnstange 5 (siehe Figur 4) des Kolbens 4 kämmende, in Figur 1 nicht dargestellte Ritzel 6 den in der Gleitschiene 102 mittels eines Gleitstückes 110 geführten, auf einer Dreh- achse D des Ritzels 6 drehfest gelagerten Arm 111 an. Bei unbestromten Elektromotor 104 führt die Schließfeder 3 den Kolben 4 in seine Ausgangslage zurück, wobei der Ausgleich der Hydraulikflüssigkeit wiederrum über die Ausgleichsleitung 108 erfolgt.FIG. 1 shows the schematic illustration of a hydraulic swing door drive 100, the drive device being arranged on a door leaf 101 and a slide rail 102 on a door frame 103 in the exemplary embodiment shown. The drive device has an electric motor 104 and a pump 105. The hydraulic medium supplied by the pump 105 passes through a valve 106 into a pressure chamber 107 located in the image plane on the left next to a piston 4, not shown in FIG. 1, and displaces the piston 4 during the opening process of the door leaf 101 in the image plane against the force of a closing spring 3 to the right. At the same time, the liquid located in a spring chamber 18 flows back into a compensation line 108 a suction area 109 of the puncture 105. When the piston 4 is acted upon previously, a pinion 6, which is not shown in FIG Axis D of rotation of pinion 6 arm 111 mounted in a rotationally fixed manner. When the electric motor 104 is de-energized, the closing spring 3 returns the piston 4 to its starting position, the hydraulic fluid being compensated in turn via the compensating line 108.
Ausweislich der Figuren 2 bis 7 ist in einem Gehäuse 2 eines Türschlie- ßers 1 der Kolben 4 geführt, auf den die Schließfeder 3 wirkt. Wie die Figuren 3 und 4 erkennen lassen, besitzt der Kolben 4 eine Zahnstange 5, welche mit einem, eine Verzahnung 7 aufweisenden Ritzel 6 kämmt. Das Ritzel 6 ist im Bereich einer mit 23 bezeichneten Mittellängsachse in der mit D bezeichneten Drehachse ex-zentrisch gelagert, wobei in der in Figur 3 dargestellten Schließposition des Ritzels 6 der Mittelpunkt M des Wälzkreises des Ritzels 6 in Richtung auf die Zahnstange 5 versetzt ist und in der in Figur 4 dargestellten Öffnungsposition der Mittelpunkt M des Wälzkreises des Ritzels 6 entgegengesetzt versetzt ist. Die Wälzkurve des Ritzels 6 ist ersichtlich kreisrund. Die allgemein mit 9 bezeichneten Zähne der Zahnstange 5 besitzen öffnungsseitige Zahnflanken und schließseitige Zahnflanken, wobei die schließseitigen Zahnflanken 8 (siehe Figur 4) der letzten beiden Zähne 9 abgewinkelt ausgebildet sind. Die Zahnflanken der übrigen Zähne 9 besitzen einen geraden Verlauf. Mit der vorgenannten Maßnahme wird sichergestellt, dass bei einer Bewegung des Kolbens 4 in Pfeilrichtung X (Öffnungsrichtung) beim Ablauf des Ritzels 6 auf der Zahnstange 5 auch in dem Bereich, in dem das Ritzel 6 die Drehung um 180° geringfügig überschritten hat (siehe Schließposition des Ritzels 6 in Figur 4) ein reibungsarmer Eingriff der Evolventenverzahnung 7 in die Zähne 9 der Zahnstange 5 erfolgt. Die Wälzkurve der Zahnstange 5 ist im übrigen der exzentrischen Lagerung des Ritzels 6 angepasst und besitzt entsprechend einen leichten S-förmigen Verlauf, wobei alle Zähne 9 der Zahnstange 5 öffnungsseitig und schließseitig unterschiedliche Flankenwinkel aufweisen.
In den Figuren 4 bis 6 sind jeweils getrennt Positionen des Ritzels 6 dargestellt. Dabei gibt die Figur 4 die Schließposition, d. h. bei geschlossener Tür, nämlich die Stellung des Kolbens 4 und des Ritzels 6 wieder. Dabei befindet sich das Ritzel 6 im rechten Bereich der Ausnehmung des Kol- bens 4. Die Drehachse D befindet sich dabei auf der Mittellängsachse 23. Wird nun der Kolben 4 in die Öffnungsrichtung (Pfeilrichtung X) bewegt, so dreht sich das Ritzel 6 um die Drehachse D. Aufgrund der Exzentrizität des Ritzels 6 kann aus der Figur 5 eine etwa im mittleren Bereich angeordnete Stellung, der einer bestimmten Türöffnungsstellung entspricht, entnommen werden. Durch den Ablauf des Ritzels 6 auf der Zahnstange 5 hat sich der Kolben 4 weiter in die Öffnungsrichtung bewegt.According to FIGS. 2 to 7, the piston 4, on which the closing spring 3 acts, is guided in a housing 2 of a door closer 1. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the piston 4 has a toothed rack 5 which meshes with a pinion 6 having a toothing 7. The pinion 6 is mounted eccentrically in the area of a central longitudinal axis designated 23 in the axis of rotation designated D, the center M of the pitch circle of the pinion 6 being offset in the direction of the rack 5 in the closed position of the pinion 6 shown in FIG In the open position shown in FIG. 4, the center M of the pitch circle of the pinion 6 is offset in opposite directions. The rolling curve of the pinion 6 is circular. The teeth of the toothed rack 5, generally designated 9, have tooth flanks on the opening side and tooth flanks on the closing side, the tooth flanks 8 on the closing side (see FIG. 4) of the last two teeth 9 being angled. The tooth flanks of the remaining teeth 9 have a straight course. The aforementioned measure ensures that when the piston 4 moves in the direction of the arrow X (opening direction) when the pinion 6 runs on the rack 5 also in the area in which the pinion 6 has slightly exceeded the rotation by 180 ° (see closed position of the pinion 6 in FIG. 4) there is a low-friction engagement of the involute toothing 7 in the teeth 9 of the rack 5. The pitch curve of the rack 5 is moreover adapted to the eccentric mounting of the pinion 6 and accordingly has a slight S-shaped course, with all teeth 9 of the rack 5 having different flank angles on the opening side and on the closing side. Positions 4 and 6 of the pinion 6 are shown separately in FIGS. 4 shows the closed position, ie with the door closed, namely the position of the piston 4 and the pinion 6. The pinion 6 is located in the right area of the recess of the piston 4. The axis of rotation D is located on the central longitudinal axis 23. If the piston 4 is now moved in the opening direction (arrow direction X), the pinion 6 rotates about the Axis of rotation D. Due to the eccentricity of the pinion 6, a position approximately in the central region, which corresponds to a specific door opening position, can be seen from FIG. Due to the running of the pinion 6 on the rack 5, the piston 4 has moved further in the opening direction.
Eine Endstellung des Ritzels 6, die der maximalen Öffnungsseite der Tür, die nicht dargestellt ist, entspricht, wird in der Figur 6 wiedergegeben. Durch diese drei Figuren 4 bis 6 wird der Ablauf des exzentrisch gelager- ten Ritzels mit einer Evolventenverzahnung sehr deutlich, wobei auch gleichzeitig der stete Eingriff der Zähne 7 des Ritzels 6 in die Zahnstange 5 mit ihren Zähnen 9 erkennbar ist.An end position of the pinion 6, which corresponds to the maximum opening side of the door, which is not shown, is shown in FIG. 6. These three FIGS. 4 to 6 make the course of the eccentrically mounted pinion with involute toothing very clear, and at the same time the constant engagement of the teeth 7 of the pinion 6 in the rack 5 with its teeth 9 can be seen.
Wie insbesondere die Figur 2 und die Figuren 8 bis 11 ausweisen, sind in der Gehäusewandung 10 des Türschließers 1 drei der Schließverzö- gerung dienende Regulierventile 11 , 12 und 13 angeordnet, deren Funktion anhand der Figuren 8 bis 11 nachfolgend erläutert wird. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass statt des Türschließers 1 auch eine andere Vorrichtung verwendet werden kann, z. B. eine Kraftübertragungseinheit, die den gleichen oder wirkungsgleichen inneren Aufbau wie ein Türschließer bzw. Gleitschienentürschließer aufweisen kann.As shown in FIG. 2 and FIGS. 8 to 11 in particular, three regulating valves 11, 12 and 13 serving for the closing delay are arranged in the housing wall 10 of the door closer 1, the function of which is explained below with reference to FIGS. 8 to 11. For the sake of completeness, it should be pointed out that instead of the door closer 1, another device can also be used, e.g. B. a power transmission unit, which may have the same or equivalent internal structure as a door closer or slide rail door closer.
Während des Beginns des Schließvorganges gemäß Figur 8 überfährt der Kolben 4 eine Ölablaufleitung 14, welche über eine Leitung 19 mit dem Regulierventil 11 und eine Leitung 20 mit einem Kolbenraum 24 verbunden ist. Das aus dem Kolbenraum 24 austretende Öl kann über eine Längsnut 16 in einem Kolbenmantel 15 und einer Radialbohrung 17 im Kolben 4 in den Federraum 18 übertreten. Die dem Regulierventil 12 zugeordneten Leitungen 25, 21 und 22 liegen in einer anderen Ebene.During the start of the closing process according to FIG. 8, the piston 4 passes over an oil drain line 14, which is connected via a line 19 to the regulating valve 11 and a line 20 to a piston chamber 24. The oil emerging from the piston chamber 24 can pass into the spring chamber 18 via a longitudinal groove 16 in a piston jacket 15 and a radial bore 17 in the piston 4. The lines 25, 21 and 22 assigned to the regulating valve 12 lie on a different plane.
BESTATIGUNGSKOPIE
Ausweislich Figur 7 hat die Längsnut 16 die Leitung 14 überfahren, so dass ein Ölübertritt vom Kolbenraum 24 zum Federraum 18 lediglich aufgrund des Spieles zwischen Kolben 5 und Gehäusewandung 10 möglich ist, was eine starke Verzögerung der Schließgeschwindigkeit zur Folge hat (zweite Phase der Schließverzögerung).BESTATIGUNGSKOPIE As shown in FIG. 7, the longitudinal groove 16 has passed over the line 14, so that oil can only pass from the piston chamber 24 to the spring chamber 18 due to the play between the piston 5 and the housing wall 10, which results in a strong delay in the closing speed (second phase of the closing delay) ,
In der dritten Phase der Schließverzögerung gelangt das Öl wiederum vom Kolbenraum 24 über die Leitung 20 und das gleiche Regulierventil 11 sowie die Leitungen 19 und 14 in den Bereich einer nicht näher dargestellten Überströmkante des Kolbens 4 in den Federraum 18. Da es sich um das gleiche Ventil 11 handelt, ist die Schließgeschwindigkeit in der ersten und dritten Verzögerungsphase gleich.In the third phase of the closing delay, the oil in turn passes from the piston chamber 24 via the line 20 and the same regulating valve 11 and the lines 19 and 14 into the region of an overflow edge of the piston 4, not shown, in the spring chamber 18. Since this is the same Valve 11 is acting, the closing speed is the same in the first and third deceleration phases.
In der vierten Phase der Schließverzögerung (Beginn des Schließbereiches) ist die zum Kolbenraum 24 führende Leitung 20 des Ventiles 11 verschlossen; hierbei gelangt das Öl aus dem Kolbenraum 24 über die Lei- tung 25, das Regulierventil 12, die Leitung 21 und die Leitung 22 über die vorgenannte Überströmkante in den Federraum 18. Das mit 13 bezeichnete Regulierventil ist üblicherweise während der Schließverzögerung geschlossen; es besteht jedoch die Möglichkeit, durch entsprechendes Öffnen dieses Ventiles während der zweiten Schließphase (in der ein Ölaus- tausch nur über die Leckage zwischen Kolben und Gehäusewandung stattfindet) den Verzögerungszeitraum zu verringern, wobei das aus dem Kolbenraum 24 austretende Öl gedrosselt über die Leitung 26 das Regulierventil 13, die Leitung 27 und die Leitung 28 in den Federraum 18 geleitet wird.In the fourth phase of the closing delay (beginning of the closing area), the line 20 of the valve 11 leading to the piston chamber 24 is closed; the oil from the piston chamber 24 passes through the line 25, the regulating valve 12, the line 21 and the line 22 via the abovementioned overflow edge into the spring chamber 18. The regulating valve designated 13 is usually closed during the closing delay; However, there is the possibility of reducing the delay period by correspondingly opening this valve during the second closing phase (in which an oil exchange only takes place via the leakage between the piston and the housing wall), the oil emerging from the piston chamber 24 being throttled via the line 26 the regulating valve 13, the line 27 and the line 28 is passed into the spring chamber 18.
In der Figur 12 wird eine Variante hinsichtlich der ausgeführten Ölablauf- leitungen und der Ventile zur Steuerung des Schließvorganges wiedergegeben. In dieser Variante sind nur zwei unterschiedliche Schließphasen realisiert, so dass eine Modifikation gegenüber der voraufgezeigten vier Schließphasen möglich ist. Hierzu sind nur die Ventile 11 und 12 notwen- dig. Die Ölablaufleitung 19 wird weiter geführt und geht in eine Ölablauf- leitung 29 über, die hinter der nicht näher bezeichneten Überströmkante des Kolbens 4 im Bereich der Zahnstange 5 endet.
Neben den vorbeschriebenen zwei Ausführungsbeispielen hinsichtlich unterschiedlicher Schließphasen der angeschlossenen Türen ist es natürlich im Wege der Erfindung auch möglich, eine andere Anzahl von Schließphasen mit unterschiedlichen Schließgeschwindigkeiten zu reali- sieren.FIG. 12 shows a variant with regard to the oil drain lines and the valves for controlling the closing process. In this variant, only two different closing phases are implemented, so that a modification compared to the four closing phases shown above is possible. Only valves 11 and 12 are required for this. The oil drain line 19 is continued and merges into an oil drain line 29, which ends behind the overflow edge of the piston 4 in the region of the toothed rack 5, which is not shown in any more detail. In addition to the two exemplary embodiments described above with regard to different closing phases of the connected doors, it is of course also possible in the course of the invention to implement a different number of closing phases with different closing speeds.
BESTATIGUNGSKOPIE
BezugszeichenlisteBESTATIGUNGSKOPIE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gleitschienenschließer1 slide rail closer
2 Gehäuse 3 Schließfeder2 housing 3 closing spring
4 Kolben4 pistons
5 Zahnstange5 rack
6 Ritzel6 sprockets
7 Evolventenverzahnung 8 schließseitige Zahnflanken7 involute toothing 8 tooth flanks on the closing side
9 Zähne der Zahnstange9 teeth of the rack
10 Gehäusewandung10 housing wall
11 Regulierventil11 regulating valve
12 Regulierventil 13 Regulierventil12 regulating valve 13 regulating valve
14 Ölablaufleitung14 Oil drain line
15 Kolbenmantel15 piston skirt
16 Längsnut16 longitudinal groove
17 Radialbohrung 18 Federraum17 radial bore 18 spring chamber
19 Ölablaufleitung19 Oil drain line
20 Ölablaufleitung20 oil drain line
21 Ölablaufleitung21 Oil drain line
22 Ölablaufleitung 23 Mittellängsachse22 Oil drain line 23 Central longitudinal axis
24 Kolbenraum24 piston chamber
25 Ölablaufleitung25 oil drain line
26 Ölablaufleitung26 Oil drain line
27 Ölablaufleitung 28 Ölablaufleitung27 Oil drain line 28 Oil drain line
29 Ölablaufleitung
100 Drehflügelantrieb29 Oil drain line 100 swing door operator
101 Türblatt101 door leaf
102 Gleitschiene102 slide rail
103 Türzarge103 door frame
104 Elektromotor104 electric motor
105 Pumpe105 pump
106 Ventil106 valve
107 Druckkammer107 pressure chamber
108 Ausgleichsleitung108 compensation line
109 Ansaugbereich109 suction area
110 Gleitstück110 slider
111 Arm111 arm
M Mittelpunkt des \NM center of the \ N
D Drehachse des RiD axis of rotation of the Ri
X Pfeilrichtung in ÖfX direction of arrow in open
BESTATIGUNGSKOPIE
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