Die DE 41 24 282 C2 beschreibt einen elektromechanischen Drehtür- antrieb, bei dem ein Elektromotor-gegebenenfalls unter Zwischen- schaltung einer Kupplung-ein Getriebe antreibt, welches unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Getriebezuges mit einer Schließerwelle eines Türschließers verbunden ist. Der Türschließer kann dabei als Gleit- schienentürschließer ausgebildet sein. Da der Elektromotor über einen Getriebezug oder mehrere Getriebezüge unmittelbar auf die Schließer- welle des Türschließers wirkt, sind zur Erzielung der erforderlichen Öff- nungs-und Schließcharakteristik den Elektromotor steuernde zusätzliche Impulsgeber, Zeitglieder, Melder und Endschalter erforderlich.

Ferner sind manuell betätigbare Gleitschienenschließer bekannt, bei de- nen ein im Gehäuse geführter, gegen eine Schließfeder abgestützter Kol- ben vorgesehen ist, wobei ein auf der Schließerwelle angeordnetes ver- zahntes Ritzel mit einer Zahnstange des Kolbens kämmt.

Vorgenannte auch als Zahntriebschließer bezeichnete Gleitschienen- schließer besitzen gegenüber herkömmlichen Türschließern den Vorteil, dass sie kein frei in den Raum ragendes Gestänge, sondern lediglich ei- nen flach am Türrahmen oder Türblatt anliegenden Betätigungsarm auf- weisen, der mit einem Gleitstück, dass in einer Gleitschiene verschiebbar ist, zusammenwirkt. Allerdings haftet ihnen der Nachteil an, dass der flach am Türrahmen oder Türblatt anliegende Betätigungsarm in Verbindung mit der konventionellen, symmetrischen Zahntriebmechanik zu einem ungün- stigen Kraftverlauf an der Tür führt. Es besteht deshalb das Bestreben nach einer optimalen Ausgestaltung des Zahntriebes, um während des Öffnungs-und Schließvorganges der Tür einen möglichst reibungsarmen und stoßfreien Ablauf des Ritzels an der zugeordneten Zahnstange und

damit des Kolbens im Kolbengehäuse zu erreichen, was gleichzeitig ei- nem idealen Momentenverlauf entspricht.

Bei bekannten Türschließern finden zentrisch oder exzentrisch gelagerte Ritzel Verwendung.

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 stoß- freier Ablauf der Zähne des Ritzels an der Zahnstange ist aufgrund der exzentrischen Lagerung des Ritzels und des linearen Verlaufes der Zahn- stange nicht gewährleistet, es kommt somit zu Sprüngen im Verlauf der Kurve der Momente.

Eine vergleichbare Lösung unter Verwendung einer unter einem Winkel linear verlaufenden Zahnstange beschreibt das US Patent 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 Wälz- kurve mit unterschiedlichen Hebelarmen zur Drehachse. Die Wälzkurve der zugeordneten Zahnstange verläuft entsprechend bogenförmig.

Bei einem aus der DE 82 17 72 C2 bzw. der französischen Patentanmel- dung 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 Ge- triebes wird aufgrund der unterschiedlichen langen Hebelarme des ellipti- schen Zahnrades eine dem gewünschten Momentenverlauf in gewissem Umfang angepasste Übersetzung erreicht.

Der pneumatische Türschließer gemäß der US-PS 1,359,144 weist ein kreisrundes exzentrisch gelagertes Ritzel auf, welches mit einer ungera- den Zahnstange am Kolben kämmt. Das kreisrunde Ritzel ist mit einer re- gelmäßigen Verzahnung auf einer kreisförmigen Wälzkurve versehen, wo-

bei durch die exzentrische Lagerung unterschiedliche Hebelarme wirksam werden.

Verschiedene Ausgestaltungsformen eines Kolbenantriebes 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.

Zentrisch gelagerte Ritzel sind durch die EP 0 056 256 A2 sowie durch die EP 0 350 568 A2 bekannt geworden. Die EP 0 056 256 A2 befasst sich mit einem Türschließer, dessen Kolben zwei spiegelbildlich diametral ge- genüberliegende Zahnstangen aufweist, wobei ein zentrisch gelagertes Ritzel in der Schließposition mit verkürzten Zähnen in beide Zahnstangen des Kolben eingreift.

Der Türschließer gemäß der EP 0 350 568 A2 weist ein zentrisch gela- gertes Ritzel auf, welches über den Umfang verlaufend Zähne mit pro- gressiv steigender Zahnhöhe aufweist, die zwischen die Stäbe einer ent- sprechend kurvenförmig verlaufenden Zahnstange eingreifen.

Im Wesentlichen zentrisch gelagerte Ritzel eines Antriebes 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 Wälzkurve einer Zahn- stange ablaufen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Verwendung eines elektromechanischen Antriebes für den Öffnungsvorgang der angeschlossenen Tür, wobei der Schließvorgang nicht durch den elektromechanischen Antrieb, sondern durch einen Kraftspeicher (Kraftübertragungseinheit) realisiert werden soll, einen kleinen und preiswerten Drehflügelantrieb zu schaffen, der die ge- forderte Öffnungs-und Schließcharakteristik wie bei einem Gleitarmtür- schließer gewährleistet, d. h. den Bewegungsablauf des Kolbens des Tür- schließers während des Öffnungs-und Schließvorganges innerhalb des

Türschließergehäuses zu optimieren, d. h. insbesondere einen klemmfrei- en und damit reibungsarmen Ablauf des Ritzels an der Zahnstange des Kolbens zu gewährleisten. Durch die Verwendung eines Ritzels mit geeig- neter Wälzkurve sollen die Herstellungskosten des Ritzels minimiert wer- den, wobei durch eine besondere Ausgestaltung der Zahnstange gegen- über bekannten Zahnstangen aufgrund der angestrebten Reibungsarmut eine längere Lebensdauer und ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden sollen, was die Verwendung einer schwächeren Schließfeder ermöglicht.

In Ausgestaltung der Erfindung soll eine Verbesserung der Schließcha- rakteristik des Gleitschienenschließers zusätzlich durch eine Verbesse- rung des Ölaustausches vom Kolbenraum zum Federraum während des Schließvorganges erreicht werden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit der Lehre der Ansprüche 1 bis 3.

Nach Maßgabe der Erfindung wird entweder eine Vorrichtung verwendet, die im Wesentlichen aus einzelnen Modulen eines Türschließers, Getrie- bes und Motors oder einer Gesamtheit besteht, die in einem Gehäuse ei- nen Motor, ein Getriebe und eine Kraftübertragungseinheit beinhaltet, wo- bei die Kraftübertragungseinheit die Funktionen eines Türschließers bein- haltet. Dabei sind bei der Kraftübertragungseinheit oder dem Türschließer eine Zahnstange bzw. deren Zähne optimal an den Ablauf einer Verzah- nung eines Ritzels unter Berücksichtigung dessen exzentrischer Lagerung und dessen kreisrunder Wälzkurve angepasst, so dass ein stoßfreier Übergang zum jeweils nächstfolgenden Zahn sowohl beim Öffnungs-als auch beim Schließvorgang gewährleistet ist. Dies gilt insbesondere auch für den die Drehung um 180° überschreitenden Bereich des Ritzels.

Bei einer Verwendung eines separaten Türschließers weist dieser vor- zugsweise einen zweiseitigen Achsaustritt auf, wobei ein Achsaustritt zum Anschluss eines Hebels, der über ein Gleitstück mit einer Gleitschiene zusammenwirkt, ausgenutzt wird und der gegenüberliegende Achsaustritt mit einem Kraftübertragungsglied in an sich bekannter Art und Weise mit dem Getriebe eines entsprechenden Motors verbunden wird. Dabei kann das Getriebe sowohl an den Türschließer direkt als auch indirekt an-

geflanscht werden. Ferner ist es denkbar, hier eine entsprechende Monta- geplatte zu verwenden, die es erlaubt, die einzelnen Module, wie z. B.

Türschließergetriebe und Motor einzeln aufsetzbar zu gestalten, um eine flexible Auswechselung im Falle eines Defektes einzelner Module ge- währleisten zu können.

Darüber hinaus ist es auch möglich, die vorbeschriebenen einzelnen Mo- dule, wie Türschließer, Getriebe und Motor in einem Gesamtblock unter- zubringen, wobei hier der innere Aufbau des Türschließers und der der Kraftübertragungseinheit gleich oder gleichwirkend aussehen kann. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Zahnstange so auszubilden, dass deren öffnungsseitige Flankenwinkel der Zähne im Wesentlichen etwa 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 Verbesserung der Reibungs- armut.

Die Drehung des Ritzels von der Schließposition bis zur maximalen Öff- nungsposition kann mehr oder weniger als etwa 180° betragen, ohne den geforderten Wirkungsgrad negativ zu beeinflussen. Hierbei ist jedoch we- sentlich, dass die in dem 180° benachbarten Bereich angeordneten schließseitigen Zahnflanken, deren Öffnungsrichtung letzten Zähne der Zahnstange, abgewinkelt oder gerundet sind.

Grundsätzlich können in Ausgestaltung der Erfindung beliebige Zahnfor- men 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 fertigungstechni- schen Gründen-als vorteilhaft erwiesen, der Zahnstange im Wesentlichen eine Geradverzahnung und dem Ritzel eine Evolventenverzahnung zuzu- ordnen.

Um eine Optimierung der Schließcharakteristik zu erreichen, beinhaltet die Erfindung ferner eine Verbesserung des Ölaustausches zwischen den durch den Kolben getrennten Kolbenräumen.

Je nach Einsatzgebiet des Drehflügelantriebes können dem Schiießvor- gang der angeschlossenen Tür unterschiedliche Schließphasen zugeord- net 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.

Der Schließvorgang umfasst hiernach vier Schließphasen, wobei jeder Schließphase unter Einschluss einer gewissen Toleranz in an sich be- kannter 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 Ölaustausches 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 anzu- sehen, wobei der Schließvorgang der Tür z. B. durch den vorbeschriebe- nen Türschließer realisiert wird. Ein Türschließer, der mit einer Hubkur- venscheibe ausgestattet ist, kann auch verwendet werden, doch sind für den Antriebsmotor wesentlich höhere Leistungen erforderlich, was zwangsweise eine Verteuerung und eine Vergrößerung des Drehflügelan- triebes mit sich bringen würde.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch dargestellten, möglichen Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 : Eine schematische Vorderansicht eines elektromechani- schen Drehflügelantriebes.

Figur 2 : Einen Vertikalschnitt durch ein Schließergehäuse.

Figur 3 : Den Schnitt nach der Linie A-A gemäß Figur 1.

Figur 4 : Eine Draufsicht auf den Kolben mit zwei Endstellungen des Ritzels.

Figur 5-7 : Drei Phasen eines Ablaufes des Ritzels auf einer Zahnstan- ge.

Figur 8-11 : In schematischer Darstellung vier Stellungen des Kolbens während der Schließverzögerung.

Figur 12 : Eine zweite Möglichkeit der Schließverzögerung.

Figur 1 zeigt die schematische Darstellung eines elektromechanischen Drehflügelantriebes 100, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Antriebsvorrichtung am Türblatt 111 und eine Gleitschiene 109 an einer Türzarge 110 angeordnet sind. Der Antrieb weist einen auf ein Getriebe 101 wirkenden Elektromotor 102 auf. Eine Getriebeausgangswelle 103 ist mit einer Drehachse D eines in Figur 1 nicht dargestellten Ritzels 6 (siehe Figur 4) über einen als Kette, Seil oder Zahnriemen ausgebildeten Getrie- bezug 104 verbunden. Das Ritzel 6 ist entsprechend den Figuren 2 bis 4 in dem ebenfalls in Figur 1 nicht dargestellten Kolben 4 geführt, welcher von einer in einem Federraum 18 angeordneten Schließfeder 3 belastet ist. An der Drehachse D des Ritzels 6 greift ein freies Ende 106 eines Ar- mes 105 drehfest an, dessen anderes freies Ende 107 mittels eines Gleit- stückes 108 in der Gleitschiene 109 geführt ist. Es versteht sich, dass bei geeigneten räumlichen Verhältnissen die Gleitschiene 109 am Türblatt 111 und der Antrieb an der Türzage 110 angeordnet sein kann.

Ausweislich der Figuren 2 bis 7 ist in einem Gehäuse 2 eines Türschlie- ßers 1 der Kolben 4 geführt, auf den eine Schließfeder 3 wirkt. Wie die Figuren 3 und 4 erkennen lassen, besitzt der Kolben 4 eine Zahnstange 5, welche mit dem, eine Evolventenverzahnung 7 aufweisenden Ritzel 6 kämmt. Das Ritzel 6 ist im Bereich einer mit 23 bezeichneten Mittellängs- achse in der mit D bezeichneten Drehachse exzentrisch 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 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 Zahn- stange 5 auch in dem Bereich, in dem das Ritzel 6 die Drehung um 180° geringfügig überschritten hat, ein reibungsarmer Eingriff der Evolventen- verzahnung 7 in die Zähne 9 der Zahnstange 5 erfolgt. Die Wälzkurve der Zahnstange 5 ist im übrigen der exzentrischen Lagerung des Ritzels 6 an- gepasst und besitzt entsprechend einen leichten S-förmigen Verlauf, wo- bei alle Zähne 9 der Zahnstange 5 öffnungsseitig und schließseitig unter- schiedliche Flankenwinkel aufweisen.

In den Figuren 4 bis 6 sind jeweils getrennt Positionen des Ritzels 6 dar- gestellt. 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 ange- ordnete 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.

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.

Wie insbesondere die Figur 2 und die Figuren 8 bis 11 ausweisen, sind in der Gehäusewandung 10 des Türschließers 1 drei der Schließverzöge- rung dienende Regulierventile 11,12 und 13 angeordnet, deren Funktion anhand der Figuren 8 bis 11 nachfolgend erläutert wird. Der Vollständig- keit halber sei darauf hingewiesen, dass statt des Türschließers 1 auch

eine andere Vorrichtung verwendet werden kann, z. B. eine Kraftübertra- gungseinheit, die den gleichen oder wirkungsgleichen inneren Aufbau wie ein Türschließer bzw. Gleitschienentürschließer aufweist.

Während des Beginns des Schließvorganges gemäß Figur 8 überfährt der Kolben 4 eine Ölablaufleitung 14, welche über eine Leitung 19 mit einem Regulierventil 11 und eine Leitung 20 mit einem Kolbenraum 24 verbun- den 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 zu- geordneten Leitungen 25,21 und 22 liegen in einer anderen Ebene.

Ausweislich Figur 7 hat die Längsnut 16 die Leitung 14 überfahren, so dass ein Ölübertritt vom Kolbenraum 24 zum Federraum 18 lediglich auf- grund des Spieles zwischen Kolben 5 und Gehäusewandung 10 möglich ist, was eine starke Verzögerung der Schließgeschwindigkeit zur Folge hat (zweite Phase der Schließverzögerung).

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 darge- stellten 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 der vierten Phase der Schließverzögerung (Beginn des Schließberei- ches) ist die zum Kolbenraum 24 führende Leitung 20 des Ventiles 11 ver- schlossen ; 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 bezeich- nete Regulierventil ist üblicherweise während der Schließverzögerung ge- schlossen ; es besteht jedoch die Möglichkeit, durch entsprechendes Öff- nen 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 Regu-

lierventil 13, die Leitung 27 und die Leitung 28 in den Federraum 18 ge- leitet wird.

In der Figur 12 wird eine Variante hinsichtlich der ausgeführten Ölablauf- leitungen und der Ventile zur Steuerung des Schließvorganges wiederge- geben. 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 natür- lich im Wege der Erfindung auch möglich, eine andere Anzahl von Schließphasen mit unterschiedlichen Schließgeschwindigkeiten zu reali- sieren.

Bezugszeichenliste 1 Türschließer 2 Gehäuse 3 Schließfeder 4 Kolben 5 Zahnstange 6 Ritzel 7 Evolventenverzahnung 8 schließseitige Zahnflanken 9 Zähne der Zahnstange 10 Gehäusewandung 11 Regulierventil 12 Regulierventil 13 Regulierventil 14 Ölablaufleitung 15 Kolbenmantel 16 Längsnut 17 Radialbohrung 18 Federraum 19 Ölablaufleitung 20 Ölablaufleitung 21 Ölablaufleitung 22 Ölablaufleitung 23 Mittellängsachse 24 Kolbenraum 25 Ölablaufleitung 26 Ölablaufleitung 27 Ölablaufleitung 28 Ölablaufleitung 29 Ölablaufleitung

100 Drehflügelantrieb 101 Getriebe 102 Elektromotor 103 Getriebeausgangswelle 104 Getriebezug 105 Arm 106 freies Ende 107 freies Ende 108 Gleitstück 109 Gleitschiene 110 Türzarge 111 Türblatt M Mittelpunkt des Wälzkreises des Ritzels D Drehachse des Ritzels X Pfeilrichtung in Öffnungsrichtung