Titel : Gleitschienentürschließer Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Gleitschienentürschließer mit einem in einem Gehäuse geführten, gegen eine Schließfeder abgestützten Kolben, mit einem exzentrisch am Gehäuse drehbar gelagerten, mit einer Zahnstange des Kolbens kämmenden verzahnten Ritzels, welches eine kreisrunde Wälzkurve aufweist, deren Mittelpunkt gegenüber der Drehachse des Rit- zels in der Schließposition in Richtung auf die Zahnstange und in der Öff- nungsposition gegenüber der Drehachse entgegengesetzt versetzt ist.

Vorbeschriebene, auch als Zahntriebschließer bezeichnete Gleitschienen- türschließer besitzen gegenüber herkömmlichen Türschtießern den Vorteil, dass sie kein frei in den Raum ragendes Gestänge, sondern lediglich ei- nen flach am Türrahmen oder Türblatt anliegenden Betätigungsarm auf- weisen. Allerdings haftet ihnen der Nachteil an, dass der flach am Tür- rahmen 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 Öffnungs-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.

Bei bekannten Türschließern finden zentrisch oder exzentrisch gelagerte Ritzel Verwendung.

Ein Türschließer der eingangs genannten Gattung 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 Win- kel zwischen 4,5° und 7,2° zur Bewegungsrichtung des Kolbens verlau- fende Wälzgerade bildet. Die Wahl des Winkels ist abhängig von der Grö- ße des Türschließers bzw. der Kraft der Schließfeder. Ein optimaler, ins- besondere reibungsarmer und stoßfreier Ablauf der Zähne des Ritzels an der Zahnstange ist aufgrund der exzentrischen Lagerung des Ritzels und

des linearen Verlaufs der Zahnstange nicht gewährleistet, es kommt zu Sprüngen in dem Verlauf der Kurven 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 dem Patent US 1,359,144 weist ein kreisrundes exzentrisch gelagertes Ritzel auf, welches mit einer unge- raden Zahnstange am Kolben kämmt. Das kreisrunde Ritzel ist mit einer regelmäßigen Verzahnung auf einer kreisförmigen Wälzkurve versehen, wobei durch die exzentrische Lagerung unterschiedliche Hebelarme wirk- sam 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, den Bewegungsablauf des Kolbens des Gleitschienentürschließers während des Öffnungs-und Schließvorganges innerhalb des Türschließergehäuses zu optimieren, d. h. insbesondere ei- nen 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 Zahn- stange gegenüber bekannten Zahnstangen aufgrund der angestrebten Reibungsarmut eine längere Lebensdauer und ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden sollen, was die Verwendung einer schwächeren Schließfe- der ermöglicht. In Ausgestaltung der Erfindung soll eine Verbesserung der Schließcharakteristik des Gleitschienentürschließers zusätzlich durch eine Verbesserung des Olaustausches vom Kolbenraum zum Federraum wäh- rend des Schließvorganges erreicht werden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit der Lehre nach den An- sprüchen 1,3 und 4.

Nach Maßgabe der Erfindung sind eine Zahnstange bzw. deren Zähne op- timal an den Ablauf einer Verzahnung eines Ritzels unter Berücksichti- gung 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° überschrei- tenden Bereich des Ritzels. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den öffnungsseitigen Flankenwinkel der Zähne, der Zahnstange im Wesentli- chen etwa bis zur halben Länge der Zahnstange ansteigend und folgend im Wesentlichen gleichbleibend oder abfallend verlaufend auszubilden, wobei der abfallende Verlauf zu einer Verbesserung der Reibungsarmut beiträgt.

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

Weitere Merkmale der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekenn- zeichnet.

Grundsätzlich können in Ausgestaltung der Erfindung beliebige Zahnfor- men Verwendung finden ; 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.

Ferner beinhaltet die Erfindung eine Verbesserung der Schließcharakteri- stik durch eine Verbesserung des Ölaustausches.

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 mit den Merkmalen a)-d) erreichbare reibungsarme Ablauf des Ritzels an der Zahnstange durch eine vorteilhafte Ausgestaltung des Ölaustausches

vom Kolbenraum zum Federraum während des Schließvorganges unter- stützt wird, wobei auf ein üblicherweise für die dritte Schließphase erfor- derliches Ventil verzichtet werden kann.

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

Es zeigen : Figur 1 : Einen Vertikalschnitt durch ein Türschließergehäuse.

Figur 2 : Den Schnitt nach der Linie A-A gemäß Figur 1.

Figur 3 : Eine Draufsicht auf den Kolben mit zwei Endstellungen des Ritzels.

Figur 4-6 : Drei Phasen des Ablaufes des Ritzels auf einer Zahnstange.

Figur 7-10 : In schematischer Darstellung vier Stellungen des Kolbens während der Schließverzögerung.

Figur 11 : Eine zweite Ausführung der Schließverzögerung.

Ausweislich der Figuren 1 bis 6 ist in einem Gehäuse 2 eines Gleit- schienentürschließers 1 ein Kolben 4 geführt, auf den eine Schließfeder 3 wirkt. Wie die Figuren 2 und 3 erkennen lassen, besitzt der Kolben 4 eine Zahnstange 5, welche mit einem, eine Evolventenverzahnung 7 aufwei- senden Ritzel 6 kämmt. Das Ritzel 6 ist im Bereich einer mit 23 be- zeichneten Mittellängsachse in der mit D bezeichneten Drehachse ex- zentrisch gelagert, wobei in der in Figur 2 dargestellten Schließposition des Ritzels 6 ein Mittelpunkt M des Wälzkreises des Ritzels 6 in Richtung auf die Zahnstange 5 versetzt ist und in der in Figur 3 dargestellten Öff- nungsposition der Mittelpunkt M des Wälzkreises des Ritzels 6 entgegen- gesetzt versetzt ist. Die Wälzkurve des Ritzels 6 ist ersichtlich kreisrund.

Die allgemein mit 9 bezeichneten Zähne der Zahnstange 5 besitzen öff- nungsseitige Zahnflanken und schließseitige Zahnflanken, wobei die schließseitigen Zahnflanken 8 (siehe Figur 3) der letzten beiden Zähne 9 abgewinkelt ausgebildet sind. Die Zahnflanken der übrigen Zähne 9 besit-

zen einen geraden Verlauf. Mit der vorgenannten Maßnahme wird sicher- gestellt, dass bei einer Bewegung des Kolbens 4 in Pfeilrichtung X (Öff- nungsrichtung) beim Ablauf des Ritzels 6 auf der Zahnstange 5 auch in dem Bereich, in dem das Ritzei 6 die Drehung um 180"geringfügig über- schritten hat (siehe Schließposition des Ritzels 6 in Figur 3) ein reibungs- armer Eingriff der Evolventenverzahnung 7 in die Zähne 9 der Zahnstange 5 erfolgt. Die Wälzkurve der Zahnstange 5 ist im übrigen der exzentri- schen Lagerung des Ritzels 6 angepasst und besitzt entsprechend einen leichten S-förmigen Verlauf, wobei alle Zähne 9 der Zahnstange 5 öff- nungsseitig und schließseitig unterschiedliche Flankenwinkel aufweisen, wie dies aus den Figuren 4 bis 6 ersichtlich ist, die den Ablauf des Ritzels an der Zahnstange in drei Phasen zeigen.

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.

Wie insbesondere die Figur 1 und die Figuren 7 bis 10 ausweisen, sind in der Gehäusewandung 10 des Gleitschienentürschließers 1 drei der Schließverzögerung dienende Regulierventile 11,12 und 13 angeordnet, deren Funktion anhand der Figuren 7 bis 10 nachfolgend erläutert wird.

Während des Beginns des Schließvorganges gemäß Figur 7 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 im 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.

Ausweislich Figur 8 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 11 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 Gleitschienenschließer 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<BR> 20 Ölablaufleitung 21 Ölablaufleitung 22 Ölablaufleitung 23 Mittellängsachse 24 Kolbenraum 25 Ölablaufleitung 26 Ölablaufleitung 27 Ölablaufleitung 28 Ölablaufleitung 29 Ölablaufleitung M Mittelpunkt des Wälzkreises des Ritzels D Drehachse des Ritzels X Pfeilrichtung in Öffnungsrichtung