CN110552572A - 用于门扇或窗扇的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于门扇、窗扇或类似物的驱动装置，其具有壳体、可移动地在壳体中引导的通过弹性单元加载的活塞和可转动地支承在壳体中的经由小齿轮齿条传动机构与活塞连接的从动轴。小齿轮齿条传动机构包括与从动轴连接的非圆的小齿轮，该小齿轮的齿部与活塞侧的对应齿部啮合。在此，小齿轮侧的齿部的有效杠杆臂长度在从0°直至预定的第一扇打开角度的初始的扇打开角度范围内从在扇打开角度为0°时相对较高的或最大的有效杠杆臂长度出发随着扇打开角度增大而减小，而小齿轮侧的齿部的有效杠杆臂长度从大于或等于预定的第一扇打开角度并且小于最大的扇打开角度的预定的第二扇打开角度开始随着扇打开角度增大而突然增大。

Description

用于门扇或窗扇的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于门扇、窗扇或类似物的驱动装置，其具有壳体、可移动地在壳体中引导的通过弹性单元加载的活塞和可转动地支承在壳体中的经由小齿轮齿条传动机构与活塞连接的从动轴。
背景技术
在此，这样的驱动装置尤其可以是闭门器。
在开头提到类型的驱动装置中，在打开和关闭扇时从动轴和因此小齿轮转动，其中，经由非圆小齿轮齿条传动机构，活塞在打开扇时在壳体中沿轴向克服通常包括压力弹簧的弹性单元的力而移动。通过弹性单元产生驱动装置或闭门器的打开和关闭力矩。
为了满足日益变得严格的在通过门时的畅通性要求，需要门和因此驱动装置的打开力矩随着门的打开而大幅下降。
具有小齿轮齿条传动机构的闭门器大多仅实现下降非常少的打开力矩，利用其并未达到所谓的畅通性要求。有时打开力矩在打开门时甚至升高。为了产生相应的力矩下降，因此需要附加构件。
通过在闭门器中使用凸轮盘传动机构，可以相对简单地实现所要求的力矩下降。然而相比于具有小齿轮齿条传动机构的闭门器，所述闭门器在结构方面更为复杂并且因此更贵。此外，相比于具有小齿轮齿条传动机构的闭门器的情况，效率和缓冲功率经常更差。
具有剪式杆作为在从动轴和门扇或框架之间的力传递装置的闭门器通过在打开门扇时杆的传动比大幅下降而基本上具有大幅下降的打开力矩，由此闭门器中的传动机构可以任意实施。在具有杠杆或者在引导轨中引导的引导臂的力传递装置中，传动比不这样大幅下降，由此闭门器中的传动机构为了下降的打开力矩而必须具有较高的传动比下降。为了满足日益增加的舒适性和通畅性要求，具有在从动轴和扇之间的力传递装置的(包括在引导轨中引导的引导臂的)闭门器如今几乎完全实施有凸轮盘传动机构，其能实现大幅减小的传动比或对于门的大幅降低的打开力矩，由此可轻易通过门。传动比或打开力矩的所涉及的下降取决于结构地大幅显现并且主要在闭门器具有直至180°的门打开角度时发生，然而这同时引起较小的关闭力矩，由此尤其在门处于外部区域时遭受风载荷及类似物，不再确保门的安全关闭。因此可优选门力矩的平均下降。
此外，具有凸轮盘传动机构的闭门器相比于具有小齿轮齿条传动机构的闭门器具有显著较小的活塞行程和所需的较高弹簧力，这是因为传动机构中的有效杠杆臂较小。由此，具有凸轮盘传动机构的闭门器具有较差的液压缓冲特性和较高的构件负载。此外，相比于齿条传动机构，凸轮盘传动机构取决于结构地在用于传递力的活塞的区域中具有较高的横向力或摩擦力，这导致较高的磨损、较低的构件寿命以及较低的闭门器效率。此外，相比于具有齿条传动机构的闭门器，具有凸轮盘传动机构的闭门器大都在结构方面更复杂并且因此更贵。
此前常见的具有小齿轮齿条传动机构的闭门器尽管有非圆的齿条传动机构仍产生几乎不下降的打开力矩。在DE3638353和DE9319547中描述具有带有非圆齿部的齿条传动机构的闭门器，其中，传动机构的有效杠杆臂直至预定的门打开角度才缩小，以便产生下降的打开力矩。然而这种已知的齿条传动机构的传动机构的传动比在初始的打开范围内下降太少，以便能实现打开力矩类比于凸轮盘传动机构的下降。在初始的扇打开角度范围内，有效杠杆臂仅缩小到在0°扇打开角度时的初始值的大约65％。在继续打开门时，有效杠杆臂在大的门打开角度时几乎保持不变或者甚至继续缩小。
为了打开力矩的大幅下降，附加需要压力弹簧的非常小的弹簧刚度，然而由此，关闭力矩在大的门打开角度时基于在大的门打开角度时传动机构的小的有效杠杆臂长度和小的弹簧力而太小。为了在大的门打开角度时产生足够的关闭力矩，在此必须选择大的弹簧刚度。因此，门上的打开力矩由在从动轴和扇或者框架之间的力传递装置的传动比和闭门器在闭门器小齿轮上的从动力矩获得，该从动力矩由传动机构的有效杠杆臂长度和弹簧力的乘积获得。压力弹簧的弹簧刚度在此必须选择为如此高，使得弹簧力的上升足以补偿力传递装置的传动比的下降并且因此即使在大的门打开角度时也产生足够的关闭力矩，以便能够安全地关闭门。然而由此，在打开门时压力弹簧的力更快速上升，因为这能够补偿非圆齿部的缩小的有效杠杆臂。传动比的下降在小齿轮的转角上太少，由此仅实现打开力矩的小幅下降。然而传动机构中的传动比下降为了足够的通畅性而必须更高。
在DE4444131中描述一种具有带有非圆齿部的齿条传动机构的闭门器，其应产生下降的打开力矩。为此，小齿轮具有特殊成型的第一齿，该第一齿以位于齿顶和挤压侧的齿面之间的面啮合到活塞上的对应齿部的齿根区域中。
因为传动机构的有效杠杆臂长度的主要减小通过在打开门时第一齿对到第二互相啮合的齿对上的滚动而发生，所以在活塞上的第一和第二齿之间的高度差构造为非常大，以便能实现类似于凸轮盘传动机构的下降的打开力矩。然而这能利用已知的结构实现，这是因为通过活塞上的两个第一齿的大的高度差，小齿轮在活塞齿部中的在从第一齿向下一齿的过渡点上的啮合角太大，并且因此在关闭门时在最坏的情况下会发生系统的自锁/卡住或者至少效率干扰和磨损。利用已知的结构，有效杠杆臂在初始的扇打开角度范围内仅缩小至在0°的扇打开角度时的初始值的大约64％。此外，较长的齿通过其加长的形状和通过在齿顶上的接触区域而遭受非常高的弯曲负载，其使得系统的稳健性变差。
在小齿轮上的齿顶中的接触区域通常由倒圆部形成，该倒圆部由几何决定地非常小，这导致极端的表面压力，其会快速导致损伤齿部。系统因此仅适于具有小关闭力(较小弹簧力)的闭门器，其中，下降的打开力矩然而又不再重要，这是因为打开力矩本就非常小。此外，通过绝大部分彼此重叠滑动的齿提高了齿部磨损。
此外，这样的常规系统取决于结构地在活塞的齿部的第一齿上具有相对大的挤压侧的齿形角(在门打开角度为0°时>35°)，其产生非常高的横向力，该横向力使闭门器效率变差，这又导致闭门器的大幅上升的打开力矩并且也导致上升的磨损。
如果下降的打开力矩在闭门器中通过下降至低值的传动机构传动比来实现，那么在低传动比时缓冲活塞在闭门器中的运动也较小，这导致较差的缓冲特性。
此外，在确定的冲击和/或装配类型中，用于传递力的杆的传动比相比于标准装配更大幅下降，由此，已经较小的打开力矩和关闭力矩下降过多以便还能够满足现有标准。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种开头提到类型的驱动装置或闭门器，其中克服之前提到的缺点。在此，设有小齿轮齿条传动机构的驱动装置应在尽可能简单且相应便宜的结构中尤其是具有满足实际畅通性要求的下降的打开力矩和改善的打开缓冲特性并且能够在符合现行标准的情况下使用在所有冲击类型中。此外，驱动装置尤其是也应具有足够的关闭力矩以防风载荷及类似物，即便活塞上没有特殊的滑环也具有尽可能高的效率以及防磨损的高稳健性。
按照本发明，所述任务通过一种具有权利要求1特征的驱动装置来实现。本发明驱动装置的优选实施方式由从属权利要求、本说明以及附图获得。
用于门扇、窗扇或类似物的本发明驱动装置具有壳体、可移动地在壳体中引导的通过弹性单元加载的活塞和可转动地支承在壳体中的经由小齿轮齿条传动机构与活塞连接的从动轴。小齿轮齿条传动机构包括与从动轴连接的非圆的小齿轮，该小齿轮的齿部与活塞侧的对应齿部啮合。在此，小齿轮侧的齿部的有效杠杆臂长度在从0°直至预定的第一扇打开角度的初始的扇打开角度范围内从在扇打开角度为0°时相对较高的或最大的有效杠杆臂长度出发随着扇打开角度增大而减小，而小齿轮侧的齿部的有效杠杆臂长度从大于或等于预定的第一扇打开角度并且小于最大的扇打开角度的预定的第二扇打开角度开始随着扇打开角度增大而突然增大。
在此，小齿轮侧的和活塞侧的齿部的相应在初始的扇打开角度范围内互相啮合的齿对优选构造成，使得在打开扇时产生水平延伸、即平行于活塞的移动方向延伸的啮合线或者相对于水平线或活塞的移动方向上升的啮合线。
基于该设计，设有小齿轮齿条传动机构的驱动装置在保持简单且相应便宜的结构中不仅具有满足实际畅通性要求的大幅下降的打开力矩(类比于凸轮盘传动机构的打开力矩)，而且具有改善的打开缓冲特性。此外，本发明驱动装置能够在符合现行标准的情况下使用在所有冲击类型中。此外，本发明驱动装置尤其是也应具有足够的关闭力矩以防风载荷及类似物，即便活塞上没有特殊的滑环也具有尽可能高的效率以及防磨损的高稳健性。驱动装置的打开力矩在初始的门打开角度范围内能够通过下降到低值的传动机构传动比而相对大幅地下降，而打开和关闭力矩从预定的第二扇打开角度开始又突然升高。通过小齿轮侧的齿部的相应又增大的有效杠杆臂长度，为了缓冲扇的打开而要求小的反作用力，以便将与扇连接的活塞制动。基于较小的反作用力，驱动装置的材料负载较小，在此各组件必须承受住较小的压力。此外，通过增大的有效杠杆臂长度来增加活塞行程，由此更多的液压液体在确定的扇打开角度范围上被排挤，从而流量调节阀负载较小。通过上升的关闭力矩，在确定的冲击或装配类型中(例如对于装配在铰链另一侧、头部装配或框架装配等而言)也对用于传递力的杆的增强的传动比下降进行补偿，从而驱动装置在所有冲击或装配类型中满足现行标准的最小关闭力矩。
如果小齿轮侧的和活塞侧的齿部的相应在初始的扇打开角度范围内互相啮合的齿对构造成，使得在打开扇时产生水平延伸或者上升的啮合线，则能实现在打开扇时第一与小齿轮侧的齿部啮合的在活塞上的挤压侧的齿面的非常小的齿形角(尤其小于25°、优选小于20°)。因此仅将小的横向力从活塞传递到壳体上，由此减小摩擦。通过减小摩擦实现驱动装置的高效率并且同时减小磨损，这提高了驱动装置的寿命。通过高效率可以在驱动装置关闭力矩相同时也实现如在具有凸轮盘传动机构的闭门器时那样显著较小的扇初始打开力矩，由此相应提高通过舒适度。
优选地，小齿轮侧的和活塞侧的齿部的相应在初始的扇打开角度范围内互相啮合的齿对的啮合线的水平或上升的走向至少部分地通过小齿轮侧的齿部的在滚动曲线上滚动时相应变化的齿面曲率半径和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的齿顶高修正和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的模数和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的齿形角产生。
齿顶高修正(Profilverschiebung)是齿轮传动和机械动力学中的术语。在设计和制造具有齿顶高修正的齿轮时，齿的形状改变，然而不改变基本的基础曲线。对于具有齿顶高修正的齿轮而言，相比于没有齿顶高修正的齿轮，同一曲线的另一部分(大多是渐开线或者摆线)用作齿面。模数是齿轮齿的大小量度。模数被定义为齿轮齿距或者说两个相邻齿的距离与圆周率的商，圆周率是数学常数并且被定义为圆周长与其直径之比。
如果在初始的扇打开角度范围内互相啮合的齿并且尤其是小齿轮侧的和活塞侧的齿部的在打开扇时的第一齿对通过变化的齿顶高修正和/或变化的模数和/或变化的齿形角和/或变化的齿面曲率半径而在打开扇时具有水平或上升的啮合线，则有时实现所涉及齿对的较短的啮合长度，其允许快速缩短小齿轮齿条传动机构的有效杠杆臂长度，从而在继续打开扇时扇力矩大幅下降，由此能实现更舒适的通过。此外，通过上升的啮合线结合第一齿对特殊成型有在小齿轮侧的和活塞侧的齿上变化的齿形角，能实现第一齿对在齿形角特别小时的有利的啮合，以减小横向力和增加效率。由于啮合线的曲线形状(其也表示为所谓的啮合度)，啮合线也可以表示为啮合曲线。互相啮合的齿的齿面的接触点在啮合线上延伸。啮合线在齿啮合时在小齿轮中线后方首先下降些。然而通过相应的装配可以确保，有效齿啮合从小齿轮中线开始才进行，在这里啮合线相应上升或者水平延伸。
通过按照本发明来成型齿部，小齿轮齿条传动机构的有效杠杆臂长度和因此传动机构的传动比在初始的扇打开角度范围内随着扇打开角度增大而大幅下降(滚动曲线急剧上升)，由此打开力矩类比于凸轮盘传动机构的打开力矩非常大幅地下降并且因此允许舒服地儿童友好且残疾人无障碍地通过门。
按照本发明驱动装置的一种优选的实际实施方式，小齿轮齿条传动机构的齿部构造成，使得小齿轮齿条传动机构的传动比从初始值出发在扇关闭至最迟40°的扇打开角度、优选至最迟30°的扇打开角度时下降至初始值的至少60％、优选至少55％。以此产生相应大幅下降的扇打开力矩和相应地产生高通畅性。30°的扇打开角度例如相应于约48°的轴角。
活塞侧的对应齿部的在打开扇时与小齿轮侧的齿部啮合的挤压侧的第一齿面优选具有小于25°、优选小于20°的齿形角。
初始的扇打开角度优选从0°延伸直至在40°范围内的预定的第一扇打开角度、优选直至在30°范围内的预定的第一扇打开角度。
小齿轮侧的齿部的有效杠杆臂长度优选从在大约60°至大约65°的范围内的预定的第二扇打开角度开始，优选从60°开始，随着扇打开角度增大而突然增大。
在此尤其有利的是，小齿轮侧的齿部的有效杠杆臂长度直至在70°范围内的扇打开角度才突然增大。改善的打开缓冲特性以及增大的关闭力矩在该情况下在从大约70°开始的扇打开角度范围内实现。
小齿轮侧的齿部的有效杠杆臂长度可以在处于预定的第一扇打开角度和预定的第二扇打开角度之间的扇打开角度范围内继续减小或者至少基本保持不变。驱动装置因此例如至大约60°可以具有小的打开力矩，而打开和关闭力矩例如从大约60°或者最迟65°开始突然上升。
按照本发明驱动装置的一种优选实际实施方式，为了产生小齿轮侧的齿部的突然增大的有效杠杆臂长度或者与之相关的滚动曲线突变，小齿轮侧的和活塞侧的齿部的至少一个互相啮合的齿对设有相对于其余齿对的挤压侧的齿面加长的挤压侧的齿面。
打开和关闭力矩的突然上升因此能通过在传动机构的活塞和小齿轮上的具有加长的挤压侧的齿面的至少一个相应特殊成型的齿对来实现。通过由相对大幅加长的挤压侧的齿面实现的对涉及的活塞和小齿轮侧的齿的特殊成型，产生在滚动曲线中的突变或者齿部的有效杠杆臂的突变。为此，在小齿轮侧上的挤压侧的齿面可以具有非常大的曲率半径。在涉及的小齿轮侧的齿上的齿面曲率半径越大，有效杠杆臂在小齿轮转动时增大得越突然。在例如几乎线性的曲率半径(半径＝∞)时，杠杆臂的突然增大是最大值。
小齿轮侧的齿部的有效杠杆臂长度优选在具有加长的挤压侧的齿面的所述至少一个齿对啮合期间突然增大尤其至少40％、优选至少60％。
尤其也有利的是，小齿轮侧的和活塞侧的齿部的具有加长的挤压侧的齿面的所述至少一个齿对从在60°范围内的扇打开角度开始互相啮合。
然而原则上，通过齿条传动机构的所述至少一个特殊成型的齿对实现的滚动曲线突变也可以使用在预定的第二扇打开角度和最大的扇打开角度之间的任意其它扇打开角度中。
优选地，小齿轮齿条传动机构的齿部构造成，使得小齿轮和活塞能沿两个方向被驱动。在破坏情况下，以此也确保齿部较利落的滚动。
优选地，小齿轮侧的齿部的具有在打开扇时减小的有效杠杆臂长度的至少一个相应区段和小齿轮侧的齿部的具有在打开扇时又增大的有效杠杆臂长度的相应区段至少部分地通过小齿轮侧的齿部的在滚动曲线上滚动时相应变化的齿面曲率半径和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的齿顶高修正和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的模数和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的齿形角产生。
为了即使在较大的扇打开角度以及在较大的弹簧力时也能实现尽可能小的磨损和尽可能高的效率，活塞侧的对应齿部的在扇打开角度处于从大约60°直至尤其是180°的最大扇打开角度的扇打开角度范围内并且尤其是处于最大扇打开角度范围内时与小齿轮侧的齿部啮合的齿的挤压侧的齿面有利地分别具有小于20°、优选小于15°的齿形角。
活塞优选实施为具有内齿部的空心活塞。活塞侧的齿部在该情况下设置在活塞内部。
附图说明
接下来借助实施例参考附图详细阐述本发明。附图示出：
图1示出本发明驱动装置的示例性实施方式的基本结构的示意图，
图2示出在扇打开角度为0°时按照图1的驱动装置的非圆小齿轮齿条传动机构的示意性局部图，
图3示出在扇打开角度为0°和扇打开角度为30°时按照图1的驱动装置的非圆小齿轮齿条传动机构的两个示意图，
图4示出在扇打开角度为60°和扇打开角度为70°时按照图1的驱动装置的非圆小齿轮齿条传动机构的两个示意图，
图5示出在扇打开角度为60°时按照图1的驱动装置的非圆小齿轮齿条传动机构的为了产生滚动曲线突变而设有加长的挤压侧的齿面的齿对的放大图，
图6示出按照图1的驱动装置的非圆小齿轮齿条传动机构的示意图，从该示意图中可见从90°的扇打开角度开始按照图1的驱动装置的小齿轮侧的齿部的有效杠杆臂长度，以及
图7示出曲线图，在该曲线图中，按照图1的本发明驱动装置的示例性实施方式的打开和关闭力矩的有关于扇打开角度的走向(其具有在初始的扇打开角度范围内的大幅下降的打开力矩和在从70°的扇打开角度开始的范围内的增大的关闭力矩)与具有常规小齿轮齿条传动机构的驱动装置的和具有凸轮盘传动机构的常规驱动装置的打开和关闭力矩的有关于扇打开角度的走向相比较。
具体实施方式
图1示出用于门的扇的本发明驱动装置10(其当前例如实施为闭门器)的示例性实施方式的基本结构。在图2至6中示出在不同扇打开角度时的按照图1的驱动装置10的非圆小齿轮齿条传动机构。
如尤其是从图1可见，驱动装置10包括壳体12、可移动地在壳体12中引导的通过弹性单元14加载的活塞16和可转动地支承在壳体12中的经由小齿轮齿条传动机构18与活塞16连接的从动轴20。弹性单元14当前例如包括压力弹簧。
小齿轮齿条传动机构18包括与从动轴20连接的非圆的小齿轮22，该小齿轮的齿部24与活塞侧的对应齿部26啮合。
在打开和关闭扇时，从动轴20与小齿轮22转动并且经由活塞16的非圆小齿轮齿条传动机构18在壳体中移动，其中，弹性单元14随着扇打开而张紧并且随着扇关闭而又释压。弹性单元14因此用作驱动装置10的机械蓄能器。
活塞侧的对应齿部26的在打开扇时与小齿轮侧的齿部24啮合的挤压侧的第一齿面36的齿形角α小于25°、优选小于20°。在当前实施例中，该齿形角α例如是21°(参照图2)。
如尤其是由图3可见，有效杠杆臂长度R在从0°直至例如30°的预定的第一扇打开角度的初始的扇打开角度范围内从在扇打开角度为0°时的相对较高、当前最大的有效杠杆臂长度R0出发随着扇打开角度增大而减小，而有效杠杆臂长度从预定的第二扇打开角度开始、在当前例如从60°的预定的第二扇打开角度开始(参照图4)突然增大。小齿轮侧的和活塞侧的齿部24或26的相应在初始的扇打开角度范围内互相啮合的齿对38、40构造成，使得在打开扇时产生相对于水平线、即活塞的移动方向16上升的啮合线42(参照图2)。
在齿啮合时，啮合线42从延伸穿过从动轴20中点和第一小齿轮侧的齿24的小齿轮22中线46开始才上升，而啮合线可以在中线46后方小幅下降。然而通过相应的装配，在中线46后方的齿啮合可以得以排除。
小齿轮侧的和活塞侧的齿部24或26的相应的在初始的扇打开角度范围内互相啮合的齿对38、40的啮合线42的上升的走向可以至少部分地通过小齿轮侧的齿部24的在滚动曲线上滚动时相应变化的齿面曲率半径和/或在滚动曲线44上滚动时相应变化的齿顶高修正和/或在滚动曲线44上滚动时相应变化的模数和/或在滚动曲线44上滚动时相应变化的齿形角产生。
滚动曲线44(尤其是参照图3)描述在小齿轮侧的和活塞侧的齿部24或26之间的在驱动装置10的操纵周期上的力传递点。
初始的扇打开角度范围在当前实施例中从0°延伸直至在30°范围内的预定的第一扇打开角度。
尤其有利的是，小齿轮齿条传动机构18的齿部24构造成，使得小齿轮齿条传动机构的传动比从初始值出发在扇关闭(即0°的扇打开角度)至最迟40°的扇打开角度、优选至最迟30°的扇打开角度时下降到初始值的至少60％、优选至少55％。
小齿轮侧的齿部24的有效杠杆臂长度R可以尤其是从在大约60°至大约65°的范围内的预定的第二扇打开角度开始随着扇打开角度增大而突然增大，其中，所述有效杠杆臂长度当前例如从60°的预定的第二扇打开角度开始突然增大(尤其是参照图4a))。尤其是如由图4b)可见，小齿轮侧的齿部24的有效杠杆臂长度R例如可以直至在70°范围内的扇打开角度才突然增大。通过突然增大的有效杠杆臂长度引起的增大的打开和关闭力矩当前在扇打开角度为70°时实现。
小齿轮侧的齿部24的有效杠杆臂长度R可以在处于(例如30°范围内的)预定的第一扇打开角度和(例如大约60°至大约65°范围内的)预定的第二扇打开角度之间的开角范围内继续减小或者至少基本保持不变。
为了产生小齿轮侧的齿部24的突然增大的有效杠杆臂长度R或与之相关的滚动曲线突变48，小齿轮侧的和活塞侧的齿部24或26的至少一个互相啮合的齿对28、30可以设有相对于其余齿对的挤压侧的齿面加长的挤压侧的齿面28'、30'。在当前实施例中，仅一个这样的齿对28、30设有加长的挤压侧的齿面28'、30'(尤其是参照图4和5)。
小齿轮侧的齿部24的有效杠杆臂长度R可以通过其突然增大而增大至少40％，其中，所述有效杠杆臂长度在当前实施例中增大至少60％(尤其是参照图4)。
如尤其是又借助图4可见，小齿轮侧的齿部24的有效杠杆臂长度R在具有加长的挤压侧的齿面28'、30'的齿对28、30啮合期间突然增大当前例如至少60％。当前，有效杠杆臂长度R的突然增大因此例如在扇打开角度为60°(参照图4a)；R＝100％)时开始并且例如在扇打开角度范围为70°(参照图4b)；R＝160％)时结束。有效杠杆臂长度R因此在于60°至70°扇打开角度之间突然增大期间增大60％。小齿轮侧的和活塞侧的齿部24或26的具有加长的挤压侧的齿面28'、30'的齿对28、30尤其是可以从60°范围内的扇打开角度开始互相啮合。
图5以放大图示出在扇打开角度为60°时非圆小齿轮齿条传动机构18的设有加长的挤压侧的齿面28'、30'的齿对28、30。
小齿轮齿条传动机构18还可以构造成，使得小齿轮22和活塞16能沿两个方向被驱动。
对于不同的图示实施例而言，小齿轮侧的齿部24的具有在打开扇时减小的有效杠杆臂长度R的至少一个相应部段和小齿轮侧的齿部24的具有在打开扇时又增大的有效杠杆臂长度R的相应部段可以至少部分地通过小齿轮侧的齿部24的在滚动曲线上滚动时相应变化的齿面曲率半径和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的齿顶高修正和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的模数和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的齿形角产生。
活塞侧的对应齿部26的在扇打开角度处于大约60°直至尤其是180°的最大扇打开角度的扇打开角度范围时并且尤其是在最大扇打开角度范围内与小齿轮侧的齿部24啮合的齿34的挤压侧的齿面32分别具有小于20°、优选小于15°的齿形角α，其中，该齿形角α在当前实施例中例如为14°(尤其是参照图4a))。
驱动装置10的活塞16可以构造成带有内齿部的空心活塞。
如由图3可见，小齿轮侧的齿部24的有效杠杆臂长度R在当前实施例中在从0°直至例如30°的预定的第一扇打开角度的初始的扇打开角度范围内从在扇打开角度为0°时(在此相应于最大的有效杠杆臂长度的)相对较高的杠杆臂长度R0出发，随着扇打开角度增大而减小50％。小齿轮侧的齿部24的在扇打开角度为30°时的有效杠杆臂长度R等于在扇打开角度为0°(R0＝100％)时的杠杆臂长度的50％。
图7示出曲线图，在该曲线图中，本发明驱动装置的打开力矩的有关于扇打开角度的走向(其具有在初始的扇打开角度范围内的大幅下降的打开力矩和在从70°的扇打开角度开始的范围内的增大的关闭力矩)(曲线a)与具有常规小齿轮齿条传动机构的驱动装置(曲线b)和具有凸轮盘传动机构的常规驱动装置(曲线c)的打开力矩的有关于扇打开角度的走向相比较。
如尤其是由图6可见，小齿轮侧的齿部24的有效杠杆臂长度R在当前实施例中从90°的扇打开角度开始始终等于在扇打开角度为0°时的最大的有效杠杆臂长度的80％。
如由该曲线图可知，本发明驱动装置10或闭门器的打开力矩下降(参照曲线a))类似于凸轮盘传动机构的打开力矩下降，其中，同时实现足够的关闭力矩以防风载荷，实现较高的效率以及实现高的稳健性以防磨损并且实现改善的打开缓冲特性以及实现在从70°的扇打开角度开始的范围内的上升的关闭力矩，以便在所有冲击类型中产生足够的关闭力矩。
附图标记列表
10 驱动装置
12 壳体
14 弹性单元
16 活塞
18 小齿轮齿条传动机构
20 从动轴
22 小齿轮
24 小齿轮侧的齿部
26 活塞侧的对应齿部
28 具有加长的挤压侧的齿面的小齿轮侧的齿
28' 加长的挤压侧的齿面
30 具有加长的挤压侧的齿面的活塞侧的齿
30' 加长的挤压侧的齿面
32 挤压侧的齿面
34 活塞侧的齿
36 挤压侧的第一齿面
38 小齿轮侧的齿
40 活塞侧的齿
42 啮合线
44 滚动曲线
46 中线
48 滚动曲线突变
R 有效杠杆臂长度
R0 相对较高的最大的有效杠杆臂长度

Claims (17)

1.用于门扇、窗扇或类似物的驱动装置(10)，具有壳体(12)、可移动地在壳体(12)中引导的通过弹性单元(14)加载的活塞(16)和可转动地支承在壳体(12)中的经由小齿轮齿条传动机构(18)与活塞(16)连接的从动轴(20)，其中，小齿轮齿条传动机构(18)包括与从动轴(20)连接的非圆的小齿轮(22)，该小齿轮的齿部(24)与活塞侧的对应齿部(26)啮合，并且小齿轮侧的齿部(24)的有效杠杆臂长度(R)在从0°直至预定的第一扇打开角度的初始的扇打开角度范围内从在扇打开角度为0°时相对较高的或最大的有效杠杆臂长度(R0)出发随着扇打开角度增大而减小，并且从大于或等于预定的第一扇打开角度并且小于最大的扇打开角度的预定的第二扇打开角度开始随着扇打开角度增大而突然增大。
2.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮侧的和活塞侧的齿部(24或26)的相应在初始的扇打开角度范围内互相啮合的齿对(38、40)构造成，使得在打开扇时产生水平延伸、即平行于活塞(16)的移动方向延伸的啮合线(42)或者相对于水平线或活塞的移动方向(16)上升的啮合线。
3.按照权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮侧的和活塞侧的齿部(24或26)的相应在初始的扇打开角度范围内互相啮合的齿对(38、40)的啮合线(42)的水平或上升的走向至少部分地通过小齿轮侧的齿部(24)的在滚动曲线上滚动时相应变化的齿面曲率半径和/或在滚动曲线(44)上滚动时相应变化的齿顶高修正和/或在滚动曲线(44)上滚动时相应变化的模数和/或在滚动曲线(44)上滚动时相应变化的齿形角产生。
4.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮齿条传动机构(18)的齿部(24)构造成，使得小齿轮侧的齿部(24)的有效杠杆臂长度(R)在打开扇时从初始值出发在扇关闭至最迟40°的扇打开角度、优选至最迟30°的扇打开角度时下降至初始值的至少60％、优选至少55％。
5.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，活塞侧的对应齿部(26)的在打开扇时与小齿轮侧的齿部(24)啮合的挤压侧的第一齿面(36)具有小于25°、优选小于20°的齿形角(α)。
6.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，初始的扇打开角度范围从0°延伸直至在40°范围内的预定的第一扇打开角度、优选直至在30°范围内的预定的第一扇打开角度。
7.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮侧的齿部(24)的有效杠杆臂长度(R)从在大约60°至大约65°的范围内的预定的第二扇打开角度开始，优选从60°开始，随着扇打开角度增大而突然增大。
8.按照权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮侧的齿部(24)的有效杠杆臂长度(R)直至在70°范围内的扇打开角度才突然增大。
9.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮侧的齿部(24)的有效杠杆臂长度(R)在处于预定的第一扇打开角度和预定的第二扇打开角度之间的扇打开角度范围内继续减小或者至少基本保持不变。
10.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，为了产生小齿轮侧的齿部(24)的突然增大的有效杠杆臂长度(R)或者与之相关的滚动曲线突变(48)，小齿轮侧的和活塞侧的齿部(24或26)的至少一个互相啮合的齿对(28、30)设有相对于其余齿对的挤压侧的齿面加长的挤压侧的齿面(28'、30')。
11.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮侧的齿部(24)的有效杠杆臂长度(R)通过其突然增大而增大至少40％、尤其是至少60％。
12.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮侧的齿部(24)的有效杠杆臂长度(R)在具有加长的挤压侧的齿面(28'、30')的所述至少一个齿对(28、30)啮合期间突然增大。
13.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮侧的和活塞侧的齿部(24或26)的具有加长的挤压侧的齿面(28'、30')的所述至少一个齿对(28、30)从在60°范围内的扇打开角度开始互相啮合。
14.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮侧的齿部(24)的具有在打开扇时减小的有效杠杆臂长度(R)的至少一个相应区段和小齿轮侧的齿部(24)的具有在打开扇时又增大的有效杠杆臂长度(R)的相应区段至少部分地通过小齿轮侧的齿部(24)的在滚动曲线上滚动时相应变化的齿面曲率半径和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的齿顶高修正和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的模数和/或在滚动曲线上滚动时相应变化的齿形角产生。
15.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，小齿轮齿条传动机构(18)的齿部(24、26)构造成，使得小齿轮(22)和活塞(16)能被沿两个方向驱动。
16.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，活塞侧的对应齿部(26)的在扇打开角度处于从大约60°直至尤其是180°的最大扇打开角度的扇打开角度范围内并且尤其是处于最大扇打开角度范围内时与小齿轮侧的齿部(24)啮合的齿(34)的挤压侧的齿面(32)分别具有小于20°、优选小于15°的齿形角(α)。
17.按照上述权利要求至少之一所述的驱动装置，其特征在于，活塞(16)构造成具有内齿部的空心活塞。
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