DE102018208592A1

DE102018208592A1 - Antrieb für einen Tür- oder Fensterflügel

Info

Publication number: DE102018208592A1
Application number: DE102018208592.7A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Wörner
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2019-12-05
Also published as: AT521331A2; GB2576071A; GB201907566D0; FR3081904B1; FR3081904A1; GB2576071B; CN110552572A; CN110552572B

Abstract

Ein Antrieb für einen Flügel einer Tür, eines Fenster oder dergleichen umfasst ein Gehäuse, einen verschiebbar im Gehäuse geführten, durch eine Federeinheit beaufschlagten Kolben und eine drehbar im Gehäuse gelagerte, über ein Ritzel-Zahnstangengetriebe mit dem Kolben verbundene Abtriebswelle. Das Ritzel-Zahnstangengetriebe umfasst ein mit der Abtriebswelle verbundenes unrundes Ritzel, dessen Verzahnung mit einer kolbenseitigen Gegenverzahnung kämmt. Dabei nimmt die wirksame Hebelarmlänge der ritzelseitigen Verzahnung in einem anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich von 0° bis zu einem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel ausgehend von einer relativ höheren oder maximalen wirksamen Hebelarmlänge bei dem Flügelöffnungswinkel von 0° mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel ab, während sie ab einem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel, der größer oder gleich groß ist wie der erste vorgegebene Flügelöffnungswinkel und kleiner als der maximale Flügelöffnungswinkel ist, mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel sprungartig zunimmt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Flügel einer Tür, eines Fensters oder dergleichen, mit einem Gehäuse, einem verschiebbar im Gehäuse geführten, durch eine Federeinheit beaufschlagten Kolben und einer drehbar im Gehäuse gelagerten, über ein Ritzel-Zahnstangengetriebe mit dem Kolben verbundenen Abtriebswelle.
Dabei kann es sich bei einem solchen Antrieb insbesondere um einen Türschließer handeln.
Bei einem Antrieb der eingangs genannten Art wird beim Öffnen und Schließen des Flügels die Abtriebswelle und damit das Ritzel verdreht, wobei über das Unrund-Ritzel-Zahnstangengetriebe der Kolben beim Öffnen des Flügels im Gehäuse axial entgegen der Kraft der üblicherweise eine Druckfeder umfassenden Federeinheit verschoben wird. Durch die Federeinheit wird so das Öffnungs- und Schließmoment des Antriebs bzw. Türschließers erzeugt.
Um die zunehmend strenger werdenden Anforderungen an die Barrierefreiheit beim Begehen von Türen zu erfüllen, ist ein mit dem Öffnen der Tür stark abfallenden Öffnungsmoment der Tür und somit des Antriebs erforderlich.
Türschließer mit einem Ritzel-Zahnstangengetriebe erreichen meistens nur sehr schwach abfallende Öffnungsmomente, mit denen die genannten Anforderungen an die Barrierefreiheit nicht erreicht werden. Teilweise steigen die Öffnungsmomente beim Öffnen der Tür sogar an. Um einen entsprechenden Momentenabfall zu erzeugen, sind somit zusätzliche Bauelemente erforderlich.
Durch die Verwendung eines Nockenscheibengetriebes im Türschließer kann der geforderte Momentenabfall zwar relativ einfach realisiert werden. Diese Türschließer sind jedoch komplexer im Aufbau und daher teurer als Türschließer mit Ritzel-Zahnstangengetriebe. Zudem sind der Wirkungsgrad und die Dämpfungsleistung oft schlechter als bei Türschließern mit einem Ritzel-Zahnstangengetriebe.
Türschließer mit einem Scherengestänge als Kraftübertragungseinrichtung zwischen der Abtriebswelle und dem Türflügel bzw. Rahmen besitzen durch den hohen Übersetzungsabfall des Gestänges beim Öffnen des Türflügels grundsätzlich ein hohes abfallendes Öffnungsmoment, wodurch das Getriebe im Türschließer beliebig ausführbar ist. Bei einer Kraftübertragungseinrichtung mit einem Hebel bzw. einem in einer Gleitschiene geführten Gleitarm fällt die Übersetzung nicht derart stark ab, wodurch das Getriebe im Türschließer einen höheren Übersetzungsabfall für ein abfallendes Öffnungsmoment aufweisen muss. Um den zunehmenden Anforderungen an Komfort und Barrierefreiheit gerecht zu werden, werden Türschließer mit einer einen in einer Gleitschiene geführten Gleitarm umfassenden Kraftübertragungseinrichtung zwischen Abtriebswelle und Flügel heutzutage fast ausschließlich mit einem Nockenscheibengetriebe ausgeführt, das eine stark abnehmende Übersetzung bzw. stark abfallende Öffnungsmomente an der Tür ermöglicht, wodurch die Tür leicht zu begehen ist. Der betreffende Abfall der Übersetzung bzw. der Öffnungsmomente ist konstruktionsbedingt stark ausgeprägt und tritt vor allem bei Türschließern mit Türöffnungswinkeln bis zu 180° auf, was nun aber ein geringeres Schließmoment mit sich bringt, wodurch gerade bei Türen im Außenbereich, die Windlasten und dergleichen ausgesetzt sind, kein sicheres Schließen der Tür mehr gewährleistet ist. Daher wäre ein mittlerer Abfall der Türmomente zu bevorzugen.
Zudem haben Türschließer mit Nockenscheibengetriebe im Vergleich zu Türschließern mit einem Ritzel-Zahnstangengetriebe deutlich geringere Kolbenhübe und benötigten höhere Federkräfte, da der wirksame Hebelarm im Getriebe kleiner ist. Dadurch besitzen Türschließer mit einem Nockenscheibengetriebe schlechtere hydraulische Dämpfungseigenschaften und höhere Bauteilbelastungen. Darüber hinaus weisen Nockenscheibengetriebe konstruktiv bedingt im Bereich der kraftübertragenden Kolben höhere Querkräfte bzw. Reibungskräfte als Zahnstangengetriebe auf, was sich in einem höheren Verschleiß, einer schlechteren Langlebigkeit der Bauteile sowie einem schlechteren Wirkungsgrad der Türschließer auswirkt. Darüber hinaus sind Türschließer mit Nockenscheibengetriebe meistens im Aufbau komplexer und damit kostenintensiver als Türschließer mit Zahnstangengetriebe.
Die bisher üblichen Türschließer mit Ritzel-Zahnstangengetriebe erzeugen trotz unrunder Zahnstangengetriebe ein kaum abfallendes Öffnungsmoment. In der DE 36 38 353 und der DE 93 19 547 sind Türschließer mit einem Zahnstangengetriebe mit Unrund-Verzahnung beschrieben, bei denen sich der wirksame Hebelarm des Getriebes bis zu einem vorgegebenen Türöffnungswinkel verkürzt, um ein abfallendes Öffnungsmoment zu erzeugen. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes dieser bekannten Zahnstangengetriebe fällt in einem anfänglichen Öffnungsbereich allerdings zu gering ab, um einen Abfall des Öffnungsmoments vergleichbar dem von Nockenscheibengetrieben zu ermöglichen. In einem anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich verkürzt sich der wirksame Hebelarm nur auf ca. 65% des Anfangswertes bei 0° Flügelöffnungswinkel. Beim weiteren Öffnen der Türe bleibt der wirksame Hebelarm bei großen Türöffnungswinkeln nahezu konstant oder verkürzt sich sogar weiter.
Für einen starken Abfall des Öffnungsmoments wäre zusätzlich eine sehr kleine Federrate der Druckfeder erforderlich, wodurch die Schließmomente bei großen Türöffnungswinkeln aufgrund der bei diesen großen Türöffnungswinkeln kleinen wirksamen Hebelarmlänge des Getriebes und der geringen Federkraft jedoch zu klein wären. Um bei großen Türöffnungswinkeln ein ausreichendes Schließmoment zu erzeugen, muss hier eine hohe Federrate gewählt werden. So ergibt sich das Öffnungsmoment an der Tür aus der Übersetzung der Kraftübertragungseinrichtung zwischen der Abtriebswelle und dem Flügel oder Rahmen und dem Abtriebsmoment des Türschließers am Türschließer-Ritzel, das sich aus dem Produkt aus der wirksamen Hebelarmlänge des Getriebes und der Federkraft ergibt. Die Federrate der Druckfeder muss hier so hoch gewählt werden, dass der Anstieg der Federkraft ausreicht, um den Abfall der Übersetzung der Kraftübertragungseinrichtung auszugleichen und so auch bei großen Türöffnungswinkeln ein ausreichendes Schließmoment zu erzeugen, um die Tür sicher schließen zu können. Dadurch steigt beim Öffnen der Tür die Kraft der Druckfeder nun aber schneller an, als dies der sich verkürzende wirksame Hebelarm der Unrund-Verzahnung ausgleichen kann. Die Abnahme des Übersetzungsverhältnisses ist über den Drehwinkel des Ritzels zu gering, wodurch nur ein geringer Abfall des Öffnungsmoments erreicht wird. Der Übersetzungsabfall im Getriebe müsste für eine hinreichende Barrierefreiheit nun aber höher sein.
In der DE 44 44 131 ist ein Türschließer mit einem eine Unrund-Verzahnung aufweisenden Zahnstangengetriebe beschrieben, der ein abfallendes Öffnungsmoment erzeugen soll. Dazu weist das Ritzel einen besonders ausgeformten ersten Zahn auf, der mit der Fläche, die zwischen dem Zahnkopf und der druckseitigen Zahnflanke liegt, in den Zahnfußbereich der Gegenverzahnung am Kolben eingreift.
Da die hauptsächliche Reduzierung der wirksamen Hebelarmlänge des Getriebes durch das Abwälzen des beim Öffnen der Tür ersten auf das zweite miteinander in Eingriff tretende Zahnpaar stattfindet, muss der Höhenunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Zahn am Kolben sehr groß ausgeführt werden, um ein abfallendes Öffnungsmoment ähnlich dem von Nockenscheibengetrieben zu ermöglichen. Mit der bekannten Konstruktion ist dies jedoch nicht realisierbar, da durch den großen Höhenunterschied der ersten beiden Zähne am Kolben die Eingriffswinkel des Ritzels in die Kolbenverzahnung am Übergabepunkt vom ersten auf den nächsten Zahn zu groß werden, und so beim Schließen der Tür im schlimmsten Fall eine Selbsthemmung/Verklemmen des Systems oder zumindest ein Einbruch des Wirkungsgrades und Verschleißerscheinungen auftreten würden. Mit der bekannten Konstruktion verkürzt sich der wirksame Hebelarm in einem anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich nur auf ca. 64% des Anfangswertes bei 0° Flügelöffnungswinkel. Darüber hinaus ist der längere Zahn durch seine verlängerte Form und den Kontaktbereich am Zahnkopf sehr hohen Biegebelastungen ausgesetzt, die die Robustheit des Systems verschlechtern.
Der Kontaktbereich im Zahnkopf am Ritzel ist üblicherweise durch eine Verrundung dargestellt, die geometrisch bedingt sehr klein ausfällt, was extreme Flächenpressungen verursacht, die schnell zu Beschädigungen der Verzahnung führen können. Das System ist somit nur für Türschließer mit geringer Schließkraft (geringere Federkräfte) geeignet, bei denen ein abfallendes Öffnungsmoment nun aber wieder nicht mehr relevant ist, da die Öffnungsmomente ohnehin sehr gering sind. Zudem wird durch die überwiegend aufeinander gleitenden Zähne der Verschleiß der Verzahnung erhöht.
Darüber hinaus weist ein solches herkömmliches System konstruktionsbedingt relativ große druckseitige Zahnflankenwinkel (> 35° bei einem Türöffnungswinkel von 0°) am ersten Zahn der Verzahnung des Kolbens auf, die sehr hohe Querkräfte erzeugen, die den Wirkungsgrad des Türschließers verschlechtern, was wiederum stark erhöhte Öffnungsmomente des Türschließers und auch einen erhöhten Verschleiß zur Folge hat.
Werden die abfallenden Öffnungsmomente in Türschließern durch bis auf einen geringen Wert abfallende Getriebeübersetzungen realisiert, so ist bei niedriger Übersetzung auch die Bewegung des Dämpfungskolbens im Türschließer geringer, was zu schlechteren Dämpfungseigenschaften führt.
Zudem fällt in bestimmten Anschlag- und/oder Montagearten die Übersetzung des kraftübertragenden Gestänges stärker ab als in der Standardmontage, wodurch die schon geringeren Öffnungsmomente und Schließmomente zu weit absinken, um bestehende Normen noch erfüllen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb bzw. Türschließer der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die zuvor erwähnten Nachteile beseitigt sind. Dabei soll ein mit einem Ritzel-Zahnstangengetriebe versehener Antrieb bei möglichst einfachem und entsprechend kostengünstigem Aufbau insbesondere ein die aktuellen Anforderungen an die Barrierefreiheit erfüllendes abfallendes Öffnungsmoment und verbesserte Öffnungsdämpfungseigenschaften aufweisen und unter Einhaltung der aktuellen Normen in allen Anschlagarten einsetzbar sein. Zudem soll der Antrieb insbesondere auch ein ausreichendes Schließmoment gegen Windlasten und dergleichen, auch ohne spezielle Gleitringe am Kolben einen möglichst großen Wirkungsgrad sowie eine hohe Robustheit gegen Verschleiß aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Antrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Antriebs ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Der erfindungsgemäße Antrieb für einen Flügel einer Tür, eines Fensters oder dergleichen umfasst ein Gehäuse, einen verschiebbar im Gehäuse geführten, durch eine Federeinheit beaufschlagten Kolben und eine drehbar im Gehäuse gelagerte, über ein Ritzel-Zahnstangengetriebe mit dem Kolben verbundene Abtriebswelle. Das Ritzel-Zahnstangengetriebe umfasst ein mit der Abtriebswelle verbundenes unrundes Ritzel, dessen Verzahnung mit einer kolbenseitigen Gegenverzahnung kämmt. Dabei nimmt die wirksame Hebelarmlänge der ritzelseitigen Verzahnung in einem anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich von 0° bis zu einem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel ausgehend von einer relativ höheren oder maximalen wirksamen Hebelarmlänge bei dem Flügelöffnungswinkel von 0° mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel ab, während sie ab einem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel, der größer oder gleich groß ist wie der erste vorgegebene Flügelöffnungswinkel und kleiner als der maximale Flügelöffnungswinkel ist, mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel sprungartig zunimmt.
Dabei ist ein jeweiliges im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich miteinander in Eingriff tretendes Zahnpaar der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnung bevorzugt so ausgeführt, dass sich beim Öffnen des Flügels eine horizontal, das heißt parallel zur Verschieberichtung des Kolbens verlaufende oder eine gegenüber der Horizontalen bzw. der Verschieberichtung des Kolbens ansteigende Eingriffslinie ergibt.
Aufgrund dieser Ausbildung besitzt der mit einem Ritzel-Zahnstangengetriebe versehene Antrieb bei einfach und entsprechend kostengünstig gehaltenem Aufbau sowohl ein die aktuellen Anforderungen an die Barrierefreiheit erfüllendes, stark abfallendes Öffnungsmoment vergleichbar dem eines Nockenscheibengetriebes als auch verbesserte Öffnungsdämpfungseigenschaften. Zudem ist der erfindungsgemäße Antrieb unter Einhaltung der aktuellen Normen in allen Anschlagarten einsetzbar. Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Antrieb insbesondere auch ein ausreichendes Schließmoment gegen Windlasten und dergleichen, auch ohne spezielle Gleitringe am Kolben einen möglichst hohen Wirkungsgrad sowie eine hohe Robustheit gegen Verschleiß auf. Während das Öffnungsmoment des Antriebs in einem anfänglichen Türöffnungswinkelbereich durch eine bis auf einen geringen Wert abfallende Getriebeübersetzung relativ stark abfallen kann, steigt das Öffnungs- und Schließmoment ab dem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel wieder sprungartig an. Durch die entsprechend wieder vergrößerte wirksame Hebelarmlänge der ritzelseitigen Verzahnung ist zur Öffnungsdämpfung des Flügels weniger Gegendruck erforderlich, um den mit dem Flügel verbundenen Kolben abzubremsen. Aufgrund des geringeren Gegendrucks sind die Materialbelastungen des Antriebs geringer, wobei auch die Komponenten geringeren Drücken standhalten müssen. Zudem wird durch die vergrößerte wirksame Hebelarmlänge der Hub des Kolbens erhöht, wodurch mehr Hydraulikflüssigkeit über einen bestimmten Flügelöffnungswinkelbereich verdrängt wird, so dass auch die Stromregelventile weniger belastet werden. Durch das erhöhte Schließmoment wird auch der verstärkte Übersetzungsabfall des kraftübertragenden Gestänges in bestimmten Anschlag- oder Montagearten (z.B. bei einer Montage auf der Bandgegenseite, einer Kopf- oder Zargenmontage usw.) ausgeglichen, sodass der Antrieb in allen Anschlag- oder Montagearten die Mindest-Schließmomente der bestehenden Normen erfüllt.
Indem ein jeweiliges im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich miteinander in Eingriff stehendes Zahnpaar der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen so ausgeführt ist, dass sich beim Öffnen des Flügels eine horizontal verlaufende oder ansteigende Eingriffslinie ergibt, sind sehr kleine Zahnflankenwinkel der beim Öffnen des Flügels ersten mit der ritzelseitigen Verzahnung in Eingriff tretenden druckseitigen Zahnflanke am Kolben realisierbar (insbesondere kleiner als 25°, vorzugsweise kleiner als 20°). So werden nur geringe Querkräfte vom Kolben auf das Gehäuse übertragen, wodurch die Reibung reduziert wird. Durch die verringerte Reibung wird ein hoher Wirkungsgrad des Antriebs erreicht und gleichzeitig der Verschleiß verringert, was die Langlebigkeit des Antriebs erhöht. Durch den hohen Wirkungsgrad kann bei gleichem Schließmoment des Antriebs auch ein deutlich geringeres initiales Öffnungsmoment des Flügels wie bei Türschließern mit einem Nockenscheibengetriebe erreicht werden, wodurch der Begehkomfort entsprechend erhöht wird.
Bevorzugt ist der horizontale bzw. ansteigende Verlauf der Eingriffslinie eines jeweiligen im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich miteinander in Eingriff tretenden Zahnpaares der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen zumindest teilweise durch eine beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Profilverschiebung und/oder ein beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierendes Modul und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Flankenwinkel und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Krümmungsradien der Zahnflanken der ritzelseitigen Verzahnung erzeugt.
Profilverschiebung ist ein Begriff aus der Verzahnungs- und Getriebelehre. Bei der Auslegung und Fertigung von Zahnrädern mit einer Profilverschiebung wird die Gestalt der Zähne verändert, ohne allerdings die zugrunde liegende Basiskurve zu verändern. Bei einem Zahnrad mit Profilverschiebung wird gegenüber einem Zahnrad ohne Profilverschiebung ein anderer Teil derselben Kurve (meist Evolvente oder Zykloide) als Zahnflanke genutzt. Der Modul ist ein Maß für die Größe der Zähne von Zahnrädern. Er ist definiert als der Quotient aus der Zahnradteilung bzw. dem Abstand zweier benachbarter Zähne und der Kreiszahl, bei der es sich um eine mathematische Konstante handelt, die als Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser definiert ist.
Indem die im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich miteinander in Eingriff tretenden Zähne und insbesondere das beim Öffnen des Flügels erste Zahnpaar der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen durch eine variierende Profilverschiebung und/oder ein variierendes Modul und/oder variierende Flankenwinkel und/oder variierende Krümmungsradien der Zahnflanken beim Öffnen des Flügels eine horizontale oder ansteigende Eingriffslinie aufweisen, wird teilweise eine kürzere Eingriffsstrecke der betreffenden Zahnpaare erreicht, welche eine schnelle Verkürzung der wirksamen Hebelarmlänge des Ritzel-Zahnstangengetriebes ermöglicht, sodass bei einem weiteren Öffnen des Flügels das Flügelmoment stark abfällt, wodurch ein komfortableres Begehen ermöglicht wird. Zudem wird durch eine ansteigende Eingriffslinie in Kombination mit der besonderen Ausformung des ersten Zahnpaares mit am ritzelseitigen und kolbenseitigen Zahn variierenden Flankenwinkeln ein vorteilhafter Eingriff des ersten Zahnpaares bei besonders kleinen Flankenwinkeln ermöglicht, um die Querkräfte zu reduzieren und den Wirkungsgrad zu erhöhen. Durch die Kurvenform der Eingriffslinie, auch als sogenannte Eingriffsgerade bezeichent, könnte diese auch als Eingriffskurve bezeichnet werden. Auf der Eingriffslinie verläuft der Berührungspunkt der Flanke der miteinander kämmenden Zähne. Die Eingriffslinie fällt bei einem Zahneingriff hinter der Mittellinie des Ritzels zwar zunächst etwas ab. Durch eine entsprechende Montage kann jedoch sichergestellt werden, dass ein wirksamer Zahneingriff erst ab der Mittellinie des Ritzels erfolgt, wo die Eingriffslinie entsprechend ansteigt oder horizontal verläuft.
Durch die erfindungsgemäße Ausformung der Verzahnung nimmt die wirksame Hebelarmlänge des Ritzel-Zahnstangengetriebes und damit die Übersetzung des Getriebes im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel stark ab (Wälzkurve steigt extrem an), wodurch das Öffnungsmoment vergleichbar dem eines Nockenscheibengetriebes sehr stark abfällt und so ein komfortables, kindgerechtes und behindertengerechtes Begehen der Tür ermöglicht wird.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs sind die Verzahnungen des Ritzel-Zahnstangengetriebes so ausgeführt, dass dessen Übersetzung ausgehend von einem Anfangswert bei geschlossenem Flügel bis spätestens einem Flügelöffnungswinkel von 40°, vorzugsweise bis spätestens einem Flügelöffnungswinkel von 30°, auf zumindest 60%, vorzugsweise auf zumindest 55% des Anfangswertes abfällt. Damit ergibt sich ein entsprechend stark abfallendes Öffnungsmoment des Flügels und entsprechend eine hohe Barrierefreiheit. Ein Flügelöffnungswinkel von 30° entspricht beispielsweise einem Achswinkel von etwa 48°.
Die beim Öffnen des Flügels mit der ritzelseitigen Verzahnung in Eingriff tretende erste druckseitige Zahnflanke der kolbenseitigen Gegenverzahnung weist bevorzugt einen Zahnflankenwinkel auf, der kleiner als 25°, vorzugsweise kleiner als 20° ist.
Der anfängliche Flügelöffnungswinkel erstreckt sich bevorzugt von 0° bis zu einem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von 40°, vorzugsweise bis zu einem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von 30°.
Die wirksame Hebelarmlänge der ritzelseitigen Verzahnung nimmt bevorzugt ab einem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von etwa 60° bis etwa 65°, vorzugsweise ab 60°, mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel sprungartig zu.
Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn die wirksame Hebelarmlänge der ritzelseitigen Verzahnung bis zu einem Flügelöffnungswinkel im Bereich von 70° sprungartig zunimmt. Die verbesserten Öffnungsdämpfungseigenschaften sowie erhöhten Schließmomente werden in diesem Fall in einem Flügelöffnungswinkelbereich ab etwa 70° erreicht.
Die wirksame Hebelarmlänge der ritzelseitigen Verzahnung kann im Flügelöffnungswinkelbereich zwischen dem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel und dem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel weiter abnehmen oder zumindest im Wesentlichen gleich bleiben. Der Antrieb kann also beispielsweise bis etwa 60° ein geringes Öffnungsmoment aufweisen, während das Öffnungs- und Schließmoment beispielsweise ab etwa 60° oder spätestens 65° sprunghaft ansteigt.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs ist zur Erzeugung der sprungartig zunehmenden wirksamen Hebelarmlänge der ritzelseitigen Verzahnung bzw. des damit einhergehenden Wälzkurvensprungs wenigstens ein miteinander in Eingriff tretendes Zahnpaar der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen mit gegenüber den druckseitigen Zahnflanken der restlichen Zahnpaare verlängerten druckseitigen Zahnflanken vorgesehen.
Die sprunghafte Erhöhung des Öffnungs- und Schließmoments kann somit durch zumindest ein entsprechend speziell ausgeformtes Zahnpaar mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken am Kolben und Ritzel des Getriebes erreicht werden. Durch die durch die relativ stark verlängerten druckseitigen Zahnflanken realisierte spezielle Ausformung der betreffenden kolben- und ritzelseitigen Zähne ergibt sich ein Sprung in der Wälzkurve bzw. des wirksamen Hebelarms der Verzahnung. Dazu kann die druckseitige Zahnflanke auf der Seite des Ritzels sehr große Krümmungsradien aufweisen. Je größer die Krümmungsradien der Zahnflanke an einem betreffenden ritzelseitigen Zahn ausgeführt sind, umso sprunghafter vergrößert sich der wirksame Hebelarm beim Verdrehen des Ritzels. Bei beispielsweise nahezu linienförmigen Krümmungsradien (Radius = ∞) ist der sprunghafte Anstieg des Hebelarms maximal.
Die sprungartige Zunahme der wirksamen Hebelarmlänge der ritzelseitigen Verzahnung um insbesondere zumindest 40 %, vorzugsweise um zumindest 60 %, erfolgt bevorzugt während des Eingriffs des wenigstens einen Zahnpaares mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn das wenigstens eine Zahnpaar der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken ab einem Flügelöffnungswinkel im Bereich von 60° miteinander in Eingriff tritt.
Grundsätzlich kann der durch das wenigstens eine speziell ausgeformte Zahnpaar des Zahnstangengetriebes realisierte Wälzkurvensprung jedoch auch bei einem beliebigen anderen Flügelöffnungswinkel zwischen dem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel und dem maximalen Flügelöffnungswinkel einsetzen.
Bevorzugt ist die Verzahnung des Ritzel-Zahnstangengetriebes so ausgeführt, dass das Ritzel und der Kolben in beiden Richtungen antreibbar sind. In Vandalismus-Fällen ist somit auch ein sauberes Abwälzen der Verzahnung gewährleistet.
Bevorzugt sind zumindest ein jeweiliger Abschnitt der ritzelseitigen Verzahnung mit beim Öffnen des Flügels abnehmender wirksamer Hebelarmlänge und ein jeweiliger Abschnitt der ritzelseitigen Verzahnung mit beim Öffnen des Flügels wieder zunehmender wirksamer Hebelarmlänge zumindest teilweise durch eine beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Profilverschiebung und/oder ein beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierendes Modul und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Flankenwinkel und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Krümmungsradien der Zahnflanken der ritzelseitigen Verzahnung erzeugt.
Um auch bei größeren Flügelöffnungswinkeln sowie bei größeren Federkräften einen möglichst geringen Verschleiß und einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu ermöglichen, weisen die druckseitigen Zahnflanken der bei Flügelöffnungswinkeln in einem Flügelöffnungswinkelbereich von etwa 60° bis zum maximalen Flügelöffnungswinkel von insbesondere 180° und insbesondere im Bereich des maximalen Flügelöffnungswinkels mit der ritzelseitigen Verzahnung in Eingriff tretenden Zähne der kolbenseitigen Gegenverzahnung vorteilhafterweise jeweils einen Zahnflankenwinkel auf, der kleiner als 20°, vorzugsweise kleiner als 15°, ist.
Der Kolben ist bevorzugt als Hohlkolben mit einer Innenverzahnung ausgeführt. Die kolbenseitige Verzahnung ist in diesem Fall also innerhalb des Kolbens vorgesehen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

1 eine schematische Darstellung des Grundaufbaus einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs,
2 eine schematische Teildarstellung des Unrund-Ritzel-Zahnstangengetriebes des Antriebs gemäß 1 bei einem Flügelöffnungswinkel von 0°,
3 zwei schematische Darstellungen des Unrund-Ritzel-Zahnstangengetriebes des Antriebs gemäß 1 bei einem Flügelöffnungswinkel von 0° bzw. einem Flügelöffnungswinkel von 30°,
4 zwei schematische Darstellungen des Unrund-Ritzel-Zahnstangengetriebes des Antriebs gemäß 1 bei einem Flügelöffnungswinkel von 60° bzw. einem Flügelöffnungswinkel von 70°,
5 eine vergrößerte Darstellung des zur Erzeugung des Wälzkurvensprungs mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken versehenen Zahnpaares des Unrund-Ritzel-Zahnstangengetriebes des Antriebs gemäß 1 bei einem Flügelöffnungswinkel von 60°,
6 eine schematische Darstellung des Unrund-Ritzel-Zahnstangengetriebes des Antriebs gemäß 1, aus der die wirksame Hebelarmlänge der ritzelseitigen Verzahnung des Antriebs gemäß 1 ab einem Flügelöffnungswinkel von 90° ersichtlich ist, und
7 ein Diagramm, in dem der vom Flügelöffnungswinkel abhängige Verlauf des Öffnungs- und Schließmoments der beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs gemäß 1 mit einem stark abfallenden Öffnungsmoment in einem anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich und erhöhten Schließmomenten im Bereich ab einem Flügelöffnungswinkel von 70°, dem eines Antriebs mit einem herkömmlichen Ritzel-Zahnstangengetriebe und dem eines herkömmlichen Antriebs mit einem Nockenscheibengetriebe gegenübergestellt ist.

1 zeigt den Grundaufbau einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs 10 für einen Flügel einer Tür, der im vorliegenden Fall beispielsweise als Türschließer ausgeführt ist. In den 2 bis 6 ist das Unrund-Ritzel-Zahnstangengetriebe des Antriebs 10 gemäß 1 bei unterschiedlichen Flügelöffnungswinkeln wiedergegeben.
Wie insbesondere aus der 1 ersichtlich, umfasst der Antrieb 10 ein Gehäuse 12, einen verschiebbar im Gehäuse 12 geführten, durch eine Federeinheit 14 beaufschlagten Kolben 16 und eine drehbar im Gehäuse 12 gelagerte, über ein Ritzel-Zahnstangengetriebe 18 mit dem Kolben 16 verbundene Abtriebswelle 20. Die Federeinheit 14 umfasst im vorliegenden Fall beispielsweise eine Druckfeder.
Das Ritzel-Zahnstangengetriebe 18 umfasst ein mit der Abtriebswelle 20 verbundenes unrundes Ritzel 22, dessen Verzahnung 24 mit einer kolbenseitigen Gegenverzahnung 26 kämmt.
Beim Öffnen und Schließen des Flügels wird die Abtriebswelle 20 mit dem Ritzel 22 verdreht und über das Unrund-Ritzel-Zahnstangengetriebe 18 der Kolben 16 im Gehäuse verschoben, wobei die Federeinheit 14 mit dem Öffnen des Flügels gespannt wird und sich mit dem Schließen des Flügels wieder entspannt. Die Federeinheit 14 dient somit als mechanischer Energiespeicher des Antriebs 10.
Die beim Öffnen des Flügels mit der ritzelseitigen Verzahnung 24 in Eingriff tretende erste druckseitige Zahnflanke 36 der kolbenseitigen Gegenverzahnung 26 weist einen Zahnflankenwinkel α auf, der kleiner ist als 25°, vorzugsweise kleiner als 20°. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Zahnflankenwinkel α beispielsweise 21° (vgl. 2).
Wie insbesondere aus der 3 ersichtlich, nimmt die wirksame Hebelarmlänge R in einem anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich von 0° bis zu einem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel von beispielsweise 30° ausgehend von einer relativ höheren, im vorliegenden Fall maximalen wirksamen Hebelarmlänge R₀ bei dem Flügelöffnungswinkel von 0° mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel ab, während sie ab einem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel, im vorliegenden Fall beispielsweise ab einem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel von 60° (vgl. 4), sprungartig zunimmt. Ein jeweiliges im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich miteinander in Eingriff tretendes Zahnpaar 38, 40 der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen 24 bzw. 26 ist so ausgeführt, dass sich beim Öffnen des Flügels eine gegenüber der Horizontalen, das heißt der Verschieberichtung des Kolbens 16 ansteigende Eingriffslinie 42 ergibt (vgl. 2).
Bei einem Zahneingriff steigt die Eingriffslinie 42 zwar erst ab der durch den Mittelpunkt der Abtriebswelle 20 und den ersten ritzelseitigen Zahn 34 verlaufende Mittellinie 46 des Ritzels 22 an, während sie hinter der Mittellinie 46 etwas abfallen kann. Durch eine entsprechende Montage kann ein Zahneingriff hinter der Mittellinie 46 jedoch ausgeschlossen werden.
Der ansteigende Verlauf der Eingriffslinie 42 eines jeweiligen im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich miteinander in Eingriff tretenden Zahnpaares 38, 40 der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen 24 bzw. 26 kann zumindest teilweise durch eine beim Abwälzen über die Wälzkurve 44 entsprechend variierende Profilverschiebung und/oder ein beim Abwälzen über die Wälzkurve 44 entsprechend variierendes Modul und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve 44 entsprechend variierende Flankenwinkel und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Krümmungsradien der Zahnflanken der ritzelseitigen Verzahnung 24 erzeugt sein.
Die Wälzkurve 44 (vgl. insbesondere 3) beschreibt die Kraftübertragungspunkte zwischen der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen 24 bzw. 26 über den Betätigungszyklus des Antriebs 10.
Der anfängliche Flügelöffnungswinkelbereich erstreckt sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel von 0° bis zu einem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von 30°.
Von Vorteil ist insbesondere, wenn die Verzahnungen 24 des Ritzel-Zahnstangengetriebes 18 so ausgeführt sind, dass dessen Übersetzung ausgehend von einem Anfangswert bei geschlossenem Flügel, d.h. einem Flügelöffnungswinkel von 0°, bis spätestens einem Flügelöffnungswinkel von 40°, vorzugsweise bis spätestens einem Flügelöffnungswinkel von 30°, auf zumindest 60%, vorzugsweise auf zumindest 55% des Anfangswertes abfällt.
Die wirksame Hebelarmlänge R der ritzelseitigen Verzahnung 24 kann insbesondere ab einem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von etwa 60° bis etwa 65° mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel sprungartig zunehmen, wobei sie im vorliegenden Fall beispielsweise ab einem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel von 60° sprungartig zunimmt (vgl. insbesondere 4a)). Wie insbesondere aus 3b) ersichtlich, kann die wirksame Hebelarmlänge R der ritzelseitigen Verzahnung 24 beispielsweise bis zu einem Flügelöffnungswinkel im Bereich von 70° sprungartig zunehmen. Das durch die sprungartig zunehmende wirksame Hebelarmlänge bewirkte erhöhte Öffnungs- und Schließmoment ist im vorliegenden Fall also bei einem Flügelöffnungswinkel von 70° erreicht.
Die wirksame Hebelarmlänge R der ritzelseitigen Verzahnung 24 kann im Öffnungswinkelbereich zwischen dem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von beispielsweise 30° und dem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von beispielsweise etwa 60° bis etwa 65° weiter abnehmen oder zumindest im Wesentlichen gleich bleiben.
Zur Erzeugung der sprungartig zunehmenden wirksamen Hebelarmlänge R der ritzelseitigen Verzahnung 24 bzw. des damit einhergehenden Wälzkurvensprungs 48 kann wenigstens ein miteinander in Eingriff tretendes Zahnpaar 28, 30 der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen 24 bzw. 26 mit gegenüber den druckseitigen Zahnflanken der restlichen Zahnpaare verlängerten druckseitigen Zahnflanken 28', 30' vorgesehen sein. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nur ein solches Zahnpaar 28, 30 mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken 28', 30' vorgesehen (vgl. insbesondere die 4 und 5).
Die wirksame Hebelarmlänge R der ritzelseitigen Verzahnung 24 kann durch deren sprungartige Zunahme um zumindest 40 % zunehmen, wobei sie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel um zumindest 60 % zunimmt (vgl. insbesondere die 4).
Wie insbesondere wieder anhand der 4 zu erkennen ist, kann die sprungartige Zunahme der wirksamen Hebelarmlänge R der ritzelseitigen Verzahnung 24 um im vorliegenden Fall beispielsweise zumindest 60% während des Eingriffs des Zahnpaares 28, 30 mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken 28', 30' erfolgen. Im vorliegenden Fall beginnt der sprungartige Anstieg der wirksamen Hebelarmlänge R somit beispielsweise bei dem Flügelöffnungswinkel von 60° (vgl. 4a); R = 100%) und endet beispielsweise bei dem Flügelöffnungswinkelbereich von 70° (vgl. 4b); R = 160%). Die wirksame Hebelarmlänge R ist also während des sprungartigen Anstiegs zwischen den Flügelöffnungswinkeln von 60° und 70° um 60% angestiegen. Das Zahnpaar 28, 30 der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen 24 bzw. 26 mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken 28', 30' kann also insbesondere ab einem Flügelöffnungswinkel im Bereich von 60° miteinander in Eingriff treten.
5 zeigt das mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken 28', 30' versehene Zahnpaar 28, 30 des Unrund-Ritzel-Zahnstangengetriebes 18 bei dem Flügelöffnungswinkel von 60° in vergrößerter Darstellung.
Das Ritzel-Zahnstangengetriebe 18 kann zudem so ausgeführt sein, dass das Ritzel 22 und der Kolben 16 in beiden Richtungen antreibbar sind.
Bei den verschiedenen in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen kann zumindest ein jeweiliger Abschnitt der ritzelseitigen Verzahnung 24 mit beim Öffnen des Flügels abnehmender wirksamer Hebelarmlänge R und ein jeweiliger Abschnitt der ritzelseitigen Verzahnung 24 mit beim Öffnen des Flügels wieder zunehmender wirksamer Hebelarmlänge R zumindest teilweise durch eine beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Profilverschiebung und/oder ein beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierendes Modul und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Flankenwinkel und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Krümmungsradien der Zahnflanken der ritzelseitigen Verzahnung 24 erzeugt sein.
Die druckseitigen Zahnflanken 32 der bei Flügelöffnungswinkeln in einem Flügelöffnungswinkelbereich von etwa 60° bis zum maximalen Flügelöffnungswinkel von insbesondere 180° und insbesondere im Bereich des maximalen Flügelöffnungswinkels mit der ritzelseitigen Verzahnung 24 in Eingriff tretenden Zähne 34 der kolbenseitigen Gegenverzahnung 26 weisen jeweils einen Zahnflankenwinkel α auf, der kleiner als 20°, vorzugsweise kleiner als 15° ist, wobei dieser Zahnflankenwinkel α beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise 14° beträgt (vgl. insbesondere 4a)).
Der Kolben 16 des Antriebs 10 kann als Hohlkolben mit einer Innenverzahnung ausgeführt sein.
Wie aus 3 ersichtlich, nimmt die wirksame Hebelarmlänge R der ritzelseitigen Verzahnung 25 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich von 0° bis zum ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel von beispielsweise 30° ausgehend von der relativ höheren Hebelarmlänge R₀ bei dem Flügelöffnungswinkel von 0°, die hier der maximalen wirksamen Hebelarmlänge entspricht, mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel um 50% ab. Die wirksame Hebelarmlänge R der ritzelseitigen Verzahnung 25 bei dem Flügelöffnungswinkel von 30° entspricht also 50% der Hebelarmlänge beim Flügelöffnungswinkel von 0° (R₀ = 100%).
7 zeigt ein Diagramm, in dem der vom Flügelöffnungswinkel FÖW abhängige Verlauf des Öffnungsmoments eines erfindungsgemäßen Antriebs mit einem stark abfallenden Öffnungsmoment in einem anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich und erhöhten Schließmomenten im Bereich ab einem Flügelöffnungswinkel von 70° (Kurve a)) dem eines Antriebs mit einem herkömmlichen Ritzel-Zahnstangengetriebe (Kurve b)) und einem herkömmlichen Antrieb mit einem Nockenscheibengetriebe (Kurve c)) gegengestellt ist.
Wie insbesondere aus der 6 ersichtlich, entspricht die wirksame Hebelarmlänge R der ritzelseitigen Verzahnung 25 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ab einem Flügelöffnungswinkel von 90° gleichbleibend 80% der maximalen wirksamen Hebelarmlänge beim Flügelöffnungswinkel von 0°.
Wie dem Diagramm zu entnehmen ist, weist der erfindungsgemäße Antrieb 10 bzw. Türschließer (vgl. Kurve a)) einen Abfall des Öffnungsmoments ähnlich dem von Nockenscheibengetrieben auf, wobei gleichzeitig ein ausreichendes Schließmoment gegen Windlasten, ein höherer Wirkungsgrad sowie eine hohe Robustheit gegen Verschleiß und verbesserte Öffnungsdämpfungseigenschaften sowie erhöhte Schließmomente im Bereich ab einem Flügelöffnungswinkel von 70° erreicht werden, um in allen Anschlagarten ein ausreichendes Schließmoment zu erzeugen.
Bezugszeichenliste

10: Antrieb
12: Gehäuse
14: Federeinheit
16: Kolben
18: Ritzel-Zahnstangengetriebe
20: Abtriebswelle
22: Ritzel
24: ritzelseitige Verzahnung
26: kolbenseitigen Gegenverzahnung
28: ritzelseitiger Zahn mit verlängerter druckseitiger Zahnflanke
28': verlängerte druckseitige Zahnflanke
30: kolbenseitiger Zahn mit verlängerter druckseitiger Zahnflanke
30': verlängerte druckseitige Zahnflanke
32: druckseitige Zahnflanke
34: kolbenseitiger Zahn
36: erste druckseitige Zahnflanke
38: ritzelseitiger Zahn
40: kolbenseitiger Zahn
42: Eingriffslinie
44: Wälzkurve
46: Mittellinie
48: Wälzkurvensprung
R: wirksame Hebelarmlänge
R₀: relativ höhere, maximale wirksame Hebelarmlänge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3638353 [0009]
DE 9319547 [0009]
DE 4444131 [0011]

Claims

Antrieb (10) für einen Flügel einer Tür, eines Fensters oder dergleichen, mit einem Gehäuse (12), einem verschiebbar im Gehäuse (12) geführten, durch eine Federeinheit (14) beaufschlagten Kolben (16) und einer drehbar im Gehäuse (12) gelagerten, über ein Ritzel-Zahnstangengetriebe (18) mit dem Kolben (16) verbundenen Abtriebswelle (20), wobei das Ritzel-Zahnstangengetriebe (18) ein mit der Abtriebswelle (20) verbundenes unrundes Ritzel (22) umfasst, dessen Verzahnung (24) mit einer kolbenseitigen Gegenverzahnung (26) kämmt, und wobei die wirksame Hebelarmlänge (R) der ritzelseitigen Verzahnung (24) in einem anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich von 0° bis zu einem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel ausgehend von einer relativ höheren oder maximalen wirksamen Hebelarmlänge (R₀) bei dem Flügelöffnungswinkel von 0° mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel abnimmt und ab einem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel, der größer oder gleich groß ist wie der erste vorgegebene Flügelöffnungswinkel und kleiner als der maximale Flügelöffnungswinkel ist, mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel sprungartig zunimmt.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich miteinander in Eingriff tretendendes Zahnpaar (38, 40) der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen (24 bzw. 26) so ausgeführt ist, dass sich beim Öffnen des Flügels eine horizontal, d.h. parallel zur Verschieberichtung des Kolbens (16) verlaufende oder eine gegenüber der Horizontalen bzw. der Verschieberichtung des Kolbens (16) ansteigende Eingriffslinie (42) ergibt.
Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der horizontale bzw. ansteigende Verlauf der Eingriffslinie (42) eines jeweiligen im anfänglichen Flügelöffnungswinkelbereich miteinander in Eingriff tretendenden Zahnpaares (38, 40) der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen (24 bzw. 26) zumindest teilweise durch eine beim Abwälzen über die Wälzkurve (44) entsprechend variierende Profilverschiebung und/oder ein beim Abwälzen über die Wälzkurve (44) entsprechend variierendes Modul und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve (44) entsprechend variierende Flankenwinkel und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Krümmungsradien der Zahnflanken der ritzelseitigen Verzahnung (24) erzeugt ist.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (24) des Ritzel-Zahnstangengetriebes (18) so ausgeführt ist, dass die wirksame Hebelarmlänge (R) der ritzelseitigen Verzahnung (24) beim Öffnen des Flügels ausgehend von einem Anfangswert bei geschlossenem Flügel bis spätestens einem Flügelöffnungswinkel von 40°, vorzugsweise bis spätestens einem Flügelöffnungswinkel von 30°, auf zumindest 60%, vorzugsweise auf zumindest 55% des Anfangswertes abfällt.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Öffnen des Flügels mit der ritzelseitigen Verzahnung (24) in Eingriff tretende erste druckseitige Zahnflanke (36) der kolbenseitigen Gegenverzahnung (26) einen Zahnflankenwinkel (a) aufweist, der kleiner ist als 25°, vorzugsweise kleiner als 20° ist.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der anfängliche Flügelöffnungswinkelbereich von 0° bis zu einem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von 40°, vorzugsweise bis zu einem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von 30° erstreckt.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Hebelarmlänge (R) der ritzelseitigen Verzahnung (24) ab einem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel im Bereich von etwa 60° bis etwa 65°, vorzugsweise ab 60°, mit zunehmendem Flügelöffnungswinkel sprungartig zunimmt.
Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Hebelarmlänge (R) der ritzelseitigen Verzahnung (24) bis zu einem Flügelöffnungswinkel im Bereich von 70° sprungartig zunimmt.
Antrieb nach zumindest einem er vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Hebelarmlänge (R) der ritzelseitigen Verzahnung (24) im Flügelöffnungswinkelbereich zwischen dem ersten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel und dem zweiten vorgegebenen Flügelöffnungswinkel weiter abnimmt oder zumindest im Wesentlichen gleich bleibt.
Antrieb nach zumindest einem er vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der sprungartig zunehmenden wirksamen Hebelarmlänge (R) der ritzelseitigen Verzahnung (24) bzw. des damit einhergehenden Wälzkurvensprungs (48) wenigstens ein miteinander in Eingriff tretendes Zahnpaar (28, 30) der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen (24 bzw. 26) mit gegenüber den druckseitigen Zahnflanken der restlichen Zahnpaare verlängerten druckseitigen Zahnflanken (28', 30') vorgesehen ist.
Antrieb nach zumindest einem er vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Hebelarmlänge (R) der ritzelseitigen Verzahnung (24) durch deren sprungartige Zunahme um zumindest 40%, insbesondere um zumindest 60%, zunimmt.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sprungartige Zunahme der wirksamen Hebelarmlänge (R) der ritzelseitigen Verzahnung (24) während des Eingriffs des wenigstens einen Zahnpaares (28, 30) mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken (28', 30') erfolgt.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Zahnpaar (28, 30) der ritzelseitigen und kolbenseitigen Verzahnungen (24 bzw. 26) mit verlängerten druckseitigen Zahnflanken (28', 30') ab einem Flügelöffnungswinkel im Bereich von 60° miteinander in Eingriff tritt.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein jeweiliger Abschnitt der ritzelseitigen Verzahnung (24) mit beim Öffnen des Flügels abnehmender wirksamer Hebelarmlänge (R) und ein jeweiliger Abschnitt der ritzelseitigen Verzahnung (24) mit beim Öffnen des Flügels wieder zunehmender wirksamer Hebelarmlänge (R) zumindest teilweise durch eine beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Profilverschiebung und/oder ein beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierendes Modul und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Flankenwinkel und/oder beim Abwälzen über die Wälzkurve entsprechend variierende Krümmungsradien der Zahnflankender ritzelseitigen Verzahnung (24) erzeugt sind.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (24, 26) des Ritzel-Zahnstangengetriebes (18) so ausgeführt ist, dass das Ritzel (22) und der Kolben (16) in beiden Richtungen antreibbar sind.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die druckseitigen Zahnflanken (32) der bei Flügelöffnungswinkeln in einem Flügelöffnungswinkelbereich von etwa 60° bis zum maximalen Flügelöffnungswinkel von insbesondere 180° und insbesondere im Bereich des maximalen Flügelöffnungswinkels mit der ritzelseitigen Verzahnung (24) in Eingriff tretenden Zähne (34) der kolbenseitigen Gegenverzahnung (26) jeweils einen Zahnflankenwinkel (α) aufweisen, der kleiner als 20°, vorzugsweise kleiner als 15°, ist.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (16) als Hohlkolben mit einer Innenverzahnung ausgeführt ist.