DE10316470B4

DE10316470B4 - Antrieb und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10316470B4
Application number: DE10316470A
Authority: DE
Inventors: Hermann Alber
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: ES2262053T3; DE10316470A1; EP1467054B1; DE502004000602D1; EP1467054A1; ATE327400T1

Abstract

Antrieb für den Flügel einer Tür oder eines Fensters, mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse verschiebbar angeordneten Kolben, welcher eine Verzahnung aufweist, mit einer Abtriebswelle und einem an der Abtriebswelle angeordneten, separat gefertigten Ritzel, welches mit der Verzahnung des Kolbens zusammenwirkt, und welches drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (2) zwischen Wellenabschnitten (3) der Abtriebswelle (1) angeordnet ist, wobei beidseitig des Ritzels je ein Wellenabschnitt (3) mit einer Stirnfläche koaxial an eine Stirnfläche des Ritzels (2) anschließend, an den aufeinandertreffenden Stirnflächen flächig durch Schweißen mit dem Ritzel verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren hierfür.
Aus der DE 36 38 353 A1 , gegenüber der die Erfindung abgegrenzt ist, ist ein als Türschließer ausgebildeter Türantrieb bekannt, mit einem in einem Gehäuse geführten Kolben, einer mit dem Kolben zusammenwirkenden Schließerfeder, einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung und mit einer über ein Getriebe mit dem Kolben verbundenen Abtriebswelle. Das Getriebe umfasst ein exzentrisch gelagertes Ritzel, welches auf seinem Umfang unterschiedlich ausgestaltete Zähne aufweist. Die Abtriebswelle trägt dabei auf ihrem Umfang das Ritzel, welches hierzu eine Bohrung entsprechend dem Wellendurchmesser aufweist und drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist.
Nachteilig dabei ist es, dass eine passgenaue, formschlüssige Verbindung von Abtriebswelle und Ritzel aufwändig in der Herstellung ist. Ein mögliches, toleranzbedingtes Spiel zwischen Abtriebswelle und Ritzel führt zu einer erst verzögert einsetzenden Bewegung des Türschließerkolbens beim Betätigen der Tür, wodurch eine unkomfortable Handhabung entsteht. Durch den möglicherweise unvollständigen Formschluss kann sich aufgrund von Materialverformung die formschlüssige Verbindung zwischen Abtriebswelle und Ritzel verschlechtern.
Die DE 17 59 450 A1 zeigt einen obenliegenden Türschließer, mit einem Gehäuse, in dem eine Schließerfeder und ein Dämpfungskolben untergebracht sind, der unter Beeinflussung der Schließerfeder durch ein Ritzel bewegbar ist, und dessen Achse mit einem Gestänge formschlüssig verbunden ist, wobei das Schließergehäuse an der Tür und das Gestänge am Türrahmen oder umgekehrt angeordnet ist. Die Achse ist dabei ebenfalls als Steckachse ausgebildet, auf welche das Ritzel formschlüssig aufgeschoben wird.
Diese Anordnung weist dieselben, bereits zur DE 36 38 353 A1 genannten Probleme auf.
Die DE 38 17 414 A1 offenbart einen Garagentorantrieb mit einer Welle und darauf aufgesteckten Keltenrädern die mit der Welle verschweißt oder verlötet sind.
Weiterhin sind Abtriebswellen von Türantrieben bekannt, bei welchen die Abtriebswelle und das Ritzel einstückig ausgebildet sind. Dabei werden beiderseits eines, als Strangpressprofil angefertigten Ritzels die Wellenabschnitte abgedreht. Diese Fertigung ist aufwändig und bedingt einen hohen Werkzeugverschleiß durch das Abdrehen des gezahnten Ritzelmaterials.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtriebswelle für einen Antrieb für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters mit einem Ritzel auszubilden, welche kostengünstig herzustellen ist und eine sichere Verbindung zwischen Ritzel und Abtriebswelle aufweist, sowie ein Herstellungsverfahren hierzu.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 2 gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung.
Es sind mechanische und elektromechanische Antriebe für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters bekannt. Als mechanische Antriebe werden beispielsweise obenliegende oder im Boden eingebaute Türschließer verwendet. Obenliegende Türschließer sind als Gestänge- oder Gleitarmtürschließer ausgebildet. Das Gestänge oder der Gleitarm übertragen dabei als Hebel die Kräfte zwischen dem Flügel und dem Türschließer. Der Türschließer kann auf dem Flügel oder am Rahmen angeordnet sein. Das Gestänge stützt sich entsprechend umgekehrt zur Anordnung des Türschließers entweder am Rahmen oder am Flügel ab. Die Krafteinleitung des Hebels am Türschließer erfolgt über eine Abtriebswelle, welche ein Endprofil zur drehfesten Anbringung des Hebels aufweist. Die Abtriebswelle weist ein Ritzel auf, welches mit einem im Türschließergehäuse angeordneten, in einer Gehäusebohrung verschiebbar angeordneten Kolben zusammenwirkt, wobei der Kolben eine Verzahnung aufweist, in welche das Ritzel eingreift. Der Kolben teilt die Gehäusebohrung in zwei Kolbenräume auf, welche mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt sind, wobei durch Überströmkanäle, Bohrungen und Ventile eine Beeinflussung der Kolbenbewegung und des Türschließerverhaltens möglich ist. In den Kolbenräumen können Federn angeordnet sein, welche bei einer Verschiebung des Kolbens als Energiespeicher wirken.
Wird der geschlossene Flügel einer Tür oder eines Fensters geöffnet so wird über den Hebel eine Drehbewegung auf die Abtriebswelle des Türschließers übertragen. Durch das in die Verzahnung des Kolbens eingreifende Ritzel wird der Kolben verschoben und die Feder gespannt. Wird der Flügel nun freigegeben, bewirkt die in der Feder gespeicherte Energie, dass der Kolben zurückgeschoben wird, wodurch die Abtriebswelle zurückgedreht wird und diese über den Hebel den Flügel wieder in seine Geschlossenlage führt.
Die Antriebe können mit dem prinzipiell gleichen Aufbau auch mit einer elektrohydraulischen Pumpe versehen sein, welche die Dämpfungsflüssigkeit von einem Kolbenraum in den anderen Kolbenraum drängt, wodurch ein motorisches Öffnen und Schließen des Flügels erfolgt. Dabei kann auf eine Feder als Energiespeicher verzichtet werden. Diese kann jedoch auch zusätzlich im Antrieb verbleiben, um eine Schließung des Flügels ohne motorische Betätigung des Antriebs zu ermöglichen, wie es bei Brandschutztüren erforderlich ist.
Durch das Zusammenwirken des auf der Abtriebswelle angeordneten Ritzels mit der Verzahnung des Kolbens wird die Drehbewegung des Flügels in eine lineare Bewegung des Kolbens umgewandelt. Das Ritzel kann dabei unterschiedliche Verzahnungsarten aufweisen und mit der Verzahnung exzentrisch oder koaxial ausgerichtet sein, wodurch der Drehmomentverlauf beeinflussbar ist. Dazu werden Ritzel verwendet, welche mit der entsprechenden Verzahnung im Kolben zusammenwirken.
Da die Kraftübertragung zwischen der Abtriebswelle und dem auf deren Umfang angeordneten Ritzel erfolgt, muss die kraftschlüssige Verbindung zwischen Abtriebswelle und Ritzel möglichst spielfrei ausgebildet sein, um eine zuverlässige und dauerhafte Verbindung zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass an einem separat angefertigten Ritzel an beiden Stirnflächen durch ein Widerstandsschweißverfahren Wellenabschnitte so angeschweißt werden, dass die Achsen koaxial fluchtend, liegen. Durch das Widerstandsschweißverfahren können, unter Anwendung eines Impulsverfahren für die Regelung des Stromflusses, hochwertige Schweißverbindungen hergestellt werden. Dabei werden die Wellenabschnitte flächig mit dem Ritzel verschweißt. Damit wird eine sichere, kraftschlüssige Verbindung zur Übertragung hoher Abtriebskräfte erzielt.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung anhand der Figuren näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine Abtriebswelle mit einem erfindungsgemäßen Ritzel in der Seitenansicht;
2 eine Draufsicht auf die Abtriebswelle nach 1;
3 eine Seitenansicht eines Ritzels mit einseitig angesetztem Wellenabschnitt vor dem Schweißvorgang.
4 die Anordnung nach 3 nach dem Schweißvorgang.
In der 1 ist eine Abtriebswelle 1 eines Antriebs eines Flügels einer Tür oder eines Fensters gezeigt, wobei ein Ritzel 2 entlang der axialen Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle 1 an deren Umfang angeordnet ist. Das Ritzel 2 kann dabei eine runde oder eine unrunde Wälzkurve aufweisen und zentrisch oder exzentrisch zur Mittelachse der Abtriebswelle 1 angeordnet sein. In den Figuren ist beispielhaft eine Abtriebswelle 1 mit einem runden, zentrisch angeordneten Ritzel 2 dargestellt.
Die Abtriebswelle 1 weist ein Endprofil 4 auf, welches der kraftschlüssigen Verbindung eines Gestänges oder eines Gleitarms mit der Abtriebswelle 1 dient, um die Kräfte zwischen dem Flügel und dem Antrieb zu übertragen. Häufig wird dazu ein Vier- oder Sechskant verwendet. Es finden jedoch auch andere Endprofilarten Anwendung, wie beispielsweise eine Kronenverzahnung.
Vorteilhaft werden Wellenabschnitte 3 spanabhebend durch Drehen und Fräsen oder durch ein Umformverfahren aus einem kostengünstigen Rundmaterial hergestellt, wobei das Rundmaterial bereits den gewünschten Außendurchmesser aufweisen kann.
Der Wellenabschnitt 3 wird, wie in 3 gezeigt, mit dem am Wellenabschnitt 3 ausgebildeten Fortsatz 5 auf der Stirnfläche des Ritzels 2 in der für die gewählte Ausbildung des Ritzels 2 erforderlichen Weise – mit der Verzahnung zentrisch oder koaxial ausgerichtet – angeordnet. Dies geschieht vorteilhaft in einem Werkzeug, welches die Teile aufnimmt und positioniert. Anschließend wird das Ritzel 2 und der Wellenabschnitt 3 durch ein Widerstandsschweißverfahren verschweißt. Dabei kann im Werkzeug die Kontaktierung für die Stromzufuhr vorgesehen sein. Als Widerstandsschweißverfahren kann auch ein Widerstands-Impulsschweißverfahren angewandt werden, welches eine genauere Steuerung des Schweißvorgangs ermöglicht.
Der Fortsatz 5 ist dabei vorteilhaft so ausgebildet, dass eine verringerte Auflagefläche zwischen Fortsatz 5 und Ritzel 2 besteht, welche das Schmelzen des Materials beim Schweißen begünstigt. Der Fortsatz 5 ist gegenüber dem Außendurchmesser des Wellenabschnitts 3 zudem verjüngt, und kann dabei die durch Materialverdrängung beim Schweißen entstehende Schweißnaht aufnehmen.
Die beiderseits des Ritzels 2 vorgesehenen Wellenabschnitte 3 können auch in einem Vorgang mit diesem verschweißt werden, wodurch sich die Fertigungszeit verkürzt.

1: Abtriebswelle
2: Ritzel
3: Wellenabschnitt
4: Endprofil
5: Fortsatz

Claims

Antrieb für den Flügel einer Tür oder eines Fensters, mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse verschiebbar angeordneten Kolben, welcher eine Verzahnung aufweist, mit einer Abtriebswelle und einem an der Abtriebswelle angeordneten, separat gefertigten Ritzel, welches mit der Verzahnung des Kolbens zusammenwirkt, und welches drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (2) zwischen Wellenabschnitten (3) der Abtriebswelle (1) angeordnet ist, wobei beidseitig des Ritzels je ein Wellenabschnitt (3) mit einer Stirnfläche koaxial an eine Stirnfläche des Ritzels (2) anschließend, an den aufeinandertreffenden Stirnflächen flächig durch Schweißen mit dem Ritzel verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Abtriebswelle für einen Antrieb für den Flügel einer Tür oder eines Fensters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen des Ritzels (2) mit dem Wellenabschnitt (3) durch ein Widerstandsschweißverfahren erfolgt, durch welches die Materialien des Wellenabschnitts (3) und des Ritzels (2) miteinander verschmelzen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Wellenabschnitt (3) koaxial an ein Ritzel (2) anschließend angeordnet wird, und der Wellenabschnitt (3) und das Ritzel (2) mittels einer Widerstandsschweißeinrichtung verschweißt werden, und der Wellenabschnitt (3) und das Ritzel (2) dabei als Elektroden der Widerstandsschweißeinrichtung verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtriebswelle (1) verwendet wird, die einen Fortsatz (5) aufweist, der in seiner Kontaktfläche zum Ritzel (2) verringert ist, wodurch die Materialschmelzung der gegenseitigen Kontaktflächen erhöhbar ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass der Fortsatz (5) in seinem Durchmesser gegenüber dem Außendurchmesser der Abtriebswelle (1) zur Aufnahme von durch das Schweißen bedingtem Materialfluss verjüngt ist.