DE2737666A1

DE2737666A1 - Drehlageranordnung

Info

Publication number: DE2737666A1
Application number: DE19772737666
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schroeder
Original assignee: Vereinigte Baubeschlag - Fabriken Gretsch and Co GmbH
Current assignee: Vereinigte Baubeschlag - Fabriken Gretsch and Co GmbH
Priority date: 1977-08-20
Filing date: 1977-08-20
Publication date: 1979-02-22
Also published as: IT1095928B; FR2400606A1; FR2400606B3; IT7824920A0; GB1585050A; US4208763A

Description

deren Anwendung bei einem Türschließer eine wesentliche Vereinfachung und Verbesserung nunmehr auch auf diesem Sektor der Technik eröffnet. Der wesentliche Vorteil dieser Verzahnung besteht darin, daß damit zwangsläufig der Wellenzapfen zum Verlängerungszapfen koaxial geführt und zugleich der zur Drehmomentübertragung erforderliche Formschluß hergestellt wird.

Jede Lageveränderung des Verlängerungszapfens gegenüber dem Wellenzapfen führt zufolge der besonderen Verzahnungsform zu einer axialen Abstandsvergrößerung zwischen den beiden Teilen, so daß nur mittels einer Axialspannschraube sowohl die Achsfluchtlage gesichert als auch die erforderliche Drehsteifigkeit bewirkt werden kann. Die Radialzähne reichen bis zum äußersten Wellenrand, da keine zentrierende Ringschulter erforderlich ist, so daß hohe Drehmomente übertragen werden können. Bei der Drehmomentübertragung entstehen keine radial wirkenden Kraftkomponenten, die zu einer Lockerung des Formschlusses führen könnten. Die erfindungsgemäß angewandte Hirth-Verzahnung ermöglicht daher eine dauerhaft hochbelastbare Formschlußkupplung eines Wellenzapfens mit einem Verlängerungszapfen, wobei die Belastbarkeitsgrenze im wesentlichen nur durch die Festigkeit der Verankerung der Spannschraube bestimmt wird.

Herkömmliche Spannschraubverbindungen, wie beispielsweise in der genannten DT-OS 22 18 498 gezeigt, sind jedoch nur wenig belastbar. Bei dieser Art ist eine Spannschraube vorgesehen, die sich mit ihrem verbreiterten Kopfteil im Verlängerungszapfen abstützt und mit dem demgegenüber zwangsläufig im Durchmesser reduzierten Gewindeschaft in einer entsprechenden Gewindebohrung des Wellenzapfens eingeschraubt ist. Nun ist die zur Ankopplung an eine Tür bestimmte Kopfausbildung des Verlängerungszapfens weitgehend genormt, so daß der Abstand der hier zur

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Verlängerungszapfens mit unterschiedlicher, Steigung ausgeführt sind.

6. Drehlageranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Wellenzapfen (3) verschieden lange Verlängerungszapfen (4,40) verbindbar sind, wobei die Gewindebohrungen (12) in kurzen Verlängerungszapfen (4) mit kleinerem Durchmesser als dem der Gewindebohrung (11) im Wellenzapfen (3) ausgeführt sind und die Gewindebohrungen (120) in langen Verlängerungszapfen (40) mit gleichem Durchmesser wie die Gewindebohrung (11) im Wellenzapfen (3) ausgeführt sind.

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Vereinigte Baubeschlagfabriken Gretsch & Co. GmbH 725 Leonberg, Siemensstraße 21 - 29

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Drehlageranordnung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Drehlageranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2 und speziell auf eine Drehlageranordnung in Verbindung mit einem Türschließer gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3.

Aus der DT-OS 22 18 498 beispielsweise ist eine derartige Anordnung bekannt geworden, bei der der drehantreibbare Wellenzapfen eines Türschließers drehstarr mit einem Verlängerungszapfen zu verbinden ist, dessen freies Ende entweder einen Schließerarm oder unmittelbar eine Tür trägt. Mittels einer solcherart geteilten Schließerwelle läßt sich der Schließer einfach an unterschiedliche Montageverhältnisse anpassen, indem auf den Wellenzapfen ein Verlängerungsbzw. Adapterzapfen mit passender Länge und passender' Ausgestaltung des Kupplungsbereiches zur Ankopplung an die Tür aufgesetzt wird.

Bei einer Türschließeranordnung werden die formschlüssig ineinander eingreifenden Bereiche von Wellenzapfen und

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Orehmoinentübertragung dienenden Kupplungsflächen von der Drehachse festliegt. Da weiters die den Kopfteil der Spannschraube versenkt aufnehmende Bohrung diese Kupplungsflächen keineswegs aufbrechen darf, ist ihr Durchmesser und damit zwangsläufig der Gewindedurchmesser der Spannschraube sehr eng begrenzt.

In Ergänzung bzw. konsequenter Weiterverfolgung der zuvor genannten Teilaufgabe besteht daher eine weitere Teilaufgabe der Erfindung darin, eine Drehlageranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einen hochbelastbaren Sitz des Verlängerungszapfens am Wellenzapfen durch ausreichende Axialspannkraft gewährleistet.

Diese Aufgabe findet ihre Lösung in ihrer allgemeinen Anwendbarkeit bei Benutzung der Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 2 und im speziellen auf Türschließer bezogen bei Benutzung der Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 3.

Grundgedanke hierbei ist, einen in die beiden zu verbindenden Teile jeweils einschraubbaren Gewindebolzen vorzusehen. Damit entfällt die Notwendigkeit eines Abstützkopfes. Der Schaftdurchmesser des in den Verlängerungszapfen einschraubbaren Gewindebolzens kann daher zumindest so groß gewählt werden, wie bisher der Durchmesser des Abstützkopfes. Das Gewinde ist damit bedeutend tragfähiger und die beiden Teile können mit erheblich vergrößerter Spannkraft aneinandergepreßt werden.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung gemäß Anspruch 3 der axialen Spannverbindung ergibt vorzugsweise in Verbindung mit der im Anspruch 1 bezeichneten Formschlußausbildung eine besonders hochbelastbare, exakte und dauerhafte und dabei einfach herzustellende, montagefreundliche Drehlageranordnung.

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Bel passiven Drehlagern kann selbstverständlich die Anordnung genauso getroffen werden, prinzipiell entfällt aber hierbei das Erfordernis der Drehmomentübertragung. Es kann dann der diesbezügliche Formschluß auf einen Reibschluß reduziert werden und mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird diese verallgemeinerte Ausgestaltung der Erfindung ausgeführt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeipiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen teilweise dargestellten Türschließer mit der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Türschließers teilweise entlang der Linie I-I in Fig. 1 geschnitten,

Fig. 3 einen Grundriß eines Verlängerungszapfens gemäß der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein im Boden einzulassender Türschließer mit Sichtabdeckplatte 2 schematisch dargestellt. Durch die Sichtabdeckplatte 2 ragt ein Wellenzapfen 3 nach außen, der innerhalb des Türschließers in an sich bekannter und hier nicht näher interessierender Weise mit Antriebselementen, z. B. einer Schließfeder und einer hydraulischen Dämpfeinrichtung, gekoppelt ist.

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In axialer Verlängerung 1st mit dem Wellenzapfen 3 ein Verlängerungezapfen 4 drehstarr verbunden, dessen freies Ende In bekannter Welse Kupplungsflächen 5 und aufweist, die zur übertragung des Schließerdrehmomentes auf eine Tür dienen. Dabei kann die Tür mit ihrem unteren Ende vorzugsweise unmittelbar auf den Verlängerungszapfen 4 aufgesetzt werden; der Türschließer ist damit selbst zugleich ein Drehlager für die Tür.

Wenn der Türschließer 1 z.B. tiefer im Boden eingebettet wird, weil etwa obenauf ein Teppichbelag darübergelegt werden soll, muß ein längerer Verlängerungszapfen 40 (Fig. 4) anstelle des kurzen Standard-Verlängerungszapfens aufgesetzt werden.

Die einander zugewandten Stirnseiten des Wellenzapfens und des Verlängerungszapfens 4 bzw. 40 sind übereinstimmend mit'beispielsweise zwölf über die Stirnseite strahlenförmig verteilten und in Axialrichtung vorspringenden Zähnen 7 und 8 versehen, deren Seitenflanken 9 (Fig. 3, 4) radial bezüglich eines Punktes 10 an der Drehachse des Verlängerungszapfens bzw. 40 beziehungsweise des Wellenzapfens 3 ausgerichtet sind.

Für die Zahnreihe 7 des Wellenzapfens 3 und die Zahnreihe 8 des Verlängerungszapfens 4 bzw. 40 ist der Punkt 10 im zusammengebauten Zustand ein gemeinsames ZentrierungsZentrum. Aufgrund der radialen Orientierung aller berührenden Zahnflanken resultieren aus der Drehmoment- und Axialkraftabstützung keine Radialkräfte, so daß die Stabilität der Verbindung von der Scherfestigkeit der Zähne, dem Neigungswinkel der Zahn flanken und von der Belastbarkeit der Axialspannschraube abhängt, und damit schon sehr gut optimierbar ist.

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Der Neigungswinkel ist in bekannter Weise maßgebend dafür, in welchem Verhältnis die aus einem zu übertragenden Drehmoment resultierenden Reaktionskräfte in Scherbeanspruchung der Zähne und Zugbeanspruchung der Spannschraube aufgeteilt werden. Da nun die Scherbeanspruchung der Zähne 7, 8 einerseits materialabhängig ist (Preis) und andererseits vom ausnutzbaren Wellenquerschnitt abhängt (Platzbedarf), läßt sich eine weitere Erhöhung der Stabilität und Belastbarkeitsgrenze letztlich wirtschaftlich nur über eine Verbesserung der Spannschraube erreichen.

Zu diesem Zweck sind nun erfindungsgemäß in den einander zugewandten Stirnseiten des Wellenzapfens 3 und des Verlängerungszapfens 4 bzw. 40 axial ausgerichtete Gewindebohrungen 11 und 12 bzw. 120 mit zueinander gegenläufigem Steigungssinn vorgesehen. Ein Gewindebolzen 13 ist beidendig jeweils mit einem korrespondierenden Außengewinde 14 und 15 in eine der Gewindebohrungen 11, 12 eingeschraubt. Zum Ein- bzw. Ausschrauben ist das im Verlängerungszapfen 4 eingeschraubte Bolzenende mit einem stirnseitigen Sechskantloch 16 und der Verlängerungszapfen 4 bzw. 40 mit einer Axialbohrung bzw. 170 versehen. Durch die Axialbohrung 17, 170 hindurch kann ein Sechskantstab als Schraubwerkzeug in das Sechskantloch 16 eingeführt werden.

Im Ausführungsbeispiel sind die Gewindebohrung 11 und das Außengewinde 14 als Rechtsgewinde und die Gewindebohrung 12 und das Außengewinde 15 als Linksgewinde ausgebildet. Zum Lösen der Verbindung muß daher der Gewindebolzen 13 im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, zum Festspannen im Uhrzeigersinn.

Zu bemerken ist, daß die Axialbohrung 17 für den Durchtritt des Schraubwerkzeuges durch eine unmittelbare Fortsetzung der Gewindebohrung gebildet bzw. ersetzt

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werden kann, wenn dies aus Fertigungs- und Stabilitätsgründen günstiger ist. Sie kann weiters zur Aufnahme oder Fixierung eines Stöpsels oder einer Abdeckkappe mit einem normalen Rechtsgewinde versehen werden.

Hinsichtlich Fig. 4 ist noch darauf hinzuweisen, daß hier die Gewindebohrung 120 einen größeren Durchmesser als die Gewindebohrung 12, insbesondere einen gleich großen Durchmesser wie die Gewindebohrung 11 aufweist. Die damit erzielbare weitere Steigerung der Stabilität kommt der an sich höheren Belastung aufgrund der größeren Axiallänge des Verlängerungszapfens 40 zugute.

In der Zeichnung nicht dargestellt ist eine Abwandlung der Erfindung dahingehend, daß beispielsweise die Gewindebohrung 12 des Verlängerungszapfens 4 mit einer größeren Steigung ausgeführt ist, als die Gewindebohrung 11 im Wellenzapfen 3. Eine derartige Maßnahme hat vorteilhafterweise zur Folge, daß der zwar im Durchmesser kleinere Teil des Gewindebolzens 13 dafür tiefer, das heißt mit einem in Axialrichtung längeren Außengewinde 15, in den Verlangerungszapfen 4 eingeschraubt wird, wodurch die Gesamtbelastbarkeit der Spannverbindung größer wird.

Wenn an die Fähigkeit zur übertragung von Drehmomenten geringere Anforderungen gestellt werden, kann in Abwandlung des gezeigten Ausführungsbeispiels der Formschlußeingriff auf einen Reibschluß reduziert werden. Das heißt, der Verlängerungszapfen kann beispielsweise mit einer ebenen Stirnfläche an einer ebenso ebenen Stirnfläche des Wellenzapfens anliegen. Der Vorteil des erfindungsgemäß in die beiden Teile von deren Stirnseite her eingreifenden Gewindebolzens, nämlich die damit erzielbare hohe Spannkraft, bewirkt auch bei passiven Drehlageranordnungen eine stabile

und dauerhafte und hinsichtlich auftretender Kippmomente (z. B. aufgrund des Türgewichts) hochbelastbare Verbindung.

Ein weiterer bedeutender Vorteil der erfindungsgemäß vorzusehenden Formschlußkupplung in Gestalt der Hirth-Verzahnung besteht in der einfachen Demontierbarkeit des Verlängerungszapfens vom Wellenzapfen. Mach Lösen der Schraubverbindung kann nämlich der Verlängerungszapfen ohne Zuhilfenahme eines Abziehapparates abgenommen werden. Sollte also irrtümlich einmal ein falscher Verlängerungszapfen montiert werden, so ist dies mühelos zu korrigieren.

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Le e rs e i\e

Claims

Vereinigte Baubeschlagfabriken Gretsch & Co. GmbH 725 Leonberg, Siemensstraße 21 - 29

Patentansprüche

Drehlageranordnung mit in einem der relativ zueinander verdrehbaren Teile drehbar gelagertem Wellenzapfen/ insbesondere einem drehantreibbaren Wellenzapfen eines Türschließers und/oder Türöffners, und einem in axialer Verlängerung drehstarr mit dem Wellenzapfen verbindbaren Verlängerungszapfen, dessen freies Ende mit dem anderen der relativ zueinander verdrehbaren Teile koppelbar ist, wobei der Wellenzapfen und der Verlängerungszapfen durch formschlüssig ineinander eingreifende Bereiche gegeneinander unverdrehbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Stirnseiten des Wellenzapfens (3) und des Verlängerungszapfens (4,40) korrespondierend, vorzugsweise übereinstimmend, mit zumindest drei über die Stirnseite verteilten

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ORlGfNAL INSPECTED

und in Axialrichtung vorspringenden Zähnen (7/8) versehen sind/ deren Seitenflanken (9) radial bezüglich eines Punktes (10) an der Drehachse des Wellenzapfens (3) ausgerichtet sind.
2. Drehlageranordnung mit in einem der relativ zueinander verdrehbaren Teile drehbar gelagertem Wellenzapfen und einem in axialer Verlängerung drehstarr damit verbindbaren Verlängerungszapfen, dessen freies Ende mit dem anderen der relativ zueinander verdrehbaren Teile koppelbar ist, insbesondere Drehlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den einander zugewandten Stirnseiten des Wellenzapfens (3) und des Verlängerungszapfens (4,40) axial ausgerichtete Gewindebohrungen (11,12,120) vorgesehen sind und daß ein Gewindebolzen (13) beidendig jeweils mit einem korrespondierenden Außengewinde (14,15) jeweils in eine der Gewindebohrungen (11,12) einschraubbar ist.
3. Drehlageranordnung nach Anspruch 2 mit in einem der relativ zueinander verdrehbaren Teile drehbar gelagertem Wellenzapfen, insbesondere einem drehantreibbaren Wellenzapfen eines Türschließers und/oder Türöffners, und einem in axialer Verlängerung drehstarr mit dem Wellenzapfen verbindbaren Verlängerungszapfen, dessen freies

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Ende mit dem anderen der relativ zueinander verdrehbaren Teile koppelbar ist, wobei der Wellenzapfen und der Verlängerungszapfen durch formschlüssig ineinander eingreifende Bereiche gegeneinander unverdrehbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den einander zugewandten Stirnseiten des Wellenzapfens (3) und des Verlängerungszapfens (4,40) axial ausgerichtete Gewindebohrungen (11,12,120) mit zueinander gegenläufigem Steigungssinn vorgesehen sind und daß ein Gewindebolzen (13) beidendig jeweils mit einem korrespondierenden Außengewinde (14,15) jeweils in eine der Gewindebohrungen (11,12) einschraubbar ist, wobei das in den Verlängerungszapfen (4) einschraubbare Bolzenende eine Formschlußkupplung (16) für ein Schraubwerkzeug und der Verlängerungszapfen (4) eine ihn axial durchsetzende und in seine Gewindebohrung (12) mündende öffnung (17) aufweist.
4. Drehlageranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrungen (11,12) des Wellenzapfens (3) und Verlängerungszapfens (4) mit unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt sind.
5. Drehlageranordnung nach Anspruch 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrungen des Wellenzapfens und

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Verlängerungszapfen einer großen und ruckartig einsetzenden Drehmomentbelastung ausgesetzt. Der Formschluß muß daher zuverlässig hochbelastbar und auch spielfrei gestaltet sein.

Zu diesem Zweck faßt beim Bekannten der Verlängerungszapfen mit einem unrund und pyramidenstumpfartig ausgebildeten Fußteil in eine korrespondierende Ausnehmung des Wellenzapfens. Damit soll das aufgrund der Herstellungstoleranzen unvermeidliche Spiel ausgeglichen werden. Der Pyramidenstumpf drängt sich dabei keilartig in eine korrespondierende Ausnehmung des Wellenzapfens. Nachteilig ist die daraus resultierende radial auswärts auf den Wellenzapfen einwirkende Keilkraft und die je nach Toleranzlage unterschiedliche Eindringtiefe. Die tangential ausgerichteten Formschlußflächen übertragen ebenfalls radial in gleicher Richtung wirkende Kraftkomponenten aus dem Schließerdrehmoment auf die Ringwand des Wellenzapfens/ die somit einer hohen und stoßartigen Belastung in aufweitendem Sinn ausgesetzt ist.

Eine Teilaufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Drehlageranordnung der vorgenannten Art zu schaffen, welche einen exakten Sitz und Formschlußeingriff des Verlängerungszapfens am Wellenzapfen sicherstellt und dabei die Belastung des Wellenzapfens reduziert und somit eine zuverlässige und dauerhafte Verbindung der beiden Teile gewährleistet.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Der hier angegebene Formschlußeingriff entspricht der an sich bekannten Verzahnung, die (jedenfalls in der BRD) als Hirth-Verzahnung bekannt ist,

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