DE9319547U1

DE9319547U1 - Door closer

Info

Publication number: DE9319547U1
Application number: DE9319547U
Authority: DE
Original assignee: Eco Schulte GmbH and Co KG
Current assignee: Eco Schulte GmbH and Co KG
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2003-12-21

Description

Die Erfindung betrifft einen Türschließer mit einem in einem Gehäuse geführten Kolben, zumindest einer mit dem Kolben zusammenwirkenden Schließfeder und einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung und mit einer über ein Getriebe mit dem Kolben verbundenen Schließerwelle, wobei das Getriebe mindestens ein mit der Schließerwelle verbundenes, im Hül1schnittwälzverfahren hergestelltes Zahnritzel mit über dem Umfang unterschiedlich langen wirksamen Hebelarmen aufweist, die bestimmten Türöffnungswinkelbereichen zugeordnet sind.The invention relates to a door closer with a piston guided in a housing, at least one closing spring interacting with the piston and a hydraulic damping device and with a closer shaft connected to the piston via a gear, wherein the gear has at least one toothed pinion connected to the closer shaft and manufactured using the enveloping cutting process with effective lever arms of different lengths around the circumference, which are assigned to certain door opening angle ranges.

Aus der DE-PS 36 38 353 ist ein solcher Türschließer bekannt, bei dem eine kompakte Bauweise und ein für die Betätigung der zu beaufschlagenden Tür günstiger Momentenverlauf erreicht werden sollen. Dazu wird vorgeschlagen, die geeignete Wälzkurve durch variierte Profi!verschiebung, variierten Modul oder über variierte Eingriffswinkel mit mindestens einem unsymmetrischen Zahn mit an der druckseitigen Flanke spitzerem Flankenwinkel als an der nicht druck-Such a door closer is known from DE-PS 36 38 353, in which a compact design and a torque curve that is favorable for the operation of the door to be actuated are to be achieved. To this end, it is proposed to create the appropriate rolling curve by varying the profile displacement, varying the module or varying the pressure angle with at least one asymmetrical tooth with a more acute flank angle on the pressure side than on the non-pressure side.

seitigen Flanke entsprechend zu gestalten. Dadurch soll erreicht werden, daß das Zahnritzel jeweils unterschiedlich lange wirksame Hebelarme erhält. Für die kolbenseitige Verzahnung wird an einer Zahnstange vorzugsweise eine S-förmige Wälzkurve angestrebt. Erzeugt werden dabei Ritzel und die Zahnstange mit der komplementären Verzahnung im sogenannten .Hüllschnittwälzverfahren, bei dem die Mittelachse der Zähne durch den Drehpunkt des Ritzels verläuft.side flank accordingly. This is to ensure that the pinion has effective lever arms of different lengths. For the piston-side toothing, an S-shaped rolling curve is preferably aimed for on a rack. The pinion and the rack are produced with the complementary toothing using the so-called enveloping cutting process, in which the center axis of the teeth runs through the pivot point of the pinion.

In der Praxis zeigt es sich, daß nach diesen Konstruktionsregeln regeln gefertigte Getriebe für die gattungsgemäßen Türschließer nicht störungsfrei arbeiten. Große Eingriffswinkel, die sich bei kleinen Türöffnungswinkeln zwangsläufig ergeben, erhöhen die Reibungswirkung, wodurch der Wirkungsgrad verschlechtert wird. Bereits geringe Produktionsfehler wirken sich sehr gravierend aus und beeinflussen den Wälzkurvenverlauf und damit den Verlauf der wirksamen Momente. Die entsprechende Gestaltung der Wälzkurve durch unterschiedliche Module über den Wälzkurvenverlauf führt dazu, daß die Tragfähigkeit der Zähne eingeschränkt wird. Die Tragfähigkeit erfordert bestimmte Einsatzhärtetiefen- Es besteht dabei die Gefahr der Überhärtung, die zur Sprödigkeit führt. Insbesondere bei geringen Zahnfußdicken an Zähnen, die für die geringen Türöffnungswinkel zum Einsatz kommen, ist diese Gefahr von besonderer Bedeutung.In practice, it has been shown that gears manufactured according to these design rules for the door closers of this type do not work without problems. Large pressure angles, which inevitably arise with small door opening angles, increase the friction effect, which reduces the efficiency. Even small production errors have a very serious effect and influence the rolling curve and thus the course of the effective moments. The corresponding design of the rolling curve using different modules over the rolling curve leads to the load-bearing capacity of the teeth being restricted. The load-bearing capacity requires certain case hardening depths. There is a risk of overhardening, which leads to brittleness. This risk is particularly significant with low tooth root thicknesses on teeth that are used for the small door opening angles.

Auch der Vorschlag der variierten Profi!verschiebung führt insbesondere im Bereich der Zähne, die bei geringen Türöffnungswinkeln im Eingriff sind, zu Zahnfußgestaltungen, die im Bereich der Grenzen der Fertigungsmöglichkeiten liegen. Es erweist sich als schwierig, auch bei diesen Fußgestaltungen die notwendige Einsatzhärtetiefe zu erreichen, ohne die Sprödigkeit unzulässig zu erhöhen, da die Einsatzhärtetiefe bei geringen Zahnfußdicken nur schwer einzuhalten ist. Die optimale Einsatzhärtetiefe wird angegeben mit dem Faktor 0,15 &khgr; Modul.The suggestion of the varied profile shift also leads to tooth root designs that are within the limits of manufacturing possibilities, particularly in the area of the teeth that are in engagement at small door opening angles. It proves difficult to achieve the necessary case hardening depth even with these root designs without increasing the brittleness to an unacceptable extent, since the case hardening depth is difficult to maintain with small tooth root thicknesses. The optimal case hardening depth is specified with the factor 0.15 x modulus.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Türschließer der eingangs genannten Art ein Getriebe vorzuschlagen mit einer Wälzkurve, die dem geforderten Momentenverlauf entspricht, bei dem ein zwängungsfreies Zusammenspiel von Zahnritzel und Gegenrad, insbesondere einer Zahnstange, gewährleistet und die Bruchgefahr im Zahnfußbereich über den wirksamen Drehwinkelbereicii vermieden wird.The object of the invention is to propose a gear for a door closer of the type mentioned at the beginning with a rolling curve that corresponds to the required torque curve, in which a constraint-free interaction of the pinion and counter gear, in particular a rack, is ensured and the risk of breakage in the tooth root area is avoided over the effective angle of rotation range.

Gelöst wird die Erfindungsaufgabe mit einem Türschließer mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugt soll dabei der konstante Eingriffswinkel auf den federbelasteten Flankenseiten zwischen 15 - 35° betragen.The object of the invention is achieved with a door closer with the features of claim 1. Preferably, the constant engagement angle on the spring-loaded flank sides should be between 15 - 35°.

Aus der DE-PS 821 772 ist zwar ein Türschließer bekannt, bei dem die Verzahnung ebenfalls konstante Eingriffswinkel aufweist. Das zugehörige Ritzel mit sogenannten gekippten Zähnen, bei dem die ideelle Mittellinie nicht durch den Drehpunkt des Ritzel verläuft, ist nicht im Hüllschnittwälzverfahren herstellbar. In der dargestellten Form kann das bekannte Getriebe nicht zwängungsfrei arbeiten und ist daher nur mit einem relativ schlechten Wirkungsgrad zu verwirklichen.A door closer is known from DE-PS 821 772, in which the teeth also have a constant pressure angle. The associated pinion with so-called tilted teeth, in which the ideal center line does not run through the pivot point of the pinion, cannot be manufactured using the envelope cutting process. In the form shown, the known gear cannot work without constraints and can therefore only be implemented with a relatively poor level of efficiency.

Nach einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung weist das Getriebe zwei Verzahnungsabschnitte auf, wobei ein erster kleinen Öffnungswinkeln von 0 - 45° zugeordneter Verzahnungsabschnitt des Ritzels in Öffnungsrichtung gesehen eine starke Abnahme der wirksamen Hebelarmlänge aufweist, während der den größeren Türöffnungswinkeln von etwa 45 180° zugeordnete zweite Verzahnungsabschnitt eine gegenüber dem ersten Verzahnungsbereich schwächere, konstante oder schwach zunehmende Veränderung der wirksamen Hebelarmlängen aufweist. Dabei kann in einem Bereich kleinster Türöffnungswinkel von etwa 0 - 10° auch die Abnahme der wirksamen Hebelarmlänge schwächer als am nachfolgenden Verzahnungsabschnitt oder konstant sein. According to a preferred embodiment of the invention, the gear has two toothed sections, whereby a first toothed section of the pinion, which is associated with small opening angles of 0 - 45°, has a strong decrease in the effective lever arm length when viewed in the opening direction, while the second toothed section, which is associated with larger door opening angles of approximately 45 - 180°, has a weaker, constant or slightly increasing change in the effective lever arm lengths compared to the first toothed section. In a range of the smallest door opening angles of approximately 0 - 10°, the decrease in the effective lever arm length can also be weaker than in the following toothed section or constant.

Zur Erfindung gehört auch der Vorschlag gemäß Anspruch 3, der die gleichen konstanten Eingriffswinkel auf der belasteten und der nicht belasteten Flankenseite der Verzahnungen betrifft.The invention also includes the proposal according to claim 3, which relates to the same constant pressure angle on the loaded and the unloaded flank side of the gears.

Von Vorteil erweist sich auch ein Türschließer mit den Merkmalen des Anspruches 5, der einen gleichen Modul bzw. gleiche Teilung der Verzahnung aufweist.A door closer with the features of claim 5, which has the same module or the same pitch of the teeth, also proves to be advantageous.

Vorzugsweise ist die komplementäre Verzahnung eine Zahnstange, die im Kolben des Türschließers ausgebildet ist.Preferably, the complementary toothing is a rack formed in the piston of the door closer.

Anhand eines abgebildeten Obentürschließers wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an overhead door closer. Shown are:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung desFig. 1 is a schematic sectional view of the

TürschiießersDoor closer

undand

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des zugehöriFig. 2 an enlarged view of the corresponding

gen Getriebes mit der angedeuteten Wälzkurve. gear with the indicated pitch curve.

Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. In dem Gehäuse 1 eines Obentürschließers ist verschiebbar ein Kolben 2 angeordnet, der in üblicher Weise mittels Druckfedern 3 in die Schließstellung vorgespannt ist. Im Hohlraum 21 dieses Kolbens ist ein mit der nicht dargestellten Schließerwelle drehfest verbundenes exzentrisches Ritzel 4 angeordnet. Dieses Ritzel 4 steht im Eingriff mit der Zahnstange 22, die im Kolbeninneren ausgebildet ist. In bekannter Weise ist eine Dämpfungseinrichtung 5 vorgesehen. Über den Kolben 2 gesteuert werden die Bohrungen 11 und 12 geöffnet bzw. geschlossen. Hydrauliköl aus dem Federraum kann über das Drosselventil 51 und den überströmkanal 52 in der entsprechenden Richtung strömen.First, reference is made to Figure 1. A piston 2 is arranged in a movable manner in the housing 1 of an overhead door closer, which is pre-tensioned in the closed position in the usual way by means of compression springs 3. An eccentric pinion 4 is arranged in the cavity 21 of this piston and is connected in a rotationally fixed manner to the closer shaft (not shown). This pinion 4 is in engagement with the rack 22, which is formed inside the piston. A damping device 5 is provided in a known manner. The bores 11 and 12 are opened and closed in a controlled manner via the piston 2. Hydraulic oil from the spring chamber can flow in the corresponding direction via the throttle valve 51 and the overflow channel 52.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ändert sich beim Abwälzen des Ritzels 4 der wirksame Hebelarm Ro - R180 entsprechend dem Verlauf der strichpunktiert angegebenen Wälzkurve 7.. Hierdurch wird der Momentenverlauf zwischen Tür und Türschließer beeinflußt. Der Momentenverlauf ist überlagert durch die Momentengestaltung des Hebelgestänges, beispielsweise eines Scherentürschließers oder eines Gleittürschließers.As can be seen from Figure 2, when the pinion 4 rolls, the effective lever arm Ro - R180 changes according to the course of the rolling curve 7 shown in dash-dotted lines. This influences the torque curve between the door and the door closer. The torque curve is superimposed by the torque design of the lever linkage, for example of a scissor door closer or a sliding door closer.

Der Verzahnungsbereich zwischen der Öffnungsstellung 0° und dem Knickbereich der Wälzkurve 6 ist dem Bereich kleiner Türöffnungswinkel zugeordnet, der etwa zwischen 0-45
beträgt. In diesem Bereich ist aus der Wälzkurve eine starke Abnahme des wirksamen Hebelarmes R erkennbar. Der anschließende Bereich ist dem Türöffnungswinkelbereich größerer Öffnungswinkel zugeordnet. Der wirksame Hebelarm nimmt nur noch geringfügig ab bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel. Er könnte jedoch auch konstant gehalten werden oder mit schwacher Veränderung zunehmen.The toothing area between the opening position 0° and the bend area of the rolling curve 6 is assigned to the area of small door opening angles, which is approximately between 0-45
In this area, a strong decrease in the effective lever arm R can be seen from the rolling curve. The following area is assigned to the door opening angle range of larger opening angles. The effective lever arm only decreases slightly in the embodiment shown. However, it could also be kept constant or increase with slight changes.

Erreicht wird dieser Wälzkurvenverlauf durch konstante Eingriff swinkel <c( ,. zwischen vorzugsweise 15 - 35° auf den federbelasteten Flankenseiten 41b und 23b der Verzahnungen 41 und 23. Im Ausführungsbeispiel ist auch der Eingriffswinkel ^r 2 ^aL|f ^der jeweiligen nicht belasteten Flankenseite 23a und 41a konstant und entspricht vorzugsweise dem Eingriffswinkel der anderen Flanke. Konstant gehalten sind dabei der Modul bzw. die Teilung P. Sofern eine Profilverschiebung zur Ausbildung einer geeigneten Zahngeometrie erforderlich ist, so wird diese über die Wälzkurve konstant gehalten.This rolling curve is achieved by constant engagement angles s( ,. between preferably 15 - 35° on the spring-loaded flank sides 41b and 23b of the gear teeth 41 and 23. In the exemplary embodiment, the pressure angle ^r 2 ^aL| f ^{of the} respective non-loaded flank sides 23a and 41a is also constant and preferably corresponds to the pressure angle of the other flank. The module or the pitch P are kept constant. If a profile shift is necessary to form a suitable tooth geometry, this is kept constant via the rolling curve.

Erzeugt werden die Verzahnungen über ein zahnstangenartiges Erzeugungsprofil, an dem die erforderliche Wälzkurve vorgegeben ist. Bei diesem Erzeugungsprofil wird eine gleichbleibende Teilung verwendet. Die Zahngeometrie einschließlich Fuß- und Kopfhöhe werden festgelegt. Die notwendigen Eingriffswinkel der Zahnflanken werden konstant gewählt zwischen 15 und 35°. Mit diesem Erzeugungsprofil werden dannThe gears are produced using a rack-like production profile, on which the required pitch curve is specified. A constant pitch is used in this production profile. The tooth geometry, including the root and tip height, are specified. The necessary pressure angles of the tooth flanks are constantly selected between 15 and 35°. This production profile is then used to

das Ritzel und die zugehörige Zahnstange erzeugt. Statt der Zahnstange kann auch ein entsprechendes Gegenrad erzeugt werden. - - -the pinion and the associated rack are created. Instead of the rack, a corresponding counter gear can also be created. - - -

In Figur 2 ist mit der Ziffer 7 die Wälzkurve des Ritzels 4 angegeben. Angedeutet sind in dieser Figur neben den Eingriff swinkeln <j( . und of &rgr; an den Flankenseiten der Zahnstange 22 auch die Eingriffswinkel c( _&OHacgr;< und o( ₂ ^am Zahnritzel 4. Definitionsgemäß sind diese Eingriffswinkel gebildet durch den Winkel zwischen der Eingriffslinie, die jeweils durch den Drehpunkt des Ritzels, den Wälzpunkt und den "unendlichen" Drehpunkt der Zahnstange 32 und der Tangente
im Wälzpunkt an die Zahnflanke ergibt.In Figure 2, the number 7 indicates the pitch curve of the pinion 4. In this figure, in addition to the engagement angles sj( . and of ρ on the flank sides of the rack 22, the engagement angles c( _Ω < and o( ₂ ^{on the} pinion 4 are also indicated. By definition, these engagement angles are formed by the angle between the line of engagement, which passes through the pivot point of the pinion, the pitch point and the "infinite" pivot point of the rack 32 and the tangent
at the pitch point to the tooth flank.

Zusammenstellung der BezugszeichenList of reference symbols

11 GehäuseHousing 1111 Bohrungdrilling 1212 Bohrungdrilling 22 KolbenPistons 2121 Hohlraumcavity 2222 ZahnstangeRack and pinion 2323 VerzahnungGearing 23a23a ZahnflankeTooth flank 23b23b ZahnflankeTooth flank

3 Druckfederanordnung3 Compression spring arrangement

4 Ritzel4 pinions

41 Verzahnung 41a Zahnflanke 41b Zahnflanke41 Toothing 41a Tooth flank 41b Tooth flank

42 Drehachse42 Rotation axis

5 Dämpfungseinrichtung5 Damping device

51 Drosselventil51 throttle valve

52 Überströmkanal52 Overflow channel

6 Wälzkurve des Ritzels6 Pinion pitch curve

oL P 1 Eingriffswinkel der belasteten ZahnflankenseiteoL P 1 Pressure angle of the loaded tooth flank side

o£, P 2 Eingriffswinkel der nichtbelasteten Zahnflankenseiteo£, P 2 Pressure angle of the unloaded tooth flank side

P TeilungP Division

Ro wirksamer Hebelarm bei TüröffnungswinkelRo effective lever arm at door opening angle

R180 wirksamer Hebelarm bei Türöffnungswinkel 180°R180 effective lever arm at door opening angle 180°

7 Wälzkurve der Zahnstange7 Rack pitch curve

Claims

• · I· I

AfTsVr Ü c'n'e '"

1. Door closer with a piston guided in a housing, at least one closing spring interacting with the piston and a hydraulic damping device and with a closer shaft connected to the piston via a gear, the gear having at least one shaft connected to the closer shaft and produced using the envelope cutting process

• manufactured pinion with effective lever arms of different lengths over the circumference, which are assigned to certain door opening angle ranges, characterized in that the pinion-side toothing (41) and the complementary toothing (23) assigned to the pinion on the spring-loaded flank side (41b, 23b) have constant pressure angles ( ⁰ C ₀ ^).

2. Door closer according to claim 1, characterized in that the constant engagement angle (αC ) on the spring-loaded flank sides (41b, 23b) is between 15 - 35°.

3. Door closer according to claim 1, characterized in that the toothing (41) on the pinion side and the complementary toothing (23) assigned to the pinion (4) have constant pressure angles ( ⁰ C^) on their unloaded flank side (41a, 23a).

4. Door closer according to one or more of the preceding claims, characterized in that the engagement angle of the spring-loaded flank side (o(.

and the non-loaded flank side (oC 2^ are ^{approximately} equal.

Door closer according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pinion-side toothing (41) and the complementary toothing (23) assigned to the pinion have the same module or the same pitch (P) over the entire toothing area.

Z -

6. Door closer according to claim 1, characterized in that the complementary toothing is a rack (22).

7. Door closer according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gear (2, 4) preferably has two toothed sections, whereby a first toothed section of the pinion (4) associated with small door opening angles has a strong decrease in the effective lever arm length when viewed in the opening direction, while the second toothed section associated with the larger door opening angles has a weaker, constant or slightly increasing change in the effective lever arm lengths compared to the first toothed area.