EP3757326A1

EP3757326A1 - Antrieb für einen flügel einer tür oder eines fensters und herstellungsverfahren für einen solchen

Info

Publication number: EP3757326A1
Application number: EP20161000.3A
Authority: EP
Inventors: Benjamin Wörner
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2020-12-30
Anticipated expiration: 2040-03-04
Also published as: SG10202003916UA; FI3757326T3; CN112127727B; DE102019209120B3; CN112127727A; RS64943B1; EP3757326B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters oder dergleichen mit einem Gehäuse, zumindest einem in dem Gehäuse gelagerten Kolben, insbesondere einem Dämpfungs- und/oder Federkolben, und einer Antriebswelle, die zur Rotation um eine Rotationsachse in dem Gehäuse gelagert ist und den Flügel mit dem Kolben koppelt, wobei die Antriebswelle zumindest ein Lagerteil zur Lagerung der Welle und ein Übertragungsteil, insbesondere Ritzel und/oder Kurvenscheibe, zum Übertragen einer Bewegung der Welle auf den Kolben aufweist, die separat voneinander geformt sind, wobei die Teile mit einer stirnseitigen Anlagekontur axial aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsteil mit dem Lagerteil in wenigstens einem ersten Bereich der Anlagekontur verschweißt ist, der eine radiale Höhe in Bezug auf die Rotationsachse aufweist, die größer ist als eine minimale radiale Höhe des Übertragungsteils in Bezug auf die Rotationsachse.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters oder dergleichen mit einem Gehäuse, zumindest einem in dem Gehäuse gelagerten Kolben, insbesondere einem Dämpfungs- und/oder Federkolben, und einer Antriebswelle, die zur Rotation um eine Rotationsachse in dem Gehäuse gelagert ist und den Flügel mit dem Kolben koppelt, wobei die Antriebswelle zumindest ein Lagerteil zur Lagerung der Welle und ein Übertragungsteil, insbesondere Ritzel und/oder Kurvenscheibe, zum Übertragen einer Bewegung der Welle auf den Kolben aufweist, die separat voneinander geformt sind, wobei die Teile mit einer stirnseitigen Anlagekontur axial aneinander anliegen.
Eine bekannte, mehrteilige Antriebswelle umfasst zwei Lagerzapfen und ein Mittelstück oder Übertragungsteil, welches z.B. als Ritzel- oder Nockenkontur bzw. Kurvenscheibe ausgeführt sein kann. An Lagerzapfen und Mittelstück ist jeweils ein Fortsatz vorgesehen, über welchen die Bauteile radial umlaufend miteinander verschweißt werden. Hierbei wird insbesondere das Laserschweißen verwendet. Der maximal schweißbare Durchmesser bzw. der Durchmesser des Fortsatzes wird durch den tiefsten Bereich der Verzahnung oder der Nockenkontur in Bezug auf eine Rotationsachse bestimmt. Da die Verzahnungen und Nockenkonturen oft sehr tiefe Bereiche aufweisen, fällt der schweißbare Durchmesser teils sehr klein aus.
Türschließer werden oft mit einem hohen Drehmoment beaufschlagt, welches ein kleiner Fortsatz bzw. eine hieran vorgesehene Verschweißung unter Umständen nicht tragen kann, was zum Bruch der Antriebswelle führen kann.
Weiterhin müssen oft die Lauffläche des Lagerzapfens und/oder ein Übertragungsbereich, insbesondere Verzahnung oder Kurvenkontur, des Übertragungsteils, leicht verkürzt werden, um Freiraum für den Laserstrahl zu schaffen, sodass beim Schweißen die Lauffläche und der Übertragungsbereich nicht mit aufgeschmolzen werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, bei einem Antrieb der eingangs genannten Art die Stabilität der Verbindung zwischen Lagerteil und Übertragungsteil der Antriebswelle zu verbessern, insbesondere sodass die Antriebswelle höheren Drehmomenten standhält.
Diese Aufgabe wird durch einen Antrieb mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst, und insbesondere dadurch, dass das Übertragungsteil mit dem Lagerteil in wenigstens einem ersten Bereich der Anlagekontur verschweißt ist, der eine radiale Höhe in Bezug auf die Rotationsachse aufweist, die größer ist als eine minimale radiale Höhe des Übertragungsteils in Bezug auf die Rotationsachse.
Hierdurch wird ein besonders großer sogenannter Schweißdurchmesser, also der effektive Durchmesser der Schweißverbindung, bereitgestellt. Der Schweißdurchmesser ist dabei nicht auf die kleinste radiale Höhe des Übertragungsteils beschränkt, sondern ist zwecks Verbesserung der Festigkeit der Verbindung größer. Dies erhöht das zulässige Torsionsmoment der Schweißverbindung und im Ergebnis die Torsionsfestigkeit und die Stabilität der Verbindung bzw. der Antriebswelle.
Es ist häufig wünschenswert oder erforderlich, dass das Übertragungsteil bereichsweise relativ klein in Bezug auf die Rotationsachse ausgebildet ist, insbesondere radial kleiner als eine Lagerfläche des Lagerteils und/oder als ein Anlageabschnitt des Lagerteils. Es wurde nun erkannt, dass es nicht nötig ist, die Verschweißung auf eine kreisförmige Anlagekontur innerhalb der kleinsten radialen Höhe des Übertragungsteils zu beschränken. Vielmehr kann theoretisch die gesamte radiale Höhe des Übertragungsteils, in der Praxis bevorzugt jedenfalls eine größere als die kleinste radiale Höhe des Übertragungsteils, für die Verschweißung ausgenutzt werden, um ein hohes Torsionsmoment der Schweißverbindung zu erreichen. Erfindungsgemäß lassen sich also ein komplexes Übertragungsteil bzw. ein solches mit einer teilweise radial kleinen Struktur und eine hohe Stabilität vorteilhaft miteinander verbinden und das auf besonders einfache Weise, nämlich durch den erfindungsgemäß vergrößerten Schweißdurchmesser. Auch kann das Übertragungsteil im Wesentlichen unabhängig vom Lagerflächendurchmesser des Lagerteils ausgestaltet werden, insbesondere mit einer bereichsweise relativ kleinen radialen Höhe, wohingegen der Lagerflächendurchmesser relativ groß gewählt werden kann.
Durch den größeren Schweißdurchmesser und eine hierdurch vergrößerte Schweißfläche kann die Antriebswelle bei ansonsten gleichen Abmessungen deutlich höhere Drehmomente aufnehmen. Durch den größeren Schweißdurchmesser kommt außerdem vorteilhaft hinzu, dass die Schweißstelle besser zugänglich ist und insbesondere dass ein Schweiß-Laserstrahl einfacher positioniert werden kann und in die Bauteile einschweißen kann, ohne mit einem Übertragungsbereich des Übertragungsteils, insbesondere einer Verzahnung oder Nockenkontur, und/oder einer Lagerfläche des Lagerteils zu kollidieren.
Folglich muss keine oder nur eine relativ kleine axiale Freistellung zwischen Lagerfläche und Übertragungsbereich vorgesehen werden, damit die Schweißstelle zugänglich ist. Bisher wurden beispielsweise Lagerfläche und/oder Übertragungsbereich relativ stark axial verkürzt. Durch die Erfindung ist eine solche Verkürzung nicht länger oder nur in geringerem Umfang nötig, da die Schweißstelle relativ weit radial außen angeordnet werden kann, also besonders gut zugänglich ist. Anders ausgedrückt lassen sich durch die Erfindung die Funktionsbereiche der Welle, also insbesondere Lagerflächen und Übertragungsbereich, vorteilhaft bedarfsgerecht gestalten, wobei weniger axialer Raum für die Verbindung der Teile vorgesehen werden muss. Im Ergebnis können so Lager- und Übertragungslasten reduziert und die Langlebigkeit verbessert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Anlagekontur in dem ersten Bereich kreisabschnittförmig ausgebildet sein. Hierdurch lässt sich der erste Bereich besonders einfach, beispielsweise durch Drehen, herstellen, wobei eine besonders gleichmäßige und somit stabile Schweißverbindung ermöglicht wird.
Es kann beispielsweise vorteilhaft vorgesehen sein, dass die radiale Höhe des ersten Bereichs kleiner ist als die maximale radiale Höhe des Übertragungsteils, insbesondere gleich groß wie oder kleiner als die radiale Höhe des Grundes des Zahnzwischenraums im ersten Bereich, der die kleinste radiale Höhe aufweist.
Der Anlageabschnitt des Übertragungsteils kann zum Beispiel im ersten Bereich der Anlagekontur eine kreisabschnittförmige Umfangskontur aufweisen. Insbesondere kann die Umfangskontur in einem zweiten Bereich von der Kreisform des ersten Bereichs abweichen, insbesondere vollständig radial innerhalb von dieser verlaufen.
Alternativ oder zusätzlich kann der Anlageabschnitt des Lagerteils beispielsweise eine vollständig kreisförmige Umfangskontur aufweisen. Bevorzugt können eine kreisabschnittförmige Umfangskontur des Anlageabschnitts des Übertragungsteils im ersten Bereich und eine kreisförmige Umfangskontur des Anlageabschnitts des Lagerteils konzentrisch angeordnet sein und/oder einen gleichen Radius in Bezug auf die Rotationsachse aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Übertragungsteil mit dem Lagerteil auch in einem zweiten Bereich der Anlagekontur verschweißt ist, der eine radiale Höhe aufweist, die kleiner ist als diejenige des ersten Bereichs, insbesondere wobei der zweite Bereich eine radiale Höhe aufweist, die zwischen der minimalen radialen Höhe des Übertragungsteils und der radialen Höhe des ersten Bereichs liegt.
Bevorzugt können der erste und der zweite Bereich der Anlagekontur zusammen die gesamte Anlagekontur bilden. Grundsätzlich können auch mehrere erste und/oder zweite Bereiche vorgesehen sein.
Die Anlageabschnitte des Übertragungsteils und des Lagerteils können gemäß einem vorteilhaften Beispiel im ersten Bereich der Anlagekontur eine zumindest im Wesentlichen fluchtende Außenfläche aufweisen. Hierdurch kann die Stabilität der Schweißverbindung weiter verbessert werden. Insbesondere können die fluchtenden Außenflächen einen Teilkreiszylindermantel im ersten Bereich bilden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Lagerteil und das Übertragungsteil jeweils vollflächig aneinander anliegen.
Der erste Bereich der Anlagekontur kann vorteilhaft mindestens die Hälfte, bevorzugt mindestens zwei Drittel, weiter bevorzugt mindestens drei Viertel der Anlagekontur umfassen. Hierdurch kann eine besonders gute Stabilität der Schweißverbindung erreicht werden.
Ebenfalls vorteilhaft können die Teile mit einer Mehrzahl von Schweißpunkten längs der Anlagekontur und/oder mit zumindest einer Schweißnaht entlang der Anlagekontur verschweißt sein.
Des Weiteren können die Teile vorteilhaft entlang der gesamten Anlagekontur mit einer Naht und/oder vollständig umlaufend verschweißt sein. Hierdurch wird eine besondere Stabilität erreicht.
Bei einer Ausführungsform sind die Teile durch eine Stumpfnaht verschweißt, insbesondere im ersten Bereich und/oder im zweiten Bereich und/oder im Bereich fluchtender Außenflächen der Teile.
Alternativ oder zusätzlich können die Teile durch eine Kehlnaht verschweißt sein, insbesondere im zweiten Bereich der Anlagekontur.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Teile einen axialen Vorsprung zur Anlage an dem anderen Teil aufweist. Hierdurch kann ein Zugang für ein Schweißgerät erleichtert werden. Außerdem kann so auf besonders einfache Weise ein Abstand der Verschweißung zu einem Funktionsbereich des betreffenden Teils, wie etwa einem Übertragungsbereich oder einer Lagerfläche, geschaffen werden, damit der Schweißvorgang diesen Funktionsbereich nicht negativ beeinflusst.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Vorsprung zylindrisch, insbesondere mit einem zumindest teilweise kreisförmigen Querschnitt, ausgebildet. Insbesondere kann am Lagerteil ein vollständig kreiszylindrischer Vorsprung vorgesehen sein.
Beispielsweise können auch beide Teile einen axialen Vorsprung aufweisen und die Vorsprünge können aneinander anliegen. Somit können die Funktionsflächen der Teile auf besonders einfache und wirksame Weise vor einem zu hohen Wärmeeintrag beim Schweißvorgang geschützt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Schweißpunkt und/oder eine Schweißnaht, insbesondere Kehlnaht, insbesondere im zweiten Bereich, derart ausgebildet ist, dass die Anlagekontur geglättet, insbesondere verrundet, ist. Allgemein ist bevorzugt kein rechter Winkel an der Verbindungsstelle vorgesehen, sondern insbesondere eine Rundung oder Fase. Hierdurch werden Kerbwirkungen stark reduziert und die Festigkeit wird weiter verbessert. Zur Ausbildung der Glättung bzw. Verrundung kann vorteilhaft der Effekt der Nahtüberhöhung ausgenutzt werden. Dieser bewirkt, dass auch ohne Materialzugabe die Schweißstelle ein etwas größeres Volumen hat, als die Verbindungspartner zuvor im aufgeschmolzenen Bereich. Somit kann durch Verschweißen, insbesondere ohne Materialzugabe, ein ursprünglich rechter Winkel der Verbindungspartner geglättet bzw. verrundet werden, insbesondere ohne eine mechanische Nachbearbeitung, wie etwa Schleifen oder Rollieren. Zusätzlich kann eine freie Fläche oder ein freier Abschnitt zwischen einer Umfangskontur des Übertragungsteils oder der Anlagekontur und einer Umfangskontur des Lagerteils im Anlagebereich, insbesondere beim zweiten Bereich, beim Schweißen angeschmolzen werden, um Material für die Verbindung und Glättung bereitzustellen.
Die minimale radiale Höhe des Übertragungsteils in Bezug auf die Rotationsachse kann insbesondere durch den radial tiefsten Bereich einer Kurvenscheibe des Übertragungsteils in Bezug auf die Rotationsachse und/oder den Grund eines Zahnzwischenraumes eines Ritzels des Übertragungsteils gebildet sein, oder jeweils durch eine axiale Fortsetzung hiervon, beispielsweise in einem axialen Vorsprung. Der zweite Bereich kann beispielsweise durch mindestens einen Zahnzwischenraum gebildet sein. Im Falle eines Ritzels kann beispielsweise auch ein ganzer Zahn oder mehrere Zähne Teil des zweiten Bereichs sein.
Vorzugsweise können die Teile durch Laserschweißen miteinander verschweißt sein. Dieses erlaubt mit dem erfindungsgemäß großen Schweißdurchmesser eine besonders stabile Verbindung.
Es kann ferner ein zweites, separat geformtes Lagerteil vorgesehen sein, das mit dem Übertragungsteil auf der dem ersten Lagerteil abgewandten Seite verschweißt ist. Zwischen dem zweiten Lagerteil und dem Übertragungsteil kann insbesondere eine Verbindung vorgesehen sein, die der Verbindung zwischen erstem Lagerteil und Übertragungsteil entspricht.
Zwischen Lagerteil und Übertragungsteil kann beispielsweise eine Anlagefläche gebildet sein, die insbesondere von der Anlagekontur begrenzt ist. Die Anlagefläche kann vorteilhaft senkrecht zu einer Rotationsachse der Antriebswelle ausgerichtet sein. Grundsätzlich kann die Anlagefläche beispielsweise eben sein. Alternativ kann die Anlagefläche beispielsweise kegelförmig sein. Die Anlagefläche kann grundsätzlich auch innen ausgenommen sein, beispielsweise im Falle einer Hohlwelle, und in diesem Fall insbesondere eine Ringfläche sein. Auch können beispielsweise an einem Teil innerhalb der Anlagefläche ein Vorsprung und am anderen Teil eine korrespondierende Ausnehmung zur Zentrierung und/oder Positionierung der Teile relativ zueinander vorgesehen sein.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Herstellungsverfahren nach dem hierauf gerichteten, unabhängigen Anspruch gelöst. Dabei wird eine Antriebswelle durch zumindest ein Lagerteil und ein separates Übertragungsteil gebildet, wobei die Teile mit einer Anlagekontur axial aneinander angelegt werden und wobei das Übertragungsteil mit dem Lagerteil in wenigstens einem ersten Bereich der Anlagekontur verschweißt wird, der eine radiale Höhe in Bezug auf die Rotationsachse aufweist, die größer ist als eine minimale radiale Höhe des Übertragungsteils. Die Bauteile können dafür beispielsweise über einen Zapfen und eine korrespondierende Bohrung vormontiert oder vorpositioniert werden.
Alle im Zusammenhang mit dem Antrieb beschriebenen Ausführungsformen können entsprechend zur Weiterbildung des Verfahrens herangezogen werden und umgekehrt.
Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft anhand der schematischen Zeichnung erläutert.

Fig. 1: zeigt eine Antriebswelle.
Fig. 2: zeigt eine vergrößerte und perspektivische Ansicht der Antriebswelle der Fig. 1.
Fig. 3: zeigt ein Ritzel.
Fig. 4: zeigt eine Kurvenscheibe.
Fig. 5: zeigt eine erfindungsgemäße Antriebswelle.
Fig. 6: zeigt eine vergrößerte und perspektivische Ansicht der Antriebswelle der Fig. 5.
Fig. 7: zeigt ein erfindungsgemäßes Ritzel.
Fig. 8: zeigt eine erfindungsgemäße Kurvenscheibe.
Fig. 9: zeigt eine gegenüber Fig. 6 weiter vergrößerte und perspektivisch andere Ansicht der Antriebswelle der Fig. 5.
Fig. 10: zeigt eine verschweißte Anlagekontur der Antriebswelle der Fig. 5.
Fig. 11: zeigt eine verschweißte Anlagekontur einer weiteren erfindungsgemäßen Antriebswelle mit Kurvenscheibe.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen dabei eine Antriebswelle bzw. Übertragungsteile, die nicht erfindungsgemäß ausgebildet sind, und dienen der Erläuterung des technischen Hintergrundes der Erfindung. Gleichwohl können darin gezeigte Einzelmerkmale zur Weiterbildung der Erfindung herangezogen werden.
In Fig. 1 ist eine Antriebswelle 20 gezeigt, die ein erstes Lagerteil 22, ein zweites Lagerteil 24 sowie ein dazwischen angeordnetes Übertragungsteil 26 umfasst. Die Lagerteile 22 und 24 und das Übertragungsteil 26 sind separat voneinander geformt, liegen mit jeweiligen axialen Vorsprüngen 28 bzw. 30 aneinander an und sind hieran umlaufend verschweißt. Dies kann insbesondere durch einen Schweiß-Laserstrahl 32 erfolgen.
Das Übertragungsteil 26 ist als Ritzel ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Zähnen 34. Wie es in Fig. 2 sichtbar ist, weisen diese Zähne 34 eine unterschiedliche Höhe in Bezug auf eine Rotationsachse der Antriebswelle 20 auf. Die radiale Höhe des Übertragungsteils 26 ist zumindest in einem Bereich eines Zahnzwischenraumes kleiner als die radiale Höhe einer Lagerfläche 38 des Lagerteils 22. Dies gilt auch im Vergleich zum Lagerteil 24, welches in Fig. 2 jedoch nicht sichtbar ist.
Das Übertragungsteil 26 liegt am Lagerteil 22 mit einer Anlagekontur 40 an. Entlang der Anlagekontur 40 sind die Teile miteinander verschweißt. Der Radius der Vorsprünge 28 und 30 bzw. einer vom Laserstrahl 32 erzeugten Schweißnaht entlang der Anlagekontur 40 ist kleiner als die kleinste radiale Höhe des Übertragungsteils 26, welche hier durch den Grund 36 eines Zahnzwischenraumes bestimmt ist.
In Fig. 3 ist das Ritzel 26 separat und in einer axialen Draufsicht auf seinen Vorsprung 30 gezeigt. Es ist außerdem eine Rotationsachse 41 eingezeichnet, die senkrecht zur Bildebene der Fig. 3 verläuft. Die in Bezug auf die Rotationsachse 41 radiale Höhe des Vorsprungs 30, welche der radialen Höhe der Anlagekontur 40 entspricht, ist kleiner als oder maximal so groß gewählt wie die kleinste radiale Höhe des Übertragungsteils 26, hier diejenige des Zahnzwischenraum-Grundes 36.
Eine der Fig. 3 perspektivisch entsprechende Darstellung zeigt in Fig. 4 ein als Kurvenscheibe ausgebildetes Übertragungsteil 42, ebenfalls mit einem Vorsprung 30. Auch hier ist die radiale Höhe des Vorsprungs 30 so gewählt, dass ein radial kleinster Bereich des Übertragungsteils 42, hier ein radial kleinster Bereich 44 der Kontur der Kurvenscheibe 42, die gleiche oder eine größere axiale Höhe aufweist. Der Vorsprung 30 ist somit vollständig innerhalb der Kontur eines Übertragungsbereiches des Übertragungsteils angeordnet.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebswelle beschrieben. Die Bezugszeichen werden zur besseren Orientierung entsprechend den vorstehenden Ausführungen verwendet.
Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebswelle 20 mit einem ersten Lagerteil 22, einem zweiten Lagerteil 24 und einem Übertragungsteil 26. Die Teile sind separat voneinander geformt, liegen axial aneinander an und sind miteinander verschweißt.
In Fig. 6 ist ein Anlagebereich zwischen dem Lagerteil 22 und dem Übertragungsteil 26 vergrößert und perspektivisch gezeigt. Es ist ein Schweiß-Laserstrahl 32 angedeutet, wie er die Teile 22 und 26 miteinander verschweißt.
Das Lagerteil 22 und das Übertragungsteil 26 liegen mit jeweiligen Vorsprüngen 28 und 30 axial aneinander an. Zwei Gründe 36 von jeweiligen Zahnzwischenräumen sind dabei radial kleiner als die radiale Höhe bzw. der Durchmesser des Vorsprungs 30 im ersten Bereich und des vollständig kreiszylinderförmigen Vorsprungs 28.
In Fig. 7 ist das als Ritzel ausgebildete Übertragungsteil 26 in einer axialen Draufsicht separat gezeigt. Wie hier gut zu sehen ist, sind die zwei Gründe 36 von Zahnzwischenräumen radial kleiner ausgebildet als ein radial größerer, kreisabschnittförmiger Umfangsbereich des Vorsprungs 30, welcher einen ersten Bereich 45 der Anlagekontur 40 bildet. Tatsächlich ist sogar ein Zahn 34 vollständig radial kleiner als der kreisabschnittförmige Umfangsbereich bzw. der erste Bereich 45 ausgebildet. Die radiale Höhe des ersten Bereichs 45 ist kleiner als die maximale radiale Höhe des Übertragungsteils 26, hier definiert durch den in Fig. 7 ganz rechten Zahn, insbesondere gleich groß wie oder kleiner als die radiale Höhe des Grundes 36 des Zahnzwischenraums im ersten Bereich 45, der die kleinste radiale Höhe aufweist.
Im ersten Bereich 45 entsprechen sich die Umfangskonturen der Vorsprünge 28 und 30 und die Teile 22 und 26 bzw. die Vorsprünge 28 und 30 weisen im ersten Bereich 45 fluchtende Außenflächen auf. Der Vorsprung 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel als vollständiger Kreiszylinder ausgeführt, weist also einen vollständig kreisförmigen Querschnitt und eine vollständig kreisförmige Umfangskontur auf. Wie in Fig. 7 gut erkennbar ist, weichen jedoch die Zahnzwischenräume und der Zahn 34 von der korrespondierenden Kreisform nach innen hin ab, nämlich in einem zweiten Bereich 46 der Anlagekontur 40. Der Vorsprung 30 ist also nur als Teilkreiszylinder ausgebildet.
In Fig. 8 ist ein als Kurvenscheibe 42 ausgebildetes Übertragungsteil gezeigt, welches beispielsweise in einer Antriebswelle gemäß Fig. 5 anstelle des Übertragungsteils 26 vorgesehen sein kann. Die Kurvenscheibe 42 umfasst als Übertragungsbereich eine über den Umfang in ihrer radialen Höhe veränderliche Kurvenfläche.
Ein Vorsprung 30 ist größtenteils kreiszylindrisch ausgebildet, und zwar konzentrisch zur Rotationsachse 41. Ein radial kleinster Bereich 44 der Kurvenscheibe 42 in Bezug auf die Rotationsachse 41 ist in Fig. 8 links sichtbar. Dieser Bereich 44 weist eine radiale Höhe auf, die kleiner als die radiale Höhe des kreisförmigen, ersten Bereichs 45 der Anlagekontur 40 bzw. des Vorsprungs 30 ist.
Die hier beschriebenen Lagerteile 22 und 24 bzw. die Übertragungsteile 26 und 42 weisen allesamt axiale Vorsprünge 28 bzw. 30 zur gegenseitigen, axialen Anlage auf. Jedoch sind solche nicht zwingend erforderlich. Es können grundsätzlich auch nur einseitig Vorsprünge oder gar keine Vorsprünge zwischen den Verbindungspartnern vorgesehen sein. Gleichwohl können derartige Vorsprünge eine vorteilhafte Freistellung von Funktionsflächen der Lagerteile bzw. des Übertragungsteils bewirken.
In Fig. 9 ist der Anlagebereich zwischen dem Lagerteil 22 und dem Übertragungsteil 26 weiter vergrößert und mit einer leicht von derjenigen der Fig. 6 veränderten Perspektive dargestellt. Zwischen den Verbindungspartnern ist die Anlagekontur 40 mit einem ersten Bereich 45 und einem zweiten Bereich 46 angedeutet. Das Lagerteil 22 und das Übertragungsteil 26 liegen jeweils mit gegenüberliegenden Stirnflächen aneinander an. Anhand von Fig. 9, insbesondere in Verbindung mit Fig. 7, ist besonders gut erkennbar, dass der erste Bereich 45 der Anlagekontur 40 eine radiale Höhe in Bezug auf die Rotationsachse 41 aufweist, die größer ist als eine minimale radiale Höhe des Übertragungsteils 26 in Bezug auf die Rotationsachse 41. Das Übertragungsteil 26 ist mit dem Lagerteil 22 zumindest im ersten Bereich 45 verschweißt, vorteilhaft aber auch im zweiten Bereich 46.
Die Anlagekontur 40 ist kreisabschnittsförmig ausgebildet, nämlich im ersten Bereich 45 kreisförmig und im zweiten Bereich 46 mit einer von derjenigen des ersten Bereichs 45 abweichenden Form. Im zweiten Bereich 46 ist die Anlagekontur 40 so ausgebildet, dass sie der Kontur eines Übertragungsbereichs des Übertragungsteils 26, hier der Kontur der korrespondierenden Zahnzwischenräume bzw. des Zahns 34 des Übertragungsteils 26, entspricht.
Der Vorsprung 28 des Lagerteils 22 ist vollständig kreiszylindrisch ausgebildet. Zwischen der kreisförmigen Umfangskontur des Vorsprungs 28 und der Umfangskontur des Vorsprungs 30 bzw. der Anlagekontur 40 im zweiten Bereich 46 ist eine freie Fläche 50 der Stirnseite des Vorsprungs 28 bzw. des Lagerteils 22 vorhanden. Zwischen der freien Fläche 50 und der Zahnkontur im zweiten Bereich 46 ist ein rechter Winkel ausgebildet. In diesem Beispiel ist die Stirnfläche des Vorsprungs 28 senkrecht zur Rotationsachse 41 ausgerichtet und die Zahnkontur verläuft vollständig axial.
Das Lagerteil 22 und das Übertragungsteil 26 können bevorzugt an mehreren Schweißpunkten entlang der Anlagekontur 40 oder mittels einer Schweißnaht verschweißt sein, welche entlang der gesamten Anlagekontur 40 verläuft. Im ersten Bereich 45 im zweiten Bereich und/oder der Anlagekontur 40 bzw. im Bereich fluchtender Außenflächen der Vorsprünge 28 und 30 ist bevorzugt eine Stumpfnaht zwischen den Teilen vorgesehen. Im zweiten Bereich 46 der Anlagekontur ist hingegen bevorzugt eine Kehlnaht vorgesehen. Die Schweißpunkte und/oder Schweißnähte werden bevorzugt mittels Laserschweißen, insbesondere ohne Materialzugabe, erzeugt.
In Fig. 10 ist eine der Fig. 9 ähnliche perspektivische Ansicht der Antriebswelle 20 gezeigt, wobei jedoch die Teile 22, 26 verschweißt sind, und zwar mit einer Schweißnaht 52. Diese erstreckt sich in dieser Ausführungsform entlang der gesamten Anlagekontur 40, wobei sie im ersten Bereich 45 als Stumpfnaht und im zweiten Bereich 46 als Kehlnaht ausgebildet ist.
Die Anlagekontur 40 ist im zweiten Bereich 46 im Vergleich zu dem bezüglich Fig. 9 beschriebenen rechten Winkel zwischen Zahnkontur und freier Fläche 50 geglättet und verrundet. Die Schweißnaht 52 weist in diesem Bereich insbesondere eine konkave Struktur auf. Diese kann beispielsweise durch vorteilhafte Ausnutzung des Effekts der Nahtüberhöhung eingebracht werden. Auch kann die freie Fläche 50 beim Schweißvorgang mit aufgeschmolzen werden, um zusätzliches Material für die Schweißnaht 52 bzw. die Glättung oder Verrundung bereitzustellen. Durch die Glättung und/oder Verrundung ist also kein rechter Winkel mehr zwischen Zahnkontur und freier Fläche 50 bzw. zwischen Übertragungsteil 26 und Lagerteil 22 vorhanden, so dass eine hiermit verbundene Kerbwirkung vermieden oder verringert ist. Die Schweißverbindung weist also eine besonders hohe Stabilität auf.
In Fig. 11 ist eine der Fig. 10 entsprechende Ansicht für eine Antriebswelle mit einem als Kurvenscheibe 42 ausgebildeten Übertragungsteil gezeigt. Auch hier sind eine freie Fläche 50 und eine Schweißnaht 52 sichtbar, welche die Anlagekontur im zweiten Bereich glättet. Der zweite Bereich ist hier durch einen radial kleinsten Bereich 44 der Kurvenscheibe 42 definiert. Auch hier bewirkt die Naht 52 eine Kerbminderung und sorgt für eine gute Stabilität der Schweißverbindung.
Wie bereits anhand eines Vergleichs der Fig. 1 und 5 erkennbar ist, weist die Antriebswelle der Fig. 5 im Anlage- bzw. Verbindungsbereich zwischen den Lagerteilen 22 bzw. 24 und dem Übertragungsteil 26 einen deutlich größeren Schweißdurchmesser auf. Im zweiten Bereich der Anlagekontur ist die radiale Höhe der Schweißpunkte bzw. Schweißnaht zwar bereichsweise klein im Vergleich zur größten radialen Höhe der Anlagekontur, also in diesem Beispiel im Vergleich zum Radius des ersten Bereichs der Anlagekontur. Dennoch wirkt sich der große Radius bzw. Durchmesser der Verschweißung im ersten Bereich besonders positiv auf die Stabilität aus. Außerdem wird hier vorteilhaft ausgenutzt, dass das Torsionsmoment der Schweißnaht im Wesentlichen in der vierten Potenz mit dem Radius ansteigt. Das heißt, dass selbst wenn der zweite Bereich der Anlagekontur eine leichte Schwachstelle im Vergleich zum ersten Bereich darstellt, der Radiusgewinn im ersten Bereich im Vergleich zur Antriebswelle der Fig. 1 sich dennoch erheblich positiv auf die Stabilität der Schweißverbindung auswirkt. Vor diesem Hintergrund ist es besonders vorteilhaft, wenn sich der erste Bereich der Anlagekontur bzw. eine dort vorgesehene Schweißnaht über mindestens die Hälfte, insbesondere mindestens über drei Viertel, des Umfangs erstreckt.

Bezugszeichenliste

20: Antriebswelle
22: erstes Lagerteil
24: zweites Lagerteil
26: Übertragungsteil
28: Vorsprung
30: Vorsprung
32: Schweiß-Laserstrahl
34: Zahn
36: Grund eines Zahnzwischenraumes
38: Lagerfläche
40: Anlagekontur
41: Rotationsachse
42: Kurvenscheibe
44: radial kleinster Bereich
45: erster Bereich
46: zweiter Bereich
50: freie Fläche
52: Schweißnaht

Claims

Antrieb für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters oder dergleichen mit einem Gehäuse,
zumindest einem in dem Gehäuse gelagerten Kolben, insbesondere einem Dämpfungs- und/oder Federkolben, und
einer Antriebswelle (20), die zur Rotation um eine Rotationsachse (41) in dem Gehäuse gelagert ist und den Flügel mit dem Kolben koppelt,
wobei die Antriebswelle (20) zumindest ein Lagerteil (22, 24) zur Lagerung der Welle (20) und ein Übertragungsteil (26, 42), insbesondere Ritzel und/oder Kurvenscheibe, zum Übertragen einer Bewegung der Welle (20) auf den Kolben aufweist, die separat voneinander geformt sind,
wobei die Teile (22, 24, 26) mit einer stirnseitigen Anlagekontur (40) axial aneinander anliegen,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Übertragungsteil (26, 42) mit dem Lagerteil (22, 24) in wenigstens einem ersten Bereich (45) der Anlagekontur (40) verschweißt ist, der eine radiale Höhe in Bezug auf die Rotationsachse (41) aufweist, die größer ist als eine minimale radiale Höhe des Übertragungsteils (26, 42) in Bezug auf die Rotationsachse (41).
Antrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlagekontur (40) in dem ersten Bereich (45) kreisabschnittförmig ist.
Antrieb nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die radiale Höhe des ersten Bereichs (45) kleiner ist als die maximale radiale Höhe des Übertragungsteils (26, 42), insbesondere gleich groß wie oder kleiner als die radiale Höhe des Grundes (36) des Zahnzwischenraums im ersten Bereich (45), der die kleinste radiale Höhe aufweist.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anlageabschnitt des Übertragungsteils (26, 42) im ersten Bereich (45) der Anlagekontur (40) eine kreisabschnittförmige Umfangskontur aufweist.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anlageabschnitt des Lagerteils (22, 24) eine vollständig kreisförmige Umfangskontur aufweist.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Übertragungsteil (26, 42) mit dem Lagerteil (22, 24) auch in einem zweiten Bereich (46) der Anlagekontur (40) verschweißt ist, der eine radiale Höhe aufweist, die kleiner ist als diejenige des ersten Bereichs (45), insbesondere wobei der zweite Bereich (46) eine radiale Höhe aufweist, die zwischen der minimalen radialen Höhe des Übertragungsteils (26, 42) und der radialen Höhe des ersten Bereichs (45) liegt.
Antrieb nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste und der zweite Bereich (45, 46) der Anlagekontur (40) zusammen die gesamte Anlagekontur (40) bilden.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlageabschnitte des Übertragungsteils (26, 42) und des Lagerteils (22, 24) im ersten Bereich (45) der Anlagekontur (40) eine zumindest im Wesentlichen fluchtende Außenfläche aufweisen.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lagerteil (22, 24) und das Übertragungsteil (26, 42) jeweils vollflächig aneinander anliegen.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich (45) der Anlagekontur (40) mindestens die Hälfte, bevorzugt mindestens zwei Drittel, weiter bevorzugt mindestens drei Viertel der Anlagekontur umfasst.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Teile (22, 24, 26, 42) mit einer Mehrzahl von Schweißpunkten längs der Anlagekontur (40) und/oder mit zumindest einer Schweißnaht (52) entlang der Anlagekontur (40) verschweißt sind.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Teile (22, 24, 26, 42) entlang der gesamten Anlagekontur (40) mit einer Naht (52) verschweißt sind.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Teile (22, 24, 26, 42) durch eine Stumpfnaht verschweißt sind, insbesondere im ersten Bereich (45) und/oder im zweiten Bereich (46) und/oder im Bereich fluchtender Außenflächen der Teile (22, 24, 26, 42).
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Teile (22, 24, 26, 42) durch eine Kehlnaht (52) verschweißt sind, insbesondere im zweiten Bereich (46) der Anlagekontur (40).
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eines der Teile (22, 24, 26, 42) einen axialen Vorsprung (28, 30) zur Anlage an dem anderen Teil aufweist.
Antrieb nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorsprung (28, 30) zylindrisch, insbesondere mit einem zumindest teilweise kreisförmigen Querschnitt, ausgebildet ist.
Antrieb nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass beide Teile (22, 24, 26, 42) einen axialen Vorsprung (28, 30) aufweisen und dass die Vorsprünge (28, 30) aneinander anliegen.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Schweißpunkt und/oder eine Schweißnaht (52), insbesondere im zweiten Bereich (46), derart ausgebildet ist, dass die Anlagekontur (40) geglättet, insbesondere verrundet, ist.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die minimale radiale Höhe des Übertragungsteils (26, 42) in Bezug auf die Rotationsachse (41) durch den radial tiefsten Bereich (44) einer Kurvenscheibe (42) des Übertragungsteils in Bezug auf die Rotationsachse (41) und/oder den Grund (36) eines Zahnzwischenraumes eines Ritzels des Übertragungsteils (26) gebildet ist.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Teile (22, 24, 26, 42) durch Laserschweißen miteinander verschweißt sind.
Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein zweites, separat geformtes Lagerteil (24) vorgesehen ist, das mit dem Übertragungsteil (26) auf der dem ersten Lagerteil (22) abgewandten Seite verschweißt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Antriebs für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters oder dergleichen, bei dem
eine Antriebswelle (20) durch zumindest ein Lagerteil (22, 24) und ein separates Übertragungsteil (26, 42) gebildet wird,
wobei die Teile (22, 24) mit einer Anlagekontur (40) axial aneinander angelegt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Übertragungsteil (26, 42) mit dem Lagerteil (22, 24) in wenigstens einem ersten Bereich (45) der Anlagekontur (40) verschweißt wird, der eine radiale Höhe in Bezug auf die Rotationsachse (41) der Antriebswelle (20) aufweist, die größer ist als eine minimale radiale Höhe des Übertragungsteils (26, 42).