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Die
Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Ein-/Ausstiegseinrichtungen
für Fahrzeuge des öffentlichen Personenverkehrs.
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Derartige
Ein-/Ausstiegseinrichtungen sind insbesondere für Fahrgasttüren,
aber auch für Einstiegsrampen, Schiebetritte und dergleichen
an Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs an sich bekannt.
Oftmals sind diese im Bereich der Türrahmen oder Türportale
oberhalb einer Durchtrittsöffnung angeordnet. Beispielsweise
sind Schwenkschiebetüren in der
EP 10 409 79 A2 und der
EP 13 146 26 A1 beschrieben.
Die darin gezeigten Antriebe eignen sich also insbesondere für
Schwenkschiebetüren, die eine Schwenk- und eine seitliche
Verschiebung während des Öffnungs- und Schließvorgangs durchführen.
Auch Antriebsvorrichtungen für reine Dreh- oder Schwenktüren,
also Türen, die keine seitliche Verschiebung durchführen,
sind in der Regel oberhalb oder unterhalb der Türen im
Bereich des Türportals angeordnet. Auch die
DE 203 16 764 U1 beschreibt
die Anordnung einer Antriebsvorrichtung im oberen Bereich des Türportals.
Die Anordnung des Antriebs über der Tür ist jedoch
hinsichtlich Platzbedarf und Rauminanspruchnahme nachteilig.
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Üblicherweise
sind bei derartigen Ein-/Ausstiegseinrichtungen zwei Vorgänge
getrennt voneinander realisiert. Zum einen werden die entsprechenden
Elemente des Türsystems aus- und eingefahren bzw. geöffnet
und geschlossen, zum anderen ist oftmals zusätzlich eine
Verriegelung notwendig. Dies gilt insbesondere für Türen,
die von einer Antriebsvorrichtung oder Antriebseinheit geöffnet
und ge schlossen und von einer Verriegelungsvorrichtung ver- und
entriegelt werden. Die Verriegelung ist aus Sicherheitsgründen
in vielen Fällen zwingend vorgeschrieben.
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Grundsätzlich
ist eine Verriegelung von Hand möglich, beispielsweise
durch ein Umlegen von entsprechenden Hebeln, bei Fahrzeugen des Personenverkehrs
muss die Verriegelung jedoch in der Regel automatisch erfolgen.
Entsprechend werden Verriegelungsvorrichtungen eingesetzt, die beispielsweise
das Umlegen eines Hebels oder das Einrasten von Schnappelementen über
Elektromotoren bewirken und steuern. Diese Verriegelungsvorrichtungen
sind von der Antriebsvorrichtung für den Öffnungs-
und Schließvorgang unabhängig. Vor dem Öffnen
einer Tür muss diese also zunächst entriegelt werden
bzw. muss die Tür nach dem Schließen entsprechend
verriegelt werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass eine zuständige
Person, beispielsweise der Zugführer, ein entsprechendes
Signal über ein Betätigungselement ausgibt, denkbar
ist aber auch, dass Ver- und Entriegelungsvorgänge Schließvorgänge
bzw. Öffnungsvorgänge automatisch initiieren.
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Der
Aufbau derartiger Ein-/Ausstiegseinrichtungen ist also dementsprechend
kompliziert und aufwendig. Die Antriebe für die Verriegelungsvorrichtungen,
beispielsweise die genannten Elektromotoren, können unabhängig
von den Antriebsvorrichtungen ausfallen oder beschädigt
werden. Der Aufwand für die Wartung entsprechender Ein-/Ausstiegseinrichtungen
ist somit relativ hoch.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung
für Ein-/Ausstiegseinrichtungen für Fahrzeuge
des öffentlichen Personenverkehrs zu schaffen, die möglichst
einfach aufgebaut ist, platzsparend angeordnet werden kann und bei
der insbesondere auch die Verriegelungsvorrichtung robust und widerstandsfähig
ist. Die Nachteile des Standes der Technik sollen vermieden werden.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch eine Antriebsvorrichtung für Ein-/Ausstiegseinrichtungen
für Fahrzeuge des öffentlichen Personenverkehrs,
mit einer Verrieglungsvorrichtung zum Ver-/und Entriegeln der Ein-/Ausstiegseinrichtungen und
einer Antriebseinheit, gelöst, die
- – in
einer sich bei Öffnungs- und Schließvorgängen
um eine Rotationsachse Z-Z drehenden Drehsäule, die die
Ein-/Ausstiegseinrichtung öffnet und schließt,
angeordnet ist und diese antreibt,
- – über ein Haltebauteil am Fahrzeug gehalten
ist, wobei das Haltebauteil als Gegenlager für ein Drehmoment
der Antriebseinheit wirkt,
- – ein Betätigungselement aufweist, das mit
der Antriebseinheit und mit der Verriegelungsvorrichtung verbunden
ist,
wobei beim Öffnungsvorgang der Ein-/Ausstiegseinrichtung
bei Erzeugung eines Drehmomentes durch die Antriebseinheit zunächst
das Betätigungselement zur Betätigung der Verriegelungsvorrichtung
bewegt und erst anschließend das Drehmoment der Antriebseinheit
auf die Ein-/Ausstiegseinrichtung übertragen wird.
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Ein
wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht also darin, die ohnehin
vorhandene Antriebsvorrichtung zur Betätigung der Verriegelungsvorrichtung
zu nutzen. Es sind also keine zusätzlichen Motoren oder
Antriebsmittel notwendig, die Antriebsvorrichtung wird ohne wesentliche
konstruktive Änderungen unmittelbar für die Betätigung
der Verrieglungsvorrichtung genutzt. Einzige Voraussetzung ist, dass
das erzeugte Drehmoment der Antriebseinheit derart mit der Verriegelungsvorrichtung
zusammenwirkt, dass diese beim Öffnungsvorgang, beispielsweise
einer Tür zunächst eine Entriegelung bewirkt und
erst dann die Tür bewegt wird. Das erzeugte Drehmoment
der Antriebseinheit wird also sozusagen für zwei Aufgaben
genutzt, die hintereinander oder, je nach Ausführungsform
auch parallel ablaufen. Entscheidend ist, dass dann, wenn die Tür
in Bewegung gesetzt werden soll, diese zuvor also auch entriegelt
wird. Im umgekehrten Fall, also während des Schließvorgangs,
wird die Tür vorteilhafterweise über eine Schnapp-
oder Drehfallenverriegelung verriegelt.
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Im
Prinzip sind zwei Ausführungsformen möglich, zum
einen kann das Drehmoment der Antriebseinheit beispielsweise über
eine Abtriebswelle auf die Drehsäule übertragen
werden, wodurch sich diese dreht, zunächst aber lediglich
die Verriegelungsvorrichtung betätigt und erst anschließend
eine Übertragung des Drehmoments auf die zu öffnenden Ein-/Ausstiegseinrichtungen
erfolgt. Erfindungsgemäß ist das Betätigungselement
dann derart mit der Verriegelungsvor richtung und der Ein-/Ausstiegseinrichtung
verbunden, dass die genannte zweistufige Aktion erfolgen kann. Zu
diesem Zweck kann in dem Betätigungselement erfindungsgemäß zum
Beispiel ein Langloch vorgesehen sein, in dem ein Bolzen, der mit
der Ein-/Ausstiegseinrichtung verbunden ist, gleitend gelagert ist
Das Betätigungselement ist weiterhin ebenfalls mit der
Verriegelungsvorrichtung verbunden, beispielsweise über
ein Gestänge. Dreht sich nun die Drehsäule, wird
zunächst das Betätigungselement bewegt und über
das Gestänge die Verriegelungsvorrichtung geöffnet.
Schlägt der Bolzen der Ein-/Ausstiegseinrichtung dann am
Ende des Langlochs an, wird das Drehmoment der Antriebseinheit über
das Betätigungselement auf die Ein-/Ausstiegseinrichtung übertragen
und diese geöffnet.
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In
der zweiten Ausführungsvariante erfolgt die Aufteilung
der Nutzung des Drehmoments darüber, dass das Drehmoment
an einer zweiten Stelle an der Antriebseinheit abgenommen wird.
Erfindungsgemäß ist eine Abtriebswelle der Antriebseinheit
mit der Drehsäule verbunden, während das Betätigungselement
beispielsweise an einem Gehäuse der Antriebseinheit befestigt
und fest an die Verriegelungsvorrichtung angelenkt ist. Die Antriebseinheit
ist in einem Drehmomentlager gelagert, dass eine Bewegung der Antriebseinheit
innerhalb der Drehsäule zulässt, ohne dass ein
Drehmoment auf die Drehsäule übertragen wird.
Auch hier bietet sich eine Lagerung über mindestens ein
Langloch an, in das ein Bolzen der Drehsäule hineinragt.
Das Langloch weist eine der Drehbewegung entsprechende Krümmung
auf. Beim Einschalten der Antriebseinheit dreht sich somit zunächst
die Antriebseinheit selbst und nimmt das Betätigungselement,
das an der Verriegelungsvorrichtung angelenkt ist, mit. Die Verriegelungsvorrichtung
wird also betätigt, ohne dass das Drehmoment auf die Drehsäule übertragen
wird. Durch die in diesem Zustand verriegelte Tür wirkt
die Drehsäule als Drehmomentstütze. Wird die Rotation
der Antriebseinheit durch das Ende des Langlochs blockiert und ist
die Tür entriegelt, wird das Drehmoment des Antriebs an
der Antriebswelle entnommen und dadurch die Drehsäule angetrieben.
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Der
Erfindung liegt weiterhin der Grundgedanke zugrunde, die Antriebseinheit
unmittelbar in einer Drehsäule anzuordnen, die Ein-/Ausstiegseinrichtung,
also in der Regel eine Tür, bewegt. Durch diese Anordnung
wird der Bauraum oberhalb der Tür nicht mehr benötigt
und kann für andere Einrichtungen verwendet wer den. Wesentlich
bei einer solchen Anordnung ist jedoch auch, dass dem von der Antriebsvorrichtung
aufgebrachten Drehmoment ein Gegenlager entgegengesetzt wird. Die
Antriebseinheit ist deshalb an einem feststehenden Bauteil des Fahrzeugs
befestigt. Somit ist es möglich, dass das Abtriebsdrehmoment
der Antriebsvorrichtung auf die Drehsäule übertragen
werden kann und sich diese dreht.
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Die
Unterbringung der Antriebseinheit unmittelbar in der Drehsäule
hat neben der Raumeinsparung auch viele Vorteile hinsichtlich Wartung
und Installation der gesamten Antriebsvorrichtung.
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Die
erfindungsgemäße Lagerung kann vorteilhafterweise
auch berücksichtigen, dass aufgrund der Länge
der Drehsäule Verwindungen und Auslenkungen derselben während
des Betriebes kaum zu vermeiden sind. Die Bewegungen der Drehsäule kommen
beispielsweise dadurch zustande, dass das Fahrzeug aufgrund von
Beschleunigungs- und Bremsvorgängen sowie Kurvenfahrten
gestaucht oder tordiert wird. Bei Bussen führt auch der
Reifenkontakt mit Bordsteinen oder ähnlichen Kanten dazu, dass
eine Fahrzeugverformung und damit eine Bewegung der Drehsäule
entsteht. Da die Antriebseinheit an einem ortsfesten Bauteil festgelegt
ist, können sich solche Verwindungen und Auslenkungen der Drehsäule
negativ auf die Antriebsvorrichtung auswirken. Erfindungsgemäß ist
die Antriebseinheit deswegen über ein Lager mit dem Haltebauteil
verbunden, dass ein Taumeln der Drehsäule ermöglicht, eine
Rotation um die Rotationsachse Z-Z jedoch verhindert. Unter Taumeln
wird eine Auslenkung aus der Rotationsachse Z-Z in X- und/oder Y-Richtung
verstanden. Diese Funktion hebt sozusagen eine Relativbewegung zwischen
der Antriebseinheit und der Säule auf.
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Vorteilhafterweise
ist weiterhin eine Bewegung in Z-Richtung, also in Richtung der
Rotationsachse Z-Z möglich. Zu diesem Zweck ist eine Führungswelle,
die die Antriebseinheit mit dem Lager verbindet, in einer Führung
des Lagers verschiebbar gelagert. Die Führungswelle ist
zur Übertragung des Drehmomentes vorzugsweise unrund, sie
kann beispielsweise eine mehrkantige oder polygonale Geometrie aufweisen.
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Die
Drehsäule selbst ist drehbar gelagert, vorzugsweise ebenfalls
im gleichen Haltebauteil, die auch die Antriebseinheit lagert. Durch
den Einsatz eines herkömmlichen Gelenklagers zur Lagerung
der Drehsäule kann sich diese im Haltebauteil drehen und
gleichzeitig Positionsabweichungen zwischen oberen und unterem Lager
in X und Y-Richtung ausgleichen. Der Schwenkpunkt der Führungswelle
und das Drehsäulenlager sollten dabei auf einer Ebene liegen,
also in etwa an gleicher Position der Rotationsachse Z-Z angeordnet
sein. Dies verhindert Verspannungen und Belastungen der Lager und
bewirkt, dass die Bewegung der Antriebseinheit und Drehsäule
möglichst parallel verlaufen.
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Die
bewegliche und flexible Lagerung der Antriebsvorrichtung bzw. Antriebseinheit
ermöglicht den Einbau der Antriebsvorrichtung in verschiedene Fahrzeuge.
Es ist sogar denkbar, die Antriebsvorrichtung in einer Drehsäule
mit geringer Neigung, beispielsweise bis 5° Schräglage,
einzusetzen. Auch hilft die bewegliche Lagerung Einbautoleranzen
auszugleichen, was die Installation und Wartung der gesamten Antriebsvorrichtung
erleichtert.
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Als
besonders geeignetes Lager hat sich ein Kugelwellengelenklager erwiesen.
Die Führungswelle wird mittels Kugeln in einer Kugelaufnahme
geführt. In der Führungswelle sind kugelförmige
Vertiefungen angeordnet, die die Kugeln in Position halten. In der
Kugelaufnahme sind korrespondierende längliche Vertiefungen
in Z-Richtung vorgesehen, in denen die Kugeln geführt werden.
Durch die Lage der länglichen Führungen in Z-Richtung
wird die Drehbewegung um Z verhindert, gleichzeitig aber ein Taumeln
um Z-Z bzw. eine kombinierte Drehung um X und Y ermöglicht.
Die Kugelaufnahme kann vorzugsweise zweiteilig aufgebaut sein.
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Die
Führungswelle kann vorzugsweise eine entlang ihrer Längsachse
verlaufende durchgehende Bohrung aufweisen, durch die notwendige
Kabel und ähnliche Verbindungen geführt werde
können. Eine solche Bohrung hat den Vorteil, dass zum einen
die Raumausnutzung optimiert wird, zum anderen darin geführte
Kabel und Verbindungen geschützt sind.
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Die
Antriebseinheit kann unterschiedlich aufgebaut und angeordnet sein.
Beispielsweise kann das Getriebe über seine Abtriebswelle
als die Führungswelle mit dem Lager verbunden sein, denkbar ist
aber auch eine Anordnung, bei der die Abtriebswelle des Antriebsmotors
als Führungswelle fest mit dem Lager verbunden ist. Im
letzteren Fall ist auch das Gehäuse des Getriebes, z. B.
eines Planetengetriebes, fest mit der Drehsäule verbunden.
Im Prinzip wird die Antriebseinheit im Gegensatz zur ersten Ausführungsvariante
lediglich gedreht, so dass das Getriebe in Richtung Untergrund weist.
Wird der Antriebsmotor bestromt, rotiert das Gehäuse der
Antriebseinheit, wodurch die Drehsäule in Drehung versetzt
wird. Bei dieser Ausführung können ein Aussenrohr
für die Antriebseinheit und die Drehmomentabstützung
im Bereich des Lagers entfallen.
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Erfindungsgemäß kann
eine nicht selbsthemmende Antriebseinheit bzw. ein nicht selbsthemmendes
Untersetzungsgetriebe vorgesehen sein, die Blockade wird also nicht
durch die Antriebseinheit bzw. das Getriebe, sondern durch eine
Blockierungsvorrichtung vorzusehen. Eine manuelle Betätigung der
Ein-/Ausstiegseinrichtungen ist aufgrund der geringen Selbsthemmung
im Notfall stets gewährleistet, es muss dazu lediglich
die Blockierungswirkung der Blockierungseinrichtung aufgehoben werden.
Dies führt zu einem hohen Maß an Sicherheit.
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Da
eine Selbsthemmung des Antriebs bzw. des Getriebes nicht gegeben
ist, ist eine zusätzliche Blockade des Antriebs zwingend
erforderlich. Diese kann durch eine zusätzliche Bremseinrichtung
erfolgen, die im nichtbestromten Zustand eine mechanische Verriegelung
des Antriebs bewirkt. Diese Bremse ist elektrisch und manuell von
Hand entriegelbar, um den Antrieb zu entkoppeln und damit eine elektrische
und/oder manuelle Bedienung zu ermöglichen. Die manuelle
Entriegelung der Bremse kann über eine bekannte Federkraftbremse
mit Handlüftung erfolgen, wobei die Handlüftung
der Bremse für eine mechanische Notentriegelungseinrichtung
genutzt werden kann. Derartige Bremsen sind unter dem Begriff „Low-Activ-Bremse"
bekannt. Alternativ ist aber auch jede andere geeignete Blockierungsvorrichtung verwendbar.
Die Bremse kann beispielsweise mittels Federkraft auf die Abtriebswelle
des Abtriebsmotors wirken und elektromagnetisch lösbar
sein.
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Alternativ
ist auch die Verwendung einer so genannten High-activ Bremse erfindungsgemäß möglich.
Eine solche Bremse ist bekannt auch unter dem Begriff Ankerkraftbremse
bekannt. Das bedeutet die Bremse ist im bestromten Zustand aktiv
und die Tür ist in dieser Position fixiert. Dabei ist Vorraussetzung,
dass die Einstiegstür mit einer externen Verriegelungseinrichtung
versehen ist, um bei einem länger abgestellten Fahrzeug
den Einstieg dauerhaft sicher zu verriegeln. Dies kann z. B. durch
ein fernbedienbares Zentralverriegelungsschloss erfolgen.
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Bei
einem für einen kürzeren Zeitraum abgestellten
Fahrzeug kann die Verriegelung der Tür durch eine verzögerte
Abschaltung der Versorgungsspannung ohne die externe Verriegelung
erfolgen. Dabei wird die Bremse für diesen Zeitraum weiterhin bestromt.
Bei einer nicht abgeschlossenen Tür und bei Abschaltung
der Versorgungsspannung ist die Tür zwar nicht mehr fixiert
und kann manuell von Hand bewegt werden, dafür ist aber
eine mechanische Notentriegelung z. B. über Bowdenzug ist
nicht mehr erforderlich. Die Notentriegelung erfolgt zum Beispiel über
einen Öffnerkontakt in der Ansteuerleitung für
die Bremse. Die Rückstellung der Notentriegelung kann zentral
wie auch dezentral mit einfachen Mitteln erfolgen, die dezentrale
Rückstellung der Notentriegelung beispielsweise über
eine externe Relaisverschaltung.
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Erfindungsgemäß kann
auf eine Bremse als Blockierungseinrichtung sogar vollständig
verzichtet werden, wenn der Antriebsmotor kurzgeschlossen werden
kann. Über das auftretende Kurzschlussmoment des Antriebsmotors
kann so die Tür verriegelt gehalten und ein Bewegen der
Tür verhindert werden. Diese Funktion ist immer gewährleistet,
auch wenn das Fahrzeug steht und nicht in Betrieb ist. Wird die
Notentriegelung betätigt, wird vorzugsweise über
einen mechanischen Schalter die Verbindung zwischen den beiden Kontakten
des Motors unterbrochen, das Kurzschlussmoment wird aufgehoben und
die Tür kann ohne Probleme leicht von Hand geöffnet
werden. Die Selbstverriegelung der Tür wird also durch
einfaches Trennen der Plus- oder Minusleitung des Motors aufgehoben.
Die Verriegelung ist im stromlosen Zustand des Motors immer vorhanden,
das heißt, ein Stromausfall hat keinen ändernden
Einfluss auf diese. Bei Stromausfall oder ausgefallener Elektronik
kann die Notentriegelung stets durch Betätigung des Kurzschluss-Schalters
erfolgen. Es ist möglich, die Ein-/Ausstiegseinrichtung, insbesondere
eine Tür, nach Unterbrechung des Kurzschlusses durch Zurückschalten
des Schalters wieder zu verriegeln.
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Der
Kurzschlussschalter funktioniert erfindungsgemäß vorzugsweise
unmittelbar ohne Hilfsenergie und damit auch bei stillgelegtem Fahrzeug oder
bei Stromunterbrechung.
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Die
Vorteile der Verwendung eines solchen Kurzschluss-Schalters liegen
zum einen in der Reduzierung der notwendigen Bauteile für
die Notentriegelung, zum andern kann der Kurzschluss-Schalter an
beliebiger ergonomisch günstiger Stelle platziert werden,
das Verlegen von sonst üblichen Bowdenzügen oder
Pneumatikleitungen entfällt.
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Erfindungsgemäß ist
auch eine Kombination einer Verriegelung auf Basis eines Kurzschlusses und
die Verwendung einer Bremse oder mechanischen Verriegelung möglich.
Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn das Kurzschlussmoment nicht
ausreicht, um die Tür sicher zu verriegeln.
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Der
schaltbare Kurschluss kann vorteilhafterweise durch Sonderwicklungen
der Motorwicklungen gewährleistet werden, die ausschließlich
zur Herstellung des Kurzschlusses vorgesehen sind. Durch Sonderwicklungen
kann auch eine erhöhte Bremswirkung bzw. Verrieglungswirkung
erreicht werden.
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Weiterhin
kann das Ausgangselement des Untersetzungsgetriebes mit einer Hub-Dreheinheit verbunden
sein, eine an sich bekannte Komponente, die insbesondere bei Außenschwenktüren
eingesetzt wird. Über den Türhub erfolgt dabei
eine formschlüssige Verbindung des Türblattes
mit dem Türportal über Schließkeile.
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Um
die exakte Position der Ein-/Ausstiegseinrichtung, vorzugsweise
einer Tür, ermitteln zu können, ist es sinnvoll
den Drehweg über einen entsprechenden Geber zu erfassen.
Ein solcher Geber, beispielsweise ein Absolutwertgeber, ermittelt
die Position der Tür auch im stromlosen Zustand des Fahrzeugs
und erkennt beim Wiedereinschalten der Stromversorgung die Position
auch dann, wenn der Türflügel zwischenzeitlich
manuell bewegt wurde. Es haben sich Absolutwertgeber als praktikabel
erwiesen, bei denen über Schleifkontakte oberhalb der Drehsäule
entsprechende Werte abgegriffen werden. Erfindungsgemäß kann
aber auch ein berührungsloser, elektronischer Absolutwertgeber
eingesetzt werden. Um die Position der Tür zu erkennen,
ist dieser an der Abtriebswelle des Getrie bes angebracht und besteht
beispielsweise aus einem Magneten, der mit der drehenden Einheit
verbunden ist, und einem elektronischen Chip, zu welchem der drehende
Magnet exakt axial zentrisch ausgerichtet ist.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist an
den Motor ein weiteres Getriebe mit der gleichen Untersetzung wie
das Abtriebsgetriebe angebracht. An dieses Getriebe können
der Magnet sowie ein Gehäuse für die Aufnahme
des elektronischen Chips problemlos axial-zentrisch angebaut werden.
Zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe kann weiterhin die Bremse
angeordnet sein. Da über das Zusatzgetriebe keine Drehmomente übertragen
werden müssen, kann dieses als kostengünstiges
Kunststoffgetriebe ausgeführt sein. Über die Ermittlung
der Stellung des zweiten Untersetzungsgetriebes kann also indirekt
die Position bzw. der Drehweg der Ein-/Ausstiegsvorrichtung bestimmt
werden.
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Die
Erfassung des Drehweges über die Abtriebswelle hat den
Vorteil, dass eventuelle Materialbrüche innerhalb des Antriebs
erkannt und bei einer ungewollten Türöffnung gemeldet
werden können.
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Anstelle
einer nicht selbsthemmenden Antriebseinheit ist selbstverständlich
auch eine selbsthemmende Ausführung einsetzbar. Das Gesamtuntersetzungsgetriebe
kann beispielsweise in zwei Einzelgetriebe aufgeteilt sein, die
durch eine ausrückbare Kupplung miteinander gekoppelt sind.
Die ansteuerbare Kupplung kann als unter Federkraft einrückende
Kupplung ausgebildet sein, die an eine manuell betätigbare
Notfallentriegelungsvorrichtung angeschlossen ist.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das erste
Untersetzungsgetriebe mit dem Antriebsmotor und der ersten Kupplungshälfte gemeinsam
axial mittels Federkraft einer Druckfeder mit der zweiten Kupplungshälfte
und dem zweiten Untersetzungsgetriebe verbunden. In dieser Ausführung
ist der Aufbau an der Kupplung ausgesprochen einfach und mit deutlich
weniger Bauteilen realisierbar. Der Außendurchmesser bleibt
ebenso deutlich kleiner, da der Anbindungspunkt des Bowdenzugs zentral
im Gehäuse vorgesehen ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert:
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1:
Prinzipdarstellung einer Antriebsvorrichtung,
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2:
in einem schematisierten Axialschnitt einer beispielhaften Ausführungsform
einer Antriebseinheit für Ein/Ausstiegseinrichtungen;
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3:
Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Lagerung
der Antriebsvorrichtung,
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4:
Schnittdarstellung einer Lagerung der Antriebsvorrichtung,
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5:
ein Querschnitt durch das Lager zur Darstellung der Anordnung von
Kugeln.
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6:
eine erfindungsgemäße Ausführungsform
im Axialschnitt mit Betätigungselement,
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7:
Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Lagerung
der Antriebseinheit für Ein/Ausstiegseinrichtungen mit
Drehmomentaufteilung,
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1 zeigt
in einer vereinfachten Prinzipdarstellung eine Antriebsvorrichtung 20.
Eine Antriebseinheit 22 ist in einer Drehsäule 24 untergebracht. Die
Drehsäule 24 weist Haltearme 26 für
die Befestigung einer nicht gezeigten Tür auf und ist über
ein Bodenlager 28 drehbar auf einem Untergrund, üblicherweise
einem Fahrzeugboden, gelagert. Weiterhin ist ein Drehlager 38 gezeigt, über
das die Drehsäule 24 drehbar um eine Lenksachse
Z-Z im einem Lager 34 gelagert ist.
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Eine
Abtriebswelle 54 der Antriebseinheit 22 ist über
ein Drehsäulenlager 30 drehfest mit der Drehsäule 24 verbunden,
so dass über das Drehsäulenlager 30 eine
Drehbewegung der Drehsäule 24 bewirkt werden kann.
Aus der Antriebseinheit 22 erstreckt sich eine Führungswelle 32 in
das Lager 34 hinein und ist über ein Antriebseinheitslager 36 drehfest
mit diesem verbunden. Das Antriebseinheitslager 36 kann
beispielsweise als Kugelwellengelenklager ausgeführt sein
und dient der Aufnahme des Drehmomentes der Antriebseinheit 22,
die wiederum fest mit einem Haltebauteil 40 verbunden ist.
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2 zeigt
eine als Kompaktantrieb aufgebaute und in der Drehsäule 24 angeordnete
Antriebseinheit 22, beispielsweise für eine Fahrgasttür,
bei der innerhalb eines schlanken, rohrförmig ausgebildeten
Gehäuses 42 in axialer Richtung hintereinander
ein elektrischer Antriebsmotor 44 und ein Untersetzungsgetriebe 46,
dargestellt als dreiteiliges Planetengetriebe, angeordnet sind.
An den Antriebsmotor 44 schließt sich eine Bremse 48 an,
die ebenfalls innerhalb des Gehäuses 42 untergebracht
ist und als unter Federkraft einrückende und elektromagnetisch und
mechanisch lösbare „Low-Active-Bremse" oder als „High-Active-Bremse"
ausgeführt sein kann. Das Untersetzungsgetriebe 46 ist
nicht selbsthemmend ausgeführt.
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Ein
nicht erkennbares Abtriebselement des Antriebsmotors 44 ist
mit einem ebenfalls nicht erkennbaren Eingangselement des Untersetzungsgetriebes 46 verbunden,
dessen Abtriebswelle 54 über das Drehsäulenlager 30 mit
der Drehsäule 24 verbunden ist. Die Drehsäule 24 verjüngt
sich unterhalb der Antriebseinheit 22.
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Die
Führungswelle 32 erstreckt sich aus dem Gehäuse 42 in
das Lager 34 hinein, wobei das Lager mit dem Haltebauteil 40 des
Fahrzeugs verbunden ist.
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Das
vom Antriebsmotor 44 erzeugte Drehmoment wird über
das Untersetzungsgetriebe 46 auf die Getriebeabtriebswelle 54 übertragen.
Im Notfall muss lediglich die Bremse 48 gelöst
werden, wonach die manuelle Betätigung der Fahrgasttür
aufgrund der fehlenden Selbsthemmung des Untersetzungsgetriebes 46 ohne
weiteres möglich ist.
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Anstelle
oder zusätzlich zur Bremse 48 kann zur Verriegelung
auch eine Kurzschlussvorrichtung vorgesehen sein, die die Motorwicklungen
des Antriebsmotors 44 zur Verriegelung kurzschließt.
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3.
zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 20.
In diesem Fall wirkt die Getriebeabtriebswelle 54 als Führungswelle 32,
ragt in das La ger 34 hinein und ist dort drehfest gelagert. Das
Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 46 ist drehfest
mit der Drehsäule 24 verbunden. Wird der Antriebsmotor 44 bestromt,
rotiert auch das Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 46 der
Antriebseinheit 22, wodurch die Drehsäule 24 in
Drehung versetzt wird. Bei dieser Ausführung können
das Gehäuse 42 für die Antriebseinheit
und die Drehmomentabstützung (Führung 66)
im Bereich des Lagers 32 entfallen. An den Antriebsmotor 44 ist
vorteilhafterweise ein zweites Untersetzungsgetriebe 72 mit
der gleichen Untersetzung wie das Untersetzungsgetriebe 46 angebracht.
An dieses zweite Untersetzungsgetriebe 72 können
als Geber ein Magnet sowie ein Gehäuse 73 für
die Aufnahme des elektronischen Chips problemlos axial-zentrisch
angebaut werden. Da über das zweite Untersetzungsgetriebe 72 keine Drehmomente übertragen
werden müssen, kann dieses als kostengünstiges
Kunststoffgetriebe ausgeführt sein.
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Sämtliche
elektrischen und mechanischen Anschlusselemente, z. B. ggfs. ein
Bowdenzug zur manuellen Entriegelung der Bremse 48, sind
innerhalb des Gehäuses 22 angeordnet. Auch kann
bei Verwendung der Antriebsvorrichtung 20 in einer Hub-Dreheinheit
ein Sensor zur Huberfassung vorgesehen sein.
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4 verdeutlicht
die erfindungsgemäße Lagerung der Antriebsvorrichtung 20.
Gezeigt ist der Lagerbereich gemäß der Ausführungsvariante
aus 2. Das Haltebauteil 40 dient als Abstützung
für das Drehmoment der Antriebseinheit 22. Das
Lager 34 ist als Kugelwellengelenklager ausgeführt
und die Führungswelle 32 in einer zweiteiligen
Kugelaufnahme 58 mittels Kugeln 60 geführt.
Die Führungswelle 32 weist kugelförmige
Aufnahmen für die Kugeln 60 auf, die diese in
Position halten. In der zweiteiligen Kugelaufnahme 58 sind
korrespondierende längliche Vertiefungen 62 eingebracht,
die in Z-Richtung verlaufen. Die Führungswelle 32 ist
durch diese Führungen in der Lage, Taumelbewegungen durchzuführen. Die
Vertiefungen 62 erlauben ein Taumeln der Führungswelle 32 in
Z-Richtung, die kugelförmigen Vertiefungen in der Führungswelle 32 ermöglichen
die Drehmomentübertragung um die Längsachse Z-Z.
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Die
Lagerung der Drehsäule 24 erfolgt über das
Gelenklager 64, in dem sich die Drehsäule 24 um die
Längsachse Z-Z drehen und Taumelbewegungen ausgleichen
kann. Damit die Taumelbewegung der Drehsäule 24 und
der Antriebsvor richtung 20 synchron verlaufen kann, ist
die Kugelaufnahme 58 in Z-Richtung mittig im Gelenklager 64 angeordnet.
Die Drehsäule 24 und die Führungswelle 32 weisen
also sozusagen einen gemeinsamen Taumelpunkt 70 auf, der
auf der Längsachse Z-Z angeordnet ist. Um eine Verschiebung
der Antriebseinheit 22 in Z-Richtung während des
Taumelns zu ermöglichen, ist die Führungswelle 32 mit
einer mehrkantigen Geometrie versehen, die in einer Führung 66 in
Z-Richtung verschiebbar gleiten und das Drehmoment der Antriebseinheit 22 überträgt.
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5 zeigt
einen Querschnitt durch das Lager 34 und verdeutlicht die
Anordnung der Kugeln 60. Es sind Schrauben 68 erkennbar,
die die beiden Kugelaufnahmen 58 miteinander verbinden.
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6 verdeutlicht
eine erste erfindungsgemäße Ausführungsvariante
der Antriebsvorrichtung 20. An der Antriebseinheit 22 ist
ein Betätigungselement 74 gezeigt, das in diesem
Ausführungsbeispiel an einem Gehäuse 42 der
Antriebseinheit befestigt ist. Alternativ ist auch eine Befestigung
direkt an der Antriebseinheit 22 möglich. Das
Betätigungselement 74 ist mit seinem freien Ende
mit einer nicht gezeigten Verriegelungsvorrichtung zum Ver-/und
Entriegeln der Ein/Ausstiegseinrichtungen verbunden. Durch eine
Drehbewegung der Antriebseinheit 22 um eine Rotationsachse
Z-Z bewegt sich das Betätigungselement 74 und
betätigt die Verriegelungsvorrichtung. Das Lager 34,
das die Führungswelle 32 aufnimmt, ist seinerseits
erfindungsgemäß über ein weiteres Rotationslager 76 mit
dem Haltebauteil 40 verbunden. Das Rotationslager 76 ermöglicht
die Aufteilung der Drehmomentabnahme zum einen für Betätigung
der Verriegelungsvorrichtung, zum anderen für die Drehung
der Drehsäule 24.
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7 zeigt
das Rotationslager 76 im Querschnitt. Erkennbar ist, dass
sich ein vom Lager 34 aus erstreckendes Drehmomentübertragungsbauteil 78 in
das Haltebauteil 40 hinein erstreckt und dort ausreichend
Raum für eine Drehung um einen gewissen Rotationsgrad zur
Verfügung hat. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
weist das Drehmomentübertragungsbauteil 78 drei
Langlöcher 80 auf, in die sich ortsfeste Bolzen 82 hinein
erstrecken. Die Lagerung zwischen den Bolzen 82 und den
Langlöchern 80 kann beispielsweise durch Gleit-
oder Wälzlager erfolgen. Beim Einschalten der Antriebseinheit 22 dreht sich
somit zunächst die Antriebseinheit 22, da im Falle
einer verriegelten Tür die Verschluss- oder Verriege lungsvorrichtung
den geringeren Widerstand darstellt. Da die Drehsäule 24 aufgrund
der verschlossenen Tür an der Abtriebswelle 54 nicht
bewegbar ist, wird zunächst die Antriebseinheit 22 und
somit das Betätigungselement 74 bewegt, wodurch
die Tür entriegelt wird. Kommen die Bolzen 82 an
den Enden der Langlöcher 80 zum Anschlag, wird
die Drehbewegung der Antriebseinheit 24 blockiert und das Drehmoment
die sich dann weiterdrehende Abtriebswelle 54 auf die Drehsäule 24 und
somit die Haltearme 26 übertragen. Es sind zwar
drei Langlöcher 80 gezeigt, denkbar ist aber auch
eine Ausführung mit nur einem oder mehr als drei Langlöchern 80.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern umfasst auch gleichwirkende weitere
Ausführungsformen. Die Figurenbeschreibung dient lediglich
dem Verständnis der Erfindung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
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keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1040979
A2 [0002]
- - EP 1314626 A1 [0002]
- - DE 20316764 U1 [0002]