EP2769041B1

EP2769041B1 - Antriebsvorrichtung für ein- und ausstiegseinrichtungen von fahrzeugen des öffentlichen personenverkehrs

Info

Publication number: EP2769041B1
Application number: EP11771185.3A
Authority: EP
Inventors: Lars Linnenkohl; Alfons Harding
Original assignee: Gebrueder Bode GmbH and Co KG
Current assignee: Gebrueder Bode GmbH and Co KG
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: PL2769041T3; RU2570974C1; US9212513B2; RU2014120467A; CN104011311A; US20150027058A1; CN104011311B; ES2574909T3; EP2769041A1; WO2013056743A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Ein- und Ausstiegseinrichtungen von Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Antriebseinheit, die innerhalb einer Drehsäule angeordnet ist und diese antreibt, indem sie die Drehsäule bei Öffnungs- und Schließvorgängen der Ein- und Ausstiegseinrichtungen um ihre Längsachse dreht.
Ein- und Ausstiegseinrichtungen an Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs sind insbesondere in Form von Fahrgasttüren, Einstiegsrampen, Schiebetritten oder dergleichen bekannt. Um die jeweilige Ein- und Ausstiegseinrichtung zu bewegen, sind geeignete Antriebsvorrichtungen vorgesehen. Oftmals sind diese im Bereich der Türrahmen oder Türportale oberhalb einer Durchtrittsöffnung angebracht und dienen zum Öffnen und Schließen von Türen. Typischerweise sind solche Türen im öffentlichen Personenverkehr als Schwenkschiebetüren ausgebildet, die während des Öffnungs- und Schließvorgangs neben einer Schwenkbewegung auch eine seitliche Verschiebung durchführen. Derartige Türsysteme sind beispielsweise aus der EP 1 040 979 A2 und der EP 1 314 626 A1 bekannt. Auch Antriebsvorrichtungen für reine Dreh- oder Schwenktüren, bei denen keine seitliche Verschiebung erfolgt, sind in der Regel oberhalb oder unterhalb der Türen im Bereich des Türportals angeordnet. Auch die DE 203 16 764 U1 beschreibt beispielsweise die Anordnung einer Antriebsvorrichtung im oberen Bereich eines Türportals.
Ferner ist es bei derartigen Antriebsvorrichtungen bekannt, diese sehr kompakt auszuführen, um sie in die Drehsäule einer Fahrgasttür integrieren zu können. Beispielsweise offenbart die DE 20 2008 007 585 U1 eine solche Antriebsvorrichtung. Die Unterbringung der Antriebseinheit unmittelbar in der Drehsäule hat neben der Raumeinsparung viele Vorteile hinsichtlich Wartung und Installation der gesamten Antriebsvorrichtung. Hinzu kommt, dass die Antriebsvorrichtung durch eine spezielle Lagerung von Belastungen durch Bewegungen des Fahrzeugs, des Portals oder der Drehsäule weitgehend frei gehalten werden kann.
Problematisch bei solchen Kompaktantriebssystemen ist es jedoch oftmals, dass durch größere Kräfte, die im geöffneten oder geschlossenen Zustand auf die Türflügel aufgebracht werden, über die Hebelarme des Türsystems sehr große Kräfte auf die Antriebseinheit und das Getriebe ausgeübt werden. Diese Kräfte treten insbesondere bei Vandalismus oder bei Öffnungs- und Schließvorgängen in überfüllten Fahrzeugen auf und können gerade bei ruckartigem-Einleiten z.B. am Türflügel zu einer Beschädigung des Antriebs und/oder des Getriebes führen.
Zur Lösung dieses Problems schlägt die WO 2011/067001 A1 beispielsweise vor, zwischen der Antriebseinheit und einem Haltebauteil, mit dem die Antriebsvorrichtung am Fahrzeug angebracht ist, eine Kupplungsvorrichtung vorzusehen. Bei Überschreiten eines Grenzwerts des auf die Antriebseinheit wirkenden Drehmoments erlaubt die Kupplungsvorrichtung eine Rotation der Antriebseinheit um die vertikale Achse. Ab einem bestimmten Drehmoment dreht sich somit die gesamte Antriebseinheit mit, was Schäden am Antriebsmotor und dem Getriebe verhindert. Die Kupplungsvorrichtung kuppelt dazu aber nur dann aus, wenn ein bestimmter Grenzwert überschritten wird, während die für den normalen Betrieb notwendigen Drehmomente problemlos übertragen werden können. Darüber hinaus ist zwischen der Kupplungsvorrichtung und dem Haltebauteil ein Lager vorgesehen, das ein Taumeln der Drehsäule mit der Kupplungsvorrichtung ermöglicht, um so Verwindungen und Auslenkungen der Drehsäule aufgrund von Bewegungen des Fahrzeugs auszugleichen.
Um ein manuelles Öffnen von Türen zu verhindern, können selbsthemmende Untersetzungsgetriebe eingesetzt werden, um so eine Blockade der Türen zu verwirklichen. Allerdings schlägt beispielsweise die WO 2009/060085 A1 vor, ein nicht selbsthemmendes Untersetzungsgetriebe einzusetzen, so dass die Türen des Fahrzeugs manuell bewegt werden können, ohne dass diese Bewegung durch die Selbsthemmung des Getriebes blockiert würde. Um dennoch eine Blockade der Türen gegen ungewolltes Öffnen zu erreichen, ist eine gesonderte Blockiereinrichtung vorgesehen. Um die Türen aber im Notfall öffnen zu können, ist die Blockiereinrichtung ansteuerbar, so dass ihre Blockierwirkung bei Bedarf aufgehoben werden kann. Die Möglichkeit zur manuellen Betätigung der Ein-und Ausstiegseinrichtungen ist so aufgrund der geringen Selbsthemmung des Getriebes im Notfall stets gewährleistet, es muss dazu lediglich die Blockierungswirkung der Blockierungseinrichtung aufgehoben werden.
Ferner offenbart beispielsweise die DE 20 2008 001 066 U1 eine Antriebsvorrichtung für die Tür eines Fahrzeugs des öffentlichen Personennahverkehrs mit einer Antriebseinheit innerhalb einer Drehsäule, die zwei Haltearme für die Befestigung der Tür aufweist. Dabei sind in der Drehsäule ein Antriebsmotor und zwei Untersetzungsgetriebe angeordnet und eine Drehwegserfassungsvorrichtung der Antriebsvorrichtung weist einen Geber zur Ermittlung der Stellung eines Untersetzungsgetriebes auf. Diese Information kann dazu verwendet werden, die Position der Tür möglichst exakt zu bestimmen.
Die EP 1 738 993 A2 beschreibt ebenfalls einen Antrieb zum Verschwenken einer an der Karosserie eines Fahrzeugs angeordneten Klappe bzw. Tür. Der zugehörige Antriebsmotor ist zwischen einem antreibenden Aktivzustand und einem nicht antreibenden Deaktivzustand schaltbar. Im Deaktivzustand ist die auf den Antriebsmotor einwirkende Übertragungsbelastung durch einen Sensor erfassbar. Bei Überschreiten eines definierten Belastungsgrades ist eine Bremseinrichtung in einen Entblockierzustand schaltbar, um so eine manuelle Betätigung der Tür zu ermöglichen. Der Sensor ist dabei vorzugsweise in den Antriebsmotor integriert.
Darüber hinaus beschreibt die DE 20 2008 004 592 U1 ein Türsystem, das einen Kraftaufnehmer zur Erfassung von bei der Bewegung einer Tür auftretenden Kräften aufweist. Vorzugsweise ist ein solcher Kraftaufnehmer an Türkanten, Trittplatten, Türhaltern, etc. angebracht. So können Überbelastungen von Bauteilen detektiert werden, was insbesondere zu einem optischen und/oder akustischen Alarm führen kann.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für Ein- und Ausstiegseinrichtungen von Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs bereitzustellen, deren Antriebseinheit vor Beschädigung durch übermäßig große externe Kräfte geschützt ist, die auf die Ein- und Ausstiegseinrichtung wirken. Dabei soll die Antriebsvorrichtung möglichst robust, stabil und kompakt aufgebaut sei.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Antriebsvorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Antriebsvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-8.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für Ein- und Ausstiegseinrichtungen von Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs umfasst eine Antriebseinheit, die innerhalb einer Drehsäule angeordnet ist und diese antreibt, indem sie die Drehsäule bei Öffnungs- und Schließvorgängen der Ein- und Ausstiegseinrichtungen um ihre Längsachse Z-Z dreht. Dabei ist die Antriebsvorrichtung am Fahrzeug gehalten und weist einen Antriebsmotor, ein nicht selbsthemmendes Untersetzungsgetriebe und ansteuerbare Blockiermittel auf. Mit den Blockiermitteln ist eine Drehung der Drehsäule blockierbar.
Die Antriebsvorrichtung umfasst ferner eine Drehmomentstütze, über welche die Antriebsvorrichtung mit dem Fahrzeug verbunden ist, wobei die Drehmomentstütze als Gegenlager für ein Drehmoment der Antriebseinheit wirkt. So ist dem aufgebrachten Drehmoment der Antriebseinheit ein Gegenlager entgegengesetzt, da die Antriebseinheit an einem feststehenden Bauteil des Fahrzeugs befestigt ist. Somit ist es möglich, dass das Abtriebsdrehmoment der Antriebsvorrichtung auf die Drehsäule übertragen werden kann, um diese zu drehen.
Erfindungsgemäß weist die Antriebsvorrichtung einen Sensor auf, mit dem die Größe einer externen Kraft erfassbar ist, die auf die Antriebsvorrichtung wirkt. Die externe Kraft wird dabei durch eine Person aufgebracht, welche die Ein- und Ausstiegseinrichtung manuell oder sogar gewaltsam öffnen will. Dabei kann die Größe dieser Kraft direkt oder auch indirekt beispielsweise durch die Verformung eines Bauteils durch die externe Kraft gemessen werden. Der Sensor muss somit nicht die Größe der Kraft selbst messen, sondern kann auch ihre Auswirkungen erfassen, über die dann Rückschlüsse auf die Größe der Kraft gezogen werden können.
Dabei ist der Sensor erfindungsgemäß an der Drehmomentstütze angebracht, die als Gegenlager für ein Drehmoment der Antriebseinheit wirkt. Falls an dieser Stelle eine Verformung der Drehmomentstütze auftritt, bedeutet dies, dass auf die Antriebsvorrichtung eine so hohe Kraft wirkt, dass diese eine Beschädigung der Antriebseinheit bewirken könnte.
Die Antriebsvorrichtung weist ferner Mittel zur Auswertung von Signalen des Sensors und zur Auflösung der Blockierwirkung der Blockiermittel bei Überschreiten eines Grenzwerts für eine durch den Sensor erfasste externe Kraft auf. Hierdurch ist es möglich, bei externen Kräften ab einer gewissen Größenordnung die Blockade der Antriebsvorrichtung aufzuheben, damit die jeweilige Ein- und Ausstiegseinrichtung manuell geöffnet werden kann, ohne dass es zu Beschädigungen der Antriebseinheit kommt. Dabei entspricht auch der Grenzwert direkt oder nur indirekt der Größe der extern aufgebrachten Kraft. Wird die externe Kraft beispielsweise anhand der Verformung eines Bauteils gemessen, entspricht der Grenzwert dem Grad einer Verformung und somit nur indirekt der Größe der externen Kraft.
Bei dem verwendeten Sensor handelt es sich beispielsweise um einen Dehnungsmessstreifen. Dieser kann leicht auf ein Bauteil der Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise die Drehmomentstütze, aufgeklebt werden, das sich bei hohen externen Kräften auf die Antriebsvorrichtung verformt. Der Dehnungsmessstreifen registriert diese Verformung und bei Verformungen ab einer bestimmten Größe kann die Blockierwirkung der Blockiermittel aufgehoben werden. Der Dehnungsmessstreifen erfasst somit die Größe einer extern auf die Antriebsvorrichtung aufgebrachten Kraft indirekt durch die daraus resultierende Verformung eines bestimmten Bauteils. Der Grenzwert für die Auflösung der Blockierwirkung der Blockiermittel entspricht in diesem Fall nur indirekt der Größe einer externen Kraft, denn es handelt sich bei dem Grenzwert um den Grad einer Verformung.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung steht der Sensor über eine Steuereinheit in Verbindung mit den Blockiermitteln, wobei in der Steuereinheit wenigstens ein Grenzwert für eine durch den Sensor erfassbare externe Kraft hinterlegt ist. Die Steuereinheit weist dann Mittel zur Ansteuerung der Blockiermittel auf, mit welchen die Blockierwirkung der Blockiermittel bei Überschreiten des wenigstens einen hinterlegten Grenzwerts für eine durch den Sensor erfasste externe Kraft auflösbar ist.
Ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung ferner Mittel zur Ansteuerung des Antriebsmotors bei Überschreiten eines Grenzwerts für eine durch den Sensor erfassbare externe Kraft aufweist, wobei die Ansteuerung des Antriebsmotors in eine Richtung auslösbar ist, die der Richtung der externen Kraft entgegen gesetzt ist. So kann beispielswese ein vollständiges Öffnen der Ein- und Ausstiegseinrichtungen verhindert werden, denn der Motor bewegt diese entgegen der externen Kraft.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich der Grenzwert zur Auflösung der Blockierwirkung der Blockiermittel von dem Grenzwert zur Ansteuerung des Antriebsmotors, so dass ein Gegensteuern durch den Motor beispielsweise erst bei höheren Kräften aktiviert wird. Die beiden Grenzwerte können jedoch auch identisch sein.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwischen der Antriebseinheit und der Drehmomentstütze eine Lagereinheit vorgesehen, die ein Taumeln der Drehsäule ermöglicht. So können sich Verwindungen und Auslenkungen der Drehsäule beim Betrieb des zugehörigen Fahrzeugs nicht negativ auf die Antriebseinheit auswirken. Dabei wird unter Taumeln eine Auslenkung in X-und/oder Y-Richtung verstanden. Um dieses Taumeln zu ermöglichen, umfasst die Lagereinheit beispielsweise ein Gelenklager, das mit der Drehsäule fluchtet. Ferner kann die Drehmomentstütze ebenfalls zwei Gelenklager aufweisen, deren Drehachsen sich auf einer Höhe befinden bzw. in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Alle drei Gelenklager sind dann an einem sehr hohen Punkt der Drehsäule positioniert, so dass die Taumelfähigkeit der Drehsäule bereits unmittelbar im Bereich der Befestigung der Drehsäule am Fahrzeug bzw. am Portal bewirkt wird.
Diese bewegliche und flexible Lagerung der Antriebsvorrichtung 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.
Insbesondere gegenüber einer Ausführungsform mit Sicherheitskupplung, wie sie in der WO 2011/067001 A1 beschrieben ist, hat die Erfindung den Vorteil, dass wesentlich weniger Bauteile erforderlich sind und die Erfindung mit weniger Aufwand zu realisieren ist. Ferner kann die Antriebsvorrichtung ohne Sicherheitskupplung kompakter gestaltet werden und ist weniger wartungsintensiv. Auch dreht nicht die gesamte Antriebsvorrichtung mit, was sonst bei überfüllten Fahrzeugen nachteilig sein könnte, wenn Personen oder Gegenstände an die Drehsäule gelehnt sind. Darüber hinaus kann der Grenzwert für ein Auflösen der Blockierwirkung individuell für verschiedene Fahrzeuge bzw. deren Einsatzbedingungen eingestellt werden. Ergibt sich beim Betrieb eines Fahrzeugs beispielsweise, dass der Grenzwert zu hoch oder zu niedrig gewählt wurde, kann er innerhalb einer Steuereinheit auch auf einfache Weise durch Umprogrammierung geändert werden.
Insbesondere die Anbringung eines Dehnungsmessstreifens an einer Drehmomentstütze hat den Vorteil, dass der Sensor hier einfach anzubringen ist und verlässlich darüber Auskunft gibt, ob eine externe Kraft zu Beschädigungen an der Antriebseinheit führen könnte. Wenn sich die Drehmomentstütze trotz der vorgesehenen Lagerung verformt, ist dies ein Indiz dafür, dass eine Blockade aufgehoben werden sollte.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
Von den Abbildungen zeigt:

Fig. 1: eine Prinzipdarstellung einer Drehsäule mit integrierter Antriebsvorrichtung;
Fig. 2: einen schematischen Axialschnitt durch einen Teil eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung; und
Fig. 3: den oberen Teil einer Antriebsvorrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht.

Fig. 1 zeigt in einer vereinfachten Prinzipdarstellung eine Antriebsvorrichtung für Ein- und Ausstiegseinrichtungen eines Fahrzeugs. Dabei ist die zugehörige Antriebseinheit 11 der Antriebsvorrichtung 10 innerhalb des Außenrohres einer Drehsäule 20 unterbracht, so dass die Antriebsvorrichtung 10 wenigstens die Drehsäule 20 und die darin untergebrachte Antriebseinheit 11 umfasst. Die Drehsäule 20 weist Haltearme 22 und 23 für die Befestigung einer nicht dargestellten Tür auf und ist über ein Bodenlager 24 drehbar auf dem Untergrund gelagert, wobei der Untergrund üblicherweise durch den Boden des Fahrzeugs gebildet wird.
Durch Ansteuerung der Antriebseinheit 11 kann die Drehsäule in Rotation um ihre Längsachse Z-Z (Rotationsachse Z-Z) versetzt werden, was eine Bewegung der Haltearme 22, 23 und damit der daran befestigten Tür bewirkt. Dabei kann die Antriebseinheit 11 unterschiedlich aufgebaut bzw. können ihre Komponenten innerhalb der Drehsäule unterschiedlich angeordnet sein. Der Aufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 10 ist in Fig.2 dargestellt, wobei nur der obere Teil der Drehsäule 20 mit der Antriebseinheit und der oberen Lagerung dargestellt ist.
Dieser Teil der Drehsäule 20 weist ein Außenrohr 21 auf, in dem ein Antriebsmotor 30 und ein Untersetzungsgetriebe 31 untergebracht sind. Ein Abtriebselement des Motors 30 ist dabei mit einem Eingangselement des Getriebes 31 verbunden, dessen Abtriebswelle als Führungswelle 72 in eine Motoraufnahme 70 hineinragt. Die Führungswelle 72 ist zur Übertragung des Drehmomentes von dem Untersetzungsgetriebe 31 auf die Motoraufnahme 70 vorzugsweise unrund. Sie kann beispielsweise einen mehrkantigen oder polygonalen Querschnitt aufweisen. Die Motoraufnahme 70 wiederum ist drehbar in einer Lagerhülse 71 gelagert, die ihrerseits fest mit dem Außenrohr 21 der Drehsäule 20 verbunden ist. Die Führungswelle 72 kann in der Motoraufnahme 70 auch in Z-Richtung verschiebbar gelagert sein, um eine Verschiebung der Antriebseinheit in Z-Richtung zu ermöglichen und so Längenveränderungen durch Stauchungen oder Streckungen der Drehsäule 20 auszugleichen.
Die gesamte erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 10 ist vorteilhafterweise als Kompaktantrieb aufgebaut, in dem der elektrische Antriebsmotor 30 und das Untersetzungsgetriebe 31 axial hintereinander innerhalb des rohrförmigen Gehäuses 21 der Drehsäule 20 angeordnet sind. Diese schlanke Bauform des Antriebs erlaubt es, ihn optisch ansprechend z.B. an jeder Stelle der rohrförmig ausgeführten Türdrehsäule zu integrieren. Es ist somit einfach möglich, den Antrieb je nach Fahrzeuggegebenheiten und Anschlussmöglichkeiten zu platzieren, wodurch am bisher üblichen Platz für Türantriebe, z.B. im Dachbereich, Bauraum für andere Komponenten geschaffen wird.
Weiterhin kann das Ausgangselement des Untersetzungsgetriebes 31 mit einer Hub-Dreheinheit verbunden sein. Hierbei handelt es sich um 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.
Es ist ferner eine Lagerung der Antriebsvorrichtung 10 bzw. der darin enthaltenen Antriebseinheit vorgesehen, die berücksichtigt, dass aufgrund der Länge der Drehsäule Verwindungen und Auslenkungen derselben während des Betriebes kaum zu vermeiden sind. Die Bewegungen der Drehsäule 20 kommen beispielsweise dadurch zustande, dass das zugehörige Fahrzeug aufgrund von Beschleunigungs- und Bremsvorgängen sowie Kurvenfahrten gestaucht und tordiert wird. Bei Bussen führt auch der Reifenkontakt mit Bordsteinen oder ähnlichen Kanten dazu, dass eine Fahrzeugverformung und damit eine Bewegung der Drehsäule 20 stattfindet. Da die Antriebsvorrichtung 10 über die Befestigung an dem Fahrzeug an einem ortsfesten Bauteil festgelegt ist, können sich solche Verwindungen und Auslenkungen der Drehsäule 20 negativ auf die Antriebseinheit auswirken.
Die Antriebsvorrichtung 10 ist dabei über ein Haltebauteil an einem Fahrzeug angebracht. Dazu umfasst die Antriebsvorrichtung vorzugsweise eine Drehmomentstütze 40, über welche die Antriebsvorrichtung 10 an dem Fahrzeug befestigt ist. Die Drehmomentstütze 40 wirkt als Gegenlager für ein Drehmoment der Antriebseinheit und weist vorzugsweise zwei Gelenklager 41 und 42 auf. Ferner ist die Antriebseinheit über ein weiteres Gelenklager 60 mit der Drehmomentstütze 40 verbunden, wobei diese Lagereinheit 60 ein Taumeln der Drehsäule ermöglicht. Die Drehachsen der drei Gelenklager 41, 42 und 60 sind dabei vorzugsweise auf einer Höhe bzw. in einer Ebene angeordnet, was zu einem günstigen Kräfteverhältnis führt.
Erfindungsgemäß kann weiterhin eine Drehwegerfassung vorgesehen sein. Diese erfolgt vorteilhafterweise über einen Inkremental- oder einen Absolutwertgeber direkt auf der Motorwelle des Antriebsmotors 30 oder einer Abtriebswelle für die Ein- und Ausstiegseinrichtung. Wird die Antriebsvorrichtung 10 beispielsweise für eine Fahrgasttür verwendet, kann die Drehwegerfassung über die Abtriebswelle für eine Drehsäulenanbindung erfolgen. 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.
Das Untersetzungsgetriebe 31 der Antriebseinheit ist erfindungsgemäß nicht selbsthemmend ausgeführt, so dass eine manuelle Betätigung der Ein- und Ausstiegseinrichtung aufgrund der geringen Selbsthemmung im Notfall stets gewährleistet ist. Um dennoch eine Blockade der Ein- und Ausstiegseinrichtung zu erreichen, ist eine Blockiereinrichtung 32 vorgesehen, die beispielsweise als Bremse ausgeführt sein kann. Diese Bremse befindet sich im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 axial unterhalb des Motors 30. Um eine Tür im Notfall öffnen zu können, muss lediglich die Blockierwirkung der Blockiereinrichtung 32 aufgehoben werden. Dies führt zu einem hohen Maß an Sicherheit.
Die zusätzliche Blockier- bzw. Bremseinrichtung kann so ausgeführt sein, dass sie im nichtbestromten Zustand eine mechanische Verriegelung des Antriebs bewirkt. Die Bremse ist dann 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 Antriebsmotors 30 wirken und elektromagnetisch lösbar sein.
Auf eine Bremse als Blockierungseinrichtung kann verzichtet werden, wenn der Antriebsmotor 30 kurzgeschlossen werden kann. Über das auftretende Kurzschlussmoment des Antriebsmotors 30 kann so eine Ein- und Ausstiegseinrichtung verriegelt gehalten und ein Bewegen beispielsweise einer Tür verhindert werden. Diese Funktion ist immer gewährleistet, auch wenn das Fahrzeug steht und nicht in Betrieb ist. Die Blockiermittel 32 gemäß der Erfindung werden hierbei somit nicht durch eine separate Einheit realisiert, sondern durch Mittel zum Kurzschluss des Antriebsmotors 30.
Wird die Notentriegelung betätigt, wird vorzugsweise über einen mechanischen Schalter die Verbindung zwischen den beiden Kontakten des Motors 30 unterbrochen, das Kurzschlussmoment wird so 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- und Ausstiegseinrichtung, insbesondere eine Tür, nach Unterbrechung des Kurzschlusses durch Zurückschalten des Schalters wieder zu verriegeln. Der Kurzschlussschalter funktioniert dabei vorzugsweise unmittelbar ohne Hilfsenergie und damit auch bei stillgelegtem Fahrzeug oder bei Stromunterbrechung.
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 somit bei dieser Ausführungsform von Blockiermitteln. Auch ist 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.
Der schaltbare Kurzschluss kann vorteilhafterweise durch Sonderwicklungen der Motorwicklungen gewährleistet werden, die ausschließlich zur Herstellung des Kurzschlusses vorgesehen sind. Durch Sonderwicklungen kann auch eine erhöhte Bremswirkung bzw. Verriegelungswirkung erreicht werden.
Die gewählten Blockiermittel 32 können somit aktiv gelöst werden, wenn einer Person die Möglichkeit gegeben werden soll, eine Tür manuell zu öffnen. Dies ist beispielsweise bei einem Notfall der Fall. Bei ungewollten externen Kräften, die auf eine Tür wirken, wie es beispielsweise bei Vandalismus oder bei Öffnungs- und Schließvorgängen in überfüllten Fahrzeugen der Fall ist, würden die Blockiermittel jedoch ein Öffnen der Tür verhindern. Durch größere Kräfte, die im geöffneten oder geschlossenen Zustand auf die Türflügel aufgebracht werden, werden jedoch über die Hebelarme des Türsystems sehr große Kräfte auf die Antriebseinheit und das Getriebe ausgeübt. Diese Kräfte können zu einer Beschädigung des Antriebs oder des Getriebes führen.
Daher umfasst die Antriebsvorrichtung 10 erfindungsgemäß wenigstens einen Sensor 50, mit welchem eine solche externe Kraft, die auf die Antriebseinheit 11 wirkt, direkt oder indirekt erfasst werden kann. Sobald die erfasste Kraft einen bestimmten Grenzwert überschreitet, wird die Blockierwirkung der gewählten Blockiermittel 32 aufgelöst, so dass sich die Tür öffnen lässt. Beispielsweise wird also die Bremswirkung einer Bremse aufgelöst und/oder das Kurzschlussmoment des Motors 30 wird aufgehoben.
Vorzugsweise ist der Sensor 50 an der Drehmomentstütze 40 angebracht, wie es in der dreidimensionalen Ansicht der Fig. 3 dargestellt ist. Dabei zeigt die Fig. 3 das obere Gelenklager 60, das ein Taumeln der Drehsäule 20 erlaubt und die beiden Gelenklager 41 und 42 der Drehmomentstütze 40.
Der Sensor 50 ist beispielsweise als Dehnungsmessstreifen ausgebildet, der an einer geeigneten Stelle mit einem Spezialkleber auf die Drehmomentstütze 40 aufgeklebt ist. Durch eine hohe externe Kraft, die beispielsweise manuell von einer Person auf eine Tür aufgebracht wird, verformt sich die Drehmomentstütze 40, was von dem Dehnungsmessstreifen 50 registriert wird. Sobald die Verformung eine bestimmte Grenze erreicht, wird dies als Öffnungsversuch der Tür gewertet und die Blockierwirkung der gewählten Blockiermittel 32 wird aufgehoben. Die Tür lässt sich somit öffnen, ohne dass die Antriebseinheit beschädigt wird.
Der Sensor 50 kann jedoch auch an einer anderen Stelle des Antriebsvorrichtung 10 angebracht werden, die sich für die Messung einer externen Kraft eignet, welche auf eine Ein- und Ausstiegseinrichtung wie eine Tür aufgebracht wird. Auch können mehrere Sensoren eingesetzt werden. Dabei muss ein Sensor 50 nicht direkt an einer Stelle positioniert werden, an der eine solche Kraft aufgebracht wird, sondern er kann auch dort positioniert werden, wo sich eine aufgebrachte Kraft auf die Antriebsvorrichtung 10 auswirkt. Beispielsweise könnte der Sensor 50 auch an den Haltearmen 22, 23 oder der Drehsäule 20 angebracht werden, wo er eine Verformung dieser Bauteile misst. Ferner können mehrere Sensoren vorgesehen sein, um Auswirkungen einer extern aufgebrachten Kraft an verschiedenen Positionen zu erfassen.
Dabei kann der Grenzwert für die erfasste externe Kraft in einer in den Figuren nicht dargestellten Steuereinheit hinterlegt sein, welche mit dem Sensor 50 und den Blockiermitteln 32 in Verbindung steht. Diese Steuereinheit empfängt die Signale des Sensors 50 und wertet sie aus. Sobald der hinterlegte Grenzwert überschritten ist, steuert die Steuereinheit die Blockiermittel 32 entsprechend an. Kräfte unterhalb des Grenzwerts bedeuten dann betriebsübliche Belastungen der jeweiligen Ein- und Ausstiegseinrichtung, wie sie beispielsweise beim Anlehnen von Personen an Türen auftreten können. In solchen Fällen sollte eine Tür sich selbstverständlich nicht öffnen. Kräfte oberhalb des Grenzwerts lassen dagegen auf einen beabsichtigten Öffnungsversuch schließen, der eine Beschädigung der Antriebseinheit zur Folge haben könnte. In einem solchen Fall sollte sich die Tür öffnen, um eine Beschädigung zu vermeiden. Um zwischen diesen Fällen zu unterscheiden, muss der Grenzwert für die Auflösung der Blockierwirkung genau ermittelt werden. Dies kann beispielsweise aufgrund von experimentellen Testversuchen erfolgen, bei denen für verschiedene externe Kräfte die Auswirkungen auf die Antriebsvorrichtung gemessen werden. Der Grenzwert kann jedoch auch theoretisch bestimmt werden.
Die Blockierwirkung der Blockiermittel 32 kann somit aktiv gelöst werden, wenn die Öffnung einer Ein- und Ausstiegseinrichtung erwünscht ist und daher erlaubt werden soll. Sie kann jedoch auch passiv gelöst werden, wenn die Öffnung einer Ein- und Ausstiegseinrichtung zwar nicht erwünscht ist, jedoch erlaubt werden soll, um eine Beschädigung der Komponenten der Antriebseinheit zu verhindern.
Ergänzend kann vorgesehen sein, dass bei Überschreiten eines Grenzwerts einer externen Kraft auf die Antriebsvorrichtung 10 auch der Antriebsmotor 30 angesteuert wird. Vorzugsweise wird er in eine Richtung angesteuert, die der externen Kraft entgegengesetzt ist. So kann erreicht werden, dass zwar ein Öffnen einer Tür möglich ist, ein vollständiges Öffnen jedoch durch den Motor verhindert wird. Dabei können die hinterlegten Grenzwerte für die Auflösung der Blockierwirkung der Blockiermittel 32 und für die Ansteuerung des Antriebsmotors 30 identisch sein oder sich unterscheiden. Bei unterschiedlichen Grenzwerten ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Grenzwert für die Auflösung der Blockiermittel 32 niedriger liegt als der Grenzwert für die Ansteuerung des Motors 30. Der Motor wird so nur bei sehr hohen Kräften aktiviert.
Unter bestimmten Bedingungen kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Motor 30 in die gleiche Richtung angesteuert wird, in welche auch die externe Kraft wirkt. Die Tür öffnet sich dann automatisch, um weitere Aktionen von Vandalismus zu verhindern. Wenn durch die Art und Anbringung des Sensors 50 an der Antriebsvorrichtung 10 nicht unbedingt auf die Richtung der Kraft geschlossen werden kann, können bei der Ansteuerung des Motors 30 weitere Informationen verarbeitet werden. Beispielsweise kann es auch der Fall sein, dass ein Person gewaltsam versucht, eine geöffnete Tür zu schließen. Wenn durch den gewählten Sensor 50 nicht registriert werden kann, ob eine Person versucht, ein Tür zu öffnen oder zu schließen, sondern nur, dass eine externe Kraft aufgebracht wird, kann die Steuereinheit die Information liefern, in welchem Zustand sich die Tür befindet. Ist die Tür geschlossen, handelt es sich um einen Versuch, die Tür zu öffnen, während es sich bei geöffneter Tür um einen Versuch handeln kann, die Tür gewaltsam zu schließen. Die Ansteuerung des Motors 30 kann dann entsprechend in die gleiche oder die entgegen gesetzte Richtung erfolgen.
Wenn ein Dehnungsmessstreifen geeignet an einer Drehmomentstütze 40 angebracht wird, ist es jedoch auch möglich, Verformungen der Drehmomentstütze 40 in verschiedene Richtungen zu registrieren. Daraus lässt sich auf die Richtung der aufgebrachten Kraft schließen. Auch die Anbringung mehrerer Dehnungsmessstreifen ist möglich, um die Richtung der aufgebrachten Kraft besser bestimmen zu können.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei Überschreiten des Grenzwerts für eine externe Kraft ferner ein Alarm ausgelöst. Dieses Alarmsignal kann dem Führer des Fahrzeugs und/oder einer Zentrale übermittelt werden.

Bezugszeichenliste:

10: Antriebsvorrichtung
11: Antriebseinheit
20: Drehsäule
21: Außenrohr, Gehäuse
22,23: Hebelarm
24: Bodenlager
30: Antriebsmotor
31: Untersetzungsgetriebe
32: Blockiermittel, Blockiereinrichtung, Bremse
40: Drehmomentstütze
41,42: Gelenklager
50: Sensor, Dehnungsmessstreifen
60: Gelenklager
70: Motoraufnahme
71: Lagerhülse
72: Führungswelle

Claims

Antriebsvorrichtung (10) für Ein- und Ausstiegseinrichtungen von Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs, umfassend eine Antriebseinheit (11), die im montierten Zustand, innerhalb einer Drehsäule (20) angeordnet ist und diese antreibt, indem sie die Drehsäule (20) bei Öffnungs- und Schließvorgängen der Ein-und Ausstiegseinrichtungen um ihre Längsachse Z-Z dreht, wobei die Antriebsvorrichtung (10), im montierten Zustand, am Fahrzeug gehalten ist und eine Drehmomentstütze (40) umfasst, über welche die Antriebsvorrichtung (10) mit dem Fahrzeug verbunden ist, und die Antriebseinheit (11) einen Antriebsmotor (30), ein nicht selbsthemmendes Untersetzungsgetriebe (31) und ansteuerbare Blockiermittel (32) aufweist, mit denen eine Drehung der Drehsäule (20) blockierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) einen Sensor (50) aufweist, mit welchem die Größe einer externen Kraft erfassbar ist, die auf die Antriebsvorrichtung (10) wirkt, und die Antriebsvorrichtung (10) ferner Mittel zur Auswertung von Signalen des Sensors (50) und zur Auflösung der Blockierwirkung der Blockiermittel (32) bei Überschreiten eines Grenzwerts für eine durch den Sensor (50) gemessene externe Kraft aufweist, wobei die Drehmomentstütze (40) als Gegenlager für ein Drehmoment der Antriebseinheit (11) wirkt und der Sensor (50) an der Drehmomentstütze (40) angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (50) ein Dehnungsmessstreifen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (50) über eine Steuereinheit in Verbindung mit den Blockiermitteln (32) steht, wobei in der Steuereinheit wenigstens ein Grenzwert für eine durch den Sensor erfassbare externe Kraft hinterlegt ist, und dass die Steuereinheit Mittel zur Ansteuerung der Blockiermittel (32) aufweist, mit welchen die Blockierwirkung der Blockiermittel (32) bei Überschreiten des wenigstens einen hinterlegten Grenzwerts für eine durch den Sensor (50) erfasste externe Kraft auflösbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) Mittel zur Ansteuerung des Antriebsmotors (31) bei Überschreiten eines Grenzwerts für eine durch den Sensor (50) erfassbare externe Kraft aufweist, wobei die Ansteuerung des Antriebsmotors (30) in eine Richtung auslösbar ist, die der Richtung der externen Kraft entgegen gesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der Grenzwert zur Auflösung der Blockierwirkung der Blockiermittel (32) von dem Grenzwert zur Ansteuerung des Antriebsmotors (30) unterscheidet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebseinheit (11) und der Drehmomentstütze (40) eine Lagereinheit vorgesehen ist, die ein Taumeln der Drehsäule (20) ermöglicht.
Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit ein Gelenklager (60) umfasst, das mit der Drehsäule (20) fluchtet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (40) zwei Gelenklager (41;42) aufweist.