AT520172A1

AT520172A1 - Spindelantrieb zum Antreiben und Verriegeln von Schwenkschiebetüren für Fahrzeuge aller Art

Info

Publication number: AT520172A1
Application number: ATA564/2016A
Authority: AT
Inventors: Jarolim Reinhold
Original assignee: Knorr Bremse Gmbh
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2019-01-15
Also published as: US20200086893A1; CN110087966A; WO2018107195A1; AT520172B1; EP3554915A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb, wobei der Drehsinn der Spindel (2) die gleiche Richtung (S) wie die Spindelmutter (1) hat und die Leitschiene (4) an ihrem schließseitigen Ende einen Verlauf (4.1) in Einstellrichtung (E ) aufweist, der die Geschlossenlage der Tür (3) in Längsrichtung (L) vorgibt und der rechtwinkelig zur Spindelachse (a2) gerichtet ist, sodass das Leitelement (7) im Verlauf (4.1) die Bewegung der Spindelmutter (1) in Längsrichtung (L) der Spindelachse (a2) sperrt, wodurch zwischen der Spindel (2) und der Spindelmutter (1) eine drehfeste Verbindung entsteht, sodass die Spindelmutter (1) in eine Schwenkbewegung im Drehsinn (S) um die Achse (a2) versetzt wird und diese Schwenkbewegung genutzt wird, die Tür (3) in Einstellrichtung (E ) bis in die Schließposition anzutreiben und zu verriegeln.

Description

Zusammenfassung

Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb, wobei der

Drehsinn der Spindel (2) die gleiche Richtung (S) wie die Spindelmutter (1) hat und die Leitschiene (4) an ihrem schließseitigen Ende einen Verlauf (4.1) in Einstellrichtung (E ) aufweist, der die Geschlossenlage der Tür (3) in Längsrichtung (L) vorgibt und der rechtwinkelig zur Spindelachse (a2) gerichtet ist, sodass das Leitelement (7) im Verlauf (4.1) die Bewegung der Spindelmutter (1) in Längsrichtung (L) der Spindelachse (a2) sperrt, wodurch zwischen der Spindel (2) und der Spindelmutter (1) eine drehfeste Verbindung entsteht, sodass die Spindelmutter (1) in eine Schwenkbewegung im Drehsinn (S) um die Achse (a2) versetzt wird und diese Schwenkbewegung genutzt wird, die Tür (3) in Einstellrichtung (E ) bis in die Schließposition anzutreiben und zu verriegeln.

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Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb zum Antreiben und Verriegeln von Schwenkschiebetüren für Fahrzeuge aller Art.

Bei bekannten Spindelantrieben für Schwenkschiebetüren wird die Ein- und Ausstellbewegung der Tür beispielsweise durch eine, im Einstellbereich gekrümmte Leitschiene bewirkt. Nachteil dieser Lösung ist, dass die Türdichtungen nicht idealerweise senkrecht an die Dichtebene herangeführt werden, sondern unter einem bestimmten Winkel dazu. Dies führt beim Schließvorgang zu einem erhöhten Kraftaufwand und

Dichtungsverschleiß durch entlangschleifen der Dichtungen an der Dichtebene. Weiters wird hierbei die Einstellkraft für die Tür nur aus der Längskraft der Spindelmutter gewonnen, was zu flachen Türeinfahrkurven und somit zu unerwünscht breiten Dichtflächen an der Türnebenschlusskante führt. Es sind auch Antriebe bekannt, die Sondergetriebe mit Momentenverzweigung, z. B. Planetengetriebe, zur Einstellung der Tür verwenden. Es ist auch üblich, die Motoreinheit drehbar um ihre eigene Achse zu lagern und das dem Spindelmoment entgegenwirkende Moment (Gegenmoment), über entsprechende Einrichtungen, für die Einund Ausstellung der Tür heranzuziehen. Nachteil dieser Antriebslösungen ist der hohe mechanische Aufwand und die damit verbundenen Hersteil- und Montagekosten.

Der Erfindng liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen

Spindelantrieb so zu gestalten, dass obige Nachteile vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Drehsinn der Spindel (2) die gleiche Richtung (S) wie die Spindelmutter (1) hat und die Leitschiene (4) an ihrem schließseitigen Ende einen Verlauf (4.1) in Einstellrichtung (E ) aufweist, der die Geschlossenlage der Tür (3) in Längsrichtung (L) vorgibt und der rechtwinkelig zur Spindelachse (a2) gerichtet ist, sodass das Leitelement (7) im

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Verlauf (4.1) die Bewegung der Spindelmutter (1) in

Längsrichtung (L) der Spindelachse (a2) sperrt, wodurch zwischen der Spindel (2) und der Spindelmutter (1) eine drehfeste Verbindung entsteht, sodass die Spindelmutter (1) in eine Schwenkbewegung im Drehsinn (S) um die Achse (a2) versetzt wird und diese Schwenkbewegung genutzt wird, die Tür (3) in Einstellrichtung (E ) bis in die Schließposition anzutreiben und zu verriegeln.

Die Figuren zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel des angegebenen Spindelantriebs. Es wird die linke Hälfte eines Spindelantriebs für beispielsweise einen zweiflügeligen Türeinstieg schematisch dargestellt.

Fig.l zeigt ein Ausführungsbeispiel des beschriebenen

Spindelantriebs mit Tür in der Offenlage und einen Querschnitt A-A.

Fig.2 zeigt den Spindelantrieb mit Tür am Beginn der

Einstellbewegung und einen Querschnitt B-B.

Fig.3 zeigt den Spindelantrieb mit Tür im Einstellbereich und einen Querschnitt C-C.

Fig.4 zeigt den Spindelantrieb mit Tür in Längsrichtung L geschlossen und einen Querschnitt D-D.

Fig.5 zeigt den Spindelantrieb mit Tür in Längsrichtung L und Einstellrichtung E geschlossen und totpunkt-verriegelt, sowie einen Querschnitt E-E.

Fig.6 zeigt den Spindelantrieb mit Tür in Längsrichtung L und Einstellrichtung E geschlossen und übertotpunkt-verriegelt, sowie einen Querschnitt F-F.

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Im Folgenden werden die Figuren 1 bis 6 anhand eines kompletten Tür-Zyklus, beginnend mit der Tür 3 in Offenlage beschrieben:

Beginnt die Spindel 2 bei offener Tür 3 im Schließ-Drehsinn S, wie in Fig.l dargestellt zu drehen, wird die ausgestellte Tür 3, von der Spindelmutter 1 in Längsrichtung L bewegt. Ein mit der Tür 3 fest verbundenes Leitelement 7, z. B. eine Rolle, ist in der Leitschiene 4, 4.1 geführt, sodass auch die Tür 3 dem gesamten Verlauf der Leitschiene 4, 4.1 folgt. Ist, wie in Fig.2 gezeigt, der gekrümmte Teil der Leitschiene 4 erreicht, wird bei weiterer Drehung der Spindel 2, der Längsbewegung L der Tür 3 eine Bewegung in Einstellrichtung E überlagert und somit die Einstellung der Tür 3 eingeleitet, wie in Fig. 3 gezeigt. Da die Spindel 2 zum Portal ortsfest ist, wird die Spindelmutter 1, über das Verbindungselement 6 von der einschwenkenden Tür 3 in eine Schwenkbewegung, im selben Drehsinn S der Spindel 2 um die Spindelachse a2 versetzt. Wie aus Fig.4 ersichtlich, ist die Tür 3 nun in Längsrichtung L vollständig geschlossen, jedoch noch nicht in Einstellrichtung E und das mit der Tür 3 fest verbundene Leitelement 7 befindet sich am Anfang des Leitschienenbereichs 4.1. Da der Verlauf 4.1 der Leitschiene 4 senkrecht zur Achse a2 der Spindel 2 liegt, ist die Bewegung der Spindelmutter 1 nun in Richtung L gesperrt, sodass im gesamten Verlauf (4.1) zwischen der Spindel (2) und der Spindelmutter (1) eine drehfeste

Verbindung herrscht. Die Spindelmutter 1 wird somit durch das Drehmoment der rotierenden Spindel 2 in eine Schwenkbewegung im Drehsinn S um die Spindelachse a2, versetzt. Dieser Schwenkvorgang wird über das Verbindungselement 6 auf die Tür 3 übertragen und nach dem Kurbeltriebprinzip in eine lineare Bewegung der Tür 3 in Einstellrichtung E umgesetzt, womit die Tür 3 nun auch in Einstellrichtung E, wie in Fig.5 gezeigt, geschlossen und verriegelt wird. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann durch ein weiteres Verschwenken der Spindelmutter 1 um einen Winkel A im Drehsinn S, eine sichere Übertotverriegelung / 17 erzielt werden. Ein Drehanschlag verhindert beim Erreichen der Endschließlage der Spindelmutter 1 eine weitere Schwenkbewegung im Drehsinn S. Die Tür 3 ist nun vollständig geschlossen und verriegelt und kann durch äußere Kräfte nicht geöffnet werden. Beim Öffnen der Tür 3 durch eine Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors und somit der Spindel 2 wird die in Öffnungs-Längsrichtung -L durch den Leitschienenverlauf 4.1 gleichermaßen blockierte Spindelmutter 1, vom Spindeldrehmoment wieder aus der Totpunktlage entgegen dem Schließdrehsinn S herausgeschwenkt, die Tür 3 wird ausgestellt und fährt in die Offenlage. Bei der TürEinstellbewegung nahe am Schließende auftretende Radialkräfte werden z. B. durch entsprechende Formgebung von Spindelmutter 1 und Anschlag 2.1 von der Spindelmutter 1 auf das Spindellager 5 abgeleitet und so von der Spindel 2 selbst ferngehalten. Bei Energieausfall bzw. Notbetrieb kann durch Schwenken der Spindelmutter 1, oder Drehen der Spindel 2, entgegen der Schließdrehrichtung S mittels einer handbetätigten Notöffnungseinrichtung die Tür 3 einfach entriegelt und geöffnet werden. Auf die Spindelmutter 1 in Schließdrehrichtung S wirkende Federn halten das System im normalen Betriebszustand, wie auch im Notbetrieb z. B. bei Energieausfall stets sicher verriegelt.

Da beim Aus- und Einstellen der Tür der Drehsinn von Spindel und Spindelmutter-Schwenkbewegung jeweils gleichgerichtet ist, wird bei entsprechend ausgelegter Kinematik des Systems, die tatsächlich wirksame Spindelsteigung beim

Türschließvorgang allmählich kleiner und kann auch null werden bei in Längsrichtung L geschlossener Tür 3. Dies führt während des Schließvorgangs zu einer stetig steigenden SchließLängskraft an der Spindelmutter, bei stetig sinkender

Schließgeschwindigkeit derselben, bei gleichbleibender

Spindeldrehzahl. Diese Effekte, sind beim Schließen und Öffnen bei Schwenkschiebetüren von Vorteil. Zum Einen steht im Schließbereich eine höhere Kraft für das Andrücken der

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Türdichtungen an die Fahrzeug-Dichtebene zur Verfügung, zum Anderen wird durch die allmähliche Verzögerung der Spindelmutter 1 die Tür 3 schonend für die gesamte Mechanik geschlossen. Da bei vorliegendem Lösungsvorschlag die Ein- und Ausstellrichtung der Tür 3 im Schließbereich senkrecht zur Längsachse der Spindel 2, sowie zur Dichtebene, gerichtet ist, wird ein Schleifen der Türdichtungen an der Dichtebene in der Schließfase bzw. Öffnungsfase weitgehend verhindert. Im Schließbereich unterstützt zudem der wirksam werdende Kniehebeleffekt den TürschließVorgang. Ein weiterer Vorteil vorliegender Antriebslösung besteht darin, dass bei geschlossener Tür 3, senkrecht zur Türfläche wirkende Kräfte, wie sie insbesondere bei Zugsbegegnungen auftreten, von der Tür 3 über das Verbindungselement direkt auf den Verriegelungsmechanismus übertragen werden, wodurch die TürLängs führungen entlastet werden. Ein wesentlicher Vorteil des angegebenen Antriebskonzepts für Schwenkschiebetüren ist, dass die Spindelmutter 1 beim Türschließvorgang zum Einen die Einstellung der Tür 3 bewirkt und zum Anderen gleichzeitig als Verriegelungselement dient. Dadurch kann auf zusätzliche Einrichtungen zur Türeinstellung, sowie

Verriegelungsvorrichtungen verzichtet werden, womit der gesamte Antrieb einfacher und billiger wird.

Der Antrieb erscheint besonders geeignet für Straßenbahnen, Metros, oder Regionalzüge.

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Claims

1. Spindelantrieb zum Tintreiben und Verriegeln von

Schwenkschiebetüren mit mindestens einem Türblatt, für

Fahrzeuge aller Art, im Wesentlichen bestehend aus der Tür (3), die im Portal auf Führungen entlang der Fahrzeugaußenwand längsverschiebbar und in Einstellrichtung (E) querverschiebbar geführt ist, einer zum Portal ortsfesten Leitschiene (4, 4.1), einem mit der Tür (3) fest verbundenen Leitelement (7), beispielsweise eine Rolle, die in der Leitschiene (4, 4.1) geführt ist, einer zum Portal ortsfesten Spindel (2), die eine Spindelmutter (1) antreibt, einem Verbindungselement (6), welches die Tür (3) und die Spindelmutter (1) kraftübertragend verbindet, wodurch die Spindelmutter (1) beim Türeinstellvorgang eine Schwenkbewegung beispielsweise im Drehsinn (S) um die Spindelachse (a2) ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsinn der Spindel (2) die gleiche Richtung (S) wie die Spindelmutter (1) hat und die Leitschiene (4) an ihrem schließseitigen Ende einen Verlauf (4.1) in Einstellrichtung (E ) aufweist, der die Geschlossenlage der Tür (3) in Längsrichtung (L) vorgibt und der rechtwinkelig zur Spindelachse (a2) gerichtet ist, sodass das Leitelement (7) im Verlauf (4.1) die Bewegung der Spindelmutter (1) in Längsrichtung (L) der Spindelachse (a2) sperrt, wodurch zwischen der Spindel (2) und der Spindelmutter (1) eine drehfeste Verbindung entsteht, sodass die Spindelmutter (1) in eine Schwenkbewegung im Drehsinn (S) um die Achse (a2) versetzt wird und diese Schwenkbewegung genutzt wird, die Tür (3) in Einstellrichtung (E ) bis in die Schließposition anzutreiben und zu verriegeln.

2. Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6) einerseits mit der Tür (3) an Achse (al) und andererseits mit der Spindelmutter (1) an Achse (a3) gelenkig verbunden ist, wobei die Achse (a3) bei ausgestellter Tür (3) unter einem Winkel (B) zur gedachten Verbindungslinie von Achsen (al, a2) liegt, sodass beim

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Türeinstellvorgang die Spindelmutter (1) eine Schwenkbewegung um die Spindelachse (a2) im Drehsinn (S) ausführt.

3. Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (1) durch einen fixen Anschlag (2.1) auf der Spindel in Längsrichtung (L) gesperrt wird.

4. Spindelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (2.1)so ausgebildet ist, dass dieser auch Radialkräfte von der Spindelmutter (1) auf ein Lager (5) übertragen kann.

5. Spindelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (al, a2, a3) bei vollständig geschlossener Tür (3) auf einer gedachten geraden Verbindungslinie liegen, sodass sich die Achse (a3) in Bezug auf die Achsen (al) und (a2) in einer Totpunktlage in Bezug auf die Einstellrichtung (E ) der Tür (3) befindet, womit die Tür (3) verriegelt ist.

6. Spindelantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse a3 um die Achse a2 um ein Winkelmaß (A) im Schließdrehsinn (S) weiter verschwenkt wird wodurch sich die Achse a3 bezüglich den Achsen (al, a2) in einer

Übertotpunktlage befindet, womit die Tür (3) verriegelt ist.

7. Spindelantrieb nach Anspruch 2, 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass durch die geometrische Anordnung der Achsen (al, a2, a3) zueinander, am Ende des Einstellvorgangs der Tür (3), in Einstellrichtung (E ) ein Kniehebeleffekt wirksam wird.

8. Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschiene (4), am Ende des gekrümmten Einstellbereichs immer einen Bereich (4.1) aufweist, der senkrecht zur Achse (a2) der Spindel (2) gerichtet ist.