WO2013087359A2 - Antriebseinheit - Google Patents

Abstract

Antriebseinheit (1) für ein Türblatt, umfassend einen elektrischen Antrieb (2), wobei die Drehbewegung des elektrischen Antriebs (2) auf eine Spindelmutter (3) wirkt und eine Gewindespindel (6) in die Spindelmutter (3) eingreift und wobei diese Gewindespindel (6) mit dem Türblatt verbunden ist und wobei der elektrische Antrieb (2) gemeinsam mit der Spindelmutter (3) mittels eines sphärischen Lagers (9) mit einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs verbunden sind.

Description

Beschreibung

Antriebseinheit

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Türblatt insbesondere für eine Passagierschienenfahrzeugtüre.

Stand der Technik

Passagierraumtüren von Schienenfahrzeugen werden häufig als sogenannte Schiebe- bzw. Schwenkschiebetüren mit einem

Kraftantrieb ausgeführt. Je nach Einsatzzweck werden diese Türen ein oder zweiflügelig aufgebaut. Als Kraftantrieb sind elektrische oder pneumatische Antriebe gebräuchlich. Diese Antriebe weisen eine Kraftquelle auf, deren Dreh- bzw.

Hubkraft auf das bzw. die Türblätter übertragen wird wodurch diese Türblätter zwischen der Offenstellung und der

Geschlossenstellung bewegt werden. Einer gebräuchlichen Bauweise zufolge wirkt ein Antriebsmotor über einen

Zahnriemen oder eine Antriebsspindel auf die Türblätter. Bei zweiflügeligen Türen werden beide Türblätter bei elektrischen Antrieben üblicherweise gemeinsam betätigt. In praktischen Ausführungsformen von kraftunterstützten Türantrieben treten mehrere Probleme auf, die mit den Lösungen gemäß des Standes der Technik nicht zufriedenstellend gelöst sind. Ein

wesentliches Problem betrifft die Montage der Türen, bzw. der Türantriebe. Diese erfolgt aufgrund der Bauteiltoleranzen mit einem hohen Justieraufwand, was die Herstellungskosten eines Schienenfahrzeugs erhöht. Dieser Justieraufwand tritt bei jeder einzelnen Türöffnung des Schienenfahrzeugs auf und bildet deshalb ein großes Optimierungspotential. Ein weiteres Problem bilden die Verformungen des Schienenfahrzeugs unter Last. Da insbesondere bei Nahverkehrsfahrzeugen (U-Bahnen, S- Bahnen, Straßenbahnen) der Anteil der Masse der Passagiere einen großen Teil der Fahrzeuggesamtmasse bestimmt, treten infolge dieser Beladung Verformungen des Fahrzeugs,

insbesondere im Bereich der Türöffnungen auf. Diese

Verformungen dürfen den Betrieb der kraftunterstützten Türen nicht beeinträchtigen, wobei zur Kompensation dieser

Verformungen sehr komplizierte Einrichtungen vorgesehen werden. Insbesondere können diese Verformungen zu

Verspannungen des Türantriebsstranges führen, wodurch erhöhter Verschleiß hervorgerufen wird.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

Antriebseinheit für ein Türblatt, insbesondere für eine Passagierschienenfahrzeugtüre aufzubauen.

Die Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine

Antriebseinheit für ein Türblatt aufgebaut, welche einen elektrischen Antrieb umfasst, wobei die Drehbewegung des elektrischen Antriebs auf eine Spindelmutter wirkt und eine Gewindespindel in die Spindelmutter eingreift, wobei diese Gewindespindel mit dem Türblatt verbunden ist und wobei der elektrische Antrieb gemeinsam mit der Spindelmutter mittels eines sphärischen Lagers mit einem Wagenkasten eines

Schienenfahrzeugs verbunden sind.

Erfindungsgemäß ist ein elektrischer Antrieb vorgesehen, welcher auf eine Spindelmutter wirkt. Zu dieser

Kraftübertragung eignet sich insbesondere ein

Zahnriemenantrieb, da solcherart eine schlupffreie

Übertragung der Antriebskraft erfolgen kann. Ebenso

schlupffrei kann die Kraftübertragung mittels eines

Zahnradgetriebes erfolgen, dieses ist jedoch aufwendiger als ein Zahnriemenantrieb. Weiters kann es vorteilhaft sein, einen Keilriemenantrieb vorzusehen, welcher besonders preisgünstig realisiert werden kann.

Der elektrische Antrieb und die Spindelmutter bilden eine mechanische Einheit, wobei insbesondere die Lagerung

(beispielsweise Kugellagerung) der Spindelmutter fest mit dem elektrischen Antrieb verbunden ist. Diese Einheit aus elektrischem Antrieb und drehbar gelagerter, von dem

elektrischen Antrieb antreibbaren Spindelmutter ist als wesentliche Eigenschaft der Erfindung mittels eines

sphärischen Lagers mit dem Wagenkasten eines

Schienenfahrzeugs verbunden. Solcherart ist die genannte Einheit gegenüber dem Wagenkasten schwenkbar befestigt.

Ein sphärisches Lager weist einen äußeren Führungsteil mit einer Führungsfläche in Kugelkalottenform auf, wobei ein innerer Teil in dieser Kugelkalottenführung schwenkbar gelagert ist.

Dadurch ist der Vorteil erzielbar, Bauteiltoleranzen sowie Verformungen des Wagenkastens, bzw. der weiteren Bauteile der Türe ausgleichen zu können. Insbesondere können sich durch diese schwenkbare (momentenfreie) Lagerung keine

Verspannungen ausbilden und die Antriebskomponenten (Kraftübertragungselemente wie z.B. Zahnräder oder Zahnriemen sowie die Lagerstellen) werden von diesen Verspannungskräften befreit. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, eine

Antriebseinheit wesentlich kostengünstiger ausführen zu können, da beispielsweise keine Überdimensionierung in

Hinblick auf die Verspannungskräfte vorgenommen werden muß. Weiters kann im Betrieb einer erfindungsgemäßen

Antriebseinheit der Wartungsaufwand deutlich reduziert werden .

Eine Gewindespindel greift in die Spindelmutter ein, sodaß die Drehbewegung der Spindelmutter in eine Linearbewegung der Gewindespindel gewandelt wird. Diese Gewindespindel ist im Bereich einer ihrer Enden mit einem Türblatt verbunden und überträgt diese Linearbewegung auf das Türblatt.

Die Verbindungsstelle zwischen der Gewindespindel und dem Türblatt ist vorteilhafterweise mit einer momentenfreien Anbindung (Kugelgelenk) auszustatten. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, weitere Toleranzen des Türblatts und der

Türblattführung ausgleichen zu können und den Antrieb weiter von Verspannungskräften freizuhalten. Bei Türblättern von Schwenkschiebetüren, welche sich zusätzlich zur Bewegung in der Türebene auch noch vertikal dazu bewegen ist diese momentenfreie Anlenkung ganz besonders vorteilhaft.

Eine vorteilhafte Fortbildung sieht den Einsatz eines

Hohlwellenmotors vor. Ein Hohlwellenmotor weist eine mit einer Längsbohrung ausgestattete Antriebswelle auf, sodaß die Spindelmutter unmittelbar an der Antriebswelle angeordnet werden kann, bzw. kann die Spindelmutter als Teil der

Antriebswelle geformt sein. Die Gewindespindel durchdringt in dieser Ausführungsform der Antriebseinheit den elektrischen Antrieb . Eine weitere Fortbildung der Erfindung ist ein

Sicherheitspositionsschalter vorgesehen, welcher das Türblatt in geschlossener Stellung verriegelt und gegen

unbeabsichtigte bzw. unbefugte Öffnung (insbesondere während der Fahrt) schützt. Gebräuchliche

Sicherheitspositionsschalter weisen eine Halteeinrichtung und einen Sicherheitsbolzen auf, welcher in die Halteeinrichtung einfahrbar ist und von dieser Halteinrichtung fixiert wird. Die Freigabe des Sicherheitsbolzens erfolgt mittels eine elektrischen Signals, bzw. mittels des Abschaltens eines elektrischen Signals. Es ist empfehlenswert, die

Halteeinrichtung mit der Antriebs/Spindelmuttereinheit fest zu verbinden und den Sicherheitsbolzen mit dem Türblatt (oder der Gewindespindel) so zu verbinden, dass in geschlossener Position des Türblatts der Sicherheitsbolzen in die

Halteeinrichtung ragt. Es ist besonders vorteilhaft, eine erfindungsgemäße Antriebseinheit mit einem

Sicherheitspositionsschalter auszustatten, da solcherart auch ein Detektion der Türposition erfolgen kann, was für die Zugsteuerung erforderlich ist und weitere Signalaufnehmer (Endschalter) entfallen können.

Die erfindungsgemäße Antriebseinheit eignet sich für alle in Schienenfahrzeugen, insbesondere Passagierschienenfahrzeugen gebräuchlichen Schiebe- bzw. Schwenkschiebetüren. Bei zweiflügelig ausführten Türen ist es besonders vorteilhaft, dass jeder Türflügel (Türblatt) einen eigenen Antrieb aufweist und solcherart einzeln gesteuert werden kann. Im Fall der Störung eines Antriebes kann dadurch das betroffene Türblatt blockiert werden und das Fahrzeug bis zur Reparatur des Antriebs weiter in Betrieb bleiben. Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen beispielhaft:

Fig.l Eine Antriebseinheit für ein Türblatt - Seitenansicht. Fig.2 Eine Antriebseinheit für ein Türblatt - Axialansicht.

Ausführung der Erfindung

Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine Antriebseinheit für ein Türblatt in einer Seitenansicht. Eine Antriebseinheit 1 umfasst in gezeigtem Ausführungsbeispiel einen elektrischen Antrieb 2, welcher an seiner Antriebswelle eine Riemenscheibe

4 aufweist, welche die Drehbewegung mittels eines Zahnriemens

5 auf eine Spindelmutter 3 überträgt. Die Spindelmutter 3 weist in ihrer Bohrung ein Innengewinde auf, in welches das Außengewinde einer Gewindespindel 6 eingreift. Diese

Gewindespindel ist solcherart mittels Drehbewegung des elektrischen Antriebs 2, bzw. der an den elektrischen Antrieb 2 gekoppelten Spindelmutter 3 axial verschiebbar. An einem Ende der Gewindespindel 7 ist ein Kugelgelenk 7 angeordnet, welches momentenfrei an ein Türblatt gekoppelt ist. Zur

Vereinfachung der Darstellung sind Bauteile des Fahrzeugs wie Türblätter, Wagenkasten, etc. nicht dargestellt.

Eine Halterung 10 verbindet den elektrischen Antrieb 2 mit der Lagerung 8 der Spindelmutter 3, sodass die genannten Bauteile eine Einheit bilden und in vorgegebenen Abständen fest zueinander positioniert sind. Zu Lagerung der

Spindelmutter 3 sind in gezeigtem Ausführungsbeispiel zwei Kugellager 8 gezeigt. Diese Einheit aus Halterung 8, elektrischem Antrieb 2 und Spindelmutter 3 sowie der

zugehörigen Lagerung 8 ist gegenüber dem Wagenkasten

schwenkbar angeordnet. Dazu umfasst die Halterung 8 ein sphärisches Lager 9, dessen Außenteil (die

kugelkalottenförmige Führung) fest mit einem Festteil 12 und dieser weiters mit dem Wagenkasten verbunden ist. Der

Innenteil des sphärischen Lagers 9 (der kugelförmige

Gleitteil, welcher in der kugelkalottenförmigen Führung beweglich gelagert ist) ist fest mit der Halterung 8

verbunden. Ein Sicherheitspositionsschalter 11, welcher einen Sicherheitsbolzen und eine Halteeinrichtung umfasst ist unterhalb der Gewindespindel vorgesehen. Durch den Einsatz dieser Sicherheitspositionsschalters 11 kann das Türblatt in geschlossener Position fixiert werden

Fig . 2 zeigt beispielhaft und schematisch eine Antriebseinheit für ein Türblatt in einer Axialansicht. Es ist die

Antriebseinheit 1 aus Fig.l in einer Seitenansicht, in axialer Richtung der Gewindespindel 6 dargestellt. Die

Gewindespindel 6 ist dabei geschnitten dargestellt.

Liste der Bezeichnungen

1 Antriebseinheit

2 Elektrischer Antrieb

3 Spindelmutter

4 Riemenscheibe

5 Zahnriemen

6 Gewindespindel

7 Kugelgelenk

8 Kugellager

9 Sphärisches Lager

10 Halterung

11 SicherheitspositionsSchalter

12 Festteil

Claims

Patentansprüche

1. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt, umfassend einen elektrischen Antrieb (2), wobei die Drehbewegung des elektrischen Antriebs (2) auf eine Spindelmutter (3) wirkt und eine Gewindespindel (6) in die Spindelmutter (3) eingreift, wobei diese Gewindespindel (6) mit dem Türblatt verbindbar ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (2) gemeinsam mit der

Spindelmutter (3) mittels eines sphärischen Lagers (9) mit einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs

verbindbar ist.

2. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Drehbewegung des elektrischen Antriebs (2) auf die Spindelmutter (3) mittels eines Zahnriemens (5) erfolgt .

3. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Drehbewegung des elektrischen Antriebs (2) auf die Spindelmutter (3) mittels eines Keilriemens erfolgt.

4. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Drehbewegung des elektrischen Antriebs (2) auf die Spindelmutter (3) mittels eines Zahnradgetriebes erfolgt.

5. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass als elektrischer Antrieb

(2) ein Hohlwellenmotor vorgesehen ist, wobei die Spindelmutter (3) unmittelbar von der Welle des

Hohlwellenmotors angetrieben wird.

Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach einem der

Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die

Gewindespindel (6) mittels eines momentenfreien Lagers (7) an dem Türblatt angebunden ist.

Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür eine Schiebetüre ist.

Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür eine Schwenkschiebetüre ist.

Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein

Sicherheitspositionschalter (11) vorgesehen ist, welcher die Türe in geschlossener Stellung verriegelt.