AT520172B1 - Spindelantrieb zum Antreiben und Verriegeln von Schwenkschiebetüren für Fahrzeuge aller Art - Google Patents

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 (10) in Einstellrichtung (E) aufweist, der die Geschlossenlage des Türblatts (3) in Längsrichtung (L) vorgibt und der rechtwinkelig zur Achse (12) der Spindel (2) gerichtet ist, sodass das Leitelement (7) im Verlauf (10) die Bewegung der Spindelmutter (1) in Längsrichtung (L) der Achse (12) der Spindel (2) 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 (12) der Spindel (2) versetzt wird und diese Schwenkbewegung genutzt wird, das Türblatt (3) in Einstellrichtung (E) bis in die Schließposition anzutreiben und zu verriegeln.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für den Antrieb und Verriegeln eines Türblattes einer Schwenkschiebetür mit zumindest einem Türblatt für ein Portal eines Schienenfahrzeugs zum Personentransport, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 und der EP 2 165 868 A1.

[0002] Diese Druckschrift offenbart ein Schwenkschiebetürsystem für ein Fahrzeug, mit einem verschiebbar gelagerten Türblatt, das zum Öffnen aus einer Türöffnung ausfahrbar, und in seiner Offenstellung an einer Außenwand des Fahrzeugs verschiebbar ist. In Bewegungsumkehr wird die Türöffnung wieder verschlossen, wobei eine Lagereinheit senkrecht zur Verschieberichtung des Türblattes aus- und einfahrbar ist. Diese Bewegung ist über einen Getriebemotor, der eine Riegelwelle antreibt, und über ein Koppelgetriebe, bewirkt.

[0003] Aus der EP 957 019 A2 ist eine Schwenkschiebetür mit zumindest einem Türblatt bekannt, welches mittels Gelenkvierecks quer zur Türebene bewegbar ist, und anschließend auf einem so ausgestellten Führungselement verschiebbar ist. Die Abfolge der Bewegungen wird über die Reaktionskraft der Antriebsvorrichtung bewerkstelligt.

[0004] Aus der EP 1 314 626 A1 ist eine Schwenkschiebetür mit einem Türblatt bekannt, dass auf einer Tragführung aufgehängt ist, welcher aus einer Geschlossenstellung nach Außen bewegbar ist. Diese Tragführung ist an beiden Enden mit im Türrahmen festverbunden Querführungen verschiebbar. Als Antrieb dient ein Elektromotor, aus dessen Reaktionskraft die Bewegung der Tragführung abgeleitet wird. Auf der Tragführung ist eine Linearführung mit Führungsschiene angeordnet.

[0005] Aus der EP 536 528 A1 ist eine Vorrichtung zur Bewegung einer Schwenkschiebetür bekannt, bei der das Türblatt in Längsrichtung auf einem Führungselement verschiebbar ist.

[0006] Dieses wiederum ist als Teil eines Gelenkviereckes quer zur Türebene bewegbar. Die Koordination der Bewegungen erfolgt durch eine am Türrahmen fest vorgesehene Führungsschiene, in die das Türblatt mit einem Führungsmittel eingreift. Die Bewegung wird wieder mit Abtriebskraft und Reaktionskraft einer Antriebsvorrichtung geregelt.

[0007] Aus der EP 1 336 544 A1 ist ein Ausstellmechanismus für eine Führungsvorrichtung einer Schwenkschiebetür bekannt, der durch Verschwenken um eine in Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Achse das Ausstellen, bzw. Einfahren bewirkt, und da beim eingefahrenen Zustand in eine Über-Totpunkt-Lage gerät.

[0008] Bei bekannten Spindelantrieben für Schwenkschiebetüren wird die Ein- und Ausstellbewegung des Türblattes 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 das Türblatt 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 des Türblattes 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 Ein- und Ausstellung des Türblattes heranzuziehen. Nachteil dieser Antriebslösungen ist der hohe mechanische Aufwand und die damit verbundenen Hersteil- und Montagekosten.

[0009] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Spindelantrieb so zu gestalten, dass obige Nachteile vermieden werden.

[0010] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das an den schrägen Verlauf anschließende Ende des schließseitigen Endes der Leitschiene rechtwinkelig zur Längsrichtung /13

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Patentamt verläuft und eine abschließende Bewegung des Türblatts in Einstellrichtung rechtwinkelig zur Fahrzeugaußenwand bewirkt und eine weitere Bewegung der Spindelmutter in Längsrichtung sperrt, wodurch die Spindelmutter mit der Spindel drehtest verbunden ist und gemeinsam mit der Spindel eine abschließende Schwenkbewegung um die Achse der Spindel ausführt, wobei diese Schwenkbewegung eine Verriegelung des Türblatts bewirkt.

[0011] Die Figuren zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel des angegebenen Spindelantriebs. Es wird die linke Hälfte eines Spindelantriebs für beispielsweise einen zweiflügeligen Türeinstieg schematisch dargestellt.

[0012] Fig.1 [0013] Fig.2 [0014] Fig.3 [0015] Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des beschriebenen Spindelantriebs mit Türblatt in der Offenlage und einen Querschnitt A-A.

zeigt den Spindelantrieb mit Türblatt am Beginn der Einstellbewegung und einen Querschnitt B-B.

zeigt den Spindelantrieb mit Türblatt im Einstellbereich und einen Querschnitt CC.

zeigt den Spindelantrieb mit Türblatt in Längsrichtung L geschlossen und einen Querschnitt D-D.

[0016] Fig.5 zeigt den Spindelantrieb mit Türblatt in Längsrichtung L und Einstellrichtung E geschlossen und totpunkt-verriegelt, sowie einen Querschnitt E-E.

[0017] Fig.6 zeigt den Spindelantrieb mit Türblatt in Längsrichtung L und Einstellrichtung E geschlossen und übertotpunktverriegelt, sowie einen Querschnitt F-F.

[0018] Fig.7 zeigt Vergrößerungen des Spindellagers 5 und der Spindelmutter 1, wobei die linke Ansicht eine Vergrößerung der Lage gemäß Fig.3 und die rechte Ansicht eine Vergrößerung der Endlage darstellt.

[0019] Fig.8 zeigt eine Vergrößerung der Axialansicht auf die Spindelmutter 1 sowie des Verbindungselements 6 mit dem Führungsarm 16 in der Übertotpunktlage der

Fig.6.

[0020] Im Folgenden werden die Figuren 1 bis 8 anhand eines kompletten Tür-Zyklus, beginnend mit dem Türblatt 3 in Offenlage beschrieben:

[0021] Beginnt die Spindel 2 bei offenem Türblatt 3 im Schließ-Drehsinn S, wie in Fig.1 dargestellt zu drehen, wird das ausgestellte Türblatt 3, von der Spindelmutter 1 in Längsrichtung L entlang der Tragschiene 14 bewegt. Ein mit dem Führungsarm 16 des Türblattes 3 fest verbundenes Leitelement 7, z. B. eine Rolle, ist in der Leitschiene 4, 9, 10 geführt, sodass auch das Türblatt 3 dem gesamten Verlauf der Leitschiene 4, 9, 10 folgt. Ist, wie in Fig.2 gezeigt, der gekrümmte Teil 9 der Leitschiene 4 erreicht, wird bei weiterer Drehung der Spindel 2, der Längsbewegung L des Türblattes 3 eine Bewegung in Einstellrichtung E überlagert und somit die Einstellung des Türblattes 3 eingeleitet, wie in Fig.3 und Fig.7 gezeigt. Da die Spindel 2 zum Portal ortsfest ist, wird die Spindelmutter 1, über das Verbindungselement 6 vom einschwenkenden Türblatt 3 in eine Schwenkbewegung, im selben Drehsinn S der Spindel 2 um die Achse 12 der Spindel 2 versetzt. Wie aus Fig.4 ersichtlich, ist das Türblatt 3 nun in Längsrichtung L vollständig geschlossen, jedoch noch nicht in Einstellrichtung E und das mit dem Türblatt 3 fest verbundene Leitelement 7 befindet sich am Ende des Leitschienenbereichs 10. Da das Ende des Leitschienenbereichs 10 senkrecht zur Achse 12 (siehe Fig.2) der Spindel 2 liegt, ist die Bewegung der Spindelmutter 1 nun in Richtung L gesperrt, sodass im gesamten Ende der Leitschiene 10 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 Achse 12 (siehe Fig.2) der Spindel 2, versetzt. Dieser Schwenkvorgang wird über die Achse 13 (siehe Fig.2) auf das Verbindungselemente 6, und in weiterer Folge über die Achse 11 (siehe Fig.2) auf den Führungsarm 16 des Türblattes 3 übertragen und nach dem Kurbeltriebprinzip in eine lineare Bewegung des Türblattes 3 in Einstellrichtung E umgesetzt, womit das Türblatt 3 nun auch in Einstellrichtung E, wie in Fig.5

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Patentamt gezeigt, geschlossen und verriegelt wird, wodurch die Nebenschließkanten 15 (siehe Fig.1 und Fig.6) sich überdecken. Wie in Fig.6 und Fig.8 dargestellt, kann durch ein weiteres Verschwenken der Spindelmutter 1 um einen Winkel A im Drehsinn S, eine sichere Übertotverriegelung erzielt werden. Ein Drehanschlag 19 (siehe Fig.8) verhindert beim Erreichen der Endschließlage der Spindelmutter 1 eine weitere Schwenkbewegung im Drehsinn S.

Das Türblatt 3 ist nun vollständig geschlossen und verriegelt und kann durch äußere Kräfte nicht geöffnet werden. Beim Öffnen des Türblattes 3 durch eine Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors und somit der Spindel 2 wird die in Öffnungs- Längsrichtung -L durch das Ende der Leitschiene 10 gleichermaßen blockierte Spindelmutter 1, vom Spindeldrehmoment wieder aus der Totpunktlage entgegen dem Schließdrehsinn S herausgeschwenkt, das Türblatt 3 wird ausgestellt und fährt in die Offenlage. Bei der Tür-Einstellbewegung nahe am Schließende auftretende Radialkräfte werden z. B. durch entsprechende Formgebung des Vorderteils 17 von Spindelmutter 1 und des Vorderteils 18 von Anschlag 8 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 das Türblatt 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 SpindelmutterSchwenkbewegung 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 geschlossenem Türblatt 3. Dies führt während des Schließvorgangs zu einer stetig steigenden Schließ-Längskraft 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 Türdichtungen an die Fahrzeug-Dichtebene zur Verfügung, zum Anderen wird durch die allmähliche Verzögerung der Spindelmutter 1 das Türblatt 3 schonend für die gesamte Mechanik geschlossen. Da bei vorliegendem Lösungsvorschlag die Ein- und Ausstellrichtung des Türblattes 3 im Schließbereich senkrecht zur Längsachse der Spindel 2, sowie zur Dichtebene 15, gerichtet ist, wird ein Schleifen der Türdichtungen an der Dichtebene 15 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 geschlossenem Türblatt 3, senkrecht zur Türfläche wirkende Kräfte, wie sie insbesondere bei Zugsbegegnungen auftreten, von dem Türblatt 3 über die Verbindungselemente 6 direkt auf den Verriegelungsmechanismus übertragen werden, wodurch die Tür- Längsführungen entlastet werden. Ein wesentlicher Vorteil des angegebenen Antriebskonzepts für Schwenkschiebetüren ist, dass die Spindelmutter 1 beim Türschließvorgang zum Einen die Einstellung des Türblattes 3 bewirkt und zum Anderen gleichzeitig als Verriegelungselement dient. Dadurch kann auf zusätzliche Einrichtungen zur Türblatteinstellung, 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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BEZUGSZEICHEN:

Spindelmutter

Spindel

Türblatt

Leitschiene

Lager

Verbindungselement

Leitelement

Anschlag schräger Verlauf

Ende der Leitschiene

11, 12, 13 Achsen

Tragschiene

Nebenschließkante

Führungsarm

Vorderteils der Spindelmutter

Vorderteil des Anschlags

Drehschlag

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   1. Spindelantrieb für den Antrieb und die Verriegelung eines Türblatts (3) einer Schwenkschiebetür mit zumindest einem Türblatt (3) für ein Portal eines Schienenfahrzeugs zum Personentransport, wobei das zumindest eine Türblatt (3) mittels einer zum Portal ortsfesten Leitschiene (4) entlang einer Fahrzeugaußenwand geradlinig in Längsrichtung (L) verschiebbar und in Einstell- bzw. Ausstellrichtung (E) querverschiebbar geführt ist, und ein mit dem Türblatt (3) fest verbundenes Leitelement (7), beispielsweise eine Rolle, in der Leitschiene (4, 10) geführt ist, wobei die Leitschiene (4, 10) an ihrem schließseitigen Ende einen zur Längsrichtung (L) schrägen Verlauf in Einstellrichtung (E) aufweist, und mit einer am Portal ortsfest gelagerten um eine Achse (12) der Spindel (2) drehbaren Spindel (2), welche eine Spindelmutter (1) antreibt, wobei diese Spindelmutter (1) mittels eines Verbindungselementes (6) das Türblatt (3) kraftübertragend verbindet und zwischen einer Offenlage und einer Geschlossenlage bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass das an den schrägen Verlauf (9) anschließende Ende des schließseitigen Endes der Leitschiene (10) rechtwinkelig zur Längsrichtung (L) verläuft und eine abschließende Bewegung des Türblatts (3) in Einstellrichtung (E) rechtwinkelig zur Fahrzeugaußenwand bewirkt und eine weitere Bewegung der Spindelmutter (1) in Längsrichtung (L) sperrt, wodurch die Spindelmutter (1) mit der Spindel (2) drehtest verbunden ist und gemeinsam mit der Spindel (2) eine abschließende Schwenkbewegung um die Achse (12) der Spindel (2) ausführt, wobei diese Schwenkbewegung eine Verriegelung des Türblatts (3) bewirkt.
2. 2. Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6) einerseits mit dem Türblatt (3) an der Achse (11) und andererseits mit der Spindelmutter (1) an der Achse (13) gelenkig verbunden ist, wobei die Verbindungslinie der Achse (13) mit der Achse (12) der Spindel (2) bei ausgestelltem Türblatt (3) unter einem Winkel (B) zur gedachten Verbindungslinie der Achse (11) mit der Achse (12) der Spindel (2) liegt, sodass beim Türeinstellvorgang die Spindelmutter (1) eine Schwenkbewegung um die Achse (12) der Spindel (2) ausführt.
3. 3. Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (1) durch einen fixen Anschlag (8) auf der Spindel (2) in Längsrichtung (L) gesperrt wird.
4. 4. Spindelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (8) einen Spindelmutteransatz in der Geschlossenlage des Türblattes (3) radial derart umgreift, dass von der Spindelmutter (1) sowohl Radial- als auch Axialkräfte auf ein Lager (5) übertragen werden.
5. 5. Spindelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (11, 12, 13) bei vollständig geschlossenem Türblatt (3) auf einer gedachten geraden Verbindungslinie liegen, sodass der Winkel (B) 180° beträgt.
6. 6. Spindelantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslinie der Achse (13) mit der Achse (12) um ein Winkelmaß (A) gegenüber der gedachten Verbindungslinie der Achse (11) mit der Achse (12) im Schließdrehsinn (S) über 180° hinaus verschwenkt wird, wodurch sich die Achse (13) bezüglich den Achsen (11, 12) in einer das Türblatt (3) verriegelnden Übertotpunktlage befindet.