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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen von Schwenkschiebetüren für Schienenfahrzeuge, mit zumindest einem mit einem Türflügel verbundenen ersten Öffnungsmittel, wobei das erste Öffnungsmittel derart gestaltet ist, dass der Türflügel zumindest in horizontaler Richtung bewegbar ist, wobei das erste Öffnungsmittel einen Bewegungsmechanismus aufweist, wobei der Bewegungsmechanismus derart gestaltet ist, dass der Türflügel auch in vertikaler Richtung bewegbar ist, wobei der Bewegungsmechanismus ein Hebelelement aufweist, das aktuierbar ist, derart, dass der Türflügel gleichzeitig in horizontaler Richtung und in vertikaler Richtung bewegbar ist, wobei ein Spindelelement in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs angeordnet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Schwenkschiebetürsystem und ein Schienenfahrzeug. Eine entsprechende Vorrichtung sowie ein entsprechendes Schwenkschiebetürsystem und Schienenfahrzeug sind aus der
DE 42 41 560 A1 bekannt.
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Moderne Fahrzeuge, wie Schienenfahrzeuge, Omnibusse und dergleichen, weisen als Türsysteme in der Regel Schiebetürsysteme und/oder Schwenkschiebetürsysteme auf. Scheibetürsysteme zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine nahezu rein translatorische Bewegung ausführen. Beim Öffnen bzw. Schließen der Türen, beispielsweise einer Doppeltür, werden die Türblätter demnach in einer reinen Schiebebewegung entlang der Längsachse des Schienenfahrzeugs bewegt.
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Bei Schwenkschiebetürsystemen erfolgt vor der translatorischen Schiebebewegung eine laterale Schwing- bzw. Schwenkbewegung. Mit anderen Worten werden die Türblätter zunächst in horizontaler Richtung, also in einer Richtung senkrecht zu einer Seitenwand des Wagenkastens von dem Schienefahrzeug, verschwenkt und anschließend entlang der Längsachse des Schienenfahrzeugs in einer Schiebebewegung bewegt.
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Aus der
DE 101 16 581 C1 ,
AT 007 065 U1 und der
DE 697 09 536 T2 sind beispielsweise Türsysteme für Schienenfahrzeuge bekannt. Nachteilig bei diesen Systemen sind ein aufwendiger und komplexer technischer Aufbau mit einer Mehrzahl an erforderlichen Bauelementen.
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Aufgrund von unterschiedlichen Bahnsteighöhen tritt darüber hinaus bei den Schwenkschiebetürsystemen das Problem auf, dass die Türblätter durch die zunächst horizontale Bewegung gegen den Bahnsteig stoßen können. Dies hat zum einen zur Folge, dass die Türblätter beschädigt werden können und zum anderen, dass ein Ein- bzw. Ausstieg von Fahrgästen erschwert oder gar verhindert werden kann. Aus dem Stand der Technik ist es daher bekannt, unterschiedliche Ein- bzw. Ausstiege, wie Hoch- und Niedrigeinstiege, im Schienenfahrzeug vorzusehen, so dass nur der jeweils zur Bahnsteighöhe korrespondierende Ein- bzw. Ausstieg geöffnet wird. Nachteilig hieran ist, dass nicht jeder verfügbare Ein- bzw. Ausstieg zu jederzeit verwendet werden kann und somit unnötiger Raum und Aufwand für die Bereitstellung der zusätzlichen Ein- bzw. Ausstiege verbraucht wird. Des Weiteren ist eine aufwendige Steuerung erforderlich.
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Hinzu kommt der Aspekt, dass sich bei einem Ausfall der Luftfederung das Schienenfahrzeug um wenige Zentimeter absenkt. Diese Zentimeter können für das Öffnen der Türen nach dem Stand der Technik entscheidend sein, so dass die Gefahr besteht, dass sich die Türen im beschriebenen Fall nicht mehr aufschwenken lassen.
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Darüber hinaus können gefährliche Situationen bei einem Defekt der konventionellen Schwenkschiebetürsysteme auftreten, da dann die Türblätter manuell aus dem Portal gedrückt werden können. Um dies zu verhindern, werden gemäß dem Stand der Technik aufwendige aktive Verriegelungssysteme eingesetzt. Eine andere bekannte Lösung besteht darin, zwei Antriebe und zwei Linearbewegungen zu verwenden, um die Schwenk- und die Schiebebewegung antriebstechnisch voneinander zu trennen. Auch dies ist mit einem erhöhten Aufwand verbunden.
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Da das Einschwenken bei konventionellen Schwenkschiebetürsystemen unter einem horizontalen Einschwenkwinkel von 30° bis 80° erfolgt, sind ferner erweiterte Türportale notwendig. Insbesondere sind breitere als für die reine Öffnung erforderliche Türportale notwendig.
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Ferner ist bei einem horizontalen Einschwenken der Türblätter eine aktive Verriegelung erforderlich, um eine Komforteinbuße zu vermeiden. Beispielsweise kann es beim so genannten Begegnungsverkehr durch eine elastische Verriegelung zum Abheben der Türflügel kommen. Passive Verriegelungssysteme, wie zum Beispiel Schwenkhebel, die am unteren Teil der Portalsäule befestigt sind, bieten daher keine ausreichende Verriegelung, so dass bei anspruchsvolleren Anwendungen aktive Verriegelungssysteme, wie elektromagnetische Schlösser oder so genannte Coordination Bars (Drehsäulen oder Zug-Druckstangen), eingesetzt werden. Diese führen jedoch zu einer weiteren Erhöhung der Komplexität und des Aufwands der Öffnungsvorrichtung.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Öffnen von Schwenkschiebetüren für Schienenfahrzeuge zur Verfügung zu stellen, die in einfacher Weise die Gefahr einer Beschädigung der Türflügel aufgrund unterschiedlicher Bahnsteighöhen reduziert.
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Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre bei einer Vorrichtung zum Öffnen von Schwenkschiebetüren für Schienenfahrzeuge der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Hebelelement eine mit dem Gewinde des Spindelelements korrespondierende Gewindebohrung aufweist, derart, dass das Hebelelement auf dem Spindelelement bewegbar ist.
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Erfindungsgemäß wird durch den Bewegungsmechanismus eine horizontale und vertikale Bewegung des Türflügels bewirkt. Die Bewegung in horizontaler Richtung, also in einer Richtung senkrecht zu einer Seitenwand des Schienenfahrzeugs, wird durch eine Bewegung in vertikaler Richtung, also in einer Richtung senkrecht zum Fahrzeugboden, überlagert. Dabei können die vertikale Bewegung und die horizontale Bewegung nacheinander oder auch zumindest teilweise gleichzeitig durch das erste Öffnungselement hervorgerufen werden.
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Die Anbringungsposition des ersten Öffnungselements kann dabei an einem Rand des Türflügels liegen, beispielsweise am, bezogen auf die vertikale Richtung, oberen oder unteren Rand des Türflügels. Durch die zusätzliche vertikale Bewegung kann in einfacher Weise die Gefahr einer Beschädigung der Türflügel aufgrund unterschiedlicher Bahnsteighöhen zumindest reduziert werden. Insbesondere kann erfindungsgemäß eine Bewegung des Türflügels schräg nach oben aus dem Türportal heraus vorgesehen sein, so dass ein Anstoßen der Türflügel an Bahnsteigkanten und aus dem Anstoßen resultierende Folgen vermieden werden können.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Bewegungsmechanismus ein Hebelelement aufweist, das aktuierbar ist, derart, dass der Türflügel gleichzeitig in horizontaler Richtung und in vertikaler Richtung bewegbar ist, wobei insbesondere der Versatz zwischen der Anfangsposition und der Endposition des Türflügels in horizontaler Richtung mindestens so groß wie der Versatz zwischen der Anfangsposition und der Endposition des Türflügels in vertikaler Richtung ist, wobei der Versatz zwischen der Anfangsposition und der Endposition des Türflügels in horizontaler Richtung vorzugsweise gleich groß wie der Versatz zwischen der Anfangsposition und der Endposition des Türflügels in vertikaler Richtung ist. Mit anderen Worten kann das Hebelelement aktuierbar sein, derart, dass der Türflügel schräg nach oben um einen Winkel von zumindest 10°, insbesondere 45°, zur horizontalen Richtung in einer vertikalen Ebene bewegbar ist (vertikaler Einschwenkwinkel), so dass der Türflügel in seiner Endposition in einer Ebene angeordnet ist, die parallel zu der Ebene verläuft, in der er in seiner Ausgangslage angeordnet ist, wobei ferner ein vertikaler Versatz zwischen Anfangsposition und Endposition vorliegt. Das Hebelelement kann insbesondere so gestaltet sein, dass es sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Türflügels eine horizontale und vertikale Bewegung des Türflügels erzeugt. Grundsätzlich kann der Winkel beliebig gewählt sein und während der Bewegung variieren. Er kann sich beispielsweise an die unterschiedlichen Bahnsteighöhen richten und zumindest teilweise zwischen 0° und 90° liegen. Ein Winkel von 45°, insbesondere in der Endposition des geöffneten Türflügels, kann gewählt werden, um einen gleichen relativen Abstand des Türflügels in vertikaler und horizontaler Richtung zwischen geschlossener und geöffneter Position des Türflügels zu erhalten. Hierbei ist unter der Anfangsposition des Türflügels die Position des Türflügels bei geschlossenen Türen zu verstehen und unter der Endposition des Türflügels die Position des Türflügels bei geöffneten Türen zu verstehen, in der der maximal mögliche vertikale und horizontale Versatz bereits erreicht wurde, jedoch noch keine Verschiebung der Türflügel entlang der Längsachse des Schienenfahrzeug durchgeführt worden ist.
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Um insbesondere am Anfang des Öffnungsmechanismus ein Anstoßen des Türflügels mit dem Bahnsteig zu verhindern, kann der Bewegungsmechanismus derart gebildet sein, dass in einer Zwischenstellung des Türflügels zwischen der Anfangsposition des Türflügels, also bei geschlossenen Türflügeln, und der Endposition des Türflügels, also bei geöffneten Türflügeln, ein Winkel von zumindest 2°, insbesondere 10°, zwischen der vertikalen Richtung und dem Türflügel vorliegt. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass der Türflügel im oberen Bereich in horizontaler Richtung stärker ausgelenkt wird, als im unteren Bereich, also im Bereich der Bahnsteigkante, wodurch sich ein Winkel zwischen der vertikalen Ebene und dem Türflügel ergibt, der zwischen 2° und 20° liegen kann.
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Um ferner in einfacher Weise eine horizontale und vertikaler Bewegung des Türflügels zu erreichen, kann das Hebelelement mit einer ersten an dem Türflügel befestigten Türaufhängung gelenkig verbunden sein. Gelenkig meint hier, dass die Lagerung in vertikaler Richtung beweglich und in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs fest ausgebildet ist, um eine einfache Schwenkschiebebewegung zu erhalten.
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Ferner kann das Hebelelement gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung mit einem Aktuatorelement gekoppelt sein, derart, dass das Aktuatorelement eine rotatorische Bewegung des Hebelelements bewirken kann. Mit anderen Worten kann durch eine rotatorische Bewegung eine vertikale und horizontale Bewegung des Türflügels bewirkt werden. Das Aktuatorelement kann dabei in geeigneter Weise direkt oder indirekt mit dem Hebelelement gekoppelt sein und so eine Kraft auf das Hebelelement ausüben, so dass die rotatorische Bewegung erzielt wird.
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Gemäß einer weitern bevorzugten Ausführung kann die Kopplung zwischen dem Aktuatorelement und dem Hebelelement insbesondere indirekt erfolgen. In der Vorrichtung kann eine Führungsplatte zum Koppeln des Aktuatorelements und des Hebelelements vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Führungsplatte einerseits gelenkig mit dem Aktuatorelement gekoppelt sein und andererseits eine Kontaktfläche mit dem Hebelelement aufweisen, um eine Kraft vom Aktuatorelement auf das Hebelelement zu übertragen. Die Kontaktfläche kann als Gleitfläche gebildet sein, an der das Hebelelement, wie beispielsweise ein Kniehebel, entlang gleiten und von einer Startposition in eine Endposition bewegt werden kann.
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Für eine exakte und leichte Aktuierung des Hebelelements kann gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels als Aktuatorelement ein pneumatisches Element, insbesondere eine Gasdruckfeder, eingesetzt werden. Hierbei kann der Kolben der Gasdruckfeder gelenkig mit der Führungsplatte gekoppelt sein. Durch eine Erhöhung des Gasdrucks kann dieser aus dem Zylinder geschoben werden und so eine Kraft auf die Führungsplatte oder bei einer direkten Kopplung auch unmittelbar auf das Hebelelement übertragen. Alternativ kann als Aktuatorelement auch ein elektrisch oder mechanisch betriebenes Element verwendet werden.
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Das erste Öffnungsmittel kann ein Gehäuse aufweisen, wobei zumindest das Aktuatorelement und die Führungsplatte an dem Gehäuse befestigt sein können. Das Gehäuse kann beliebig gewählt werden und insbesondere fest, beispielsweise am Wagenkasten des Schienenfahrzeugs, angebracht sein. Die Befestigungspunkte können beweglich gestaltet sein und beliebig angeordnet werden. Gemäß eines Ausführungsbeispiels können das Aktuatorelement und die Führungsplatte befestigt sein, derart, dass die Führungsplatte durch das Aktuatorelement in eine durch einen Anschlag vorgegeben Endposition bewegbar ist, wobei der Anschlag vorzugsweise durch das Hebelelement gebildet ist. Die Endposition lässt sich somit durch die gezielte Anordnung des Aktuatorelements und der Führungsplatte im Zusammenspiel mit dem Hebelelement festlegen. Die Vorrichtung weist nur wenige Bauelemente auf, die in einfacher Weise eine vertikale und horizontale Bewegung des Türflügels gewährleisten können.
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Darüber hinaus ist für die der Schwenkbewegung folgenden Schiebebewegung ein Spindelelement in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs angeordnet. Das Spindelelement kann zum Bewegen des Türflügels in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs vorgesehen sein. Die Spindel kann elektrisch betrieben werden und eine kontinuierliche Verschiebung des Türflügels in einfacher Weise bewirken.
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Erfindungsgemäß weist das Hebelelement eine mit dem Gewinde des Spindelelements korrespondierende Gewindebohrung auf, derart, dass das Hebelelement auf dem Spindelelement bewegbar ist. Mit anderen Worten verfährt das Hebelelement entlang der Spindel, so dass der Türflügel, der in Bezug zur Längsrichtung des Fahrzeugs fest mit dem Hebelelement gekoppelt ist, in einer Schiebebewegung in Längsrichtung des Fahrzeugs bewegt werden kann. Durch die Anbringung des Hebelelements auf der Spindel ist in besonders einfacher Weise eine Kopplung der Schwenkbewegung mit der Schiebebewegung möglich.
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Des Weiteren kann das Hebelelement zumindest teilweise um das Spindelelement rotierbar sein. Insbesondere kann das Spindelelement als Rotationszentrum vorgesehen sein, um das das Hebelelement zumindest um 90° von einer Startposition in eine Endposition rotiert werden kann. Beispielsweise kann beim Öffnen des Türflügels das Aktuatorelement diese Drehung veranlassen.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann ein zweites mit dem Türflügel verbundenes Öffnungsmittel vorgesehen sein, wobei das zweite Öffnungsmittel an einer gegenüber der Anbringungsposition des ersten Öffnungselements in vertikaler Richtung liegenden Seite des Türflügels angeordnet sein kann. So kann beispielsweise das erste Öffnungsmittel am oberen Rand bzw. Ende des Türflügels angebracht sein, während das zweite Öffnungsmittel dann am unteren Rand bzw. Ende des Türflügels vorgesehen sein kann. Es versteht sich, dass die Öffnungsmittel auch in entgegengesetzter Weise angeordnet sein können. Durch ein zusätzliches zweites Öffnungsmittel kann eine erhöhte Stabilität und verbesserte Führung des Türflügels beim Bewegungsvorgang erzielt werden.
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Es hat sich insbesondere gezeigt, dass ein passives Öffnungselement als zweites Öffnungselement besonders geeignet ist. Das zweite Öffnungsmittel kann zumindest ein Führungselement aufweisen, derart, dass ein mit einer zweiten Türaufhängung verbundener Führungsarm führbar ist. Das Führungselement kann beispielsweise aus einem oder zwei Kulissensteinen geformt sein. Es ist insbesondere kein aktives Element, wie ein zusätzlicher Aktuator, zum Bewegen des Führungsarms im zweiten Öffnungselement erforderlich. Die Bewegung des Führungsarms kann durch das erste Öffnungselement, insbesondere das Aktuatorelement des ersten Öffnungselements, bewirkt werden. Eine einfache technische Realisierung mit wenigen Bauteilen und einer entsprechend geringen Ausfallwahrscheinlichkeit kann erzielt werden. Darüber hinaus kann der Türflügel leicht mechanisch verriegelt werden, so dass ein unerwünschtes Öffnen des Türflügels während der Fahrt verhindert werden kann.
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Alternativ kann gemäß anderen Varianten der vorliegenden Erfindung als zweites Öffnungselement ein ähnlicher Aufbau wie beim zuvor beschriebenen ersten Öffnungselements gewählt werden.
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Für eine einfache Führung des Führungsarms durch das bzw. relativ zum Führungselement kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Führungsarm einen zu einer Nut des Führungselements korrespondierenden Vorsprung aufweisen, derart, dass die Bewegung des Führungsarms durch den Verlauf der Nut vorgebbar ist. Der Verlauf der Bewegung des Führungsarms und entsprechend des unteren bzw. oberen Türflügels kann in einfacher Weise vorgegeben werden.
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Der Verlauf der Nut ist grundsätzlich beliebig wählbar, so lange eine horizontale und vertikale Bewegung des Türflügels erzielt werden kann. Insbesondere kann der Verlauf der Nut zumindest abschnittsweise linear sein. Hierdurch kann insbesondere in einfacher Weise eine zumindest abschnittsweise kontinuierliche Bewegung des Türflügels erzielt werden.
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Des Weiteren kann die Nut zumindest einen linearen Abschnitt in vertikaler Richtung aufweisen. Dieser vertikale Abschnitt kann beispielsweise beim Öffnen als erstes durchlaufen werden, um zunächst einen Türflügel zumindest im unteren Bereich rein vertikal zu bewegen. Durch eine zunächst reine vertikale Bewegung kann die Gefahr eines unerwünschten Kontakts mit einem Bahnsteig, der eine nicht angepasste Höhe aufweist und nah an den Türflügel reicht, zumindest reduziert werden.
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In einer vorteilhaften Ausführung kann die Nut zumindest einen Abschnitt mit einem relativ zur horizontalen Richtung und/oder vertikalen Richtung winkligen Verlauf aufweisen. Hierdurch wird sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Bewegung erreicht.
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Bei einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung kann die Nut mehrere lineare Abschnitte aufweisen, wobei ein in vertikaler Richtung verlaufender Abschnitt in einen relativ zur horizontalen Richtung und/oder vertikalen Richtung winkligen Abschnitt übergehen kann, der wiederum insbesondere in einen weiteren in vertikaler Richtung verlaufenden Abschnitt übergehen kann. Neben einer einfachen Möglichkeit einer mechanischen Verriegelung in den Endpositionen kann mit reduziertem Aufwand der Türflügel in eine gewünschte Position gebracht werden. Alternativ sind auch exponentielle Verläufe der Nut vorstellbar.
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Es liegt weiterhin im Bereich der Erfindung, dass das Hebelelement einen zu einem an dem Spindelelement angebrachten Vorsprung korrespondierenden Anschlag aufweisen kann, derart, dass beim Schließvorgang des Türflügels der Vorsprung auf den Anschlag auflaufen und zumindest eine teilweise Mitnahme des Hebelelements bewirken kann. Beispielsweise können der Anschlag und ein als Mitnehmerzapfen ausgebildeter Vorsprung derart zusammenwirken, dass das Hebelelement von der Endposition bei geöffneten Türen in die Endposition bei geschlossen Türen bewegt werden kann. Wenn beispielsweise zuvor eine Vierteldrehung beim Öffnen erzeugt wurde, kann der Vorsprung derart angeordnet sein, dass die Spindel auf der letzten Vierteldrehung ein Mitnehmen des Hebelelements bewirkt. In einfacher Weise kann ein Schließen des Türflügels erzielt werden, der zusätzlich durch das Gewicht des Türflügels unterstützt werden kann.
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Ferner wird die Aufgabe gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung durch ein Schwenkschiebetürsystem mit einer zuvor beschriebenen Vorrichtung gelöst. Bei dem Schwenkschiebetürsystem kann es sich um eine Tür mit einem einzelnen Türflügel als auch um eine Doppeltür handeln.
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Gemäß einer dritten Lehre wird die Aufgabe bei einem Schienenfahrzeug durch ein zuvor beschriebenes Schwenkschiebetürsystem gelöst. Beispielsweise kann das Schwenkschiebetürsystem bei Straßenbahnen, Nah- und Regionalzügen, Hochgeschwindigkeitszügen und dergleichen eingesetzt werden.
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Die Erfindung zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass sich Türsysteme für unterschiedliche Bahnsteighöhen leichter realisieren lassen, die Führung und der Antrieb technisch einfacher umgesetzt werden kann und die Fehleranfälligkeit aufgrund des einfacheren Wirkprinzips gesenkt werden kann. Auch kann bei einem Ausfall der Luftfeder beim Schienenfahrzeug sichergestellt werden, dass die Passagiere trotz abgesenktem Schienenfahrzeug den Fahrgastraum verlassen können. Ferner hat sich gezeigt, da bei zweiflügeligen Türsystemen beide Türflügel identisch sind, dass es ausreichen kann, bei einer Funktionsstörung den defekten Teil des Türsystems auszutauschen. Zeit und Kosten können gespart werden. Auch die Kinematik der Bewegung ist klar definiert und einfacher zu kontrollieren, so dass auch eine Überwachung der Bewegung der Türflügel einfacher zu realisieren ist. Eine Notöffnung der Türen, auch ohne separate Energieeinbringung, kann gewährleistet werden. Schließlich kann durch das einfach ausgestaltete Türportal im Wagenkasten der Fertigungsaufwand des kompletten Schienenfahrzeuges gesenkt werden.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Öffnen von Türen für Fahrzeuge, das erfindungsgemäße Schwenkschiebetürsystem und das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
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1a eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit geschlossenen Türen,
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1b eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Zwischenstellung,
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1c eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit geöffneten Türen,
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2 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines zweiten Öffnungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung,
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3 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines ersten Öffnungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung bei geschlossenen Türen,
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4 eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels des ersten Öffnungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung bei geöffneten Türen, und
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5 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Die 1a zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Öffnen von Schwenkschiebetüren für Schienenfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung bei geschlossenen Türen.
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In 1a wird eine schematische Schnittansicht eines Fahrzeugs dargestellt. Das Ausführungsbeispiel umfasst einen Wagenkasten 2 und einen Längsträger 6 sowie einen Türflügel 4 des Fahrzeugs. Der Türflügel 4 kann als Einzeltür oder als ein Türblatt einer Doppeltür vorgesehen sein und weist an seinen gegenüberliegenden Enden, also an der vertikal oberen und unteren Seite eine erste Türaufhängung 8 und eine zweite Türaufhängung 10 auf.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an der oberen Türaufhängung 8 ein erstes Öffnungsmittel 11 mit einem Hebelelement 12, insbesondere einem Kniehebel, vorgesehen. Das Hebelelement 12 kann dabei mit der Türaufhängung 8 über ein Gelenk verbunden sein. Eine detailliertere Erläuterung einer möglichen Ausgestaltung des ersten Öffnungsmittels 11 erfolgt nachstehend.
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An der unteren Türaufhängung 10 ist ein zweites Öffnungsmittel 13 befestigt. Das zweite Öffnungsmittel 13 weist ein Führungselement 14 und einen Führungsarm 16 auf, der mit der zweiten Türaufhängung 10 verbunden ist. Im Gegensatz zum ersten Öffnungsmittel 11 weist das zweite Öffnungsmittel 13 keine bewegliche Verbindung mit der Türaufhängung 10 auf, sondern ist starr mit selbiger verbunden.
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Das Führungselement 14 kann beispielsweise als Kulissenstein mit einer Nut gebildet sein. Der Führungsarm 16 kann dann einen zur Nut korrespondierenden Vorsprung aufweisen, so dass der Führungsarm 16, und aufgrund der starren Kopplung des Führungsarms 16 mit dem Türflügel 4 auch das Türblatt, eine Bewegung entsprechend der Form der Nut ausführen kann. Grundsätzlich kann die Form der Nut beliebig gewählt werden, solange eine horizontale Bewegung in x-Richtung und eine vertikale Bewegung in y-Richtung des Türflügels 4 bewirkt werden kann. Insbesondere kann gewährleistet werden, dass der Türflügel 4 schräg nach oben aus dem Türportal bewegt wird. Grundsätzlich ist jedoch bei anderen Varianten auch eine Bewegung schräg nach unten aus dem Türportal heraus möglich. Beispielsweise kann die Nut des Kulissensteins 14 derart gebildet sein, dass von dem Führungsarm 16 eine zumindest teilweise lineare Bewegung ausgeführt werden kann.
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Die 1b zeigt eine Schnittansicht des vorherigen Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Zwischenstellung. In dieser Zwischenstellung, nämlich einer Stellung zwischen der Endposition bei geschlossener Tür und der Endposition bei horizontal und vertikal versetzter Tür, ist das Hebelelement 12 gegenüber der Position gemäß der 1a verschoben. Hierdurch ist der Türflügel 4 in einer gegenüber der Startposition in x-Richtung sowie y-Richtung versetzt und gleichzeitig winklig zur y-Richtung angeordnet. Grund hierfür ist die besondere Ausbildung des Bewegungsmechanismus. In diesem Ausführungsbeispiel bewirkt der lineare Verlauf der Nut im Kulissenstein 14 und der kreisförmige Verlauf des Gelenks zwischen Hebelelement 12 und Türaufhängung 8 die Auslenkung. Durch die zur y-Richtung winklige Stellung des Türflügels 4, wobei der Winkel zwischen 2° und 20°, vorzugsweise zwischen 5° und 10° liegen kann, kann ein Anstoßen der Tür an den Bahnsteig während des Öffnungsvorgangs, insbesondere in der anfänglichen Öffnungsphase, in einfacher Weise vermieden werden.
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In 1c ist eine Schnittansicht der vorherigen Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit geöffneten Türen dargestellt.
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Wie zu sehen ist, befindet sich der Türflügel 4 in einer gegenüber der geschlossenen Position sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung verschobenen Position. Mit anderen Worten ist der Türflügel zumindest in horizontaler Richtung und vertikaler Richtung verschoben. Ferner hat das Hebelelement 12 eine rotationsförmige Bewegung vollzogen und befindet sich in einer um eine Vierteldrehung gegenüber der geschlossenen Position gemäß 1 verschobenen Position. Darüber hinaus ist auch der Führungsarm 16 von seiner Endposition im geschlossenen Zustand des Türflügels 4 zu seiner Endposition im offenen Zustand des Türflügels 4 bewegt worden.
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Der 1c nicht zu entnehmen ist die translatorische Schiebebewegung, die sich an die lateral winklige Schwenkbewegung des Türflügels 4 anschließt.
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Mit Bezug auf die 2 bis 5 wird im Folgenden der Bewegungsvorgang des Türflügels 4 beim Öffnen und Schließen des Türflügels 4 im Detail erläutert.
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In der 2 ist ein vergrößerter schematischer Ausschnitt des zweiten Öffnungsmittels 13 abgebildet. Mit der Türaufhängung 10, die direkt an dem Türblatt 4 befestigt ist, ist ein Ende des Führungsarms 16 fest verbunden. Das andere Ende des Führungsarms 16 weist einen zur Nut 18 des Führungselements 14 korrespondierenden Vorsprung auf. Der Führungsarm 16 wird durch die Nut des Kulissensteins 14 zwangsgeführt, wobei sich die Übertragungsfunktion ausschließlich durch den Verlauf der Nut 18 bestimmt.
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Der Verlauf der Nut 18 weist mehrere lineare Abschnitte auf, wobei ein in vertikaler Richtung y verlaufender Abschnitt in einen relativ zur horizontalen Richtung x und vertikalen Richtung y winkligen Abschnitt übergeht, der wiederum in einen weiteren in vertikaler Richtung y verlaufenden Abschnitt übergeht. Durch den zunächst vertikalen Verlauf wird der untere Türabschnitt zunächst lediglich angehoben, um eine evtl. vorhandene höhere Bahnsteigkante nicht anzustoßen. Ferner kann der Führungsarm 16 und somit der Türflügel 4 in einfacher Weise in der geschlossenen Position verriegelt werden.
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Wie der 2 ferner entnommen werden kann, sind zwei Endpositionen für den Führungsarm 16 vorgesehen. In der ersten Endposition ist der Türflügel 4 geschlossen. In der zweiten Endposition ist der Türflügel 4 in der x-Richtung um einen Abstand 20 und in der y-Richtung um einen Abstand 22 gegenüber der ersten Endposition verschoben. Die Längen der Abstände 20 und 22 können beliebig gewählt werden. Vorteilhafterweise sind die Abstände 20 und 22 nahezu gleich. Beispielsweise kann die Länge jeweils 7 cm betragen. Hieraus ergibt sich ein Winkel (vertikaler Einschwenkwinkel) von ca. 45°. Dieser kann jedoch während der Bewegung variieren und am Anfang gegenüber der horizontalen Richtung 90° betragen. Die Endposition bei geöffneten Türen ist durch die Schraffierung in der 2 angedeutet. Zwischen den beiden Endpositionen wird der Führungsarm 16 beim Öffnen bzw. Schließen der Türen hin und her bewegt.
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Darüber hinaus kann das Führungselement 14 auch aus zwei Kulissen bestehen, die jeweils eine Nut aufweisen. Der Führungsarm 16 kann entsprechende Vorsprünge aufweisen, so dass er zwischen den beiden Kulissen angebracht sein kann.
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Es sei angemerkt, dass das zweite Öffnungsmittel 13 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur einen passiven Part innehat. Aktiv wird die Bewegung des Führungsarms durch das erste Öffnungsmittel 11 bewirkt.
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Die 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des ersten Öffnungsmittels 11 gemäß der vorliegenden Erfindung bei geschlossenen Türen.
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Der Türflügel 4 weist eine Türaufhängung 8 auf, an der wiederum ein Gelenk angeordnet ist. An dem Gelenk ist ein Hebelelement 12 in Form eines Kniehebels befestigt. Es versteht sich, dass die Form des Hebelelements 12 variieren kann.
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Das Hebelelement 12 weist eine Gewindebohrung 34 auf, die zum Gewinde von einem Spindelelement 36 korrespondiert. Das Spindelelement 36 ist das Rotationszentrum des Hebelelements 12. Weiterhin weist das Hebelelement 12 eine Buchse 42 auf, die zum Beispiel zur Aufnahme einer Stabfeder vorgesehen sein kann (nicht gezeigt).
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Des Weiteren ist ein Gehäuse 24 vorgesehen, welches in beliebig geeigneter Weise mit dem Wagenkasten 2 des Schienenfahrzeugs verbunden sein kann. An dem Gehäuse 24 ist ein Aktuatorelement 26, wie beispielsweise ein pneumatisches Element 26, gelenkig angeordnet. Im vorliegenden Beispiel ist das Aktuatorelement 26 an der Seitenwand des Gehäuses 24 angebracht. Beispielsweise kann es sich bei dem pneumatischen Element 26 um eine Gasdruckfeder handeln. Ebenso können jedoch auch andere Aktuatorelemente, wie elektrisch betriebene Motoren oder dergleichen, verwendet werden.
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Das andere Ende des pneumatischen Elements 26 ist mit einer Führungsplatte 30 über ein weiteres Gelenk 28 verbunden. Die Führungsplatte 30, beispielsweise ein Führungsblech, ist wiederum über eine drehbare Lagerung 32 mit dem Gehäuse 24 verbunden. Zwischen dem Gehäuse 24 und der Führungsplatte 30 ist im geschlossenen Zustand ein Winkel 46 eingeschlossen, der zumindest kleiner als 90° ist. Darüber hinaus weist die Führungsplatte 30 eine Kontakt- oder Anschlagsfläche mit dem Hebelelement 12 auf. Hierbei kann die Kontaktfläche als Gleitfläche gebildet sein, so dass das Hebelelement 12 an der Kontaktfläche vorbei gleiten kann.
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Das erste Öffnungsmittel 11 gemäß der 3 befindet sich in der Endposition, bei der der Türflügel 4 geschlossen ist. Im Falle einer Gasdruckfeder 26 kann diese beispielsweise maximal eingedrückt sein.
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Es versteht sich, dass die Anordnung der einzelnen Elemente grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen kann, so lange zumindest eine horizontale und vertikale Bewegung des Türflügels 4 bewirkt werden kann. So kann beispielsweise das pneumatische Element 26 auch an der oberen Wand des Gehäuses 24 angebracht sein.
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Soll nun die Tür eines Schienenfahrzeugs geöffnet werden, wird das Aktuatorelement 26 aktiviert. Bei einer Gasdruckfeder 26 kann beispielsweise ein Ausfahren des Kolbens aus dem Zylinder über eine Erhöhung des Gasdrucks bewirkt werden, so dass eine Kraft auf das Führungsblech 30 ausgeübt werden kann. Diese Kraft überträgt sich über die Kontaktfläche auf das Hebelelement 12 und bewirkt eine Rotationsbewegung des Hebelelements 12 um das Spindelelement 36 entlang der Kreisbahn 38 herum. Im vorliegenden Fall wird das Hebelelement 12 um ca. 90° gedreht. Dabei kann der Kniehebel 12 insbesondere derart gestaltet sein, dass die Ausfahrkraft der Gasdruckfeder 26 optimal wirken kann. Ferner sind das Aktuatorelement 26 und die Führungsplatte 30 derart befestigt, dass die Führungsplatte 30 durch das Aktuatorelement 26 in eine durch einen Anschlag vorgegeben Endposition bewegbar ist, wobei der Anschlag durch das Hebelelement 12 gebildet ist. Im vorliegenden Beispiel bewirken die aufeinander liegenden breiten Oberflächen des Hebelelements 12 und der Führungsplatte 30 bei einem Winkel 46 von 90°, dass eine weitere Rotationsbewegung des Hebelelements 12 verhindert wird.
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In 4 ist die Endposition des Hebelelements 12 dargestellt. Wie zu sehen ist, hat sich das Hebelelement 12 um 90° gegenüber der Endposition bei geschlossener Tür gedreht und befindet sich in einer stabilen Endposition aufgrund des Zusammenwirkens von Führungsplatte 30 und Haltelement 12. Durch diese Drehung wurde der Türflügel 4 horizontal winklig verschoben. Insbesondere wurde der Türflügel 4 schräg nach oben aus dem Türportal bewegt. Nach der horizontalen und vertikalen Bewegung verfährt das Hebelelement 12 während des Öffnungsvorgangs auf dem Spindelelement 36. Der Kniehebel 12 kann derart gestaltet sein, dass er mittels der Gewindebohrung 34 auf der Spindel 36 laufen kann. Die Spindel 36 hat einen genügend großen Anstieg, um das an dem Kniehebel 12 über die obere Türaufhängung 8 befestigte Türblatt 4 in der üblichen Schiebebewegung entlang der Längsachse des Fahrzeugs zu verfahren. Hierbei kann das Spindelelement 36 beispielsweise elektrisch angetrieben werden.
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Die Schließschiebebewegung verläuft mit entgegengesetzter Drehrichtung des Spindelelements 36 analog ab. Das Hebelelement 12 verbunden mit der oberen Türaufhängung 8 verfährt auf dem Spindelelement 36 und bewirkt so die Schiebebewegung entlang der Längsachse des Fahrzeugs.
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Die anschließende Schwenkschließbewegung wird nachfolgend mit Hilfe der 5 erläutert. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In der 5 sind das Spindelelement 36, ein Vorsprung 40 in Form eines Mitnehmerzapfens, eine Buchse 42 und ein zum Mitnehmerzapfen korrespondierender Anschlag 44 in Form einer Vertiefung dargestellt. Die Schwenkbewegung beim Türschließvorgang kann durch das Auflaufen des Mitnehmerzapfens 40 an der Stirnseite des Kniehebels 12 auf den Anschlag 44 eingeleitet werden. Das Auflaufen des Mitnehmerzapfens 40 in die Vertiefung 44 löst dann eine Mitnahme des Kniehebels 12 auf dem letzten Viertel der Spindelbewegung aus, welche den Beginn des Einfahrens des pneumatischen Elements 26 bewirkt. Das Hebelelement 12 wird um ca. 90° in die geschlossene Position in einfacher Weise zurückgedreht. Unterstützt werden kann dieser Einfahrvorgang des pneumatischen Elements 26 durch die Masse des Türflügels 4.
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Ist die Tür im Türportal eingefahren, kann sie zusätzlich sicher mechanisch verriegelt werden. Im Falle der Notöffnung kann diese Entriegelung gelöst werden, so dass das Türblatt 4 mit Hilfe des pneumatischen Elements 26 aus dem Türportal herausgedrückt und anschließend verschoben werden kann.
