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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen Schwenktritt insbesondere für Schienenfahrzeuge sowie ein mit einem solchen Schwenktritt ausgestattetes Fahrzeug, insbesondere eine Lokomotive.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Schwenktritte für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeug, sind in unterschiedlichster Form bekannt. Sie lassen sich grob danach einteilen, ob eine Trittstufe um eine im Wesentlichen vertikale Achse in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene verschwenkt wird, wie zum Beispiel aus der
EP 1 820 696 A1 bekannt, oder um eine im Wesentlichen horizontale Achse, wie zum Beispiel aus der
DE 25 55 468 A1 bekannt. Daneben sind Trittstufen bekannt, die translatorisch ausfahrbar sind, und zwar im Wesentlichen horizontal (wie zum Beispiel
DE 1 770 902 U1 ) oder im Wesentlichen vertikal (siehe zum Beispiel
WO 2014 023566 A1 ).
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Schwenktritte mit einer um eine im Wesentlichen horizontale Achse verschwenkbaren Trittstufe. Bekannte Schwenktritt dieser Bauart finden typischerweise bei Personenwagons von Schienenfahrzeugen Einsatz, um bei Bahnsteigen, deren Bodenniveau tiefer liegt als das Bodenniveau des Wagons, ein bequemes Ein- und Aussteigen zu ermöglichen, wie zum Beispiel in der
DE 43 37 683 C2 oder der
DE 38 29 652 A1 beschrieben. Beide Druckschriften lehren das Anordnen einer einzelnen Stufe quasi direkt auf einer drehbaren Welle, so dass die Position der Welle vorgibt, in welcher Höhe sich die Stufe befindet. Dies ist bei Personenwagons in der Regel unproblematisch, da die Trittstufen nur dazu dienen, eine nur geringe Höhendifferenz zwischen Wagonboden und Bahnsteigniveau zu überwinden. Diese Trittstufen sind nicht dazu vorgesehen, ein Ein- und Aussteigen außerhalb eines Bahnsteigs zu ermöglichen, wo eine relativ große Höhendifferenz zwischen dem Erdboden und dem Wagonboden zu überwinden ist, da Passagiere üblicherweise nur an Bahnsteigen aus- und einsteigen. Fahrzeugführer müssen dagegen häufiger eine Lokomotive oder einen Triebwagen auch auf freier Strecke verlassen oder betreten, so dass der Wunsch besteht, hierfür eine am Fahrzeug befestigte Einstiegshilfe anbieten zu können, wobei entsprechende Schwenktritte so ausgestaltet sein müssen, dass sie in einer eingefahrenen Position das sogenannte Lichtraumprofil des mit einem entsprechenden Schwenktritt versehenen Fahrzeugs nicht beeinträchtigen.
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Des Weiteren besteht der Wunsch, bestimmte Nachteile bekannter Lösungen für Schwenktritte zu vermeiden und den Stand der Technik in verschiedener Hinsicht zu verbessern. Der aus der
DE 43 37 683 C2 bekannte Schwenktritt verwendet eine pneumatische Zylinder-Kolben-Einheit, bei der sich eine Kolbenstange translatorisch aus dem Zylinder herausschiebt, deren translatorische Bewegung dann über eine relativ komplexe Kulissenmechanik außerhalb des Kolbens in die benötigte Rotationsbewegung umgesetzt wird. Damit es bei solchen Lösungen nicht durch Verschmutzungen zum Blockieren des Antriebs kommt, muss eine gesonderte Kapselung vorgesehen werden, was den Antrieb aufwendiger und schwerer macht. Zudem wird gemäß der genannten Druckschrift die Schwenkachse, um die sich die Trittstufe dreht, nur an einem Ende angetrieben, was zu einer ungünstigen Kraftverteilung führt.
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Bei dem aus der
DE 38 29 652 A1 bekannten Schwenktritt wird ein Schwenkmotor mit zwei axial ausgerichteten Antriebswellen verwendet, wobei die Einstellung des Schwenkwinkels über gesonderte Endlagenschalter in den beiden Endlagen der verschwenkbaren Trittstufe erfolgt. Ohne diese Endlagenschalter würde ein Antriebsmotor gemäß der genannten Druckschrift immer weiter versuchen, die beiden Antriebswellen zu drehen. Da der entsprechende Antriebsmotor auch nicht über eine Selbsthemmung verfügt, wird gemäß der genannten Druckschrift ein dort als Hilfsantrieb bezeichneter gesonderter Antrieb vorgesehen, der bei Ausfall des Schwenkmotors ausgelöst wird und dann eine Klinkensicherung ausfährt, die bei hochgeschwenkter Trittstufe die selbige arretiert.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen an einem Fahrzeug befestigbaren Schwenktritt anzugeben, mit dem auch größere Höhendifferenzen wie z.B. zwischen dem Fahrzeugboden eines Triebwagens oder einer Lokomotive und dem Erdboden überwunden werden können, ohne im eingeschwenkten Zustand das Lichtraumprofil des mit einem entsprechenden Schwenktritt versehenen Fahrzeugs zu beeinträchtigen. Dabei soll ein entsprechender Schwenktritt so ausgestaltet sein, dass er auch bei existierenden Fahrzeugen, insbesondere Triebwagen und Lokomotiven, aber auch anderen Fahrzeugen einschließlich Luft- und Wasserfahrzeugen, bei denen ein entsprechender Schwenktritt benötigt wird, leicht nachgerüstet werden kann. Vorteilhaft soll zudem ein an dem jeweiligen Fahrzeug vorhandenes pneumatisches, hydraulisches oder elektrisches System auch dazu genutzt werden können, den Schwenktritt zu betätigen, so dass auf eine gesonderte Antriebsquelle verzichtet werden kann.
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Zur Lösung der Aufgabe und zur Überwindung der genannten Nachteile des Standes der Technik schlägt die Erfindung einen Schwenktritt insbesondere für Schienenfahrzeuge vor, bei dem an zwei Armen wenigstens eine Trittstufe gehalten ist und der einen Antrieb zum Verschwenken der Arme um eine gemeinsame Schwenkachse von einer eingefahrenen Position in eine ausgefahrene Position und umgekehrt umfasst, wobei der Antrieb einen Antriebszylinder, einen in dem Zylinder drehfest angeordneten und in dem Zylinder pneumatisch oder hydraulisch verschieblichen Antriebskolben und eine aus dem Zylinder an seinen beiden Stirnseiten austretende, gegen translatorische Verschiebung aus dem Zylinder gesicherte Kolbenstange umfasst, wobei zwischen Kolben und Kolbenstange eine Kurvenbahn und wenigstens ein in der Bahn geführter Nocken derart vorgesehen sind, dass ein Verschieben des Kolbens in dem Zylinder eine Drehung der Kolbenstange bewirkt.
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Alternativ dazu wird die Aufgabe auch gelöst von einem Schwenktritt mit den Merkmalen des Anspruchs 2, bei dem an Stelle eines mittels Druck translatorisch verschobenen Kolbens ein Schlitten elektromotorisch verschoben wird, dessen Translationsbewegung wiederum über eine Kurvenbahn und wenigstens einen in der Bahn geführten Nocken in eine Rotationsbewegung einer Schlittenstange umgesetzt wird.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt eine besonders kompakte und gleichzeitig stabile und ausfallsichere Ausgestaltung der Antriebseinheit des Schwenktritts, so dass dieser auch bei bestehenden Fahrzeugen nachgerüstet werden kann. Zudem erlaubt es der Antrieb, relativ große Kräfte über einen großen Schwenkwinkel aufzubringen, so dass eine oder mehrere Trittstufen auch relativ weit von der Schwenkachse angeordnet werden können, um so die Überbrückung großer Höhendifferenzen z.B. zwischen einem Fahrzeugboden und dem Erdboden zu ermöglichen.
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Die erfindungsgemäßen Arme erlauben es, nicht nur eine, sondern auch zwei oder mehr Trittstufen leiterartig übereinander an den Armen anzuordnen.
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Dank der erfindungsgemäßen Kurvenbahn und des darin geführten Nockens sind die Endlagen der Schwenkbewegung genau definiert, ohne dass es dazu gesonderter Bauelemente wie zum Beispiel Endlagenschalter bedarf. Wenn die Kurvenbahn und der Nocken innerhalb des Zylinders angeordnet werden, sind sie automatisch gekapselt und vor Verschmutzungen geschützt, ohne dass es eines gesonderten Gehäuses bedarf.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene durchgehende Kolbenstange bzw. Schlittenstange wirkt als Antriebswelle, was eine stabilere Ausgestaltung und günstigere Kräfteverteilung bewirkt als dies mit zwei gesonderten Antriebswellen möglich wäre.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Der nebengeordnete Anspruch 16 betrifft ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Schwenktritt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schwenktritt in perspektivischer Ansicht.
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2 zeigt ein Detail des Antriebs des Schwenktritts gemäß 1, wobei Teile eines Gehäuses transparent dargestellt sind.
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3 zeigt ein Detail des Antriebs gemäß 2 in vergrößertem Maßstab.
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4 zeigt Details des Schwenktritts gemäß 1, wobei zwei Gehäuse zur Verkapselung zweier Verriegelungseinheiten transparent dargestellt sind.
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5 zeigt den Schwenktritt gemäß 4 aus einer anderen Perspektive, so dass ein Handgriff zur manuellen Entriegelung der Verriegelungseinheiten erkennbar ist.
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6 zeigt ein Detail einer Verrieglungseinheit gemäß 4 in vergrößertem Maßstab.
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7 zeigt einen Schwenktritt gemäß 1 in einem an einem Schienenfahrzeug montierten und ausgeschwenkten Zustand.
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8 zeigt den Schwenktritt gemäß 7 in eingeschwenktem Zustand.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der 1 ist ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneter Schwenktritt insbesondere für Schienenfahrzeuge gezeigt, bei dem eine Trittstufe 12 an zwei Armen 14 und 16 gehalten ist. Der Schwenktritt verfügt über einen bei diesem Beispiel pneumatischen Antrieb 18 zum Verschwenken der Arme 14 und 16 um eine gemeinsame, durch die strichpunktierte Linie 20 angedeutete Schwenkachse von einer eingefahrenen Position in eine ausgefahrene Position und umgekehrt.
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Wie in den 2 und 3 gut zu erkennen, verfügt der in seiner Gesamtheit mit 18 bezeichnete Antrieb 18, dessen Teile hier teilweise transparent dargestellt sind, um den Aufbau des Antriebs zu verdeutlichen, über einen Antriebszylinder 22 mit einer kreiszylindrischen Kolbenaufnahme 24 (3) für einen in dem Zylinder 22 drehfest angeordneten und in dem Zylinder 22 pneumatisch verschieblichen Antriebskolben 26 und eine aus dem Zylinder 22 an seinen beiden Stirnseiten austretende, gegen translatorische Verschiebung gesicherte Kolbenstange 28, die gleichzeitig die Schwenkachse bildet 20 des Schwenktritts bildet. Die Arme 14 und 16 sind über zwei multifunktionale Verbindungseinheiten 30 und 32 an der Kolbenstange 28 befestigt.
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Wenn der Kolben 26 in die Kolbenaufnahme 24 im Zylinder 22 eingefügt ist, sind im Zylinder zwei Kammern gebildet, die jeweils abwechselnd unter Druck gesetzt werden können, um den Kolben 26 in dem Zylinder translatorisch zu verschieben. Zum dargestellten Zeitpunkt ist die Kammer 34 unter Druck gesetzt, so dass sich der Kolben 26 in der Zeichnung im Zylinder 22 ganz nach rechts bewegt hat und die dort befindliche Kammer fast komplett ausfüllt, weshalb sie nicht mit einem eigenen Bezugszeichen versehen wurde.
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Wie insbesondere in 3 gut zu erkennen, sind Kolben 26 und Kolbenstange 28 über eine bei diesem Ausführungsbeispiel von einer Ausnehmung in dem Kolben 26 gebildeten sogenannten Kurvenbahn 36 und einen in der Kurvenbahn 36 geführten und an der Kolbenstange 28 befestigten Nocken 38 derart gekoppelt, dass ein Verschieben des drehfest in dem Zylinder 22 angeordneten Kolbens 26 eine Drehung der Kolbenstange 28 bewirkt. Bei der Kurvenbahn handelt es sich also nicht etwa um eine gedachte Linie, sondern um eine z.B. durch entsprechendes Ausnehmen des Kolbens z.B. mittels Fräsen, gebildete körperlich vorhandene Führung für den Nocken.
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Um ein gutes Gleiten des Nockens 38 in der Kurvenbahn 36 zu gewährleisten, trägt der Nocken 38 bei diesem Ausführungsbeispiel ein Drehlager 40. Alternativ kann der Nocken aber auch selbst drehbar gelagert sein. Auch ist es möglich, statt einer Kurvenbahn und einem Nocken mehrere Kurvenbahnen und Nocken vorzusehen.
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Um den Antriebskolben 26 gegen Verdrehung im Antriebszylinder 22 zu sichern, sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen Kolben 26 und Zylinder 22 zwei gerade Führungsbahnen 42 und 44 und zwei in jeweils einer der Bahnen geführte Nocken 46 vorgesehen. Dabei werden die Führungsbahnen von Ausnehmungen in dem Zylinder 22 an Stellen gebildet, die zwischen den beiden Stirnseiten des Kolbens liegen und kürzer als der Verfahrweg des Kolbens 26 sind, so dass über sie kein Druck aus den zwischen den Stirnseiten des Kolbens 26 und der Kolbenaufnahme 24 gebildeten Kammern entweichen kann. Die Nocken 46 tragen bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls jeweils ein Drehlager 48, um ein gutes Gleiten des jeweiligen Nockens 46 in der jeweiligen Führungsbahn 42, 44 zu gewährleisten.
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Wie in den 4 bis 6 dargestellt, verfügt der Schwenktritt 10 bei diesem Ausführungsbeispiel über zwei Verriegelungseinheiten 50 und 52 zum Verriegeln der Arme 14 und 16 in verschiedenen Schwenkpositionen.
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Die Verriegelungseinheiten 50 und 52 sind an gegenüberliegenden Seiten der Kolbenstange 28 zwischen dem Antriebszylinder und den Armen 14 und 16 angeordnet und weisen jeweils eine hier pneumatisch betätigbare Einheit mit einem in einem Verriegelungszylinder 54 bzw. 56 geführten Verriegelungskolben 58 bzw. 60 auf, wobei jeder Verriegelungskolben 58 bzw. 60 durch eine Feder 62 bzw. 64 in eine Verriegelungsposition vorgespannt ist. In der Verriegelungsposition drückt jeder Verriegelungskolben bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils zwei Verriegelungsbolzen 66 bzw. 68 in jeweils eine zu dem jeweiligen Bolzen komplementäre Bolzenaufnahme 70 bzw. 72, die bei diesem Ausführungsbeispiel in den oben erwähnten multifunktionalen Verbindungseinheiten 30 bzw. 32 vorgesehen sind.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind in jeder Verbindungseinheit 30 und 32 jeweils sechs Bolzenaufnahmen 70 und 72 vorgesehen, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige mit Bezugszeichen versehen wurden. Damit kann der Schwenktritt dann in drei unterschiedlichen Positionen festgelegt werden. Es versteht sich von selbst, dass anstelle der gezeigten Verriegelung über Bolzen und entsprechende Bolzenaufnahmen auch andere vorzugsweise ebenfalls formschlüssig arbeitende Verriegelungsmittel vorgesehen werden können, zum Bespiel Rastscheiben mit einer Vielzahl von Rastvorsprüngen und Rastaufnahmen.
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Wenn die Trittstufe des Schwenktritts durch Einleitung von Druckluft in die jeweils gewünschte Kammer des oben beschriebenen Antriebszylinders verschwenkt wird, wobei die prinzipielle Beaufschlagung einer Kammer mit Druckluft und die Ansteuerung entsprechender, an sich bekannter und daher hier nicht weiter gezeigter Ventile dem Fachmann bekannt ist, wird bei jeder Verriegelungseinheit über einen Anschluss 74 (siehe 6) Druckluft in eine der federbelasteten Seite des entsprechenden Verriegelungskolbens 58 gegenüberliegende Kammer des Verriegelungszylinders 54 geleitet, so dass sich der Verriegelungskolben 58 gegen die von der Feder 62 aufgebrachte Kraft in eine Entriegelungsposition bewegt und dabei dann die Bolzen 66 aus der jeweiligen Bolzenaufnahme 70 zieht.
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Um bei einer Störung den Schwenktritt auch manuell verschwenken zu können, sind bei diesem Ausführungsbeispiel Mittel zum manuellen Lösen der Verriegelungsmittel vorgesehen, deren Aufbau und Funktion in 5 gut zu erkennen ist. Die Mittel umfassen bei diesem Ausführungsbeispiel einen Handgriff 76, der über zwei Kopplungseinheiten 78 und 80 auf die Verriegelungskolben 58 und 60 wirkt und bei Betätigung die Kolben gegen die von den Federn 62 und 64 (siehe 4) aufgebrachte Kraft aus der Verriegelungsposition zieht, so dass die Trittstufe manuell verschwenkt werden kann.
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Die 7 und 8 zeigen eine mögliche Einbausituation eines erfindungsgemäßen Schwenktritts an einem Schienenfahrzeug, von dem hier nur ein Ausschnitt einer Seitenwand 82 und einer Türöffnung 84 gezeigt ist. Dabei zeigt die 7 die Situation, in der die Trittstufe 12 zur Benutzung ausgeschwenkt ist, während die 8 die Situation zeigt, in der die Trittstufe 12 in eine zurückgezogene Position geschwenkt ist, so dass der Schwenktritt das Lichtraumprofil des Fahrzeugs nicht beeinträchtigt.
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Wie weiter in den 7 und 8 gut zu erkennen, können Antrieb 18 und Verriegelungseinheiten 50, 52 leicht so ausgebildet werden, dass sie selbst als Auftrittsmöglichkeit verwendet werden können. Damit stehen dann für den Benutzer bereits mit nur einer schwenkbaren Trittstufe 12 immer wenigstens zwei Auftrittsmöglichkeiten zur Verfügung. Typischerweise verfügen Fahrzeuge der hier in Frage stehenden Art meist noch über einen sog. Zwischentritt 86, so dass dem Benutzer dann zum bequemen Erreichen der Türöffnung 84 insgesamt drei vorzugsweise etwa gleich beabstandete Auftrittsmöglichkeiten zur Verfügung stehen, um die Distanz zwischen Erdboden und Fahrzeugboden zu überwinden.
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Anstelle eines in einem Zylinder mittels Druck bewegten Antriebszylinders und einer Kolbenstange kann der Antrieb auch einen elektromotorisch bewegten Schlitten und eine mit diesem zusammenwirkende Schlittenstange umfassen. Der Schlitten wird dann translatorisch entlang einer Translationsachse verschobenen und ist gegen Drehung um die Translationsachse gesichert, so dass er die Funktion des Antriebskolbens übernehmen kann. Die Schlittenstange tritt aus dem Antrieb an zwei gegenüberliegenden Seiten hervor und ist gegen translatorische Verschiebung gesichert, so dass sie die Funktion der Kolbenstange übernimmt. Schlitten und Schlittenstange sind dabei über wenigstens eine Kurvenbahn und wenigstens einen in der Bahn geführten Nocken derart gekoppelt, dass ein Verschieben des Schlittens eine Drehung der Schlittenstange bewirkt.
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Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich zum Beispiel auf die Art und Ausgestaltung der Verriegelungseinheiten beziehen. Anstelle der beschriebenen pneumatischen Betätigung von Antriebskolben und Verriegelungskolben kann auch eine hydraulische oder elektrische Betätigung der Kolben vorgesehen sein, da zum Beispiel viele Baufahrzeuge ohnehin über hydraulische oder elektrische Antriebe bzw. ein Bordnetz zur Versorgung verschiedener Verbraucher mit Strom verfügen. Die Erfindung erlaubt es hier vorteilhaft, eine bei dem jeweiligen Fahrzeug bereits vorhandene Antriebsquelle zu nutzen. Durch die Verwendung einer einzigen Kolben- oder Schlittenstange, die gleichzeitig die Schwenkachse des Schwenktritts definiert und die einen doppelt wirkenden Antriebskolben durchdringt, wird eine besonders kompakte Antriebseinheit für einen Schwenktritt geschaffen, der auch bei existierenden Fahrzeugen leicht nachgerüstet werden kann und bei dem zudem die auftretenden Kräfte und Drehmomente wesentlich günstiger verteilt sind, als dies mittels mehrerer gesonderter Kolbenstangen möglich wäre.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1820696 A1 [0002]
- DE 2555468 A1 [0002]
- DE 1770902 U1 [0002]
- WO 2014023566 A1 [0002]
- DE 4337683 C2 [0003, 0004]
- DE 3829652 A1 [0003, 0005]
