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Die Erfindung betrifft eine Zustiegshilfe für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Fahrzeug des öffentlichen Nah- und Fernverkehrs, aufweisend eine Messeinrichtung zur Erfassung einer Belastung der Zustiegshilfe.
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Zustiegshilfen im Sinne der Erfindung sind in erster Linie begehbare Schiebetritte, Trittplatten oder -rampen, aber auch einfahrbare Trittstufen.
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Bei Zustiegshilfen für Schienenfahrzeuge ist es erforderlich, Passagiere auf einer ausgefahrenen Zustiegshilfe zu erkennen. Dies dient der Sicherheit, um das Einfahren der Zustiegshilfe dann zu unterbinden, wenn Passagiere auf der Trittfläche stehen.
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Die Detektion erfolgt zum Beispiel mithilfe einer federgelagerten Trittplatte, die sich beim Betreten durch Passagiere absenkt. Diese Absenkung wird beispielsweise durch einen Schalter bzw. Kontakt erfasst, wobei dieser dann ein Signal an die Türsteuerung ausgeben und so das Einfahren verhindern kann. Möglich ist aber auch eine Unterbrechung eines stromführenden Kontakts, wodurch ein Einfahren ebenfalls wirksam ausgeschlossen wird. Es hat sich aber gezeigt, dass diese Systeme fehleranfällig sind und über die Lebensdauer oftmals nur unzureichend funktionieren.
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Darüber hinaus sind auch Lösungen bekannt, bei denen induktive Näherungssensor im Bereich der Trittfläche installiert sind, die die Bewegung der Trittfläche registrieren und ein Signal zur Unterbrechung des Einfahrens ausgeben, wenn eine entsprechende Bewegung der Trittfläche registriert wird. Der Näherungssensor ist an der bewegbaren Trittfläche festgelegt und wirkt mit einem metallischen Erkennungsobjekt zusammen, welches ortsfest unterhalb der Trittfläche angeordnet ist. Stellt sich eine definierter Auslöseabstand ein, wird vom Näherungssensor ein Schaltsignal als Auslösesignal ausgegeben und ein Einfahren verhindert.
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Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist es erforderlich, denjenigen Abstand des Erkennungsobjekts zum Näherungssensor einzustellen bzw. zu justieren, der ein Auslösesignal erzeugen soll. Zu diesem Zweck wird die Trittfläche der fertig montierten Zustiegshilfe mit einer Referenzmasse belastet, beispielsweise mit 120 kN. Die Trittfläche bewegt sich mit dem Näherungssensor in Richtung des Erkennungsobjektes und verbleibt in einer Auslöseposition. Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist der Abstand des Erkennungsobjekts zum Näherungssensor dabei nie exakt gleich, weswegen dieser oftmals korrigiert werden muss. Zu diesem Zweck ist das Erkennungsobjekt in seiner Position in Richtung des Näherungssensors veränderbar ausgeführt, beispielsweise kann das Erkennungsobjekt mithilfe einer federbelasteten Schraube in Richtung des Näherungssensors oder von diesem weg bewegt werden. Auf diese Weise wird derjenige Abstand eingestellt, der den im Näherungssensor hinterlegten Auslösewert bewirkt und zu einem Auslösesignal führt.
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Die Nutzung von Näherungssensoren ist grundsätzlich sinnvoll und zielführend, allerdings ist der Aufbau der Zustiegshilfe dadurch komplizierter und das beschriebene Einstellungs- und Justierverfahren relativ aufwändig.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zustiegshilfe mit einer Messeinrichtung zur Erfassung einer Belastung einer Trittfläche der Zustiegshilfe zu schaffen, deren Aufbau möglichst einfach und kostengünstig ist. Auch soll die Wartung und Instandhaltung schnell und einfach möglich sein. Weiterhin besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein einfaches und zuverlässig durchführbares Justierverfahren zur Einstellung eines Auslösewertes einer belasteten Trittstufe vorzuschlagen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Zustiegshilfe für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Fahrzeug des öffentlichen Nah- und Fernverkehrs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach weist die Zustiegshilfe eine Trittfläche und eine Messeinrichtung zur Erfassung einer Belastung der Trittfläche auf, wobei die Messeinrichtung gebildet ist durch einen Näherungssensor und ein Erkennungsobjekt und sich der Abstand zwischen dem Näherungssensor und dem Erkennungsobjekt durch Belastung der Trittfläche verändert und das Erkennungsobjekt ab einem bestimmten Abstand durch den Näherungssensor erfassbar ist.
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Der Näherungssensor ist durch einen kapazitiven Näherungssensor mit individuell einstellbarem Schaltpunkt gebildet, wobei der Näherungssensor derart programmierbar ausgebildet ist, dass dessen Auslösewert in Bezug auf die Position des Erkennungsobjekts in einer definierbaren Auslöseposition festlegbar ist.
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Ein erfindungsgemäßes Justierverfahren zur Einstellung eines Auslösewertes einer belasteten Trittstufe ergibt sich aus dem unabhängigen Verfahrensanspruch.
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Ein induktiver Näherungssensor (auch Näherungsschalter, Initiator, Annäherungsschalter, Näherungssensor, Positionssensor) ist ein Sensor, der bei Annäherung berührungslos elektrisch leitfähige, insbesondere metallische Objekte erkennen kann und ein binäres Signal, „Objekt erkannt/nicht erkannt“, zur Verfügung stellt.
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Induktive Näherungsschalter arbeiten berührungslos, sie detektieren metallisch leitende Objekte, die sich in ihrem Messfeld bewegen. Die Funktionsweise beruht auf der Dämpfung eines vom Sensor erzeugten magnetischen Feldes. Induktive Sensoren arbeiten mit einer offenen Spule, die das erforderliche Magnetfeld erzeugt, welches vom sich annähernden Objekt verändert wird. Derartige Näherungssensoren ermöglichen somit eine völlig verschleißfreie Messung von Strecken, Abständen oder Geschwindigkeiten.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Fertigungstoleranzen der Zustiegshilfe nicht durch physikalische Veränderungen an der Zustiegshilfe oder Messeinrichtung ausgeglichen werden müssen, sondern durch Veränderungen in der Software des Näherungssensors. Fertigungstoleranzen werden sozusagen hingenommen und als realer Ist-Zustand des sich durch die Referenzmasse einstellenden Auslöseabstands abgespeichert. Dies setzt voraus, dass der Näherungssensor entsprechend lernfähig bzw. programmierbar ist.
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Das Einstellungs- und Justierverfahren vor Inbetriebnahme der Zustiegshilfe beinhaltet, wie aus dem Stand der Technik schon bekannt, die Belastung der Trittfläche mit einer minimalen Referenzmasse, die einen Auslösewert im Näherungssensor bewirken soll, beispielsweise 120 kN. Die Trittfläche wird durch die Referenzmasse in eine Auslöseposition bewegt. Erfindungsgemäß ist es nun aber nicht mehr notwendig, das Erkennungsobjekt in seiner Position derart einzustellen, dass sich ein im Näherungssensor hinterlegter Auslösewert einstellt. Vielmehr registriert der Näherungssensor den in der Auslöseposition nun anliegenden induktiv erfassten realen Wert, der als zukünftiger Auslösewert im Näherungssensor gespeichert wird.
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Die Erfindung hat somit den wesentlichen Vorteil, dass weder der Näherungssensor noch das Erkennungsobjekt in Bezug auf die Installation und Justierung in ihrer Position veränderbar ausgeführt sein müssen. Dies vereinfacht den Aufbau deutlich und verringert die damit zusammenhängenden Kosten. Weiterhin ist es möglich, Veränderungen während des Betriebes z. B. durch Veränderung der Federkraft oder durch Verschleiß dadurch Rechnung zu tragen, dass lediglich der Auslösewert softwareseitig angepasst werden muss, eine neue Justierung von Bauteilen und Verstellung von Komponenten entfällt.
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Anstelle des im Stand der Technik üblichen Aufbaus kann der der Näherungssensor vorzugsweise nicht mehr der bewegbaren Trittfläche zugeordnet, sondern ortsfest zu dieser installiert. Es bietet sich an, dass der Näherungssensor in vertikaler Richtung unterhalb der Trittfläche positioniert wird. Das Erkennungsobjekt ist dagegen erfindungsgemäß der Trittfläche zugeordnet und bewegt sich relativ zum feststehenden Näherungssensor. Der Näherungssensor kann auch in horizontaler Ebene seitlich zum Erkennungsobjekt angeordnet sein und durch eine schräge Detektionsfläche eine etwa vertikale Bewegung des Erkennungsobjekt durch Absenken der Trittfläche erkennen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich das Erkennungsobjekt bei Belastung der Trittfläche in Richtung des Näherungssensors und bei Entlastung davon weg bewegt. Der Näherungssensor kann sogar oberhalb des Erkennungsobjekts angeordnet sein. Auch dann sollte sich das Erkennungsobjekt bei Belastung der Trittfläche in Richtung des Näherungssensors und bei Entlastung davon weg bewegen. Eine solche Anordnung ist zwar technisch aufwendiger, kann aber in Abhängigkeit der räumlichen Gegebenheiten im Bereich der Zustiegshilfe vorteilhaft sein.
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Das Erkennungsobjekt kann vorteilhafterweise durch die Trittfläche selbst gebildet sein, wenn diese ausreichend metallisch leitend ausgeführt ist. Alternativ und/oder wenn die Trittfläche selbst nicht ausreichend leitfähig ist, kann an der Trittfläche ein Bauteil befestigt sein, dass als Erkennungsobjekt wirkt, beispielsweise eine Metallplatte. Diese kann vorzugsweise auf der dem Näherungssensor zugewandten Seite der Trittfläche angeordnet sein, theoretisch möglich ist aber auch eine Anordnung auf der anderen Seite der Trittfläche, beispielsweise der begehbaren Seite. In diesem Fall misst der Näherungssensor durch die darunter angeordnete nicht leitende Trittfläche hindurch und erfasst die oben aufliegende Metallplatte. Anstelle einer Metallplatte können auch andere Objekte an geeigneter Position vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Diese stellen lediglich Prinzipdarstellungen dar und sollen die Erfindung nicht auf bestimmte Merkmale beschränken. Insbesondere sind die Figuren nicht maßstabsgetreu und zeigen lediglich die für die Erfindung relevanten Bauteile. Es zeigen:
- 1: eine Zustiegshilfe in perspektivischer Darstellung,
- 2: einen Ausschnitt einer Zustiegshilfe nach dem Stand der Technik mit Näherungssensor im Vertikalschnitt,
- 3: eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Zustiegshilfe im Vertikalschnitt im unbelasteten Zustand,
- 4: eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Zustiegshilfe im Vertikalschnitt im belasteten Zustand.
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Zum besseren Verständnis ist in 1 eine übliche Zustiegshilfe, ausgebildet als Schiebetritt 20, gezeigt. Der Schiebetritt 20 befindet sich unterhalb einer Türöffnung 22 und weist eine begehbare Trittfläche 24 auf. Über den Schiebetritt 20 wird das Ein- und Aussteigen in das Fahrzeug erleichtert. Der Schiebetritt 20 ist in einem Kasten unterhalb der Türöffnung 22 angeordnet und kann im Bedarfsfall aus diesem ausgefahren werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kasten ist durch eine gezeigte Klappe 26 verschließbar, wenn der Schiebetritt 20 eingefahren ist. Eine solche Klappe 26 ist bei anderen Ausführungen aber oftmals nicht vorhanden
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Aus Sicherheitsgründen darf das Fahrzeug nicht losfahren oder der Schiebetritt 20 nicht eingefahren werden wenn sich noch Passagiere auf dem Schiebetritt 20 befinden. Aus diesem Grund ist eine Messeinrichtung 28 vorgesehen, die die Präsenz von Passagieren oder beispielsweise Gepäck erkennen kann.
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2 zeigt eine solche Messeinrichtung 28 nach dem Stand der Technik. Diese ist in einer Zustiegshilfe bzw. einem Schiebetritt 20 angeordnet und besteht im Wesentlichen aus einem Näherungssensor 30 und einem Erkennungsobjekt 32. Im gezeigten Beispiel ist der Näherungssensor 30 unterhalb der Trittfläche 24 angeordnet und mit dieser bewegbar. Das Erkennungsobjekt 32 ist dagegen ortsfest festgelegt. Durch Belastung der Trittfläche 24 nähert sich der Näherungssensor 30 dem Erkennungsobjekt 32. Ab einer bestimmten Nähe registriert der Näherungssensor 30 das Erkennungsobjekt 32 und signalisiert dadurch eine Belastung der Trittfläche 24. Diese Position wird als Auslöseposition bezeichnet, der Abstand zwischen Näherungssensor 30 und Erkennungsobjekt 32 in der Auslöseposition ist als Auslöseabstand 34 gekennzeichnet. Weiterhin ist eine Feder 36 erkennbar, die der Belastung der Trittfläche 24 entgegenwirkt.
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Zur Einstellung bzw. Justierung eines gewünschten Auslöseabstands 34 wird die Trittfläche 24 mit einer definierten Masse beaufschlagt, die die Trittfläche in Richtung des Erkennungsobjekt 32 bewegt. Dies simuliert ein Betreten der Trittfläche 24 durch einen Passagier. Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist bei gleicher definierter Masse der Abstand zwischen dem Erkennungsobjekt 32 und dem Näherungssensor 30 nicht immer gleich. Aus diesem Grund ist eine Einstellschraube 36 vorgesehen, mit der das Erkennungsobjekt 32 in diejenige Position gebracht werden kann, in der der Näherungssensor 30 bei Belastung mit der definierten Masse ein Signal ausgibt. Diese Einstellung ist mühsam, die Verstellbarkeit des Erkennungsobjekts 32 benötigt eine entsprechende Konstruktion und Vielzahl an Bauteilen.
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Die 3 und 4 verdeutlichen die deutlich einfachere und zuverlässigere erfindungsgemäße Messvorrichtung 28 in einer stark vereinfachten Darstellung. Demnach weist der Schiebetritt 20 einen wannenförmigen Rahmen 38 auf, in dem die begehbare Trittfläche 24 gelagert ist und in dem sie sich auf und ab bewegen kann. Die Darstellung des wannenförmigen Rahmens 38 ist lediglich beispielhaft zu verstehen, dieser ist für die Erfindung in dieser Form nicht notwendig.
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Unterhalb der Trittfläche 24 ist der Näherungssensor 30 ortsfest und in seiner Position relativ zur Trittfläche 24 nicht veränderbar angeordnet. Die Trittfläche 24 kann selbst als Erkennungsobjekt 32 ausgebildet sein, im vorliegenden Fall ist dafür aber eine Metallplatte 40 vorgesehen, die unterhalb der Trittfläche 24 auf der dem Näherungssensor 30 zugewandten Seite angeordnet ist.
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3 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung in unbelastetem Zustand, wodurch sich ein Grundabstand 42 zwischen der Metallplatte 40 und dem Näherungssensor 30 eingestellt hat. 4 zeigt den belasteten Zustand der Trittfläche 24. Eine Referenzmasse 44 liegt auf der Trittfläche 24 auf und drückt diese in Richtung des Näherungssensors 30. Dadurch hat sich der Abstand zwischen dem Näherungssensor 30 und der Metallplatte 40 verringert, es hat sich der Auslöseabstand 34 eingestellt. Eine Veränderung des Abstands aufgrund von Fertigungstoleranzen zwischen der Metallplatte 40 bzw. dem Erkennungsobjekt 32 und dem Näherungssensor 30 ist nicht notwendig, vielmehr wird der vom Näherungssensor 30 registrierte Messwert, der sich durch den Auslöseabstand 34 ergibt, registriert und gespeichert. Dieser Wert dient zukünftig als Auslösewert.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt, sie umfasst vielmehr auch weitere Anwendungsmöglichkeiten. Das Grundprinzip der Messvorrichtung eignet sich auch für ähnliche Anwendungsgebiete, bei denen ein definierter Abstand zwischen zwei sich relativ zueinander bewegenden Objekten registriert und gespeichert werden soll.
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Bezugszeichenliste
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- 20
- Zustiegshilfe/ Schiebetritt
- 22
- Türöffnung
- 24
- Trittfläche
- 26
- Klappe
- 28
- Messeinrichtung
- 30
- Näherungssensor
- 32
- Erkennungsobjekt
- 34
- Auslöseabstand
- 36
- Einstellschraube
- 38
- Rahmen
- 40
- Metallplatte
- 42
- Grundabstand
- 44
- Referenzmasse
