EP2790992A2 - Antriebseinheit - Google Patents

Antriebseinheit

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EP2790992A2
EP2790992A2 EP12798199.1A EP12798199A EP2790992A2 EP 2790992 A2 EP2790992 A2 EP 2790992A2 EP 12798199 A EP12798199 A EP 12798199A EP 2790992 A2 EP2790992 A2 EP 2790992A2
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EP
European Patent Office
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door leaf
drive unit
door
drive
spindle nut
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EP12798199.1A
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EP2790992B1 (de
Inventor
Franz FORET
Martin Kronabeter
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Siemens AG Oesterreich
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D19/00—Door arrangements specially adapted for rail vehicles
    • B61D19/02—Door arrangements specially adapted for rail vehicles for carriages

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for a door leaf, in particular for a passenger rail vehicle door.
  • Power drive executed. Depending on the intended use, these doors are constructed with one or two leaves. As a power drive electrical or pneumatic actuators are in use. These drives have a power source whose rotation or
  • Lifting force is transmitted to the door leaf or leaves which leaves these leaves between the open position and the
  • a drive motor acts on one
  • the invention is therefore based on the object, a
  • Drive unit constructed for a door leaf, which comprises an electric drive, wherein the rotational movement of the electric drive acts on a spindle nut and a threaded spindle engages in the spindle nut, said threaded spindle is connected to the door leaf and wherein the electric drive together with the spindle nut means a spherical bearing with a carbody one
  • an electric drive which acts on a spindle nut.
  • Timing belt drive as such a slip-free
  • the electric drive and the spindle nut form a mechanical unit, in particular the storage
  • a spherical bearing has an outer guide part with a guide surface in Kugelkalottenform, wherein an inner part is pivotally mounted in this Kugelkalotten adjustment.
  • the advantage can be achieved to be able to compensate for component tolerances and deformations of the car body, or the other components of the door. In particular, this can not be swiveled (torque-free) storage
  • a threaded spindle engages in the spindle nut, so that the rotational movement of the spindle nut is converted into a linear movement of the threaded spindle.
  • This threaded spindle is connected in the region of one of its ends with a door leaf and transmits this linear movement on the door leaf.
  • connection point between the threaded spindle and the door leaf is advantageously equipped with a torque-free connection (ball joint).
  • a torque-free connection ball joint
  • a hollow shaft motor has an equipped with a longitudinal bore drive shaft, so that the spindle nut can be arranged directly on the drive shaft, or can the spindle nut as part of
  • Shaft be shaped.
  • the threaded spindle penetrates the electric drive in this embodiment of the drive unit.
  • Another embodiment of the invention is a
  • Safety position switch provided which locks the door leaf in the closed position and against
  • Safety position switches have a holding device and a safety bolt, which can be moved into the holding device and is fixed by this holding device. The release of the safety bolt by means of an electrical signal, or by switching off an electrical signal. It is recommended that
  • the drive unit according to the invention is suitable for all sliding or sliding sliding doors commonly used in rail vehicles, in particular passenger rail vehicles.
  • each door door leaf
  • each door has its own drive and can be controlled individually.
  • the affected door leaf can thereby be blocked and the vehicle continues to operate until the drive has been repaired.
  • Fig.l a drive unit for a door leaf - side view.
  • Fig.2 A drive unit for a door leaf - axial view.
  • FIG.l shows an example and schematically a drive unit for a door leaf in a side view.
  • a drive unit 1 comprises in an exemplary embodiment shown an electric drive 2, which on its drive shaft a pulley
  • the spindle nut 3 has in its bore an internal thread into which the external thread of a threaded spindle 6 engages.
  • Threaded spindle is thus axially displaceable by means of rotational movement of the electric drive 2, or coupled to the electric drive 2 spindle nut 3.
  • a ball joint 7 is arranged, which is torque-coupled to a door leaf.
  • a holder 10 connects the electric drive 2 with the bearing 8 of the spindle nut 3, so that said components form a unit and are fixedly positioned at predetermined intervals to each other.
  • associated storage 8 is opposite the car body
  • the holder 8 comprises a spherical bearing 9, the outer part (the
  • a safety position switch 11 which comprises a safety pin and a holding device is provided below the threaded spindle. Through the use of this safety position switch 11, the door leaf can be fixed in the closed position
  • Fig. 2 shows by way of example and schematically a drive unit for a door leaf in an axial view. It is the
  • Threaded spindle 6 is shown cut.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

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

Description

Beschreibung
Antriebseinheit
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Türblatt insbesondere für eine Passagierschienenfahrzeugtüre.
Stand der Technik
Passagierraumtüren von Schienenfahrzeugen werden häufig als sogenannte Schiebe- bzw. Schwenkschiebetüren mit einem
Kraftantrieb ausgeführt. Je nach Einsatzzweck werden diese Türen ein oder zweiflügelig aufgebaut. Als Kraftantrieb sind elektrische oder pneumatische Antriebe gebräuchlich. Diese Antriebe weisen eine Kraftquelle auf, deren Dreh- bzw.
Hubkraft auf das bzw. die Türblätter übertragen wird wodurch diese Türblätter zwischen der Offenstellung und der
Geschlossenstellung bewegt werden. Einer gebräuchlichen Bauweise zufolge wirkt ein Antriebsmotor über einen
Zahnriemen oder eine Antriebsspindel auf die Türblätter. Bei zweiflügeligen Türen werden beide Türblätter bei elektrischen Antrieben üblicherweise gemeinsam betätigt. In praktischen Ausführungsformen von kraftunterstützten Türantrieben treten mehrere Probleme auf, die mit den Lösungen gemäß des Standes der Technik nicht zufriedenstellend gelöst sind. Ein
wesentliches Problem betrifft die Montage der Türen, bzw. der Türantriebe. Diese erfolgt aufgrund der Bauteiltoleranzen mit einem hohen Justieraufwand, was die Herstellungskosten eines Schienenfahrzeugs erhöht. Dieser Justieraufwand tritt bei jeder einzelnen Türöffnung des Schienenfahrzeugs auf und bildet deshalb ein großes Optimierungspotential. Ein weiteres Problem bilden die Verformungen des Schienenfahrzeugs unter Last. Da insbesondere bei Nahverkehrsfahrzeugen (U-Bahnen, S- Bahnen, Straßenbahnen) der Anteil der Masse der Passagiere einen großen Teil der Fahrzeuggesamtmasse bestimmt, treten infolge dieser Beladung Verformungen des Fahrzeugs,
insbesondere im Bereich der Türöffnungen auf. Diese
Verformungen dürfen den Betrieb der kraftunterstützten Türen nicht beeinträchtigen, wobei zur Kompensation dieser
Verformungen sehr komplizierte Einrichtungen vorgesehen werden. Insbesondere können diese Verformungen zu
Verspannungen des Türantriebsstranges führen, wodurch erhöhter Verschleiß hervorgerufen wird.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Antriebseinheit für ein Türblatt, insbesondere für eine Passagierschienenfahrzeugtüre aufzubauen.
Die Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine
Antriebseinheit für ein Türblatt aufgebaut, welche einen elektrischen Antrieb umfasst, wobei die Drehbewegung des elektrischen Antriebs auf eine Spindelmutter wirkt und eine Gewindespindel in die Spindelmutter eingreift, wobei diese Gewindespindel mit dem Türblatt verbunden ist und wobei der elektrische Antrieb gemeinsam mit der Spindelmutter mittels eines sphärischen Lagers mit einem Wagenkasten eines
Schienenfahrzeugs verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist ein elektrischer Antrieb vorgesehen, welcher auf eine Spindelmutter wirkt. Zu dieser
Kraftübertragung eignet sich insbesondere ein
Zahnriemenantrieb, da solcherart eine schlupffreie
Übertragung der Antriebskraft erfolgen kann. Ebenso
schlupffrei kann die Kraftübertragung mittels eines
Zahnradgetriebes erfolgen, dieses ist jedoch aufwendiger als ein Zahnriemenantrieb. Weiters kann es vorteilhaft sein, einen Keilriemenantrieb vorzusehen, welcher besonders preisgünstig realisiert werden kann.
Der elektrische Antrieb und die Spindelmutter bilden eine mechanische Einheit, wobei insbesondere die Lagerung
(beispielsweise Kugellagerung) der Spindelmutter fest mit dem elektrischen Antrieb verbunden ist. Diese Einheit aus elektrischem Antrieb und drehbar gelagerter, von dem
elektrischen Antrieb antreibbaren Spindelmutter ist als wesentliche Eigenschaft der Erfindung mittels eines
sphärischen Lagers mit dem Wagenkasten eines
Schienenfahrzeugs verbunden. Solcherart ist die genannte Einheit gegenüber dem Wagenkasten schwenkbar befestigt.
Ein sphärisches Lager weist einen äußeren Führungsteil mit einer Führungsfläche in Kugelkalottenform auf, wobei ein innerer Teil in dieser Kugelkalottenführung schwenkbar gelagert ist.
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, Bauteiltoleranzen sowie Verformungen des Wagenkastens, bzw. der weiteren Bauteile der Türe ausgleichen zu können. Insbesondere können sich durch diese schwenkbare (momentenfreie) Lagerung keine
Verspannungen ausbilden und die Antriebskomponenten (Kraftübertragungselemente wie z.B. Zahnräder oder Zahnriemen sowie die Lagerstellen) werden von diesen Verspannungskräften befreit. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, eine
Antriebseinheit wesentlich kostengünstiger ausführen zu können, da beispielsweise keine Überdimensionierung in
Hinblick auf die Verspannungskräfte vorgenommen werden muß. Weiters kann im Betrieb einer erfindungsgemäßen
Antriebseinheit der Wartungsaufwand deutlich reduziert werden .
Eine Gewindespindel greift in die Spindelmutter ein, sodaß die Drehbewegung der Spindelmutter in eine Linearbewegung der Gewindespindel gewandelt wird. Diese Gewindespindel ist im Bereich einer ihrer Enden mit einem Türblatt verbunden und überträgt diese Linearbewegung auf das Türblatt.
Die Verbindungsstelle zwischen der Gewindespindel und dem Türblatt ist vorteilhafterweise mit einer momentenfreien Anbindung (Kugelgelenk) auszustatten. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, weitere Toleranzen des Türblatts und der
Türblattführung ausgleichen zu können und den Antrieb weiter von Verspannungskräften freizuhalten. Bei Türblättern von Schwenkschiebetüren, welche sich zusätzlich zur Bewegung in der Türebene auch noch vertikal dazu bewegen ist diese momentenfreie Anlenkung ganz besonders vorteilhaft.
Eine vorteilhafte Fortbildung sieht den Einsatz eines
Hohlwellenmotors vor. Ein Hohlwellenmotor weist eine mit einer Längsbohrung ausgestattete Antriebswelle auf, sodaß die Spindelmutter unmittelbar an der Antriebswelle angeordnet werden kann, bzw. kann die Spindelmutter als Teil der
Antriebswelle geformt sein. Die Gewindespindel durchdringt in dieser Ausführungsform der Antriebseinheit den elektrischen Antrieb . Eine weitere Fortbildung der Erfindung ist ein
Sicherheitspositionsschalter vorgesehen, welcher das Türblatt in geschlossener Stellung verriegelt und gegen
unbeabsichtigte bzw. unbefugte Öffnung (insbesondere während der Fahrt) schützt. Gebräuchliche
Sicherheitspositionsschalter weisen eine Halteeinrichtung und einen Sicherheitsbolzen auf, welcher in die Halteeinrichtung einfahrbar ist und von dieser Halteinrichtung fixiert wird. Die Freigabe des Sicherheitsbolzens erfolgt mittels eine elektrischen Signals, bzw. mittels des Abschaltens eines elektrischen Signals. Es ist empfehlenswert, die
Halteeinrichtung mit der Antriebs/Spindelmuttereinheit fest zu verbinden und den Sicherheitsbolzen mit dem Türblatt (oder der Gewindespindel) so zu verbinden, dass in geschlossener Position des Türblatts der Sicherheitsbolzen in die
Halteeinrichtung ragt. Es ist besonders vorteilhaft, eine erfindungsgemäße Antriebseinheit mit einem
Sicherheitspositionsschalter auszustatten, da solcherart auch ein Detektion der Türposition erfolgen kann, was für die Zugsteuerung erforderlich ist und weitere Signalaufnehmer (Endschalter) entfallen können.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit eignet sich für alle in Schienenfahrzeugen, insbesondere Passagierschienenfahrzeugen gebräuchlichen Schiebe- bzw. Schwenkschiebetüren. Bei zweiflügelig ausführten Türen ist es besonders vorteilhaft, dass jeder Türflügel (Türblatt) einen eigenen Antrieb aufweist und solcherart einzeln gesteuert werden kann. Im Fall der Störung eines Antriebes kann dadurch das betroffene Türblatt blockiert werden und das Fahrzeug bis zur Reparatur des Antriebs weiter in Betrieb bleiben. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Eine Antriebseinheit für ein Türblatt - Seitenansicht. Fig.2 Eine Antriebseinheit für ein Türblatt - Axialansicht.
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine Antriebseinheit für ein Türblatt in einer Seitenansicht. Eine Antriebseinheit 1 umfasst in gezeigtem Ausführungsbeispiel einen elektrischen Antrieb 2, welcher an seiner Antriebswelle eine Riemenscheibe
4 aufweist, welche die Drehbewegung mittels eines Zahnriemens
5 auf eine Spindelmutter 3 überträgt. Die Spindelmutter 3 weist in ihrer Bohrung ein Innengewinde auf, in welches das Außengewinde einer Gewindespindel 6 eingreift. Diese
Gewindespindel ist solcherart mittels Drehbewegung des elektrischen Antriebs 2, bzw. der an den elektrischen Antrieb 2 gekoppelten Spindelmutter 3 axial verschiebbar. An einem Ende der Gewindespindel 7 ist ein Kugelgelenk 7 angeordnet, welches momentenfrei an ein Türblatt gekoppelt ist. Zur
Vereinfachung der Darstellung sind Bauteile des Fahrzeugs wie Türblätter, Wagenkasten, etc. nicht dargestellt.
Eine Halterung 10 verbindet den elektrischen Antrieb 2 mit der Lagerung 8 der Spindelmutter 3, sodass die genannten Bauteile eine Einheit bilden und in vorgegebenen Abständen fest zueinander positioniert sind. Zu Lagerung der
Spindelmutter 3 sind in gezeigtem Ausführungsbeispiel zwei Kugellager 8 gezeigt. Diese Einheit aus Halterung 8, elektrischem Antrieb 2 und Spindelmutter 3 sowie der
zugehörigen Lagerung 8 ist gegenüber dem Wagenkasten
schwenkbar angeordnet. Dazu umfasst die Halterung 8 ein sphärisches Lager 9, dessen Außenteil (die
kugelkalottenförmige Führung) fest mit einem Festteil 12 und dieser weiters mit dem Wagenkasten verbunden ist. Der
Innenteil des sphärischen Lagers 9 (der kugelförmige
Gleitteil, welcher in der kugelkalottenförmigen Führung beweglich gelagert ist) ist fest mit der Halterung 8
verbunden. Ein Sicherheitspositionsschalter 11, welcher einen Sicherheitsbolzen und eine Halteeinrichtung umfasst ist unterhalb der Gewindespindel vorgesehen. Durch den Einsatz dieser Sicherheitspositionsschalters 11 kann das Türblatt in geschlossener Position fixiert werden
Fig . 2 zeigt beispielhaft und schematisch eine Antriebseinheit für ein Türblatt in einer Axialansicht. Es ist die
Antriebseinheit 1 aus Fig.l in einer Seitenansicht, in axialer Richtung der Gewindespindel 6 dargestellt. Die
Gewindespindel 6 ist dabei geschnitten dargestellt.
Liste der Bezeichnungen
1 Antriebseinheit
2 Elektrischer Antrieb
3 Spindelmutter
4 Riemenscheibe
5 Zahnriemen
6 Gewindespindel
7 Kugelgelenk
8 Kugellager
9 Sphärisches Lager
10 Halterung
11 SicherheitspositionsSchalter
12 Festteil

Claims

Patentansprüche
1. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt, umfassend einen elektrischen Antrieb (2), wobei die Drehbewegung des elektrischen Antriebs (2) auf eine Spindelmutter (3) wirkt und eine Gewindespindel (6) in die Spindelmutter (3) eingreift, wobei diese Gewindespindel (6) mit dem Türblatt verbindbar ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (2) gemeinsam mit der
Spindelmutter (3) mittels eines sphärischen Lagers (9) mit einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs
verbindbar ist.
2. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Drehbewegung des elektrischen Antriebs (2) auf die Spindelmutter (3) mittels eines Zahnriemens (5) erfolgt .
3. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Drehbewegung des elektrischen Antriebs (2) auf die Spindelmutter (3) mittels eines Keilriemens erfolgt.
4. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Drehbewegung des elektrischen Antriebs (2) auf die Spindelmutter (3) mittels eines Zahnradgetriebes erfolgt.
5. Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass als elektrischer Antrieb
(2) ein Hohlwellenmotor vorgesehen ist, wobei die Spindelmutter (3) unmittelbar von der Welle des
Hohlwellenmotors angetrieben wird.
Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Gewindespindel (6) mittels eines momentenfreien Lagers (7) an dem Türblatt angebunden ist.
Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür eine Schiebetüre ist.
Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür eine Schwenkschiebetüre ist.
Antriebseinheit (1) für ein Türblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Sicherheitspositionschalter (11) vorgesehen ist, welcher die Türe in geschlossener Stellung verriegelt.
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