EP4377182A1 - Druckschutzklappenanordnung für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Druckschutzklappenanordnung für ein schienenfahrzeug

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Publication number
EP4377182A1
EP4377182A1 EP22761211.6A EP22761211A EP4377182A1 EP 4377182 A1 EP4377182 A1 EP 4377182A1 EP 22761211 A EP22761211 A EP 22761211A EP 4377182 A1 EP4377182 A1 EP 4377182A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure protection
spindle
protection flap
drive
flap arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22761211.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Hildebrandt
Irfan KASAP
Kevin Kai MIKOLAJETZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4377182A1 publication Critical patent/EP4377182A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61DBODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning

Definitions

  • the invention relates to a pressure protection flap arrangement for an air inlet of an air conditioning system of a rail vehicle, with at least one pressure protection flap and a drive for adjusting an opening position of the at least one pressure protection flap.
  • a pressure protection flap of such a pressure protection flap arrangement is conventionally actuated pneumatically.
  • this type of drive is often error-prone.
  • the invention is based on the object of specifying a pressure protection flap arrangement which shows less susceptibility to errors and allows an adjustability, in particular for a fresh air supply, which can take place independently of components of an air conditioning unit provided.
  • the drive is formed by an electric spindle drive, in which an electric motor drives a spindle, with a spindle nut being arranged on the spindle, whose longitudinal position on the spindle, determined by the spindle drive, moves to an associated ⁇ ffensposition of the at least one pressure protection flap is implemented.
  • the pneumatic drive used in the prior art is replaced by an electric spindle drive. This permits actuation of one or more compressed air flaps whose movement is mechanically coupled to one another, so that a desired degree of opening can be set, for example for a fresh air inlet.
  • a return spring acting in the tangential direction of the spindle is preferably provided, one end of which is attached to a stationary housing and the other end of which is attached to the spindle, with the return spring being arranged in such a way that it counteracts a rotary movement of the spindle, which is an opening of the causes at least one pressure protection flap counteracts.
  • a safety function is implemented in the event that the intended drive, in this case the electric spindle drive, fails. It is then ensured that a restoring force exerted on the spindle by the return spring rotates the spindle back to its starting position.
  • This starting position is associated with a closed position of the pressure protection flap(s) provided, so that, for example, a fresh air inlet for an air-conditioning system of a rail vehicle is closed.
  • an initial position of the pressure protection flap corresponds to its closed position.
  • the return spring is advantageously relaxed when the at least one pressure protection flap assumes a closed position, ie. H . , it no longer exerts any torsional force on the spindle .
  • the return spring can be designed as a coiled flat spring, alternatively as a spiral compression spring.
  • the spindle For a suitable mounting of the spindle, its end remote from the electric motor can be mounted in a rotary bearing. A longitudinal position of the spindle nut of the spindle is preferably transmitted to the at least one pressure protection flap via a linkage. If several pressure protection flaps of the same type are provided, the electric spindle drive can bring about a joint actuation of all pressure protection flaps provided.
  • the pressure protection flaps can have a lamellar design and (in their closed position) be arranged directly adjacent to one another.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a pressure protection flap arrangement with a return spring in a first embodiment
  • FIG. 1 shows a pressure protection flap arrangement that can be used, for example, for a fresh air inlet in a rail vehicle.
  • the pressure protection flap arrangement comprises three pressure protection flaps 1, which are arranged vertically one above the other in the manner of lamellae and, in each case in the closed position, cover an area which suitably corresponds to the opening area of a fresh air inlet.
  • the pressure protection flaps 1 are driven with the aid of an electric motor 2 which determines an opening position of the pressure protection flaps 1 .
  • a drive shaft 3 of the electric motor 2 is coupled in a rotationally fixed manner to a spindle 4, with the spindle 4 being directly connected in the longitudinal direction of the drive shaft 3 to an end 5 of the drive shaft 3 which is remote from the electric motor 2 connects .
  • the drive shaft 3 and the spindle 4 have a common axis of rotation.
  • a spindle nut 6 is arranged on the spindle 4 , which is mounted in a rotationally fixed manner and moves along the spindle 4 when the electric motor 2 is actuated.
  • a linear movement of the spindle nut 6 relative to the spindle 4 is converted into rotary movements of the pressure protection flaps 1 via a linkage 7 .
  • Actuation of the electric motor 2 over a certain period of time causes an associated opening angle of the pressure protection flaps 1 to be set.
  • the pressure protection flaps 1 rotate in each case in accordance with the arrow 8, d. H . about respective axes of rotation that lie in the plane of the drawing in FIG.
  • a spiral compression spring 9A acting as a return spring is provided, which acts on the drive shaft 3 of the electric motor 2 and is relaxed in an initial position of the pressure protection flaps 1, in which they are all closed.
  • the spiral compression spring 9A is connected with a fixed end 10 to a housing 11 of the pressure protection flap arrangement.
  • the end 12 of the spiral compression spring 9A opposite the end 10 is fastened to the drive shaft 3 and thus follows a rotary movement of the drive shaft 3 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckschutzklappenanordnung für einen Lufteinlass einer Klimakanalanordnung eines Schienenfahrzeugs, mit wenigstens einer Druckschutzklappe (1) und einem Antrieb zur Verstellung einer Öffnungsposition der wenigstens einen Druckschutzklappe (1), wobei der Antrieb von einem elektrischen Spindelantrieb gebildet ist, bei dem ein Elektromotor (2) eine Spindel (4) antreibt, wobei auf der Spindel (4) eine Spindelmutter (6) angeordnet ist, deren durch den Spindelantrieb bestimmte Längsposition auf der Spindel (4) in eine zugeordnete Öffnungsposition der wenigstens einen Druckschutzklappe (1), umgesetzt ist.

Description

Beschreibung
Druckschutzklappenanordnung für ein Schienenfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckschutzklappenanordnung für einen Lufteinlass einer Klimaanordnung eines Schienenfahrzeugs , mit wenigstens einer Druckschutzklappe und einem Antrieb zur Verstellung einer Öf fnungsposition der wenigstens einen Druckschutzklappe .
Eine Druckschutzklappe einer solchen Druckschutzklappenanordnung wird herkömmlicher Weise pneumatisch betätigt . Diese Antriebsart ist j edoch häufig fehleranfällig . Zudem ergibt sich eine aufwändige Installation, insbesondere auch eine aufwändige Druckluftaufbereitung, für den pneumatischen Antrieb der Druckluf tklappe . Insofern ist es derzeit nur über einen Klappenmechanismus eines am betref fenden Fahrzeug vorgesehenen Klimagerätes möglich, eine Frischluftzufuhr zu regulieren, wenn ein pneumatischer Antrieb für die Druckluf tklappe verwendet wird .
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , eine Druckschutzklappenanordnung anzugeben, die eine geringere Fehleranfälligkeit zeigt und eine Einsteilbarkeit insbesondere für eine Frischluftzufuhr ermöglicht , die unabhängig von Komponenten eines vorgesehenen Klimagerätes erfolgen kann .
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Druckschutzklappenanordnung dadurch gelöst , dass der Antrieb von einem elektrischen Spindelantrieb gebildet ist , bei dem ein Elektromotor eine Spindel antreibt , wobei auf der Spindel eine Spindelmutter angeordnet ist , deren durch den Spindelantrieb bestimmte Längsposition auf der Spindel in eine zugeordnete Öf fnungsposition der wenigstens einen Druckschutzklappe , umgesetzt ist . Im Ergebnis wird somit der im Stand der Technik eingesetzte pneumatische Antrieb durch einen elektrischen Spindelantrieb ersetzt . Dies gestattet eine Betätigung einer oder mehrerer, mechanisch untereinander in ihrer Bewegung gekoppelter Druckluftklappen, so dass ein gewünschter Öf fnungsgrad für beispielsweise einen Frischlufteinlass eingestellt werden kann .
Bevorzugt ist eine in Tangentialrichtung der Spindel wirkende Rückhol feder vorgesehen, deren eines Ende an einem orts festen Gehäuse und deren anderes Ende an der Spindel befestigt ist , wobei die Rückhol feder derart angeordnet ist , dass sie einer Drehbewegung der Spindel , die eine Öf fnung der wenigstens einen Druckschutzklappe bewirkt , entgegenwirkt . In dieser Weise wird eine Sicherheits funktion für den Fall verwirklicht , dass der vorgesehene Antrieb, hier der elektrische Spindelantrieb aus fällt . Es wird dann gewährleistet , dass eine Rückstellkraft , die von der Rückhol feder auf die Spindel ausgeübt wird, die Spindel zurück in ihre Ausgangsposition zurückdreht . Diese Ausgangsposition ist einer Schließstellung der vorgesehenen Druckschutzklappe (n) zugeordnet , so dass beispielsweise ein Frischlufteinlass für eine Klimaanordnung eines Schienenfahrzeugs geschlossen wird . Anders ausgedrückt , entspricht eine Ausgangsstellung der Druckschutzklappe ihrer geschlossenen Position .
Vorteilhafterweise ist die Rückhol feder bei Einnahme einer geschlossenen Position der wenigstens einen Druckschutzklappe , entspannt , d . h . , sie übt keinerlei Torsionskraft mehr auf die Spindel aus .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann die Rückhol feder als gewundene Flachfeder ausgebildet sein, alternativ auch als Spiraldruckfeder .
Zur geeigneten Lagerung der Spindel kann deren von dem Elektromotor entfernt gelegenem Ende in einem Drehlager gelagert sein . Bevorzugt wird eine Längsposition der Spindelmutter der Spindel über ein Gestänge auf die wenigstens eine Druckschutzklappe übertragen . Sofern mehrere Druckschutzklappen von gleicher Art vorgesehen sind, kann der elektrische Spindelantrieb eine gemeinsame Betätigung sämtlicher vorgesehener Druckschutzklappen bewirken . Beispielsweise können die Druckschut zklappen lamellenartig ausgebildet und ( in ihrer geschlossenen Position) unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet sein .
Aus führungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert , wobei funktionsgleiche Komponenten mit denselben Bezugs zeichen bezeichnet sind . Es zeigen :
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Druckschutzklappenanordnung mit einer Rückhol feder in einer ersten Aus führungs form und
Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer bei der Druckschut zklappenanordnung von Fig . 1 einsetzbaren Rückhol feder in einer zweiten Aus führungs form .
Figur 1 zeigt eine Druckschutzklappenanordnung, die beispielsweise für einen Frischlufteinlass bei einem Schienenfahrzeug einsetzbar ist . Im vorliegenden Aus führungsbeispiel umfasst die Druckschutzklappenanordnung drei Druckschutzklappen 1 , die lamellenartig vertikal übereinander angeordnet sind und in j eweils geschlossener Position eine Fläche überdecken, die geeigneter Weise der Öf fnungs f läche eines Frisch- luf teinlasses entspricht .
Die Druckschutzklappen 1 werden mit Hil fe eines Elektromotors 2 angetrieben, der eine Öf fnungsposition der Druckschutzklappen 1 bestimmt . Dazu ist eine Antriebswelle 3 des Elektromotors 2 drehfest mit einer Spindel 4 gekoppelt , wobei sich die Spindel 4 in Längsrichtung der Antriebswelle 3 unmittelbar an ein dem Elektromotor 2 abgewandtes Ende 5 der Antriebswelle 3 anschließt . Somit haben die Antriebswelle 3 und die Spindel 4 eine gemeinsame Drehachse .
Auf der Spindel 4 ist eine Spindelmutter 6 angeordnet , die drehfest gelagert ist und sich bei Betätigung des Elektromotors 2 längs der Spindel 4 bewegt .
Eine Linearbewegung der Spindelmutter 6 relativ zu der Spindel 4 wird über ein Gestänge 7 in Drehbewegungen der Druckschut zklappen 1 umgesetzt . Dabei bewirkt eine Betätigung des Elektromotors 2 über eine gewisse Zeit die Einstellung eines zugeordneten Öf fnungswinkels der Druckschutzklappen 1 . In Figur 1 erfolgt eine j eweilige Drehbewegung der Druckschutzklappen 1 entsprechend des Pfeils 8 , d . h . um j eweilige Drehachsen, die in der Zeichnungsebene von Figur 1 liegen .
Des Weiteren ist eine im vorliegenden Aus führungsbeispiel an der Antriebswelle 3 des Elektromotors 2 angrei fende , als Rückhol feder wirkende Spiraldruckfeder 9A vorgesehen, welche in einer Ausgangsposition der Druckschutzklappen 1 , bei der sie sämtlich geschlossen sind, entspannt ist . Die Spiraldruckfeder 9A ist mit einem festen Ende 10 an einem Gehäuse 11 der Druckschutzklappenanordnung angebunden . Das dem Ende 10 gegenüberliegende Ende 12 der Spiraldruckfeder 9A ist an der Antriebswelle 3 befestigt und folgt somit einer Drehbewegung der Antriebswelle 3 .
Bei Betätigung des Elektromotors 2 in derj enigen Richtung, bei der die Druckschutzklappen 1 geöf fnet werden, wird die Spiraldruckfeder 9A zunehmend verspannt . In dem Fall , dass der Elektromotor 2 in Folge einer Fehl funktion aus fällt , bewirkt eine von der Spiraldruckfeder 9A auf die Antriebswelle 3 ausgeübte Torsionskraft ein Zurückdrehen der Antriebswelle 3 und damit auch eine Linearbewegung der Spindelmutter 6 zurück in ihre j eweilige Ausgangsposition, bei der die Druckschut zklappen 1 geschlossen sind und sie beispielsweise einen zugeordneter Frischlufteinlass verschließen . Zur Festlegung der gemeinsamen Drehachse von Antriebswelle 3 und Spindel 4 ist zusätzlich eine Spindellagerung 13 vorgesehen, welche eine Drehbewegung der Spindel 4 um die gemeinsame Drehachse der Antriebswelle 3 und der Spindel 4 gestattet , j edoch Radialbewegungen der Spindel 4 verhindert .
Im Aus führungsbeispiel von Figur 1 ist die Rückhol feder als Spiraldruckfeder 9A, d . h . als spiral förmige Torsions feder, ausgeführt . Alternativ kann die Rückhol feder auch, wie in Figur 2 gezeigt , als gewundene Flachfeder 9B ausgebildet sein . Bei Einsatz einer solchen Feder wäre deren äußeres Ende an dem Gehäuse 11 und deren inneres Ende an der Antriebswelle 3 befestigt .
Weitere einsatzbare Aus führungs formen von Federn liegen im Belieben des Fachmanns . Wesentlich ist allein deren Eigenschaft , bei einer Drehbewegung der Antriebswelle 3/der Spindel 4 eine rückstellende Torsionskraft aus zuüben .

Claims

6 Patentansprüche
1. Druckschutzklappenanordnung für einen Lufteinlass einer Klimakanalanordnung eines Schienenfahrzeugs, mit wenigstens einer Druckschutzklappe (1) und einem Antrieb zur Verstellung einer Öf fnungsposition der wenigstens einen Druckschutzklappe (1) , dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb von einem elektrischen Spindelantrieb gebildet ist, bei dem ein Elektromotor (2) eine Spindel (4) antreibt, wobei auf der Spindel (4) eine Spindelmutter (6) angeordnet ist, deren durch den Spindelantrieb bestimmte Längsposition auf der Spindel (4) in eine zugeordnete Öf fnungsposition der wenigstens einen Druckschutzklappe (1) , umgesetzt ist.
2. Druckschutzklappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Tangentialrichtung der Spindel (4) wirkende Rückhol- felder vorgesehen ist, deren eines Ende (10) an einem ortfesten Gehäuse (11) und deren anderes Ende (12) an der Spindel (4) befestigt ist, wobei die Rückholfeder (9) derart angeordnet ist, dass sie einer eine Öffnung der wenigstens einen Druckschutzklappe (1) bewirkenden Drehbewegung der Spindel (4) entgegenwirkt.
3. Druckschutzklappenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einnahme einer geschlossenen Position der wenigstens einen Druckschutzklappe (1) die Rückholfeder entspannt ist.
4. Druckschutzklappenanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückholfeder als Spiraldruckfeder (9A) oder als gewundene Flachfeder (9B) ausgebildet ist. 7
5. Druckschutzklappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Elektromotor (2) entfernt gelegenes Ende der Spindel (4) in einem Drehlager gelagert ist.
6. Druckschutzklappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsposition der Spindelmutter (6) auf der Spindel (4) über ein Gestänge (7) auf die wenigstens eine Druckschutzklappe (1) übertragen ist.
7. Druckschutzklappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Druckschutzklappen (1) vorgesehen sind, die gemeinsam mit der wenigstens einen Druckschutzklappe (1) mittels des elektrischen Spindelantriebs betätigt sind und sämtliche Druckschutzklappen (1) derart zueinander angeordnet sind, dass sie in ihrer jeweiligen geschlossenen Position eine durchgehende geschlossene Fläche ausbilden.
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WO (1) WO2023030829A1 (de)

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