DE3535259A1

DE3535259A1 - Elektromechanische antriebsvorrichtung fuer eine drehsaeule zur bewegung eines schwenktuerfluegels an einem fahrzeug

Info

Publication number: DE3535259A1
Application number: DE19853535259
Authority: DE
Inventors: Siegfried Heinrich; Manfred Horn; Uwe Knothe
Original assignee: Gebrueder Bode GmbH and Co KG
Current assignee: Gebrueder Bode GmbH and Co KG
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1985-10-03
Publication date: 1987-04-09
Also published as: ES2003125A6; DE3667519D1; EP0217228A2; US4730513A; EP0217228A3; ATE48671T1; EP0217228B1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Antriebsvorrichtung für eine Drehsäule zur Bewegung eines Schwenktürflügels an einem Fahrzeug, insbesondere einem öffentlichen Verkehrsmittel, mit einem die Dreh säule über ein Schneckengetriebe antreibenden Elektromo tor, dessen Motorwelle mit der Schneckenwelle verbunden ist, während das Schneckenrad mit der an die Drehsäule angeschlossenen Abtriebswelle des Schneckengetriebes verbunden ist.

Derartige elektromechanische Antriebsvorrichtungen werden vorzugsweise zur Bewegung von Schwenktürflügeln in Autobussen und Straßenbahnen verwendet. Ein hierbei zu lösendes Problem besteht darin, daß einerseits die Antriebsvorrichtung, die im allgemeinen oberhalb der Drehsäule angeordnet ist, wenig Platz beanspruchen soll, weil die Bauhöhe der Fahrzeuge begrenzt ist. Anderer seits muß aber gerade bei einem elektromechanischen Antrieb mit den oben angegebenen Merkmalen dafür gesorgt sein, daß im Notfall der Schwenktürflügel von Hand geöffnet werden kann, was zur Folge hat, daß die starre mechanische Verbindung zwischen der Motorwelle des Elektromotors und der Abtriebswelle des Schwenkgetriebes an irgendeiner Stelle so unterbrechbar sein muß, daß sich der Schwenktürflügel leicht öffnen läßt. Auch diese an der Antriebsvorrichtung angeordneten zusätz lichen Vorrichtungen sollen wenig Platz beanspruchen, aber außerordentlich funktionssicher sein.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine elektromechanische Antriebsvorrichtung der eingangs und im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange gebenen Art so auszubilden, daß sie bei geringem kon struktivem Aufwand und mit wenig zusätzlichem Raumbedarf die Möglichkeit enthält, Antriebsvorrichtung und Schwenktürflügel so zu entkoppeln, daß in Notfällen ein leichtes Öffnen der Tür möglich ist. Die hierfür notwen digen Vorrichtungen sollen funktionssicher und mög lichst verschleißarm ausgeführt sein.

Zusätzlich sollte die Möglichkeit eröffnet werden, die Drehbewegung der Drehsäule in einfacher Weise auf einen elektrischen Signalgeber zur Erfassung der Schließ- und Öffnungsbewegungen des Schwenktürflügels zu übertragen. Derartige Signalgeber sind zur Ansteuerung zusätzlicher Einklemmsicherungseinrichtungen bekannt, die ein Ab stoppen oder Reversieren der Türbewegung auslösen, wenn irgendeine, beispielsweise durch einen Einklemmvorgang verursachte Störung in der Bewegung des Schwenktür flügels auftritt.

Schließlich sollte die Möglichkeit eröffnet werden, bei Verwendung eines Schneckengetriebes mit nicht ganz ausreichender Selbsthemmung Vorrichtungen vorzusehen, die in konstruktiv möglichst einfacher und platzsparen der Weise ein ungewolltes Öffnen des Schwenktürflügels außerhalb des Notfalles verhindern.

Die Lösung der oben angegebenen Aufgabe geschieht grund sätzlich mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung gestattet es, in sehr einfacher Weise, beispielsweise durch Betätigen eines Nothandgriffs, im Schneckengetriebe die Abtriebs welle vom Schneckengetriebe abzukoppeln, was zur Folge hat, daß sich der Schwenktürflügel, ohne daß Teile des Getriebes mitbewegt werden müssen, sehr leicht von Hand öffnen läßt.

Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, läßt sich die erfindungsgemäße Antriebsvor richtung in einfacher Weise an einen elektrischen Sig nalgeber anschließen (Patentanspruch 5) und in konstruk tiv sehr einfacher Weise mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines zusätzlichen Bremsmomentes bei ge schlossenem Schwenktürflügel verbinden (Patentanspruch 7).

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Antriebs vorrichtung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht eines über Schwenkarme mit einer elektromechanischen Antriebsvorrichtung verbundenen Schwenktürflügels, wobei die elektromechanische Antriebsvorrichtung zeichne risch durch Schwärzung hervorgehoben ist;

Fig. 2 eine Ansicht des Schwenktürflügels nach Fig. 1 von oben;

Fig. 3 in einer vergrößerten, teilweise geschnittenen Teildarstellung die Verbindung zwischen Elektro motor und Schneckengetriebe bei einer Antriebs vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 in gegenüber Fig. 3 noch einmal vergrößerter Darstellung eine Hülsenkupplung zwischen dem Elektromotor und dem Schneckengetriebe der Antriebsvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 5 in einem vertikalen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3 das Schneckengetriebe im einge kuppelten Zustand;

Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 und 8 in einer Darstellung analog den Fig. 5 und 6 das Schneckengetriebe im ausge kuppelten Zustand.

Wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen, ist beispielsweise in einem nicht näher dargestellten Autobus an einer Dreh säule 1 ein Schwenktürflügel 5 über Schwenkhebel 6 und 7 angeordnet. Die Drehsäule 1 ist an ihrem unteren Ende über eine Halterung 3 und an ihrem oberen Ende über eine allgemein mit 2 bezeichnete elektromechanische Antriebs vorrichtung mit dem Chassis 4 verbunden. Der Schwenktür flügel 5 ist weiterhin in bekannter Weise gegenüber dem Türrahmen oder Chassis durch eine nur angedeutete Führungsvorrichtung 8 geführt.

In Fig. 2 ist der Schwenktürflügel 5 mit ausgezogenen Linien in der geschlossenen Stellung und mit strichpunk tierten Linien in der geöffneten Stellung dargestellt.

Der Öffnungswinkel beträgt ca. 90°.

Die Drehsäule 1 ist von der elektromechanischen An triebsvorrichtung 2 aus um ihre Längsachse drehbar und diese Drehung wird über die Schwenkarme 6 und 7 auf den Türflügel 5 zur Durchführung der Öffnungs-Schließbewe gungen übertragen.

Hierzu ist die Drehsäule 1 an ihrem oberen Ende mit der Abtriebswelle 15 eines Schneckengetriebes 11 verbunden. Das Schneckengetriebe 11 ist über ein Verbindungsstück 16 mit einem Elektromotor 12 verbunden und die Koppelung zwischen der Schneckenwelle 13 und der Motorwelle 14 erfolgt über eine axiale Toleranzen und Verschiebungen ausgleichende Hülsenkupplung. Selbstverständlich kann zwischen Elektromotor 12 und Schneckengetriebe 11 in nicht eigens dargestellter Weise noch ein Planetenge triebe angeordnet sein. In diesem Falle befindet sich die Hülsenkupplung zwischen der Schneckenwelle 13 und der Abtriebswelle des Planetengetriebes. Die die beiden einander gegenüberliegenden Enden der Schneckenwelle 13 und der Motorwelle 14 umfassende Hülse 17 der Hülsen kupplung, weist an ihren Enden axiale Schlitze 17 a und 17 b auf, in die an den zu kuppelnden Wellen angeordnete radiale Verbindungsstifte 18 und 19 eingreifen. Auf diese Weise ist eine drehfeste, aber axiale Toleranzen und Verschiebungen zulassende Kupplung zwischen Motor welle 14 und Schneckenwelle 13 erzielt.

Zwischen dem Ende der Schneckenwelle 13 und dem Schlitz 17 b, sowie zwischen dem Ende der Motorwelle 14 und dem Schlitz 17 a sind auf beiden Wellen 13, 14 jeweils O- Ringe 13 a und 14 a angeordnet, die einen elastischen, geräuschdämpfenden Sitz der Hülse 17 auf den Wellen 13 und 14 bewirken.

Im Normalbetrieb soll der von der bisher beschriebenen elektromechanischen Antriebsvorrichtung her angetriebene Schwenktürflügel 5 nicht ungewollt oder absichtlich von Hand geöffnet werden können, oder sich durch Vibrationen oder Stöße von selbst öffnen. Bei einem Schneckengetrie be mit ausreichender Selbsthemmung, wie sie beispiels weise bei einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 60 immer vorhanden ist, bedarf es hierzu keiner weiteren Maßnah men. Wird jedoch ein Schneckengetriebe mit einem etwas geringeren Übersetzungsverhältnis, also 1 : 40 oder weniger verwendet, so kann es sein, daß die Selbst hemmung des Schneckengetriebes nicht ausreicht, um eine ausreichende Bremsung des Türantriebs im geschlossenen Zustand außerhalb des Notfalls gegen unbeabsichtigtes Öffnen des Türflügels zu erzielen.

Für diesen Fall ist eine in Fig. 3 dargestellte Zusatz vorrichtung gedacht, mit der in außerordentlich ein facher Weise ein ausreichender zusätzlicher Bremseffekt erzielt wird.

Hierzu ist am Motor 12, und zwar am hinteren Ende der Motorwelle 14, eine Bremseinrichtung angeordnet. Diese Bremseinrichtung besitzt eine am hinteren, vom Schneckengetriebe 11 abgewandten Ende der Motorwelle 14 befestigte Scheibe 34 aus ferromagnetischem Material, der in einem vorgegebenen kleinen Abstand ein axial verschiebbarer, aber drehfest mit dem Motorständer 12 a verbundener Permanentmagnet 35 gegenüberliegt. Der Permanentmagnet 35 ist von einer Spulenwicklung 36 umgeben, die über die zum Motor 12 führende elektrische Zuleitung 37 mit einem Aktivierungsstrom versorgt werden kann. Im ausgeschalteten Zustand des Motors 12 ziehen sich der Permanentmagnet 35 und die Scheibe aus ferro magnetischem Material 34 gegenseitig an, was zur Folge hat, daß sich der verschiebbar angeordnete Permanentmag net 35 bis zur Berührung auf die Scheibe 34 zu bewegt und an ihr anhaftet. Auf diese Weise entsteht eine Bremswirkung auf die Motorwelle 14 , da der Permanentmag net 35 drehfest mit dem Motorständer 12 a verbunden ist. Dieses relativ kleine Bremsmoment wird durch die Über setzung des Schneckengetriebes und eines eventuell noch dazwischengeschalteten Planetengetriebes so vergrößert, daß auf die Abtriebswelle 15 des Planetengetriebes ein sehr starkes Bremsmoment wirkt und ein Selbstöffnen des Schwenktürflügels 5 auch bei relativ geringer Selbst hemmung des Schneckengetriebes 11 nicht auftritt.

Soll der Schwenktürflügel 5 geöffnet werden, so wird der Motor 12 eingeschaltet und zusammen mit dem Motorstrom der Spulenwicklung 36 ein Aktivierungsstrom zugeführt, durch welche die Magnetkraft infolge des von der Spulen wicklung erzeugten Gegenfeldes abgeschaltet wird. Bei betätigtem Antrieb ist also das zusätzliche Bremsmoment nicht mehr vorhanden und die Antriebsvorrichtung kann ungehindert in Tätigkeit treten.

Das zwischen den Elektromotor 12 und die Drehsäule 1 eingeschaltete Schneckengetriebe 11 wird im folgenden anhand der Fig. 5 bis 8 näher beschrieben.

In die in das Getriebegehäuse 11 geführte Schneckenwelle 13 greift ein Schneckenrad 20 ein, das koaxial auf die Abtriebswelle 15 aufgesteckt ist. Zur Entkoppelung im Bezug auf Rotation zwischen Abtriebswelle 15 und Schneckenrad 20 dient eine Notentriegelungsvorrichtung, die als im Bereich zwischen der Abtriebswelle 15 und dem Schneckenrad 20 angeordnete ausrückbare Kupplung gestal tet ist. Hierzu sind in Ausnehmungen 22 der Abtriebs welle 15 mehrere Kugeln 23 angeordnet, die in axiale Nuten 21 an der inneren Mantelfläche des Schneckenrades 20 eingreifen, solange sie aus den Ausnehmungen 22 herausragen. Dieser eingerückte Zustand der Kupplung ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Zum Ausrücken der Kupplung sind die Kugeln 23 versenkbar in den Ausnehmungen 22 angeordnet. Hierzu weist die Abtriebswelle 15 an ihrem in Fig. 5 oberen von der Drehsäule 1 abgewandten Ende eine axiale Bohrung 24 auf, die bis über den Bereich der Ausnehmungen 22 hinaus nach unten in die Abtriebswelle 15 hineingeführt ist, so daß die Ausnehmungen 22 in sie einmünden. In dieser axialen Bohrung 24 ist ein zylindrischer Schieber 25 geführt, der in der Bohrung verschiebbar ist, aber mit der Abtriebs welle 15 durch die Preßkraft der Kugeln 23 drehfest verbunden ist, so daß er sich mitdreht. Im Bereich der Ausnehmungen 22 weist der Schieber 25 zwei aneinander anschließende Längenabschnitte auf, nämlich einen ersten Längenabschnitt 25 a, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß die Kugeln 23, wenn sie an dieser Stelle auf dem Schieber aufsitzen, mit einem vorgegebenen Teil ihrer Dicke, der etwa dem halben Durchmesser entspricht, aus den Ausnehmungen 22 herausragen (Fig. 5). An den ersten Längenabschnitt 25 a schließt sich nach unten ein zweiter Längenabschnitt 25 b an, dessen Durchmesser stetig abnimmt bis zu einem Wert, bei dem die Kugeln, wenn sie an dieser Stelle auf dem Schieber aufsitzen, vollständig in die Ausnehmungen 22 eintauchen. Dieser Zustand ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. In dem in Fig. 7 und 8 darge stellten Zustand ist die Kupplung ausgerückt und die Abtriebswelle 15 frei gegenüber dem Schneckenrad 20 verdrehbar.

Die Vorrichtung zur Bewegung des Schiebers 25 weist zwei im Bereich oberhalb der Schneckenwelle 13 parallel zuein ander und senkrecht zur Schieberachse angeordnete Ring platten 27 und 28 auf, die aneinander anliegen und an den aneinander anliegenden Teilen mit schraubenlinienförmig angeordneten Schrägflächen versehen sind. Die untere Ringplatte 27 sitzt fest auf dem Getriebegehäuse 11 auf, während die obere Platte 28 mit einer Führungsvorrichtung 26 verbunden ist, die verdrehbar und in axialer Richtung verschiebbar in der axialen Bohrung 24 der Abtriebswelle 15 zwischen dem oberen Ende 25 c des Schiebers 25 und der Abtriebswelle 15 gehaltert ist. Damit sind die Ring platten 27 und 28 gegeneinander verdrehbar. Bei dieser Verdrehung wird, wie Fig. 5 und 7 zu entnehmen, die obere Ringplatte 28 angehoben oder abgesenkt. Die Führungsvorrichtung 26 ist in axialer Richtung kraftschlüssig mit dem Schieber 25 verbunden, so daß sich dieser mit der Verdrehung der Ringplatten 28 und 27 anhebt oder absenkt. Der abgesenkte Zustand ist in Fig. 5, der angehobene Zustand in Fig. 7 dargestellt. Im abgesenkten Zustand ist die Kupplung durch Eingriff der Kugeln 23 eingerückt, im angehobenen Zustand ist die Kupplung durch Eintauchen der Kugeln 23 in den Ausneh mungen 22 ausgerückt.

Damit beim Ein- und Ausrücken der Kupplung ein Abrollen der Kugeln möglich ist, weisen die Ausnehmungen 22 in axialer Richtung eine Länge auf, die größer ist als der Durchmesser der Kugeln. Durch die Sicherstellung eines Abrollens der Kugeln wird der Verschleiß der Einrichtung erheblich herabgesetzt und die Kupplung ist leichter ausrückbar.

Das Verbindungsstück 26 weist einen Hebelarm 26 a auf, an dem über ein Gestänge 10, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Nothebel 29 eingreift, von dem aus die Drehbewegung der Führungsvorrichtung 26 bewirkt wird.

Das Anheben der Führungsvorrichtung 26 geschieht gegen die Kraftwirkung einer Druckfeder 29, die innerhalb des Getriebegehäuses 11 zwischen ihren Deckel 11 a und der Oberseite der Führungsvorrichtung 26 angeordnet ist.

Am Deckel 11 a des Getriebegehäuses 11 ist weiterhin ein elektrischer Signalgeber, beispielsweise ein Drehpo tentiometer 30, eingesetzt zur Abgabe von die Tür stellung anzeigenden Positionssignalen an eine nicht dargestellte Vorrichtung zur Türsteuerung, beispielswei se einer Einklemmsicherungseinrichtung.

Zur Abnahme der Drehbewegung der Abtriebswelle 15 und deren Übertragung auf die Antriebswelle 31 des Dreh potentiometers 30 dient ein dünnes Übertragungsgestänge 32, das an seinem oberen Ende über einen Haken 32 a mit der Antriebswelle 31 des Drehpotentiometers 30 verbunden ist. Das Gestänge 32 ist durch eine axiale Bohrung des Schiebers 25 in eine ebenfalls axiale sich an die Bohrung 24 anschließende Bohrung in der Abtriebswelle 15 in diese hineingeführt und durch radiale Schraubverbin dungen 33 dort fixiert. Auf diese Weise wird die Drehbe wegung der Abtriebswelle 15 und damit der Drehsäule 1 auf die Antriebswelle 31 des Drehpotentiometers 30 übertragen.

Claims

1. Elektromechanische Antriebsvorrichtung für eine Drehsäule zur Bewegung eines Schwenktürflügels an einem Fahrzeug, insbesondere einem öffentlichen Verkehrs mittel, mit einem die Drehsäule über ein Schneckenge triebe antreibenden Elektromotor, dessen Motorwelle mit der Schneckenwelle verbunden ist, während das Schnecken rad mit der an die Drehsäule angeschlossenen Abtriebs welle des Schneckengetriebes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckengetriebe (2) eine Notentriegelungsvorrichtung zur Entkopplung in Bezug auf Rotation zwischen Abtriebswelle (15) und Schnecken rad (20) aufweist, mit einer zwischen der Abtriebswelle (15) und dem koaxial auf diese aufgesteckten Schnecken rad (20) angeordneten ausrückbaren Kupplung, die mehrere in Ausnehmungen (22) der Abtriebswelle (15) versenkbar angeordnete Kugeln (23) aufweist, welche in axiale Nuten (21) an der inneren Mantelfläche des Schneckenrades (20) eingreifen, wobei die Abtriebswelle (15) an dem von der Drehsäule (1) abgewandten Ende eine axiale Bohrung ( 24) aufweist, in welche die Ausnehmungen (22) einmünden und in der ein zylindrischer Schieber (25 a-25 b) geführt ist, auf dessen Mantelfläche die Kugeln (23) aufsitzen und der im Bereich der Ausnehmungen (22) einen ersten Län genabschnitt (25 a) aufweist, dessen Durchmesser so ist, daß die Kugeln (23) mit einem vorgegebenen Teil ihrer Dicke aus den Ausnehmungen (22) herausragen und sich an den ersten Längenabschnitt (25 a) ein zweiter Längenab schnitt (25 b) anschließt, dessen Durchmesser sich stetig auf einen Wert verkleinert, bei dem die Kugeln (23) vollständig in die Ausnehmungen (22) eintauchen und daß eine Vorrichtung (26, 27, 28) zur Verschiebung des Schiebers (25 a-25 b) um eine vorgegebene Strecke gegen die Kraft einer Druckfeder (29) vorhanden ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausnehmungen (22) in axialer Richtung eine Länge aufweisen, die größer ist als der Durchmesser der Kugeln (23).

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verschiebung des Schiebers (25 a-25 b) zwei senkrecht zur Schieberachse und parallel zueinander angeordnete, gegeneinander verdreh bare Ringplatten (27, 28) mit aneinander anliegenden Schrägflächen aufweist, von denen eine in axialer Rich tung des Schiebers (25 a-25 b) kraftschlüssig mit diesem verbunden ist, während die andere fest mit dem Getriebe gehäuse (11) verbunden ist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (25 a-25 b) dreh fest mit der Abtriebswelle (15) verbunden ist.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem von der Drehsäule (1) abgewandten Ende der Abtriebswelle (15) ein verdreh barer elektrischer Signalgeber (30 ) angeordnet ist, dessen Antriebswelle (31) über ein durch eine axiale Bohrung des Schiebers (25 a-25 b) geführtes Gestänge (32) mit der Abtriebswelle (15) verbunden ist.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle (13) über eine Hülsenkupplung mit der Motorwelle (14) oder der Abtriebswelle eines zwischen Motor (12) und Schneckenge triebe (11) angeordneten Planetengetriebes verbunden ist, wobei die Hülse (17) der Hülsenkupplung an ihren Enden axiale Schlitze (17 a, 17 b) aufweist, in die an den zu kuppelnden Wellen (13, 14) angeordnete radiale Ver bindungsstifte (18, 19) eingreifen.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (14) eine elektrisch betätigbare Bremseinrichtung aufweist, mit einer am vom Schneckengetriebe (11) abgewandten Ende der Motorwelle (14) befestigten Scheibe (34) aus ferromagne tischem Material, welcher in einem vorgegebenen kleinen Abstand ein axial verschiebbarer, aber drehfest mit dem Motorständer (12 a) verbundener Permanentmagnet (35) gegenüberliegt, dessen Magnetkraft durch Aktivierung einer den Permanentmagneten (35) umgebenden Spulenwick lung (36) mittels eines zusammen mit dem Motor (12) einschaltbaren Aktivierungsstromes abschaltbar ist.