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Patent Searching and Data


Title:
TRANSMISSION, BOARDING SYSTEM AND RAIL VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/041955
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a transmission (108) for a boarding system (102) for a rail vehicle (100), in which the transmission (108) comprises a linearly movable drive shaft (110) for an element (104) of the boarding system (102), the drive shaft (110) comprising a straight drive region (116) and a curved locking region (118) adjacent thereto, a drive wheel (112) arranged at a distance from the drive shaft (110), a step-up gear (114) that can move on a circular path around the drive wheel (112) and is coupled to the drive wheel (112) and the drive shaft (110), and an abutment device (120) for defining a range of movement of the step-up gear (114) between a drive position in the drive region (116) and a locking position in the locking region (118).

Inventors:
ZARL, Heinz (Pyhra 136, 3311 Zeillern, 3311, AT)
ANGER, Jacob (Weyrerstr. 8b, 3340 Waidhofen/Ybbs, 3340, AT)
Application Number:
EP2017/071882
Publication Date:
March 08, 2018
Filing Date:
August 31, 2017
Export Citation:
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Assignee:
KNORR-BREMSE GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG (Beethovengasse 43-45, 2340 Mödling, 2340, AT)
International Classes:
B61D19/00
Domestic Patent References:
WO2015039159A12015-03-26
Foreign References:
DE102010027136A12012-01-19
FR2227968A11974-11-29
EP3050772A12016-08-03
EP0558973A11993-09-08
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
AURIGIUM LEISCHNER & LUTHE PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (Robert-Koch-Str. 2, Planegg, 82152, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1 . Getriebe (108) für ein Einstiegssystem (102) für ein Schienenfahrzeug (100), wobei das Getriebe (108) die folgenden Merkmale aufweist: eine bewegliche Antriebsstange (1 10) für ein Element (104) des Einstiegssystems (102), wobei die Antriebsstange (1 10) einen geraden Antriebsbereich (1 16) und einen daran anschließenden gekrümmten Verriegelungsbereich (1 18) aufweist; ein Antriebsrad (1 12), das beabstandet zu der Antriebsstange (1 10) angeordnet ist; ein auf einer Kreisbahn (200) um das Antriebsrad (1 12) bewegliches Übersetzungsrad (1 14), das mit dem Antriebsrad (1 12) und der Antriebsstange (1 10) gekoppelt ist; und eine Anschlageinrichtung (120) zum Begrenzen eines Bewegungsbereichs (208) des Übersetzungsrads (1 14) zwischen einer Antriebsposition auf dem Antriebsbereich (1 16) und einer Verriegelungsposition auf dem Verriegelungsbereich (1 18).

2. Getriebe (108) gemäß Anspruch 1 , bei dem die Antriebsstange (1 10) eine

Zahnstange ist und das Übersetzungsrad (1 14) und das Antriebsrad (1 12) Zahnräder sind.

3. Getriebe (108) gemäß Anspruch 1 , bei dem die Antriebsstange (1 10) eine Rollbahn aufweist und das Übersetzungsrad (1 14) und das Antriebsrad (1 12) Reibräder sind.

4. Getriebe (108) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der

Verriegelungsbereich (1 18) der Antriebsstange (1 10) als Kreissegment ausgebildet ist.

5. Getriebe (108) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die

Antriebsstange (1 10) in einer Bewegungsrichtung des Elements (104) linear beweglich ist.

6. Getriebe (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Antriebsstange (1 10) in einer Bewegungsrichtung des Elements (104) und quer zu der

Bewegungsrichtung beweglich ist. 7. Getriebe (108) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das

Übersetzungsrad (1 14) in einer Verbindungsstange (202) gelagert ist, die um eine Achse (A) des Antriebsrads (1 12) drehbar gelagert ist.

8. Getriebe (108) gemäß Anspruch 7, bei dem die Anschlageinrichtung (120) einen Antriebsanschlag (204) und einen Verriegelungsanschlag (206) für die

Verbindungsstange (202) aufweist.

9. Getriebe (108) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das

Übersetzungsrad (1 14) zwischen der Antriebsposition und der Verriegelungsposition auf seiner Kreisbahn (200) einen Totpunkt durchläuft, in dem ein Kontaktpunkt (210) zwischen der Antriebsstange (1 10) und dem Übersetzungsrad (1 14), ein Mittelpunkt (B) des Übersetzungsrads (1 14) und ein Mittelpunkt (A) des Antriebsrads (1 12) in einer Achse ausgerichtet sind, wobei der Totpunkt zwischen der Antriebsposition und der Verriegelungsposition angeordnet ist.

10. Getriebe (108) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer weiteren linear beweglichen Antriebsstange (1 10) für ein weiteres Element (104) des

Einstiegssystems (102), wobei die weitere Antriebsstange (1 10) einen weiteren geraden Antriebsbereich (1 16) und einen weiteren daran anschließenden gekrümmten

Verriegelungsbereich (1 18) aufweist, wobei das Getriebe (108) ein weiteres auf der Kreisbahn (200) um das Antriebsrad (1 12) bewegliches Übersetzungsrad (1 14) aufweist, wobei das weitere Übersetzungsrad (1 14) mit dem Antriebsrad (1 12) und der weiteren Antriebsstange (1 10) gekoppelt ist, wobei das Antriebsrad (1 12) zwischen der Antriebsstange (1 10) und der weiteren Antriebsstange (1 10) angeordnet ist und das weitere Übersetzungsrad (1 14) diametral gegenüberliegend zu dem Übersetzungsrad (1 14) angeordnet ist.

1 1 . Einstiegssystenn (102) für ein Schienenfahrzeug (100), wobei das Einstiegssystenn (102) ein Getriebe (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, wobei ein Element (104) des Einstiegssystems (102) mit der Antriebsstange (1 10) gekoppelt ist. 12. Schienenfahrzeug (100) mit einem Einstiegssystem (102) gemäß Anspruch 1 1 .

Description:
BESCHREIBUNG

Getriebe, Einstiegssystem und Schienenfahrzeug Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Einstiegssystem für ein Schienenfahrzeug, ein Einstiegssystem für ein Schienenfahrzeug und ein Schienenfahrzeug.

Bei Schienenfahrzeugen können Einstiegssysteme mit einem Antriebssystem in ihrer Öffnungsrichtung beziehungsweise Schließrichtung bewegt werden und mit einem Verriegelungssystem in einer Geschlossenlage verriegelt werden.

Der Erfindung stellt sich die Aufgabe ein verbessertes Getriebe für ein Einstiegssystem für ein Schienenfahrzeug, ein verbessertes Einstiegssystem für ein Schienenfahrzeug und ein verbessertes Schienenfahrzeug bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Getriebe für ein Einstiegssystem für ein Schienenfahrzeug, ein Einstiegssystem für ein Schienenfahrzeug und ein

Schienenfahrzeug mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den

nachfolgenden Unteransprüchen.

Ein Getriebe kann selbsthemmend ausgelegt werden. Selbsthemmende Getriebe können unter normalen Betriebsbedingungen nur an ihrer Antriebsseite bewegt werden. Krafteinwirkungen an ihrer Abtriebsseite innerhalb der Belastungsgrenzen führen zu keiner Bewegung. Ein Schneckengetriebe kann als selbsthemmendes Getriebe ausgelegt werden. Das Schneckengetriebe ist bei entsprechender Wahl der Schnecke dauerhaft selbsthemmend.

Bei dem hier vorgestellten Ansatz erfolgt der Antrieb durch eine Drehbewegung. Am Abtrieb wird zumindest ein Element eines Einstiegssystems, beispielsweise ein

Türflügel eines Schiebetürsystems oder Schwenkschiebetürsystems mit einer linearen Bewegung bewegt. In der Geschlossenlage wird ein virtueller Kniehebel gestreckt oder überstreckt. Durch den gestreckten beziehungsweise überstreckten Kniehebel wird die lineare Krafteinwirkung von der Abtriebsseite blockiert. Dadurch ist das Getriebe nur in diesem einen Punkt selbsthemmend und kann beispielsweise bei einer Notentriegelung auch manuell bewegt werden. Es wird ein Getriebe für ein Einstiegssystem für ein Schienenfahrzeug vorgestellt, wobei das Getriebe die folgenden Merkmale aufweist: eine bewegliche Antriebsstange für ein Element des Einstiegssystems, wobei die Antriebsstange einen geraden Antriebsbereich und einen daran anschließenden gekrümmten Verriegelungsbereich aufweist; ein Antriebsrad, das beabstandet zu der Antriebsstange angeordnet ist; ein auf einer Kreisbahn um das Antriebsrad bewegliches Übersetzungsrad, das mit dem Antriebsrad und der Antriebsstange gekoppelt ist; und eine Anschlageinrichtung zum Begrenzen eines Bewegungsbereichs des

Übersetzungsrads zwischen einer Antriebsposition auf dem Antriebsbereich und einer Verriegelungsposition auf dem Verriegelungsbereich.

Unter einem Einstiegssystem kann ein Schiebetürsystem beziehungsweise

Schwenkschiebetürsystem für ein Schienenfahrzeug verstanden werden. Ein Element kann ein Türflügel oder eine Trittstufe sein. Das Element wird zwischen zwei Endlagen in einer Bewegungsrichtung hin- und herbewegt. Die Endlagen können als Offenlage und Geschlossenlage bezeichnet werden. Die Antriebsstange ist mit dem Element koppelbar und ebenfalls in der Bewegungsrichtung beweglich. In der Geschlossenlage kann eine Dichtungseinrichtung komprimiert werden und einen Gegendruck gegen eine Antriebskraft eines Motors des Einstiegssystems bereitstellen. Der bewegliche gekrümmte Verriegelungsbereich, das bewegliche Übersetzungsrad und das

feststehende Antriebsrad bilden einen Kniehebel aus, der in der Antriebsposition abgewinkelt ist und in der Verriegelungsposition zumindest näherungsweise gestreckt beziehungsweise überstreckt ist. Die Antriebsstange kann eine Zahnstange sein. Das Übersetzungsrad und das

Antriebsrad können Zahnräder sein. Durch eine Verzahnung kann das Getriebe schlupffrei sein. Durch die Verzahnung können hohe Betätigungskräfte übertragen werden.

Die Antriebsstange kann eine Rollbahn aufweisen. Das Übersetzungsrad und das Antriebsrad können Reibräder sein. Durch eine reine Rollbewegung können Vibrationen beziehungsweise Geräusche des Getriebes beziehungsweise des Antriebstranges reduziert werden. Die Reibräder und/oder die Rollbahn kann einen elastischen Belag aufweisen, der dämpfend wirkt.

Der Verriegelungsbereich der Antriebsstange kann als Kreissegment ausgebildet sein. Das Kreissegment kann tangential in den Antriebsbereich einlaufen. Dadurch kann ein ruckfreier Übergang von dem Antriebsbereich zu dem Verriegelungsbereich erreicht werden.

Die Antriebsstange kann in einer Bewegungsrichtung des Elements linear beweglich sein. Die Antriebsstange kann in einer Bewegungsrichtung des Elements und quer zu der Bewegungsrichtung beweglich sein. Durch die Querbeweglichkeit kann die

Antriebsstange die Verriegelungsbewegung ausführen.

Das Übersetzungsrad kann in einer Verbindungsstange gelagert sein. Die

Verbindungsstange kann um eine Achse des Antriebsrads drehbar gelagert sein. Durch die Verbindungsstange ist das Übersetzungsrad auf seiner Kreisbahn geführt. Durch die Verbindungsstange kann eine exakte Führung auf der Kreisbahn erreicht werden.

Die Anschlageinrichtung kann einen Antriebsanschlag und einen

Verriegelungsanschlag für die Verbindungsstange aufweisen. Die Anschläge können gedämpft sein. Durch Anschläge kann der Bewegungsbereich des Übersetzungsrads einfach und kostengünstig begrenzt werden. Das Übersetzungsrad kann zwischen der Antriebsposition und der

Verriegelungsposition auf seiner Kreisbahn einen Totpunkt durchlaufen. Im Totpunkt können ein Kontaktpunkt zwischen der Antriebsstange und dem Übersetzungsrad, ein Mittelpunkt des Übersetzungsrads und ein Mittelpunkt des Antriebsrads in einer Achse ausgerichtet sein. Der Totpunkt kann zwischen der Antriebsposition und der

Verriegelungsposition angeordnet sein. In einem Totpunkt erfolgt eine Richtungsumkehr der Bewegungsrichtung der Antriebsstange. Durch den Totpunkt ist das Getriebe selbsthemmend.

Das Getriebe kann ein weiteres linear bewegliches Element, beispielsweise einen weiteren Türflügel des Schiebetürsystems aufweisen. Der weitere Türflügel kann gegenläufig zu dem Türflügel beweglich sein. Die weitere Antriebsstange kann einen weiteren geraden Antriebsbereich und einen weiteren daran anschließenden

gekrümmten Verriegelungsbereich aufweisen. Das Getriebe kann ein weiteres auf der Kreisbahn um das Antriebsrad bewegliches Übersetzungsrad aufweisen. Das weitere Übersetzungsrad kann mit dem Antriebsrad und der weiteren Antriebsstange gekoppelt sein. Das Antriebsrad kann zwischen der Antriebsstange und der weiteren

Antriebsstange angeordnet sein. Das weitere Übersetzungsrad kann diametral gegenüberliegend zu dem Übersetzungsrad angeordnet sein. Durch die weitere

Antriebsstange und das weitere Übersetzungsrad kann ein weiterer Türflügel des Schiebetürsystems unter Verwendung desselben Antriebs bewegt und verriegelt werden.

Weiterhin wird ein Einstiegssystem für ein Schienenfahrzeug vorgestellt, wobei das Einstiegssystem ein Getriebe gemäß dem hier vorgestellten Ansatz aufweist, wobei ein Element des Einstiegssystems mit der Antriebsstange gekoppelt ist.

Ferner wird ein Schienenfahrzeug mit einem Einstiegssystem gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgestellt.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt: eine Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einem Einstiegssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel;

eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einem

Ausführungsbeispiel;

eine schematische Darstellung einer Verriegelungsbewegung eines

Getriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel;

eine schematische Darstellung einer Verriegelungsbewegung eines

Getriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

eine schematische Darstellung eines verriegelten Getriebes gemäß einem

Ausführungsbeispiel .

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines Schienenfahrzeugs 100 mit einem Einstiegssystem 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Einstiegssystem 102 weist ein in einer Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise x-Richtung bewegliches Element 104 auf. Das Einstiegssystem 102 ist hier ein Schiebetürsystem 102. Das Schiebetürsystem 102 weist als das Element 104 einen in der x-Richtung beweglichen Türflügel 104 auf. Wenn der Türflügel 104 geschlossen ist, beziehungsweise in einer Geschlossenlage

angeordnet ist, verschließt der Türflügel 104 ein Portal 106 des Schienenfahrzeugs 100. Das Einstiegssystem 102 kann als bewegliches Element 104 auch eine Trittstufe 104 aufweisen. Zum Antreiben und Verriegeln weist das Einstiegssystem 102 ein Getriebe 108 gemäß dem hier vorgestellten Ansatz auf. Das Getriebe 108 weist eine mit dem Element 104 gekoppelte Antriebsstange 1 10 auf. Die Antriebsstange 1 10 ist zumindest in der Bewegungsrichtung des Elements 104 beweglich. Weiterhin weist das Getriebe ein portalfestes beziehungsweise fahrzeugfestes drehbar gelagertes Antriebsrad 1 12 und ein Übersetzungsrad 1 14 auf.

Das Antriebsrad 1 12 ist mit einem hier nicht dargestellten Antrieb des Einstiegssystems 102, beispielsweise einem Elektromotor gekoppelt. Das Übersetzungsrad 1 14 ist mit dem Antriebsrad 1 12 und der Antriebsstange 1 10 gekoppelt. Das Antriebsrad 1 12 überträgt seine Rotation auf das Übersetzungsrad 1 14. Das Übersetzungsrad 1 14 rollt auf der Antriebsstange 1 10 ab und wandelt die Rotation in eine Translation. Das Übersetzungsrad 1 14 ist auf einer Kreisbogenbahn um das Antriebsrad 1 12 beweglich gelagert. Beispielsweise kann eine Rotationsachse des Übersetzungsrads 1 14 in einer kreisbogenförmigen Kulisse geführt sein.

Die Antriebsstange weist einen geradlinigen, in der Bewegungsrichtung des Türflügels 104 ausgerichteten Antriebsbereich 1 16 und einen daran anschließenden gekrümmten Verriegelungsbereich 1 18 auf. Beim Schließen des Türflügels 104 rollt das

Übersetzungsrad 1 14 auf dem Antriebsbereich 1 16, um den Türflügel in der

Bewegungsrichtung beziehungsweise einer Schließrichtung zu bewegen. Dabei wird das Übersetzungsrad 1 14 durch eine Anschlageinrichtung 120 des Getriebes 108 in einer Antriebsposition gehalten.

Kurz bevor der Türflügel 104 die Geschlossenlage erreicht, rollt das Übersetzungsrad 1 14 von dem Antriebsbereich 1 16 auf den Verriegelungsbereich 1 18. Dabei bewegt sich das Übersetzungsrad 1 14 auf seiner Kreisbogenbahn aus der Antriebsposition heraus. Näherungsweise in der Geschlossenlage erreicht das Übersetzungsrad 1 14 einen Totpunkt. Am Totpunkt ist das Übersetzungsrad 1 14 exakt zwischen dem

Verriegelungsbereich 1 18 und dem Antriebsrad 1 12 angeordnet. Der Totpunkt markiert einen Scheitelpunkt der Bewegung des Türflügels 104. Im Totpunkt liegt ein erster Kontaktpunkt zwischen der Antriebsschiene 1 10 und dem Übersetzungsrad 1 14 sowie ein zweiter Kontaktpunkt zwischen dem Übersetzungsrad 1 14 und dem Antriebsrad 1 12 diametral auf dem Übersetzungsrad 1 14 gegenüber.

Im Totpunkt oder kurz nach dem Totpunkt wird das Übersetzungsrad 1 14 durch die Anschlageinrichtung 120 in einer Verriegelungsposition gehalten. In der

Verriegelungsposition verhindert das Übersetzungsrad 1 14 eine Öffnungsbewegung des Türflügels 104 selbsthemmend. Zum Öffnen des Türflügels 104 wird eine Drehrichtung des Antriebsrads 1 12 umgekehrt. Dann rollt das Übersetzungsrad 1 14 vom Verriegelungsbereich 1 18 auf den Antriebsbereich 1 16 und wird wieder von der Anschlageinrichtung 120 in der

Antriebsposition gehalten, um den Türflügel 104 in der Bewegungsrichtung

beziehungsweise einer Öffnungsrichtung zu bewegen.

Durch den hier vorgestellten Ansatz ergeben sich folgende Vorteile. Es wird eine integrale Bauweise durch eine Reduktion von Bauteilen erreicht, indem die Funktionen Antrieb und Verriegelung in einer Baugruppe 108 verschmolzen werden. Das

vorgestellte Getriebe weist ein einfaches Funktionsprinzip und einen reduzierten Bauraumbedarf auf. Das Prinzip ist grundsätzlich für Schiebetüren 102

Schwenkschiebetüren und Trittstufen anwendbar. Die Einbaulage des Antriebs ist grundsätzlich beliebig. Über ein variables Verbindungselement zwischen der

Antriebsstange 1 10 und dem Türflügel 104 kann der Antrieb grundsätzlich in Z-Richtung und Y-Richtung relativ zum Türflügel 104 beliebig platziert werden. Das vorgestellte Getriebe 108 ist im Wesentlichen wartungsfrei und weist eine freie Übersetzungswahl auf.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes 108 gemäß einem

Ausführungsbeispiel. Das Getriebe 108 entspricht dabei im Wesentlichen dem Getriebe in Fig. 1 . Im Gegensatz dazu ist das Getriebe 108 als Antrieb und Verriegelung für zwei gegenläufige Türflügel eines Schiebetürsystems gemäß dem hier vorgestellten Ansatz ausgebildet. Dazu umfasst das Getriebe eine weitere Antriebsstange 1 10 und ein weiteres Übersetzungsrad 1 14. Die Übersetzungsräder 1 14 sind diametral

gegenüberliegend auf der Kreisbogenbahn 200 angeordnet und über eine

Verbindungsstange 202 miteinander verbunden. Die Verbindungsstange 202 verbindet dabei die Lagerstellen der Übersetzungsräder 1 14 miteinander. Mittig zwischen den Lagerstellen ist die Verbindungsstange 202 koaxial mit dem Antriebsrad 1 12 gelagert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Übersetzungsräder 1 14

näherungsweise den gleichen Durchmesser auf, wie das Antriebsrad 1 12. Die

Übersetzungsräder 1 14 können auch größer oder kleiner als das Antriebsrad 1 12 sein. Die Anschlageinrichtung 120 weist hier einen Antriebsanschlag 204 für die Antriebsposition und einen Verriegelungsanschlag 206 für die Verriegelungsposition auf. Die Anschläge 204, 206 schlagen an der Verbindungsstange 202 an. Die

Verbindungsstange 202 ist zwischen beiden Anschlägen 204, 206 beweglich. Mit anderen Worten begrenzen die Anschläge 204, 206 einen Bewegungsbereich 208 der Übersetzungsräder 1 14 auf der Kreisbogenbahn 200.

Hier sind die Übersetzungsräder 1 14 an einer Übergangsstelle zwischen dem

Antriebsbereich 1 16 und dem Verriegelungsbereich 1 18 der Antriebsstange 1 10 angeordnet. Der Verriegelungsbereich 1 18 ist als Kreissegment ausgebildet. Die

Verbindungsstange 202 liegt am Antriebsanschlag 204 an. Die Übersetzungsräder 1 14 sind in der Antriebsposition. Eine erste Kontaktstelle 210 zwischen der Antriebsstange 1 10 und dem Übersetzungsrad 1 14 liegt dabei an der Übergangsstelle. Eine zweite Kontaktstelle 212 zwischen dem Übersetzungsrad 1 14 und dem Antriebsrad 1 12 liegt zwischen den Lagerstellen des Übersetzungsrads 1 14 und des Antriebsrads 1 12.

An der Übergangsstelle bildet das Übersetzungsrad 1 14 mit dem Verriegelungsbereich 1 18 einen ersten virtuellen Hebelarm 214 aus. Der erste virtuelle Hebelarm 214 verläuft von dem Drehpunkt des Übersetzungsrads 1 14, durch die erste Kontaktstelle 210 zu einem lokalen Krümmungsmittelpunkt des Verriegelungsbereichs 1 18 an der ersten Kontaktstelle 210. Der Krümmungsmittelpunkt ist hier der Mittelpunkt eines Radius des Kreissegments. Der erste virtuelle Hebelarm 214 bildet zusammen mit einem zweiten virtuellen Hebelarm zwischen dem Drehpunkt des Übersetzungsrads 1 14 und dem Drehpunkt des Antriebsrads 1 12 ein virtuelles Kniehebelgelenk aus. Bei dem

Kniehebelgelenk sind die Kraftverhältnisse abhängig von einem Winkel 216 zwischen dem ersten virtuellen Hebelarm 214 und dem zweiten virtuellen Hebelarm.

Mit anderen Worten ist in Fig. 2 ein linearer Antrieb 108 inklusive einer Verriegelung dargestellt. Der hier dargestellte Antrieb kann als Antrieb und Verriegelung bei einem (Zahn-)Stangenantrieb von Einstiegsystemen verwendet werden. Die Antriebseinheit aus dem Antriebsrad 1 12, den Übersetzungsrädern 1 14 und der Verbindungsstange 202 übernimmt sowohl den Antrieb der Türflügel als auch die Verriegelung. Es ist eine Situation kurz vor der Geschlossenlage dargestellt. Der Antrieb erfolgt über das Antriebsrad 1 12 über einen entsprechenden Direktantrieb oder eine Motorgetriebeeinheit. Dadurch werden die Übersetzungsräder 1 14

angetrieben, die die Antriebsstange 1 10 in die gegengleiche Richtung verschieben. Die Türflügel sind mit den Antriebsstangen 1 10 verbunden. Eine Änderung der

Antriebsstangen 1 10 führt direkt zu einer Änderung der Türflügelposition. Durch die Drehbewegung im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn des Antriebsrades 1 12 wird der Antriebsstrang in einer vordefinierten Position verriegelt und eine Bewegung des Türflügels verhindert. Dies geschieht typischerweise, wenn sich die Türflügel in der geschlossenen Lage befinden. Dadurch ist das System geschlossen und verriegelt oder offen. Die Kraftübertragung vom Antriebsrad 1 12 auf die Übersetzungsräder 1 14 beziehungsweise auf die Antriebsstange 1 10 kann über Zahnräder oder Reibräder erfolgen. Der dargestellte Offen-Anschlag 204 beziehungsweise Antriebsanschlag 204 dient als Positionsanschlag der Übersetzungsräder 1 14, und verhindert, dass die

Übersetzungsräder 1 14 in eine Undefinierte Lage kommen. Durch freie Wahl der Durchmesser des Antriebsrads 1 12 und der Übersetzungsräder 1 14 kann jede gewünschte Übersetzung eingestellt werden.

Am Ende der Antriebsstange 1 10 vor der Geschlossenlage ist ein Kreissegment 1 18 angeordnet.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Verriegelungsbewegung eines

Getriebes 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Getriebe 108 entspricht im Wesentlichen dem Getriebe in Fig. 2. Hier sind die Übersetzungsräder 1 14 in den Verriegelungsbereichen 1 18 der Antriebsstangen 1 10 angeordnet. Die

Verbindungsstange 202 hat sich von dem Antriebsanschlag 204 entfernt. Durch die Bewegung der Übersetzungsräder 1 14 auf der gekrümmten Oberfläche der Verriegelungsbereiche 1 18 wird der Winkel 216 zwischen dem ersten virtuellen

Hebelarm 214 und dem zweiten virtuellen Hebelarm kleiner. Durch den verkleinerten Winkel 216 verändert sich ein Übersetzungsverhältnis des Kniehebelgelenks. Mit anderen Worten ist in Fig. 3 die Situation am Beginn der Drehung der Verbindungsstange 202 dargestellt. Kurz vor der Geschlossenlage steigt die Kraft an der Antriebsstange 1 10 aufgrund von systemimmanenten Kräften wie beispielsweise einer Pressung des Fingerschutzgummis. Durch die steigende Kraft an der

Antriebsstange 1 10 und dem Freiheitsgrad bei den Übersetzungsrädern 1 14, welche eine Rotation um die y-Achse erlaubt, beginnen sich die Komponenten

Verbindungsstange 202 und Übersetzungsräder 1 14 um die y-Achse zu drehen. Mathematisch kann die Bewegung der Räder 1 14 und der Antriebsstange 202 über ein Drei-Hebelsystem beschrieben werden, das über die Gelenke A, B, C miteinander verbunden beziehungsweise gelagert ist.

Ein Hebel, der im konkreten Fall Verbindungsstange 202 genannt wird, ist ortsfest mittig im Drehpunkt A gelagert und weist die Länge L1 auf. Die Länge L1 ist gegeben durch die Radien RA, RÜ des Antriebsrads 1 12 und des Übersetzungsrads 1 14. Für die ganze Verbindungsstange 202 gilt dann L1 =2 * (RÜ+RA). Der Drehmittelpunkt A der Verbindungsstange 202 kann mit L1/2 beschrieben werden. Die Mittelpunkte B1 , B2, C1 , C2 der Übersetzungsräder 1 14 und der Kreissegmente 1 18 weisen sobald die Übersetzungsräder 1 14 im Eingriff der Kreissegmente 1 18 sind einen konstanten Abstand L2 auf, der über die Radien RÜ, RK der Übersetzungsräder 1 14 und der Kreissegmente 1 18, definiert ist. Der Abstand L2=RÜ+RK. Dadurch ergeben sich für die mathematische Beschreibung zwei weitere fiktive Hebel 214.

Die Gelenke in den Punkten C1 , C2 sind in z-Richtung fixiert und können ausschließlich in x-Richtung verschoben werden. Für die Berechnung wird der Ursprung des

Koordinatensystems in den Punkt A gelegt. Für die mathematische Beschreibung wird nur die linke Seite, also die Punkte A, B1 , C1 betrachtet, die zweite Hälfte kann durch einen Vorzeichenwechsel mit denselben Gleichungen beschrieben werden.

Die x-Position des Punkts B1 ergibt sich in Abhängigkeit des Rotationswinkels cd der Verbindungsstange 202. B1 (x)=-L1/2 * cos(a1 ). Die z-Position des Punkts B1 ergibt sich in Abhängigkeit des Rotationswinkels cd der Verbindungsstange 202.

B1 (z)=L1/2 * sin(a1 ). Die x-Position des Punkt C1 ergibt sich in Abhängigkeit von der Position des Punkts B1 . C1 ,x=B1 ,x-L2 * cos(a2), wobei o2 der Rotationswinkel des fiktiven Hebels 214 ist. a2=arcsin((C1 (z)-B1 (z))/L2). Die relative z-Verschiebung des Punkts C1 ist null. C1 (z)=const. Der Totpunkt wird bei cd = o2 erreicht. Die

Übertotpunktlage wird erreicht bei cd > a2.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Verriegelungsbewegung eines

Getriebes 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Getriebe 108 entspricht im Wesentlichen dem Getriebe in den Figuren 2 und 3. Die Übersetzungsräder 1 14 sind ebenfalls in den Verriegelungsbereichen 1 18 der Antriebsstangen 1 10 angeordnet. Die Verbindungsstange 202 hat den Totpunkt erreicht. Die Kontaktstellen 210, 212 liegen in einer Linie mit den Lagerstellen und der Rotationsachse des Antriebsrads 1 12. Die Verbindungsstange 202 weist einen geringen Abstand zu dem Verriegelungsanschlag 206 auf. Im Totpunkt sind der erste virtuelle Hebelarm 214 und der zweite virtuelle

Hebelarm in direkter Verlängerung angeordnet. Damit ist das Kniehebelgelenk gestreckt beziehungsweise hat seine Totpunktlage erreicht.

In einem Ausführungsbeispiel weisen die Elemente 1 10 einen Freiheitsgrad in der z- Koordinate auf. Beispielsweise sind zumindest die Verriegelungsbereiche 1 18 in der z- Richtung beweglich gelagert. Das Antriebsrad 1 12 kann dabei direkt in die

Antriebsstangen 1 10 eingreifen, wodurch auf die Übersetzungsräder 1 14 und die Verbindungsstange 202 verzichtet werden kann. Wenn das eingreifende Rad auf den Verriegelungsbereichen 1 18 abrollt, werden die Verriegelungsbereiche 1 18 in der z- Richtung bewegt. Beispielsweise können Teilbereiche der Antriebsstangen 1 10 mit den Verriegelungsbereichen 1 18 über ein Drehgelenk im Wesentlichen in der z-Richtung bewegt werden. Dann ergibt sich das virtuelle Kniehebelgelenk zwischen dem

Drehpunkt des Antriebsrads 1 12 und dem Drehgelenk. Ebenso können zumindest die Verriegelungsbereiche 1 18 linear in der z-Richtung geführt sein. Dann ist eine

selbsthemmende Position erreicht, wenn das eingreifende Rad das Ende des

Verriegelungsbereichs 1 18 erreicht. Dann ist eine Bewegung der Antriebsstangen 1 10 in der x-Richtung gehemmt. Somit wird der Verriegelungsvorgang an einer vordefinierten Position den durch Heben beziehungsweise Senken der Elemente 1 10 eingeleitet.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines verriegelten Getriebes 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Getriebe 108 entspricht im Wesentlichen dem Getriebe in den Figuren 2 bis 4. Die Verbindungsstange 202 hat den Totpunkt überschritten und liegt an dem Verriegelungsanschlag 206 an. Das Kniehebelgelenk ist dabei überstreckt und der Winkel 216 ist negativ. Um erneut den Totpunkt zu erreichen, ist Kraft erforderlich. Dadurch ist das Getriebe 108 selbsthemmend.

Der sogenannte Übertotpunktwinkel ß= α1-α2 (Übertotpunktlage bei ß>0°) kann frei gewählt werden, allerdings ist zu beachten, dass C1 (x) ein Minimum und C2(x) ein Maximum in der Totpunktlage haben. Um das System aus der Übertotpunktlage zu bringen, wird C1 (x) bis zur Totpunktlage in die negative x-Richtung bewegt. Um den Kraftbedarf der Antriebseinheit möglichst gering zu halten, kann die Verschiebung möglichst gering gewählt werden. Bei konstantem Moment MÜ am Übertragungsrad 1 14 die x-Kraft FC1 (x), die auf die Antriebsstange 202 wirken kann, vom Winkel o2 abhängig. FC1 (x)= MÜ/RÜ * sin(a2). Die Kraft FC1 (x) sollte nicht zu gering werden, um das System 108 gesichert aus der Überpunktlage zu bekommen.

Die Radien RA, RÜ und der Winkel cd bestimmen den Bauraumbedarf in z-Richtung.

Durch das Antreiben des Antriebsrads 1 12 kann das System 108 bis in eine

Totpunktlage und darüber hinaus rotiert werden. Sobald die Totpunktlage überschritten wird, verursacht die x-Kraft von der

Antriebsstange 1 10, beispielsweise durch eine Pressung des Fingerschutzgummis, ein Moment auf die Verbindungsstange 202 um die Achse des Antriebsrads 1 12. Kräfte von der Antriebsstange 1 10 können nicht zu einem Zurückkippen der Verbindungsstange 202 aus der Übertotpunktlage führen. Somit ist das System 108 selbsthemmend.

Der Verriegelungsanschlag 206 limitiert die maximal mögliche Übertotpunktlage bei einem Winkel von ß>0°. Zusätzlich kann eine Feder diese Verriegelt-Position absichern. Die verriegelte Position ist die stabile Lage des Systems 108. In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verriegelung ohne Übertotpunkt beziehungsweise mit geringeren Kräften auf die Räder 1 12, 1 14. Ebenso kann die Drehung von der Verbindungsstange 202 dazu genutzt werden, einen

Verriegelungshebel zu drehen und mit diesem Bauteil das Türsystem zu verriegeln.

BEZUGSZEICHENLISTE

100 Schienenfahrzeug

102 Schiebetürsystem

104 Türflügel

106 Portal

108 Getriebe

1 10 Antriebsstange

1 12 Antriebsrad

1 14 Übersetzungsrad

1 16 Antriebsbereich

1 18 Verriegelungsbereich

120 Anschlageinrichtung

200 Kreisbogenbahn

202 Verbindungsstange

204 Antriebsanschlag

206 Verriegelungsanschlag

208 Bewegungsbereich

210 erste Kontaktstelle

212 zweite Kontaktstelle

214 virtueller Hebelarm

216, ß resultierender Winkel

A Drehpunkt Antriebsrad, Gelenk

B Drehpunkt Übersetzungsrad, Gelenk

C Drehpunkt fiktiver Hebel, Gelenk cd Winkel der Verbindungsstange a2 Winkel des fiktiven Hebels