Türbetätigung .

Technisches Gebiet

Die Erfindung betri f ft eine Türbetätigung, insbesondere für eine kraftbetätigte Tür eines Verkehrsmittels .

Stand der Technik

Passagiere von öf fentlichen Verkehrsmitteln sind gezwungen verschiedene Einrichtungen des Verkehrsträgers zu berühren . Dies betri f ft beispielsweise Türgri f fe von Stationsgebäuden, Bedienelemente von Fahrkartenverkaufsautomaten, Handläufe von Fahrtreppen, insbesondere aber die Verkehrsmittel selbst , in welchen Gri f f Schlaufen, Haltestangen oder Türbetätigungen berührt werden . Ein gestiegenes Hygienebedürfnis der Passagiere und die Angst vor durch Kontakt mit Oberflächen übertragenen Krankheitsüberträgern bewirken ein geändertes Verhalten der Passagiere , welche öf fentliche Verkehrsmittel aus diesen Gründen meiden . Es gilt , die erforderlichen Berührungen mit den genannten Einrichtungen zu reduzieren . Dabei ist es in der Praxis kaum möglich, das Festhalten der stehenden Passagiere bei Beschleunigungen des Fahrzeugs berührungslos zu gestalten, allenfalls können diese Bauteile regelmäßig desinfi ziert werden und mit die Krankheitserreger abtötenden Beschichtungen, typischerweise mit Kupfergehalt , versehen werden . Seitens der Passagiere wird das Berühren von Türgri f fen als besonders unangenehm und überflüssig aufgefasst , insbesondere da anderenorts Türgri f fe vollständig durch automatische Türöf fner ersetzt wurden . Diese automatischen Türöf fner setzen zur Erkennung von Personen im Allgemeinen Radarstrahlung ein . Manche Verkehrsträger umgehen das genannte Problem dadurch, dass die Verkehrsmittel an j eder Haltestelle alle Passagiertüren automatisch öf fnen und kurz vor Abfahrt wieder schließen, sodass keine Betätigung eines Türgri f fs , bzw . eines Türtasters erforderlich ist . Diese Betriebsweise verhindert j edoch einen energieef fi zienten Fährbetrieb, da dabei die erwärmte oder gekühlte Luft in dem Passagierraum entweicht und durch die Hei zung- bzw . Klimaanlage entsprechend temperiert nachgeliefert werden muß . Herkömmliche berührungslose Türöf fner, wie sie in Gebäuden zum Einsatz kommen, sind bei Verkehrsmitteln nicht einsetzbar, da sie eine unbeabsichtigte Türöf fnung nicht verhindern können . So würde an einem Bahnsteig aufhältige Personen, ohne den Wunsch einzusteigen trotzdem eine Türöf fnung auslösen . Dieses Problem stellt sich in wesentlich stärkerem Ausmaß bei der Türöf fnung vom Fahrzeuginneren, wobei im Einstiegsbereich aufhältige Passagiere bei Einsatz herkömmlicher Türöf fner kontinuierlich eine Öf fnung der Türe auslösen würden . Aus dem Stand der Technik sind keine berührungslosen Einrichtungen zur Betätigung eines Türantriebs bekannt , welche einen hinreichenden Schutz vor Fehlauslösung und eine gesicherte Erkennung eines Betätigungswunsches vereinen . Des Weiteren muß eine für die gegenständliche Anwendung geeignete Einrichtung intuitiv und ohne Erklärungserfordernis bedienbar sein . Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde , eine Türbetätigung anzugeben, welche berührungslos und somit ohne Gefahr der Übertragung von Krankheitserregern bedienbar ist und welche die Nachteile von berührungslosen Türöf fnern aus dem Stand der Technik vermeidet und dabei insbesondere Fehlauslösungen verhindert .

Die Aufgabe wird durch eine Türbetätigung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche .

Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine zur Übermittlung eines Türöf fnungsbefehls an eine Türsteuerung eines Verkehrsmittels eingerichtete Türbetätigung beschrieben, welche eine Detektionseinrichtung zum Erkennen, dass ein Körpers in ein bestimmtes Raumvolumen eingebracht ist umfasst , und ein die Erfassung anzeigendes Signal ausgibt .

Dadurch ist der Vorteil erzielbar, eine berührungslose Betätigung einer Verkehrsmitteltür sicherstellen zu können, wobei durch die Anordnung des bestimmten Raumvolumens , in welchen eine Betätigung (Auslösung) erfolgen kann, die Gefahr einer Fehlauslösung verhindert wird . Insbesondere ist ein zufälliges , ungewolltes Betätigen der Tür, d . h . des kraftbetätigten Türantriebs , weitgehend ausgeschlossen . Solcherart kann ein zur Abfahrt bereitstehendes Verkehrsmittel nicht durch wiederholtes Öf fnen der Passagierraumtüren durch Passagiere im Einstiegsbereich oder am Bahnsteig blockiert werden . Erfindungsgemäß umfasst die Türbetätigung eine Detektionseinrichtung zum Erkennen, dass ein Körpers in ein bestimmtes Raumvolumen eingebracht ist . Diese Detektionseinrichtung kann auf verschiedene Arten aufgebaut sein und unterschiedliche Technologien einsetzen .

Eine Aus führungs form der Erfindung setzt eine Detektionseinrichtung ein, welche das Unterbrechen mindestens eines Lichtstrahls zur Erkennung des Einbringens eines Körpers in ein bestimmtes Volumen nutzt . Dieses Funktionsprinzip ist als sogenannte Lichtschranke bekannt , bei welcher mindestens ein Lichtstrahl ausgesandt und von einem Empfänger, beispielsweise einer Photodiode aufgenommen wird . Eine Unterbrechung dieses Lichtstrahls bewirkt ein Erkennen, dass ein Körper in das Raumvolumen zwischen dem Sender des Lichtstrahls und dem Empfänger eingetreten ist . Dies stellt ein sehr betriebssicheres System dar, welches durch geeignete Wahl der Frequenz des eingesetzten Lichts noch weiter verbessert werden kann, sodass sich das Umgebungslicht nicht auf die Erkennungssicherheit auswirken kann, beispielsweise durch den Einsatz von infrarotem Licht in einer Umgebung ohne Licht dieser Frequenz .

Es ist vorteilhaft , das Unterbrechen des Lichtstrahls erst dann als Auslösung der Türbetätigung zu detektieren, wenn es länger als einen bestimmten Zeitraum andauert . Solcherart können sehr kurze Unterbrechungen, welche meist unbeabsichtigt erfolgen nicht zu einer Betätigung des Türantriebs führen . Es ist vorteilhaft , eine Mehrzahl von Lichtstrahlen parallel zueinander aus zustrahlen und j eweils getrennt zu detektieren, da dabei sehr kleine Körper, die z . B . nur einen von zehn parallelen Lichtstrahlen unterbrechen, nicht zu einer Auslösung der Türbetätigung führen . Diese Aus führungs form der Erfindung, beruhend auf der Unterbrechung eines oder mehrerer Lichtstrahlen ist sehr betriebssicher und führt praktisch zu keinen Fehlauslösungen, es ist j edoch das zur Detektion führende Raumvolumen nur durch einen aufwendigen mechanischen Aufbau für den Einsatz in Verkehrsmitteln einzusetzen . Um eine Betätigung einer Tür durch Einbringen einer Hand in ein bestimmtes Volumen zu erreichen ist dieses Volumen typischerweise vor einer Wand bzw . einem Türblatt eines Verkehrsmittels oder in einer Ausnehmung in den genannten Bauteilen anzuordnen . Dabei sind aus der Wand herausragende Aus formungen, umfassend die Lichtquelle und den Lichtempfänger anzuordnen . Die lichtabstrahlenden bzw . lichtempfangenden Oberflächen an diesen Ausnehmungen sind entsprechend der Anforderungen robust und ggf . wasserdicht oder vandalismussicher aus zuführen .

Eine weitere bevorzugte Aus führungs form der Erfindung sieht vor, das Einbringen eines Körpers in das bestimmte Raumvolumen mittels Bestimmung der Lauf zeit eines von der Detektionseinrichtung ausgesandten und von einem eingebrachten Körper reflektierten Lichtstrahls zu erkennen . Dabei werden durch die Detektionseinrichtung Lichtimpulse ausgesandt , welche an beliebigen Oberflächen reflektiert wieder von der Detektionseinrichtung empfangen werden . Die Lauf zeit dieser Lichtimpulse beschreibt den Abstand zu dem nächstliegenden Körper . Dabei ist ein genaues Bestimmen des zur Auslösung führenden Raumvolumens möglich, indem nur Reflexionen, welche innerhalb eines bestimmten Zeitfensters nach dem Aussenden des Lichtimpulses eintref fen zur Auslösung führen und später eintref fende nicht .

I st die Detektionseinrichtung beispielsweise in einer Höhe von 1 Meter über dem Bahnsteigniveau angeordnet , so beträgt die Lauf zeit des Licht über die Gesamtstrecke vom 2 Metern ca . 6 , 7 Nanosekunden . Werden zur Erkennung nur Reflexionen innerhalb von 1 , 5 Nanosekunden herangezogen, so verkleinert sich der Erfassungsbereich, d . h . das erfassende Raumvolumen reicht nicht bis zum Bahnsteig, sondern ist einer Höhe , in welcher Passagiere typischerweise auch zu einem Türgri f f oder Türtaster grei fen würden .

Ein besonderer Vorteil dieser Aus führungs form besteht darin, dass die Detektionseinrichtung zu einem großen Teil in einer Wand oder einem Türblatt eines Verkehrsmittels versenkt angeordnet sein kann und das Aussenden des Lichtstrahls aus gewinkelt zu der Wand erfolgen kann . Dadurch kann das zur Auslösung führende Raumvolumen vor der Wand bzw . dem Türblatt angeordnet werden und die Türbetätigung somit ergonomischer erfolgen .

Eine weitere bevorzugte Aus führungs form der Erfindung sieht vor, die Detektionseinrichtung mit einer verfeinerten Einrichtung zur Detektion reflektieren Lichts aus zustatten, welche als LIDAR bekannt ist . LIDAR ( englisch für "Light Detection And Ranging" ) beruht auf einer Viel zahl von ausgesandten Lichtstrahlen, wobei die Lauf zeit j edes einzelnen reflektierten Lichtstrahls bestimmt und dadurch ein Tiefenprofil der Umgebung erstellt wird . Somit ist eine genaue Erfassung der Geometrie und der Entfernung eines in dem Erfassungsbereichs der Detektionseinrichtung eingebrachten Körpers möglich und es kann dabei einfach ermittelt werden, ob dieser Körper in dem bestimmten Raumvolumen aufhältig ist und ob seine Größe ausreichend ist um eine Auslösung der Türbetätigung aus zuführen .

Konventionelle LIDAR umfassen zur Aussendung der Viel zahl von Lichtstrahlen einen Drehspiegel , sind also mechanisch empfindlich gegenüber Vibrationen . Neuerdings werden LIDAR angeboten, welche diesen Nachteil nicht aufweisen und die Reflexionen eines ausgesandten Lichtimpuls flächig erfassen, sodass keine beweglichen Bauteile erforderlich sind . Diese Aus führung eines LIDAR ist demnach robust genug für den Einsatz in Verkehrsmitteln und auch deutlich preisgünstiger .

Die zuletzt genannte Aus führungs form einer Detektionseinrichtung ermöglicht es besonders exakt , das die Erfassung eines Körpers in dem bestimmten Raumvolumen anzeigende Signal nur dann abzugeben, wenn der Körper eine bestimmte Ausdehnung überschritten hat . Solcherart können Fehlauslösungen, beispielsweise durch kurz fristig in das bestimmte Raumvolumen ragende Teile von Kleidung oder Gepäckstücke gut von bewußten Auslösehandlungen unterschieden werden .

In weiterer Fortbildung der Erfindung kann bei Einsatz von LIDAR auch eine Analyse der Bewegungsrichtung eines in dem bestimmten Raumvolumen befindlichen Körpers erfolgen . Dadurch können Bewegungsmuster, wie sie typischerweise bei einer gewollten Betätigung einer Türbetätigung ausgeführt werden von zufälligen Bewegungsmustern unterschieden werden . Beispielsweise ist das Eintreten eines Körpers von Richtung des Einstiegsbereichs in das bestimmte Volumen, gefolgt von einer konstanten Bewegung in Richtung des Türblatts ein Indi z für eine erwünsche Betätigung, ein Eintreten von unten oder ein sehr rasches Bewegen quer durch das bestimmte Raumvolumen hingegen nicht .

Eine weitere bevorzugte Aus führungs form den Erfindung sieht vor, dass die Detektionseinrichtung das Einbringen eines Körpers in das bestimmte Raumvolumen mittels Bestimmung der Lauf zeit eines von der Detektionseinrichtung ausgesandten und von einem eingebrachten Körper reflektierten Schallsignals erkennt . Eine solche Lösung nach dem Prinzip des akustischen Echolots kann in kostenkritischen Anwendungen zum Einsatz kommen, da entsprechende akustische Schallgeber und Empfänger außerordentlich preisgünstig sind und die Lauf zeitmessung aufgrund der niedrigen Schallgeschwindigkeit nicht so anspruchsvoll ist wie die Lauf zeitmessung reflektierten Lichts . Die zur Auswertung erforderlichen elektronischen Schaltungen bzw . die digitale Signalverarbeitungen sind somit wesentlich einfacher und kostengünstiger .

Eine weitere Aus führungs form der Erfindung sieht kapazitive Sensoren zur Erkennung des Eintretens eines Körpers in ein bestimmtes Raumvolumen vor . Die Erkennungsgenauigkeit kann durch den Einsatz mehrerer Sensoren an einer Türbetätigung gesteigert werden, da solcherart das bestimmte Raumvolumen exakter definiert werden kann . Insbesondere können die kapazitiven Sensoren so angeordnet sein, dass eine Auslösung dann stattfindet , wenn mehr als ein Sensor das Eindringen eines Körpers erkannt .

Die erfindungsgemäße Türbetätigung ist zur Anordnung an einer Seitenwand eines Verkehrsmittels oder eines Türblatts einer Verkehrsmitteltür aus zubilden, wobei auch die Detektionseinrichtung getrennt von weiteren Teilen der Türbetätigung angeordnet sein kann . Jedenfalls ist die Detektionseinrichtung so anzuordnen, dass das zur Erfassung dienende Raumvolumen in j ener Grei fposition der Passagiere ist , in welcher sie auch herkömmliche Türgri f fe oder Türtaster betätigen würden .

In Sonderfällen kann auch eine Anordnung in Bodennähe erwogen werden, sodass eine Türöf fnung durch eine Fußbewegung ausgelöst werden kann . Die Türbetätigung ist aufgrund des ihr eigenen Fehlens herkömmlicher Bedienelemente für ungeübte Passagiere in der Bedienung zu erklären . Dies ist mit entsprechenden Aufschri ften und Piktogrammen möglich, besonders vorteilhaft ist es ein erfolgreiches Auslösen der Türbetätigung an den Passagier zu melden . Dies erfolgt vorzugsweise mittels eines Licht- oder Tonsignals , welche das Erkennen des

Öf fnungswunsches anzeigt , sodass der Passagier die Zeit bis zum Beginn der Bewegung eines Türblatts abwartet und nicht nach weiteren Bedienelementen sucht und etwa versucht an der Detektionseinrichtung zu drücken .

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen beispielhaft :

Fig . l Türbetätigung, Blockschaltbild .

Fig . 2 Türblatt mit Türbetätigung, Lichtschrankenprinzip .

Fig . 3 Türblatt mit Türbetätigung, Lichtschrankenprinzip, Seitenansicht .

Fig . 4 Türblatt mit Türbetätigung .

Fig . 5 Türblatt mit Türbetätigung, Seitenansicht .

Ausführung der Erfindung

Fig . l zeigt beispielhaft und schematisch ein Blockschaltbild einer Türbetätigung . Eine Türbetätigung 1 umfasst eine Steuereinrichtung 3 und eine mit der Steuereinrichtung 3 zur bidirektionalen Kommunikation verbundene

Detektionseinrichtung 2 . Die Detektionseinrichtung 2 ist mit Mitteln zur Erkennung eines Obj ekts (Körpers ) in einem bestimmten Raumvolumen 4 ausgestattet . Diese Mitteln können eine Lichtschranke , ein gepulster Lichtstrahl mit Lauf zeitmessung des an einem Körper reflektieren Anteils des Lichtstrahls , ein LIDAR oder ein akustischer Entfernungsmesser sein . Wird durch die Detektionseinrichtung 2 ein solcher Körper erfasst , so wird ein Signal 6 an die Steuereinrichtung 3 abgegeben . Die Steuereinrichtung 6 umfasst eine Schnittstelle zur Datenkommunikation mit einer Türsteuerung 9 und ist zur Übermittlung eines Türöf fnungsbefehls 10 an die Türsteuerung 9 eingerichtet . Weiters ist die Türbetätigung mit einer akustischen Rückmeldung 7 und einer optischen Rückmeldung 8 ausgestattet , welche es erlaubt , ein erfolgreiches Erkennen eines Körpers in dem Raumvolumen 4 rückzumelden, sodass einem Passagier, welcher die Türöf fnung ausgelöst hat , dies bestätigt wird . Es ist möglich, die Rückmeldungen 7 , 8 auch durch die Türsteuerung 9 über die Steuereinrichtung 3 vorzugeben, sodass beispielsweise auch negative Rückmeldungen dem Passagier mitgeteilt werden können . I st ein Fahrzeug bereits abgefertigt und die Türsteuerung 9 durch eine Fahrzeugsteuerung bereits gesperrt , so kann dies dem Passagier über diese Rückmeldungen 7 , 8 mitgeteilt werden, etwa durch ein Blinken oder anders farbiges Leuchte der optischen Rückmeldung 8 .

Fig . 2 zeigt beispielhaft und schematisch ein Türblatt mit einer Türbetätigung nach dem Lichtschrankenprinzip . Es ist ein Türblatt 11 eines Verkehrsmittels , beispielsweise einer U-Bahn dargestellt , welche eine Türbetätigung 1 nach dem Prinzip der Lichtschranke umfasst . Dazu ist das Türblatt 11 mit einer oberen Aus formung 12 und einer unteren Aus formung 13 ausgestattet , in welche j eweils Teile der Türbetätigung 1 , bzw. der Detektionseinrichtung 2 angeordnet sind. Die Ausformungen 12, 13 sind vertikal zueinander beabstandet, sodass zwischen ihnen ein Raumvolumen 4 besteht. Ein in das Raumvolumen 4 eindringender Körper unterbricht einen zwischen den Ausformungen 12, 13 übertragenen Lichtstrahl und führt zu einer Abgabe eines Signals 6 von der Detektionseinrichtung 2 an die Steuereinrichtung 3.

Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch ein Türblatt mit einer Türbetätigung nach dem Lichtschrankenprinzip in einer Seitenansicht. Es ist das Ausführungsbeispiel aus Fig.2 in einer Seitenansicht dargestellt, wobei ein Körper 5 (eine Hand eines Passagiers) in das Raumvolumen 4 ragt. Fig.3 macht anschaulich, dass eine Türbetätigung nach dem Lichtschrankenprinzip eine beträchtliche Aufbauhöhe erfordert, wenn eine berührungslose Bedienung gewährleistet sein soll. Allenfalls ist es möglich, zwischen den den Ausformungen 12, 13 eine Einbuchtung in dem Türblatt, bzw. einer Seitenwand vorzusehen und damit den Griffbereich teilweise in die Wand zu verlegen. Bei den üblichen geringen Dicken von Türblättern oder Seitenwänden ist jedoch keine wesentliche Auswirkung dieser Maßnahme erzielbar.

Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch ein Türblatt mit einer Türbetätigung. Es ist ein Türblatt 11 gezeigt, welches zur Betätigung seines Türantriebs eine Türbetätigung 1 umfasst, deren Detektionseinrichtung 2 in einer Ausformung 14 angeordnet ist. Die weiteren Bauteile der Türbetätigung 1 können ebenso in der Ausformung 14 angeordnet sein oder an beliebiger weiterer Position, beispielsweise in der Nähe der Türsteuerung oder zusammen mit der Türsteuerung eine Einheit bilden. An der Ausformung 14 ist eine optische Rückmeldung angeordnet, welche einem die Türbetätigung 1 nutzenden Passagier eine optische Rückmeldung, insbesondere über das erfolgreiche Erkennen eines Betätigungswunsches oder auch über einen Status der Tür darstellt . Im Gegensatz dem in den Fig . 2 und 3 gezeigten Aus führungsbeispiel nach dem Prinzip der Lichtschranke ist in diesem Aus führungsbeispiel die Detektionseinrichtung nach einer Art ausgebildet , welche auf der Reflexion ausgesandter Signale , insbesondere Lichtsignale , beruht . Dadurch ist das bestimmte Raumvolumen 4 in seiner Ausdehnung so begrenzt , dass Reflexionen, die außerhalb dieses Raumvolumens 4 erfolgen zwar von der Detektionseinrichtung 2 erfasst werden, j edoch nicht zu einer Betätigung der Tür führen . So können beispielsweise unterhalb der Aus formung 14 abgestellte Gepäckstücke , auch wenn sie reflektieren sind, nicht zu ungewollten Betätigungen der Tür führen .

Fig . 5 zeigt beispielhaft und schematisch ein Türblatt mit einer Türbetätigung in einer Seitenansicht . Es ist das Türblatt 11 aus Fig . 4 dargestellt , wobei insbesondere ersichtlich ist , dass das bestimmte Raumvolumen 4 in seiner Lage und Form flexibel bestimmt werden kann . Im Gegensatz zu dem Prinzip des Lichtschrankens kann durch den Einsatz von einem der Reflexionsprinzipien, insb . LIDAR, das Raumvolumen sich weiter von dem Türblatt 11 aus erstrecken, sodass eine bequeme Bedienung erfolgen kann .

Liste der Bezeichnungen

1 Türbetätigung

2 Detektionseinrichtung

3 Steuereinrichtung

4 Raumvolumen

5 Körper

6 Signal

7 Akustische Rückmeldung

8 Optische Rückmeldung

9 Türsteuerung

10 Türöf fnungsbefehl

11 Türblatt

12 Obere Aus formung

13 Untere Aus formung

14 Aus formung