DE102010045337A1

DE102010045337A1 - Türsteuerung für Fahrzeuge und ein Verfahren zur Betätigung eines Zylinders einer Fahrzeugtür

Info

Publication number: DE102010045337A1
Application number: DE102010045337A
Authority: DE
Inventors: Ingo Hellbusch; Uwe Stabenow
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-15
Also published as: WO2012034610A1; EP2616619A1; CN102959169B; CN102959169A; EP2616619B1; US9115528B2; US20130167519A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Türsteuerung für Fahrzeuge mit einem Verdichter (1), einem Lufttrockner (3), einem Türsteuerventil (4) und zumindest einem mit Druckluft betätigbaren Zylinder (2) sowie ein Verfahren zur Betätigung eines Zylinders (2) einer Fahrzeugtür, bei dem ein Zylinderkolben (13) des Zylinders (2) eine erste Funktionsstellung (O) und eine zweite Funktionsstellung (X) einnehmen kann. Der Lufttrockner (3) wird im Trocknungsbetrieb von der in den Zylinder (2) einströmenden Luft und im Regenerationsbetrieb von der aus dem Zylinder (2) ausströmenden Luft durchströmt. Der Zylinder (2) wird nur mit Druckluft aus einem Druckluftspeicher (7) beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Türsteuerung für Fahrzeuge mit einem Verdichter, einem Lufttrockner, einem Türsteuerventil und zumindest einem mit Druckluft betätigbaren Zylinder. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Betätigung eines Zylinders einer Fahrzeugtür, bei dem ein Zylinderkolben des Zylinders zumindest eine erste Funktionsstellung und eine zweite Funktionsstellung einnehmen kann.
Eine pneumatische Fahrzeugtürsteuerung mit einem mit der Fahrzeugtür verbundenen, doppelt wirkenden Zylinder, dessen beide Zylinderkammern über Ventile mit einem Verdichter verbunden sind, ist aus der DE 10 2008 011 315 A1 bekannt. Beim Entlüften des Zylinders wird die Druckluft in die Atmosphäre entspannt.
In der Regel wird der von einem Verdichter erzeugten Druckluft in einem Lufttrockner Feuchtigkeit entzogen, da trockene Druckluft eine höhere Qualität hat, was sich unter anderem positiv auf die Lebensdauer der pneumatischen Anlage auswirkt. Ein solcher Lufttrockner muss zyklisch manuell entwässert und/oder durch zusätzlich zugeführte Wärme regeneriert werden. Bei Ausfall der Regenerationseinrichtungen oder bei Aussetzung oder Fehlbedienung der Wartung besteht die Gefahr der Vereisung des Systems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, eine Türsteuerung unter anderem möglichst energiesparend und wartungsfrei zu betreiben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei der der Zylinder über das Türsteuerventil zum Auffüllen über einen ersten Strömungspfad mit einem Lufttrockner und einem Verdichter und zum Entleeren über einen zweiten Strömungspfad mit dem Lufttrockner und der Atmosphäre verbindbar ist. Dabei ist der Lufttrockner beim Auffüllen des Zylinders im Trocknungsbetrieb und beim Entleeren des Zylinders im Regenerationsbetrieb betreibbar. Der Lufttrockner wird im Trocknungsbetrieb von der in den Zylinder einströmenden und im Regenerationsbetrieb von der aus dem Zylinder ausströmenden Luft durchströmt. Hierdurch wird es möglich, dass bei jeder Türbetätigung, also bei jedem Zylinderspiel, die Entlüftungsluft durch den Lufttrockner strömt, dort Feuchtigkeit aufnimmt und diese an die Atmosphäre abgibt. Der Lufttrockner wird somit bei jedem Zylinderspiel regeneriert, wodurch Wartungsintervalle auf ein Minimum reduziert werden oder ganz entfallen können, da er nicht mehr manuell entwässert werden muss. Auch besteht somit nicht mehr die Gefahr einer Vereisung des pneumatischen Systems.
Günstig ist es, dass der erste und der zweite Strömungspfad mittels eines zylinderseitigen und eines speicherseitigen Rückschlagventils voneinander entkoppelt sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Luftführung in der Türsteuerung, insbesondere die Durchströmung des ersten Strömungspfads und des zweiten Strömungspfads, korrekt erfolgt.
Vorteilhaft ist es, dass in dem ersten Strömungspfad zwischen dem Lufttrockner und dem Türsteuerventil stromabwärts hinter dem speicherseitigen Rückschlagventil ein Druckmittelspeicher vorgesehen ist. Der Druckmittelspeicher dient zur Aufnahme von Druckluft aus dem Verdichter und zur Abgabe von Druckluft an den Zylinder. Die von dem Druckmittelspeicher aufgenommene Druckluft ist zuvor in dem im Trocknungsbetrieb betriebenen Lufttrockner getrocknet worden. Die Anordnung des Druckmittelspeichers in dem ersten Strömungspfad ermöglicht es einerseits, dass der Druckmittelspeicher als Reservoir ausreichend Druckluft für mehrere Zylinderspiele aufnehmen kann und so der Verdichter mit geringer Leistungsaufnahme und auch kleiner Baugröße dimensioniert und nahezu kontinuierlich betrieben werden kann. Ein durch die geringe Leistungsaufnahme des Motors und eine geringe Masse optimierter Verdichter trägt zu einem geringen Energiebedarf des Fahrzeugs bei. Andererseits ermöglicht diese Anordnung, dass die Entlüftung schnell erfolgt und so eine zügige Türbetätigung erreicht wird.
Vorteilhaft ist es, dass der Verdichter mittels eines Entlüftungsventils umgehbar ist. Hierdurch ist es möglich, dass der Verdichter beim Entleeren des Zylinders nicht durchströmt werden muss, wodurch ein schnelles Entleeren sichergestellt wird.
Als Zylinder zur Betätigung einer Fahrzeugtür können Zylinder mit nur einer Zylinderkammer vorgesehen werden. In der Regel wird ein doppelt wirkender Zylinder mit zwei Zylinderkammern eingesetzt. Dabei ist es günstig, dass die eine der beiden Zylinderkammern über das Türsteuerventil mit der Atmosphäre und die andere der beiden Zylinderkammern über das Türsteuerventil mit dem Druckmittelspeicher verbindbar ist, oder dass beide Zylinderkammern über das Türsteuerventil mit dem Druckmittelspeicher und/oder mit der Atmosphäre verbindbar sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem zum Wechsel zwischen der ersten Funktionsstellung und der zweiten Funktionsstellung des Zylinderkolbens des Zylinders ein Türsteuerventil betätigt wird, wobei die Druckluft aus der ersten Zylinderkammer oder der zweiten Zylinderkammer zur Entlüftung in die Atmosphäre strömt und die andere der ersten Zylinderkammer oder der zweiten Zylinderkammer mit Druckluft aus dem Druckmittelspeicher aufgefüllt wird. Die aus der einen Zylinderkammer entweichende Luft gelangt über einen zweiten Strömungspfad über das zylinderseitige Rückschlagventil zu dem Lufttrockner, der von der austretenden Luft durchströmt und dabei regeneriert wird. Die austretende Luft wird dann schließlich über ein Entlüftungsventil über eine Umgehung des Verdichters an die Atmosphäre abgegeben. Gleichzeitig strömt über einen ersten Strömungspfad Druckluft aus einem in dem ersten Strömungspfad zwischen einem speicherseitigen Rückschlagventil und dem Türsteuerventil angeordneten Druckluftspeicher in die andere Zylinderkammer.
Der Zylinder wird nur mit Druckluft aus dem Druckluftspeicher beaufschlagt, wodurch es möglich ist, dass der Verdichter mit geringer Leistungsaufnahme und auch kleiner Baugröße dimensioniert werden kann. Der als Reservoir dienende Druckmittelspeicher wird hierbei als Energiespeicher verwendet und kann das System im Bedarfsfall mit hohen Volumenströmen versorgen. Zum anderen wird es möglich, dass gleichzeitig mit dem Auffüllen der einen Zylinderkammer die Druckluft aus der anderen Zylinderkammer beim Entleeren durch den Lufttrockner strömt und diesen regeneriert.
Vorteilhaft ist es, dass zeitlich vor der Betätigung des Türsteuerventils das Entlüftungsventil in eine Entlüftungs-Schaltstellung gebracht wird, bei der eine Umgehung des Verdichters geöffnet wird. Hierdurch wird es möglich, dass beim Betätigen des Türsteuerventils in dem zweiten Strömungspfad ein geringerer Druck herrscht als in dem ersten Strömungspfad. So wird im Zusammenwirken mit den Rückschlagventilen sichergestellt, dass beim Entleeren des Zylinders die ausströmende Luft nicht erneut in den Druckmittelspeicher, sondern durch den Lufttrockner in die Atmosphäre entweicht. Das Einstellen der genannten Druckdifferenz ermöglicht es darüber hinaus, wartungsarme und kostengünstige, federbelastete Rückschlagventile einzusetzen. An Stelle der Rückschlagventile können auch schaltbare Ventile vorgesehen werden.
Weiterhin ist es günstig, dass, nachdem der Zylinderkolben bewegt wurde, das Entlüftungsventil in eine Druckluft-Schaltstellung gebracht wird, bei der die Umgehung des Verdichters geschlossen wird. Dann kann bei Bedarf der Druckluftspeicher wieder befüllt werden, indem der Verdichter in Betrieb genommen wird.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es, dass bei einer Betätigung eines Ablassventils für eine Notentriegelung das Türsteuerventil in eine dritte Schaltstellung gebracht wird, bei der die erste Zylinderkammer und die zweite Zylinderkammer mit der Atmosphäre verbunden werden. Hierdurch wird es möglich, dass die Fahrzeugtür frei, nur noch gegen den Reibungswiderstand ihrer Auflagerung, beweglich ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine pneumatische Türsteuerung in schematischer Darstellung mit einem Verdichter 1 zur Erzeugung von Druckluft, einem Zylinder 2 zur Betätigung einer Fahrzeugtür, einem Lufttrockner 3 und einem Türsteuerventil 4. Der Zylinder 2 hat eine erste Zylinderkammer 8 und eine zweite Zylinderkammer 9, die durch einen in dem Zylinder 2 beweglich angeordneten Zylinderkolben 13 voneinander getrennt sind. Der Zylinderkolben 13 kann planmäßig eine erste Funktionsstellung O und eine zweite Funktionsstellung X einnehmen, wobei der Zylinderkolben 13 die zweite Funktionsstellung X einnimmt, sobald die erste Zylinderkammer 8 mit Druck beaufschlagt ist. Wird die zweite Zylinderkammer 9 mit Druck beaufschlagt, dann ist der Zylinderkolben 13 in der ersten Funktionsstellung O.
Ein Wechsel zwischen der ersten Funktionsstellung O und der zweiten Funktionsstellung X wird durch eine Änderung einer ersten Schaltstellung A und einer zweiten Schaltstellung B des Türsteuerventils 4 erreicht. In der gezeigten Darstellung ist das Türsteuerventil 4 in der zweiten Schaltstellung B. Dadurch ist die erste Zylinderkammer 8 über einen ersten Strömungspfad 11 mit einem Druckluftspeicher 7 verbunden und mit Druckluft gefüllt. Die Druckluft in der ersten Zylinderkammer 8 übt eine Kraft auf den Zylinderkolben 13 aus, sodass dieser in die zweite Funktionsstellung X bewegt und dort gehalten wird.
Wird das Türsteuerventil 4 betätigt, also beispielsweise in die erste Schaltstellung A gebracht, so entleert sich die mit Druckluft gefüllte erste Zylinderkammer 8 und die zweite Zylinderkammer 9 wird mit Druckluft gefüllt. Die aus der ersten Zylinderkammer 8 entweichende Luft gelangt über den zweiten Strömungspfad 12 über ein zylinderseitiges Rückschlagventil 6 zu dem Lufttrockner 3. Der Lufttrockner 3 wird von der entweichenden Luft durchströmt und dabei regeneriert. Die austretende Luft kann dann schließlich über das Entlüftungsventil 14 in einer Entlüftungs-Schaltstellung E über eine Umgehung 15 des Verdichters 1 an die Atmosphäre abgegeben werden. Gleichzeitig strömt über den ersten Strömungspfad 11 Druckluft aus einem Druckluftspeicher 7 in die zweite Zylinderkammer 9. Um ein Einströmen der austretenden Luft in den Druckluftspeicher 7 zu unterbinden, wird das Entlüftungsventil 14 zeitlich kurz vor dem Türsteuerventil 4 betätigt, wodurch der Druck im zweiten Strömungspfad 12 geringer ist als im ersten Strömungspfad 11.
Nach dem Wechsel des Zylinderkolbens zwischen der ersten Funktionsstellung O und der zweiten Funktionsstellung X wird das Entlüftungsventil 14, wie in der Figur gezeigt, zum Schließen der Umgehung 15 in Druckluft-Schaltstellung D gebracht. Nun kann vom Verdichter 1 erzeugte Druckluft im Lufttrockner 3 getrocknet werden und in den Druckluftspeicher 7 nachströmen, um diesen aufzufüllen.
Der erste Strömungspfad 11 ist von dem zweiten Strömungspfad 12 mittels des zylinderseitigen Rückschlagventils 6 und mittels eines speicherseitigen Rückschlagventils 5 voneinander entkoppelt. Zwischen den Rückschlagventilen 5, 6 und dem Lufttrockner 3 ist eine Drossel 16 angeordnet.
Für eine Notentriegelung der Fahrzeugtür ist ein Ablassventil 10 vorgesehen, das im Regelbetrieb in einer Regel-Schaltstellung R steht und zur Notentriegelung in eine Not-Schaltstellung N gestellt wird, wobei in der Not-Schaltstellung N des Ablassventils 10 die Druckluft aus dem Druckluftspeicher 7 das Türsteuerventil 4 in eine dritte Schaltstellung C stellt. Dies hat zur Folge, dass die erste Zylinderkammer 8 und die zweite Zylinderkammer 9 über das Ablassventil 10 mit der Atmosphäre verbunden und somit drucklos sind. Sind die erste Zylinderkammer 8 und die zweite Zylinderkammer 9 drucklos, lässt sich die Fahrzeugtür leicht von Hand bewegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008011315 A1 [0002]

Claims

Türsteuerung für Fahrzeuge mit einem Verdichter (1), einem Lufttrockner (3), einem Türsteuerventil (4) und zumindest einem mit Druckluft betätigbaren Zylinder (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2) über das Türsteuerventil (4) zum Auffüllen über einen ersten Strömungspfad (11) mit einem Lufttrockner (3) und einem Verdichter (1) und zum Entleeren über einen zweiten Strömungspfad (12) mit dem Lufttrockner (3) und mit der Atmosphäre verbindbar ist.
Türsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungspfad (11) und der zweite Strömungspfad (12) über ein speicherseitiges Rückschlagventil (5) und ein zylinderseitiges Rückschlagventil (6) voneinander entkoppelt sind.
Türsteuerung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Strömungspfad (11) zwischen dem Lufttrockner (3) und dem Türsteuerventil (4) stromabwärts hinter dem speicherseitigen Rückschlagventil (5) ein Druckmittelspeicher (7) zur Aufnahme von Druckluft aus dem Verdichter (1) und zur Abgabe von Druckluft an den Zylinder (2) vorgesehen ist.
Türsteuerung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (1) mittels eines Entlüftungsventils (14) umgehbar ist.
Türsteuerung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2) ein doppelt wirkender Zylinder mit einer ersten Zylinderkammer (8) und einer zweiten Zylinderkammer (9) ist.
Türsteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zylinderkammer (8) und die zweite Zylinderkammer (9) über das Türsteuerventil (4) wechselseitig mit dem Druckmittelspeicher (7) und/oder mit der Atmosphäre verbindbar sind.
Verfahren zur Betätigung eines Zylinders (2) einer Fahrzeugtür, bei dem ein Zylinderkolben (13) des Zylinders (2) eine erste Funktionsstellung (O) und eine zweite Funktionsstellung (X) einnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wechsel der ersten Funktionsstellung (O) und der zweiten Funktionsstellung (X) ein Türsteuerventil (4) betätigt wird, wobei die Druckluft aus einer der ersten Zylinderkammer (8) oder der zweiten Zylinderkammer (9) zur Entlüftung in die Atmosphäre strömt und die andere der ersten Zylinderkammer (8) oder der zweiten Zylinderkammer (9) mit Druckluft aus dem Druckmittelspeicher (7) aufgefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Betätigung des Türsteuerventils (4) das Entlüftungsventil (14) in eine Entlüftungs-Schaltstellung (E) gebracht wird und so eine Umgehung (15) des Verdichters (1) geöffnet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem der Wechsel zwischen der ersten Funktionsstellung (O) und der zweiten Funktionsstellung (X) des Zylinderkolbens (13) vollzogen ist, das Entlüftungsventil (14) in eine Druckluft-Schaltstellung (D) gebracht und so die Umgehung (15) des Verdichters (1) geschlossen wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Betätigung eines Ablassventils (10) für eine Notentriegelung die erste Zylinderkammer (8) und die zweite Zylinderkammer (9) mit der Atmosphäre verbunden werden.