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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine pneumatische Steuerung für einen Arbeitszylinder, die beispielsweise zur Steuerung des Öffnens und Schließens der Türen von der Personenbeförderung dienenden Fahrzeugen, wie etwa Bussen, Straßenbahnen oder Eisenbahnzügen anwendbar ist.
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Stand der Technik
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Zur Fahrzeugtürsteuerung im Bereich des öffentlichen Personenverkehrs, beispielsweise bei Bussen, Straßenbahnen oder Eisenbahnzügen ist die Verwendung pneumatischer oder elektropneumatischer Steuerungen bekannt. Die Steuerung beinhaltet als Antrieb ein oder mehrere pneumatische Arbeitselemente mit Druckkammern zur Erzeugung einer Öffnungs- und/oder Schließkraft für die Fahrzeugtür. In der Regel sind der Fahrzeugtür zwei Druckkammern, eine Öffnungskammer und eine Schließkammer, zugeordnet. Hierbei kann als Antrieb beispielsweise ein doppelt wirkender Arbeits- oder Stellzylinder verwendet werden. Zum Öffnen oder Schließen der Türen wird die jeweilige Druckkammer des Arbeits- oder Stellzylinders mit Druck beaufschlagt und die jeweils andere Kammer entlüftet. Betriebssicherheitstechnische Erwägungen und gesetzliche Bestimmungen erfordern gleichzeitig die Ermöglichung einer manuellen Notfall-Bedienbarkeit der Fahrzeugtüren bei Störungen.
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Aus der
DE 32 25 536 A1 ist eine pneumatische Fahrzeugtürsteuerung mit einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder und einer elektro-pneumatischen Steuerungseinrichtung bekannt, dessen Kammern über vorgeordnete elektrisch schaltbare 3/2-Wege-Magnetventile jeweils gegensätzlich mit einer Druckluftquelle oder Entlüftungsausgängen der 3/2-Wege-Magnetventile verbindbar sind. Das der Öffnungskammer vorgeordnete 3/2-Wege-Magnetventil kann über einen handbetätigbaren Nothahn, ein Wechselventil und eine zusätzliche von der Druckluftquelle belüftbare Kammer von der Be- in die Entlüftungsstellung geschaltet werden. Zur vollständigen Entlüftung des Systems kann erforderlichenfalls das andere 3/2-Wege-Magnetventil gleichzeitig elektrisch in den Entlüftungszustand geschaltet werden. Die
DE 32 25 536 A1 offenbarte pneumatische Steuerung sieht ferner elektrische Sicherheitsschaltungen der 3/2-Wege-Magnetventile nach dem Differenzdruckprinzip vor, wenn an bestimmten Stellen des Systems aufgrund von Betriebsstörungen definierte Druckwerte überschritten werden. Die nach der
DE 32 25 536 A1 vorgesehenen Notfallabschaltungen erfordern zur vollständigen Entlüftung des Systems je nach aktuellem Betriebszustand entweder eine aktive Schaltung von beteiligten Gliedern über einen handbetätigbaren Nothahn oder zusätzlich über eine elektronische Schalteinrichtung. Die Steuerung ermöglicht damit keine vollständige selbsttätige Entlüftung des Arbeitszylinders im Falle eines Ausfalls oder einer Abschaltung der Druckluftquelle, ferner ist eine vollständige Entlüftung bei Ausfall der elektrischen Versorgung nicht gewährleistet. Zudem ist die von der
DE 32 25 536 A1 vorgesehene Fahrzeugtürsteuerung aufgrund der Vielzahl der vorgesehenen Notfallabschaltungsfunktionen relativ komplex.
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Die
DE 34 20 631 A1 offenbart eine pneumatische Fahrzeugtürsteuerung mit einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder, dessen Kammern über vorgeordnete 3/2-Wegeventile jeweils gegensätzlich mit einer Druckluftquelle oder Entlüftungsausgängen der 3/2-Wege-Magnetventile verbindbar sind. Die beiden 3/2-Wegeventile sind über drei unterschiedliche elektromagnetisch, pneumatisch sowie mechanisch steuerbare Betätigungseinrichtungen schaltbar. Zur Notsteuerung sind ein drittes, elektromagnetisch schaltbares 3/2-Wegeventil und ein handbetätigbarer Nothahn vorgesehen. Die Ansteuerung der elektromagnetischen Stellglieder erfolgt über eine zentrale elektronische Schalteinrichtung. Die von der
DE 34 20 631 A1 vorgeschlagene Fahrzeugtürsteuerung sieht – vergleichbar mit der
DE 32 25 536 A1 – mehrere relativ komplexe Notfallabschaltungsfunktionen vor, die durch als Differenzdruckschalter ausgebildete Überwachungseinrichtungen oder per Handbetätigung durch einen Schalter oder den Nothahn in Gang gesetzt werden können und weist daher die gleichen Nachteile auf, wie die nach der
DE 32 25 536 A1 bekannte Fahrzeugtürsteuerung.
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Die
DE 196 457 01 A1 offenbart eine pneumatische Türsteuerung mit einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder, dessen Kammern über vorgeordnete pneumatisch schaltbare 3/2-Wegeventile jeweils gegensätzlich mit einem Druckmitteleinlass oder einem Druckmittelauslass verbindbar sind, wobei die Umschaltung der beiden 3/2-Wegeventile über drei elektrisch schaltbare Magnet-Vorsteuerventile erfolgt. Die pneumatische Türsteuerung sieht einen Sicherheits-Schaltzustand vor, bei dem durch die Betätigung eines der drei Magnet-Vorsteuerventile beide Kammern des Arbeitszylinders über eine entsprechende Gleichstellung der 3/2-Wegeventile mit dem Druckmitteleinlass verbunden und gleichzeitig beaufschlagt sind, womit eine eingenommene Position der Fahrzeugtür gesichert wird. Die von der
DE 196 457 01 A1 offenbarte Türsteuerung sieht keine gleichzeitige Entlüftung beider Kammern des Arbeitszylinders vor. Ferner führt ein Ausfall der elektrischen Versorgung zum Ausfall der Steuerung, wodurch der Arbeitszylinder in seinem aktuellen Betriebszustand verbleibt.
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Aus der
DE 10 2008 011 315 A1 ist eine pneumatische Fahrzeugtürsteuerung bekannt mit einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder, dessen Kammern über vorgeordnete pneumatisch schaltbare 3/2-Wegeventile mit einer Druckluftquelle verbindbar sind, wobei die 3/2-Wegeventile beide Kammern in einer Ruhestellung mit der Druckluftquelle verbinden und der Steuerdruck für eines der beiden 3/2-Wegeventile ausgeht vom Druck der anderen Kammer des Arbeitszylinders. In einer Ausgestaltung sind die 3/2-Wegeventile federnd in Ruhestellung vorgespannt. Um ein schlagartiges Öffnen und Schließen der Türen zu verhindern, sind den Kammern des Arbeitszylinders stromaufwärts der 3/2-Wegeventile jeweils Parallelschaltungen aus den Rückstrom blockierenden Rückschlagventilen und Drosseln vorgeordnet, welche als Abluftdrossel wirken. Die von der
DE 10 2008 011 315 A1 offenbarte Fahrzeugtürsteuerung sieht keine manuellen Notfall-Bedienbarkeit der Fahrzeugtüren mit einer Entlüftung der Kammern des Arbeitszylinders bei Störungen vor.
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Die
DE 10 2011 001 003 A1 offenbart eine pneumatische Fahrzeugtürsteuerung mit einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder, dessen Kammern über vorgeordnete elektrisch und manuell ansteuerbare 3/2-Wegeventile mit einer Druckluftquelle verbindbar sind, wobei die 3/2-Wegeventile beide Kammern in einer vorzugsweise federbeaufschlagten Ruhestellung mit Druck beaufschlagen und den Arbeitszylinder in der von ihm eingenommenen Position sichern. Die 3/2-Wegeventile können durch elektrisch ansteuerbare Aktuatoren oder mittels Handbetätigung in eine Entlüftungsstellung gebracht werden, in der die ihnen jeweils zugeordnete Kammer entlüftet wird, wodurch ein Öffnen oder Schließen der Fahrzeugtüren bewirkt wird. Um ein schlagartiges Öffnen und Schließen der Türen zu verhindern, sind den Kammern des Arbeitszylinders stromaufwärts der 3/2-Wegeventile jeweils Parallelschaltungen aus den Rückstrom blockierenden Rückschlagventilen und Drosseln vorgeordnet, welche als Abluftdrossel wirken. Im Falle eines Einbruchs der elektrischen Leitungsversorgung sieht die Steuerung nach der
DE 10 2011 001 003 A1 eine manuelle Notbetätigung der Fahrzeugtüren durch die manuelle Überführung eines der Druckluftquelle stromabwärts vorgeordneten Handbetätigungsventils in eine Entlüftungsstellung vor, bei der das System von der Druckluftquelle getrennt und über ein vom Handbetätigungsventil mit betätigtes Wechselventil mit einer Schnellentlüftung verbunden wird, wodurch beide Kammern entlüftet sind. Die nach der
DE 10 2011 001 003 A1 vorgesehene Fahrzeugtürsteuerung erfordert zur vollständigen Entlüftung die Bedienung eines Handbetätigungsventils, das möglicherweise nicht in jeder Notlage erreichbar ist. Die Steuerung ermöglicht ferner keine vollständige selbsttätige Entlüftung des Arbeitszylinders im Falle eines Ausfalls oder einer Abschaltung der Druckluftquelle. Da die als Abluftdrossel wirkenden Parallelschaltungen den Kammern des Arbeitszylinders unmittelbar vorgeordnet sind, wirken diese auch im manuellen Notbetrieb, wodurch ein erhöhter Öffnungs- oder Schließwiderstand bei manueller Notbedienung besteht.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die dargestellten Nachteile zu vermeiden. Insbesondere soll bei einer zur Steuerung von Fahrzeugtüren verwendbaren pneumatischen Steuerung eine selbsttätige vollständige Notfallentlüftung bereit gestellt werden, die im Falle eines Ausfalls oder einer Abschaltung der Druckluftversorgung eine widerstandsfreie manuelle Bewegung einer vom Arbeitszylinder angetriebenen Einrichtung, beispielsweise von Fahrzeugtüren, ermöglicht und die unabhängig von einer elektrischen Versorgung ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine pneumatische Steuerung nach Anspruch 1 gelöst, vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung besteht im Kern aus einer pneumatischen Steuerung mit einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder, dessen beide Kammern über eine steuerbare Versorgungseinrichtung mit zwei Betriebsstellungen jeweils gegensätzlich mit einer Druckluftquelle und einem Druckluftausgang verbindbar sind und jeder Kammer in einer Verbindungsleitung zur Versorgungseinrichtung jeweils ein selbsttätig rückstellendes, mit einem Steuerdruck schaltbares 3/2-Wegeventil vorgeordnet ist, welche die Kammern in einer ersten Schaltstellung mit Entlüftungsausgängen verbinden und in einer zweiten Schaltstellung mit der Versorgungseinrichtung verbinden, und jeder Kammer jeweils eine Parallelschaltung aus einem Rückschlagventil und einer Drosselstelle vorgeordnet ist, deren Rückschlagventile in Rückstromrichtung blockieren, wobei die beiden 3/2-Wegeventile in Ruhestellung die erste Schaltstellung einnehmen und über eine gemeinsame Steuerleitung schaltbar sind, die stromabwärts der 3/2-Wegeventile über ein Wechselventil mit den Verbindungsleitungen zur Versorgungseinrichtung verbunden ist und die Parallelschaltungen in den Verbindungsleitungen jeweils stromabwärts der 3/2-Wegeventile angeordnet sind. Die Versorgungseinrichtung ist über Verbindungsleitungen mit den beiden Kammern des doppelt wirkenden Arbeitszylinders verbunden. Sie verbindet die Kammern des doppelt wirkenden Arbeitszylinders in zwei Betriebsstellungen jeweils gegensätzlich mit einer Druckluftquelle und einem Druckluftausgang und sorgt damit je nach Betriebsstellung für die Druckbeaufschlagung (Belüftung) der jeweils einen und die gleichzeitige Entlüftung der jeweils anderen Kammer des doppelt wirkenden Arbeitszylinders. Indem die gegensätzliche Beaufschlagung und Entlüftung der Kammern in den beiden Betriebsstellungen jeweils wechselt, ist eine vom Arbeitszylinder angetriebene Einrichtung mit der jeweiligen Bewegungsrichtung des Kolbenhubs in zwei unterschiedliche Richtungen bewegbar, können also beispielsweise vom Arbeitszylinder angetriebene Fahrzeugtüren eine Schließ- und eine Öffnungsbewegung durchführen. Zur Ermöglichung einer manuellen Notfallbedienung im Falle eines Ausfalls oder einer Abschaltung der Druckluftversorgung ist in den beiden Verbindungsleitungen zwischen der Versorgungseinrichtung und den Kammern des Arbeitszylinders jeweils ein selbsttätig rückstellendes, 3/2-Wegeventil angeordnet, welche über eine gemeinsame Steuerleitung schaltbar sind, die stromabwärts (das heißt in Richtung der Versorgungseinrichtung) der 3/2-Wegeventile über ein Wechselventil mit beiden Verbindungsleitungen zur Versorgungseinrichtung verbunden ist. Die 3/2-Wegeventile verbinden die Kammern in einer ersten Schaltstellung mit Entlüftungsausgängen und in einer zweiten Schaltstellung mit der Versorgungseinrichtung, wobei sie in Ruhestellung die erste Schaltstellung einnehmen. Als Ruhestellung wird im Sinne der Erfindung diejenige Schaltstellung bezeichnet, welche die 3/2-Wegeventile aufgrund ihrer selbsttätigen Rückstellung einnehmen, wenn sie nicht mit einem Steuerdruck beaufschlagt sind. Da die 3/2-Wegeventile über die gemeinsame Steuerleitung und ein Wechselventil mit beiden Verbindungsleitungen zur Versorgungseinrichtung verbunden sind, sind sie an ihren Steuereingängen in beiden Betriebsstellungen der Versorgungseinrichtung stets mit Druck beaufschlagt, solange die Versorgungseinrichtung über eine der beiden Verbindungsleitungen einen Druck bereit stellt. Hierbei sind sie in ihrer zweiten Schaltstellung gehalten, in der sie die Kammern Arbeitszylinders mit der Versorgungseinrichtung verbinden. Die Kammern des doppelt wirkenden Arbeitszylinders werden gemäß der beiden Betriebsstellungen der Versorgungseinrichtung jeweils abwechselnd beaufschlagt (und die korrespondierende Kammer jeweils über die Versorgungseinrichtung entlüftet). Fällt die von der Versorgungseinrichtung bereitgestellte Druckluftversorgung aus, oder wird abgeschaltet, hat dies auch einen Verlust des Steuerdrucks an den Steuereingängen der beiden 3/2-Wegeventile zur Folge. Die 3/2-Wegeventile fallen aufgrund ihrer selbsttätigen Rückstellung in die Ruhestellung zurück und nehmen somit die erste Schaltstellung ein, in der sie die Kammern des Arbeitszylinders mit Entlüftungsausgängen verbinden. Damit ist der doppelt wirkende Arbeitszylinder in diesem Zustand vollständig entlüftet und eine von ihm angetriebene Einrichtung kann in beiden Bewegungsrichtungen widerstandsfrei manuell bewegt werden. Die manuelle Notfallbedienbarkeit wird mit rein pneumatischen Mitteln gewährleistet und ist unabhängig vom Bestehen einer elektrischen Versorgung. Die pneumatische Steuerung sieht erfindungsgemäß gleichzeitig vor, dass den Kammern jeweils Parallelschaltungen aus Rückschlagventilen und Drosselstellen vorgeordnet sind, deren Rückschlagventile in Rückstromrichtung blockieren. Die beiden Parallelschaltungen besitzen jeweils die Funktion einer Abluftdrossel, wie sie grundsätzlich beispielsweise aus der
DE 10 2008 011 315 A1 bekannt ist. Bei der Druckbeaufschlagung einer Verbindungsleitung durch die Versorgungseinrichtung öffnet das jeweilige Rückschlagventil und gibt den Zugang zur jeweiligen Kammer des Arbeitszylinders über den vollen Querschnitt der Verbindungsleitung frei. In Rückstromrichtung, das heißt, wenn die jeweilige Kammer komprimiert wird, sperrt das Rückschlagventil, weshalb die Abluft aus der Kammer nur über den verkleinerten Drosselquerschnitt der Drosselstelle in Richtung der Versorgungseinrichtung entweichen kann. Hierdurch baut sich oberhalb der Drosselstelle ein Gegendruck auf, welcher der Kolbenbewegung entgegenwirkt. Der Kolbenhub wird gebremst, wodurch eine schlagartige Bewegung der vom Arbeitszylinder angetriebenen Einrichtung, beispielsweise ein schlagartiges Öffnen und Schließen angeschlossener Fahrzeugtüren, verhindert wird. In Abweichung zur
DE 10 2008 011 315 A1 behindert die Abluftdrossel in dieser Ausgestaltung jedoch nicht die manuelle Notfallbedienung. Indem die Parallelschaltungen den Kammern des Arbeitszylinders nicht unmittelbar vorgeordnet, sondern in den Verbindungsleitungen in Abluftrichtung erst stromabwärts der 3/2-Wegeventile angeordnet sind, kann die aus den Kammern durch die Kolbenbewegung verdrängte Luft im Falle eines Ausfalls oder einer Abschaltung der Druckluftversorgung über die Entlüftungsausgänge der dann in Ruhestellung befindlichen 3/2-Wegeventile jeweils über den vollen Querschnitt der Verbindungsleitung entweichen. Die Erfindung hat erkannt, dass mit der dargestellten Steuerung eine pneumatische Steuerung für einen doppelt wirkenden Arbeitszylinder mit Abluftdrosselung bereitgestellt wird, bei der auf einfache Weise eine selbsttätige, widerstandsfreie manuelle Notfallbedienbarkeit mit rein pneumatischen Mitteln ermöglicht ist.
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Zur Regulierung der Dämpfungswirkung der Abluftdrossel sind die Drosselstellen jeweils mit einer verstellbaren Drossel ausgebildet.
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Die selbsttätige Rückstellung der 3/2-Wegeventile wird konstruktiv einfach erreicht, indem sie federbelastet in Ruhestellung vorgespannt sind.
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In einer kompakten Bauweise ist die steuerbare Versorgungseinrichtung mit den benötigten Eigenschaften durch ein vorgesteuertes 5/2-Wegeventil gebildet. Das 5/2-Wegeventil besitzt hierbei zwei Arbeitsanschlüsse zur Verbindung mit den beiden Verbindungsleitungen zu den beiden Kammern des doppelt wirkenden Arbeitszylinders sowie einen Druckluftanschluss zur abwechselnden Beaufschlagung der Arbeitsanschlüsse in den beiden Betriebsstellungen und zwei Druckluftausgänge zur Verbindung des jeweils nicht beaufschlagten Arbeitsanschlusses mit der Atmosphäre zur Entlüftung.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist die steuerbare Versorgungseinrichtung aus zwei vorgesteuerten 3/2-Wegeventilen gebildet, welche jeweils einen Arbeitsanschluss zur Verbindung mit einer Verbindungsleitung, einen Druckluftanschluss und einen Druckluftausgang aufweisen und welche als gemeinsame Einrichtung derart synchron vorgesteuert sind, dass in zwei Schaltstellungen abwechselnd jeweils eine Kammer des doppelt wirkenden Arbeitszylinders mit einer Druckluftquelle und gleichzeitig die jeweils andere Kammer mit einem Druckluftausgang verbindbar ist.
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In den vorstehenden Ausgestaltungen wirkt die von den Parallelschaltungen im Betrieb bewirkte Dämpfung jeweils über die gesamte Kolbenbewegung. Die Dämpfung kann jedoch auch nur als Endlangendämpfung ausgestaltet sein, indem die der jeweils druckbeaufschlagten Kammer entgegengesetzte Kammer in einem Anfangsabschnitt des Kolbenwegs zusätzlich über eine weitere Öffnung, Leitung oder einen weiteren Ausgang entlüftet ist. Dies kann beispielsweise als eine in den Arbeitszylinder integrierte Endlagendämpfung ausgestaltet sein, indem der Kolben des Arbeitszylinders oder ein mit dem Kolben ausgebildeter Dämpfungsansatz in den Endlagenabschnitten zusätzliche, in den Kammern des Arbeitszylinders angeordnete, mit der Atmosphäre verbundene Entlüftungskanäle abdichtet, wie dies etwa aus der
DE 33 45 631 A1 bekannt ist.
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In einer besonders kompakten Ausgestaltung der pneumatischen Steuerung mit einer integrierten Endlagendämpfung sind beide Kammern mit zusätzlichen, jeweils am Anfang eines Endabschnittes des Kolbenwegs radial angeordneten Entlüftungsöffnungen ausgebildet, welche die Kammern jeweils über Entlüftungsleitungen mit Rückschlagventilen stromabwärts der Parallelschaltung mit den ihr zugeordneten Verbindungsleitungen verbinden. Hierbei ist die jeweils komprimierte Kammer jeweils über einen Anfangsabschnitt der Kompressionsbewegung des Kolbens zusätzlich zur Entlüftung über die Drosselstelle über die Entlüftungsöffnung entlüftet. Sobald der Kolben die Entlüftungsöffnung beim Erreichen ihrer Lage überfährt, dichtet er diese umfangsseitig ab. Ab Erreichen dieser Lage ist die jeweils komprimierte Kammer im restlichen Endabschnitt der Kolbenbewegung nur noch über die Drosselstelle entlüftet, was die Kolbenbewegung bis zum Erreichen der Endlage dampft. Die Länge des Drosselweges ist hierbei in einer konstruktiv einfachen Weise durch die axiale Lage der Entlüftungsöffnungen auf dem Arbeitsweg des Kolbens bestimmbar. In Rückstromrichtung, dass heißt bei der Beaufschlagung der jeweiligen Versorgungsleitung, sperren die Rückschlagventile jeweils.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nachstehend aus der Beschreibung eines anhand der Figur dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigt:
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1 ist Schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen pneumatischen Steuerung.
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Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße pneumatische Steuerung einen als doppelt wirkenden Arbeitszylinder 1 ausgebildeten pneumatischen Antrieb auf. Der doppelt wirkende Arbeitszylinder 1 dient zum Öffnen und Schließen einer in 1 nicht dargestellten Fahrzeugtür durch die Bewegung des Kolbens 2. Die beiden Kammern 3 und 4 des Arbeitszylinders 1 sind über Verbindungsleitungen 5 und 6 mit der als elektromagnetisch vorgesteuertes 5/2-Wegeventil 7 ausgebildeten Versorgungseinrichtung verbunden. Das 5/2-Wegeventil ist über die elektromagnetische Vorsteuereinrichtung 8 vorgesteuert und weist zwei Arbeitsanschlüsse 9, 9' zur Verbindung mit den beiden Verbindungsleitungen 5 und 6 zu den beiden Kammern 3 und 4 des doppelt wirkenden Arbeitszylinders 1, sowie einen Druckluftanschluss 10 und zwei Druckluftausgänge 11 und 11' (Abluftausgänge) auf. Das 5/2-Wegeventil 8 ist in entsprechend der Darstellung 1 mit einer Federeinrichtung 12 federbelastet in einer als Ruhestellung bezeichneten ersten Betriebsstellung vorgespannt, in der die Verbindungsleitung 6 mit dem Druckluftanschluss 10 verbunden ist. In den beiden Verbindungsleitungen 5 und 6 sind den Kammern 3 und 4 stromabwärts jeweils mit einem Steuerdruck schaltbare 3/2-Wegeventile 13 und 13' vorgeordnet. Die beiden 3/2-Wegeventile 13 und 13' weisen jeweils einen ersten Anschluss 14 und 14' zur Verbindung mit den Kammern 3, 4 und einen zweiten Anschluss 15, 15' zur Verbindung mit den Arbeitsanschlüssen 9, 9' des 5/2-Wegeventils 7 auf. Ferner weisen 3/2-Wegeventile 13 und 13' Entlüftungsausgänge 16, 16' auf. Die Vorsteuerung der 3/2-Wegeventile 13 und 13' erfolgt über die Steueranschlüsse 17, 17' und die gemeinsame Steuerleitung 18. Die Steuerleitung 18 bezieht den Steuerdruck über das Wechselventil 19 und die Verbindungsleitungen 5, 6 stromabwärts der 3/2-Wegeventile 13 und 13' von den Arbeitsanschlüssen 9, 9' des 5/2-Wegeventils 7. Die 3/2-Wegeventile 13 und 13' weisen zwei Schaltstellungen auf, wobei sie entsprechend der Darstellung 1 jeweils mit einer Federeinrichtung 20, 20' federbelastet in einer als Ruhestellung bezeichneten ersten Schaltstellung vorgespannt sind, in welcher die Kammern 3 und 4 des Arbeitszylinders 1 mit den Entlüftungsausgängen 16 und 16' verbunden sind. In den Verbindungsleitungen 5, 6 sind stromabwärts der 3/2-Wegeventile 13 und 13' und stromaufwärts (das heißt in Richtung der Kammern 3, 4) der Abzweigungen der Verbindungsleitungsabschnitte 5a, 6a zum Wechselventil 19 jeweils Parallelschaltungen aus Rückschlagventilen 21, 21' und verstellbaren Drosselstellen 22, 22' angeordnet, deren Rückschlagventile 21, 21' in Rückstromrichtung – das heißt stromabwärts – blockieren. Die Kammern 3, 4 sind mit jeweils am Anfang eines Endabschnittes des Kolbenwegs radial angeordneten Entlüftungsöffnungen 23, 23' ausgebildet, welche die Kammern 3, 4 jeweils über Entlüftungsleitungen 24, 24' mit Rückschlagventilen 25, 25' stromabwärts der Parallelschaltung mit den Abschnitten 5a, 6a der Verbindungsleitungen 5, 6 verbinden. Der Druckluftanschluss 10 5/2-Wegeventils 7 ist mittels des handbetätigbaren Nothahns 26 manuell entweder über den Arbeitsanschluss 27 mit dem Druckluftanschluss 28 (der an eine in 1 nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen ist) oder dem Entlüftungsanschluss 29 verbindbar.
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Die in 1 dargestellte pneumatische Steuerung arbeitet bei Beaufschlagung mit Druckluft wie folgt: Der Nothahn 26 ist geöffnet, wobei der über den Druckluftanschluss 10 über den Arbeitsanschluss 27 und den Druckluftanschluss 28 des Nothahns 26 mit einer Druckluftquelle verbunden ist. Befindet sich das 5/2-Wegeventil 7, entsprechend der Darstellung in 1, in seiner ersten Betriebsstellung, welches gleichzeitig seine Ruhestellung ist, ist der Druckluftanschluss 10 mit dem Arbeitsanschluss 9' verbunden. Über die Verbindungsleitung 6 werden parallel das Wechselventil 19 und das Rückschlagventil 21' beaufschlagt. Das Wechselventil 19 öffnet aufgrund der Druckbeaufschlagung über die Abzweigung 6a der Verbindungsleitung 6, wodurch die Steuerleitung 18 beaufschlagt wird und beide 3/2-Wegeventile 13 und 13' über die Steueranschlüsse 17, 17' aus der ersten Schaltstellung (die vorgespannte Ruhestellung) gegen die Vorspannungen der Federeinrichtungen 20, 20' jeweils in ihre zweite Schaltstellung bewegt werden. In dieser zweiten Schaltstellung sind die ersten Anschlüsse 14 und 14' mit den zweiten Anschlüssen 15, 15' verbunden. Über die Verbindungsleitung 6 öffnet aufgrund der Druckbeaufschlagung das Rückschlagventil 21'. Über das geöffnete 3/2-Wegeventil 13' wird die Kammer 4 des Arbeitszylinders 1 mit Druck beaufschlagt (belüftet). Hierdurch bewegt sich der Kolben 2 von der Kammer 4 in Richtung der Kammer 3 und eine vom Arbeitszylinder 1 angetriebene Fahrzeugtür öffnet. Die Kammer 3 wird in einem Anfangsabschnitt der Bewegung des Kolbens 2 über die Entlüftungsöffnung 23, die Entlüftungsleitung 24, den Verbindungsleitungsabschnitt 5a, die Verbindungsleitung 5, den Arbeitsanschluss 9 und den in der ersten Betriebsstellung des 5/2-Wegeventils 7 mit diesem verbundenen Druckluftausgang 11 entlüftet, wobei das Rückschlagventil 25 aufgrund der Druckbeaufschlagung öffnet. Gleichzeitig wird die Kammer 3 in diesem Abschnitt der Bewegung des Kolbens zu einem geringeren Teil auch über die Steuerleitung 5 und das geöffnete 3/2-Wegeventil 13 entlüftet, wobei das Rückschlagventil 21 sperrt und Luft über die Drosselstelle 22 und in die Verbindungsleitung 5 an den Arbeitsanschluss 9 abgegeben wird. Sobald der Kolben 2 die am Anfang des Endabschnittes seiner Bewegung angeordnete Entlüftungsöffnung 23 überfährt, dichtet er diese umfangsseitig ab, so dass keine Luft aus der Kammer 3 mehr über die Entlüftungsöffnung 23 entweicht. Ab diesem Punkt der Bewegung des Kolbens 2 wird die Kammer 3 ausschließlich noch über die Steuerleitung 5, das geöffnete 3/2-Wegeventil 13 und die Drosselstelle 22 entlüftet. Aufgrund der verzögerten Entleerung über den verengten Querschnitt der Drosselstelle 22 wirkt der Druck in der Kammer 3 als Gegendruck, der die Bewegung des Kolbens 2 im Endlagenabschnitt und damit die Öffnungsbewegung der Fahrzeugtür dämpft.
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Wird das 5/2-Wegeventil 7 von der elektromagnetischen Vorsteuereinrichtung 8 gegen die Vorspannungen der Federeinrichtung 12 in seine zweite Betriebsstellung bewegt, ist der Druckluftanschluss 10 mit dem Arbeitsanschluss 9 verbunden. Über die Verbindungsleitung 5 werden parallel das Wechselventil 19 und das Rückschlagventil 21 beaufschlagt. Das Wechselventil 19 öffnet aufgrund der Druckbeaufschlagung über den Abschnitt 5a der Verbindungsleitung 5 in Gegenrichtung, wodurch die Steuerleitung 18 über die Verbindungsleitung 5, 5a beaufschlagt wird und beide 3/2-Wegeventile 13 und 13' über die Steueranschlüsse 17, 17' gegen die Vorspannungen der Federeinrichtungen 20, 20' jeweils in ihre zweite Schaltstellung bewegt werden. Die Kammer 3 des Arbeitszylinders 1 wird über das geöffnete 3/2-Wegeventil 13 und die Verbindungsleitung 5 mit Druck beaufschlagt (belüftet). Hierdurch bewegt sich der Kolben 2 von der Kammer 3 in Richtung der Kammer 4 und eine vom Arbeitszylinder 1 angetriebene Fahrzeugtür schließt. Die Kammer 4 wird in einem Anfangsabschnitt der Bewegung des Kolbens 2 über die Entlüftungsöffnung 23', die Entlüftungsleitung 24', den Verbindungsleitungsabschnitt 6a, die Verbindungsleitung 6, den Arbeitsanschluss 9' und den in der zweiten Betriebsstellung des 5/2-Wegeventils 7 mit diesem verbundenen Druckluftausgang 11' entlüftet, wobei das Rückschlagventil 25' aufgrund der Druckbeaufschlagung öffnet. Gleichzeitig wird die Kammer 4 in diesem Abschnitt der Bewegung des Kolbens zu einem geringeren Teil auch über die Steuerleitung 6 und das geöffnete 3/2-Wegeventil 13' entlüftet, wobei das Rückschlagventil 21' sperrt und Luft über die Drosselstelle 22' in die Verbindungsleitung 6 an den Arbeitsanschluss 9' abgegeben wird. Sobald der Kolben 2 die am Anfang des Endabschnittes seiner Bewegung angeordnete Entlüftungsöffnung 23' überfährt, dichtet er diese umfangsseitig ab, so dass keine Luft aus der Kammer 3 mehr über die Entlüftungsöffnung 23' entweicht. Ab diesem Punkt der Bewegung des Kolbens 2 wird die Kammer 4 ausschließlich noch über die Steuerleitung 6, das geöffnete 3/2-Wegeventil 13' und die Drosselstelle 22' entlüftet. Aufgrund der verzögerten Entleerung über den verengten Querschnitt der Drosselstelle 22' wirkt der Druck in der Kammer 4 als Gegendruck, der die Bewegung des Kolbens 2 im Endlagenabschnitt und damit die Schließbewegung der Fahrzeugtür dämpft.
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Die dichtende Wirkung des Kolbens 2 gegenüber den Entlüftungsöffnungen 23 und 23' wird verbessert, indem dieser an seinen beiden Enden mit Dichtungen, beispielsweise umfangsseitig angeordneten Dichtringen, ausgebildet ist.
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Die Darstellung 1 zeigt die pneumatische Steuerung in ihrer Entlüftungsstellung, in der die vom Arbeitszylinder 1 angetriebene Fahrzeugtür manuell widerstandsfrei bewegt (geöffnet oder geschlossen) werden kann. Über den Druckluftanschluss 10 wird kein Luftdruck bereitgestellt, weil dieser über den Nothahn 26 abgeschaltet ist, indem der Druckluftanschluss 10 über den Arbeitsanschluss 27 mit dem Entlüftungsanschluss 29 des Nothahns 26 verbunden ist. In dieser Stellung wird unabhängig von der Betriebsstellung des 5/2-Wegeventils 7 über die Arbeitsanschlüsse 9 und/oder 9' keine Luftdruck bereitgestellt. Hierdurch sind auch die Steuerleitung 18 und die Steueranschlüsse 17, 17' der 3/2-Wegeventile 13 und 13' nicht mit Druck beaufschlagt. Die 3/2-Wegeventile 13 und 13' befinden sich aufgrund der Vorspannungen der Federeinrichtungen 20, 20' jeweils in ihrer ersten Schaltstellung, der Ruhestellung. In dieser ersten Schaltstellung sind die ersten Anschlüsse 14 und 14' der 3/2-Wegeventile 13 und 13' jeweils mit den Entlüftungsausgängen 16, 16' verbunden. Beide Kammern 3, 4 des Arbeitszylinders 1 sind über die Entlüftungsausgänge 16, 16' vollständig entlüftet, ohne dass die bei der Bewegung verdrängte Luft die Querschnittsverengungen der Drosselstellen 22, 22' passieren muss, da diese erst stromabwärts der 3/2-Wegeventile 13, 13' angeordnet sind. Der Kolben 2 kann widerstandsfrei von der Kammer 4 in Richtung der Kammer 3 oder in umgekehrter Richtung bewegt und die Fahrzeugtür leichtgängig geöffnet oder geschlossen werden. Das gleiche Verhalten zeigt sich bei einem Ausfall der Druckluftversorgung unabhängig von der Stellung des Nothahns 26.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Arbeitszylinder
- 2
- Kolben
- 3, 4
- Kammer
- 5, 6
- Verbindungsleitung
- 5a, 6a
- Verbindungsleitungsabschnitt
- 7
- 5/2-Wegeventil
- 8
- Vorsteuereinrichtung
- 9, 9', 27
- Arbeitsanschluss
- 10, 28
- Druckluftanschluss
- 11, 11'
- Druckluftausgang
- 12, 20, 20'
- Federeinrichtung
- 13, 13'
- 3/2-Wegeventile
- 14, 14'
- erster Anschluss
- 15, 15'
- zweiter Anschluss
- 16, 16'
- Entlüftungsausgang
- 17, 17'
- Steueranschluss
- 18
- Steuerleitung
- 19
- Wechselventil
- 21, 21', 25, 25'
- Rückschlagventil
- 22, 22'
- Drosselstelle
- 23, 23'
- Entlüftungsöffnung
- 24, 24'
- Entlüftungsleitung
- 26
- Nothahn
- 29
- Entlüftungsanschluss
