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Die Erfindung betrifft ein fluidbetriebenes Bewegungssystem für eine Schiebetür, insbesondere eine Schiebetür im maritimen Bereich. Das Bewegungssystem umfasst als zentrales Element einen Betätigungszylinder mit einer hohlen teleskopierbaren Kolbenstange.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein fluidbetriebenes Bewegungssystem und ein Verfahren bereit zu stellen. Es ist eine weitere Aufgabe einen geeigneten Bewegungszylinder für das Bewegungssystem und die Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch das fluidbetriebe Bewegungssystem gemäß Anspruch 1, den Betätigungszylinder gemäß Anspruch 12 und das Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein fluidbetriebenes Bewegungssystem für zum Beispiel eine Schiebetür. Das Bewegungssystem umfasst wenigstens eine Quelle für das Bewegungsfluid, einen Druckmanipulator, der einen Ausgangsdruck des Bewegungsfluids an der Quelle auf einen Arbeitsdruck des Systems ändert, und ein Leitungssystem mit wenigstens einer Ventilanordnung zum Transport des Bewegungsfluids von der Quelle zu einem Bewegungszylinder, der mit beispielsweise einer Schiebetür verbunden ist oder verbunden werden kann, um die Schiebetür zu öffnen und zu schließen. Während für die Schließgeschwindigkeit der Tür ein Bereich zwischen 100mm/sec bis 200mm/sec allgemein als erstrebenswert angesehen wird, kann die Öffnungsgeschwindigkeit der Tür frei gewählt werden.
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Der Betätigungszylinder umfasst ein Betätigungszylindergehäuse, eine erste Verschlussplatte, die im Wesentlichen geschlossen ist, eine zweite Verschlussplatte mit einer zentralen Öffnung, und eine zylinderförmige Umfangswand, die eine Außenumfangsfläche des Betätigungszylinders zwischen der ersten und der zweiten Verschlussplatte bildet.
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Das Bewegungssystem umfasst ferner einen in dem Betätigungszylinder geführten, relativ zu dem Betätigungszylinder linear beweglichen Bewegungskolben mit einem ersten Ende, das als Ringkolben mit einer zentralen Öffnung ausgebildet ist, einem zweiten Ende, das einen Bewegungskolbenkopf bildet, und einer zylindrischen Umfangswand, die eine Außenumfangsfläche des Bewegungskolbens zwischen dem Ringkolben und dem Bewegungskolbenkopf bildet.
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Schließlich umfasst das Bewegungssystem eine teleskopierbare Kolbenstange oder Innenstange, die zentral in dem Betätigungszylindergehäuse angeordnet ist und sich mittig durch den Betätigungszylinder und den Bewegungskolben erstreckt, mit einer ersten Hohlstange, die fest mit der ersten Verschlussplatte des Betätigungszylinders verbunden ist, und einer zweiten Hohlstange, die aus der ersten Hohlstange aus- und in die erste Hohlstange einfahrbar ist, wobei die zweite Hohlstange fest mit dem Bewegungskolbenkopf verbunden ist.
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Der Betätigungszylinder umfasst ferner einen ersten Einlass für das Bewegungsfluid, der das Bewegungsfluid auf eine dem ersten Einlass zugewandte Oberfläche des Ringkolbens leitet, so dass der Bewegungskolben aus dem Betätigungszylindergehäuse ausfährt; einen zweiten Einlass, um das Bewegungsfluid in das Betätigungszylindergehäuse hinein und auf eine dem ersten Einlass abgewandte Oberfläche des Bewegungskolbens zu leiten, um den Bewegungskolben in das Betätigungszylindergehäuse einzufahren; einen dritten Einlass und einen zweiten Auslass, die über ein Türöffnungsventil miteinander verbunden werden können, um das Innere des Bewegungskolbens mit dem Inneren der hohlen teleskopierbaren Kolbenstange zu verbinden. Das Türöffnungsventil kann beispielsweise geöffnet werden, wenn die mit dem Bewegungskolben automatisch nur teilweise geöffnete Türe weiter geöffnet werden soll, um die Breite des freien Durchgangswegs zu vergrößern.
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Dabei können der erste Einlass und der erste Auslass in der ersten Verschlussplatte gebildet sein. Der zweite Einlass kann in der zweiten Verschlussplatte gebildet sein. Der zweite Auslass und der dritte Einlass können in dem Betätigungskolbenkopf gebildet sein.
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Der zweite Einlass kann dauerhaft mit der Fluidquelle verbunden sein (Differentialsystem) oder über ein Zentral- oder Hauptventil geschaltet werden (doppeltwirkendes System). Der erste Einlass wird bevorzugt stets über das Zentralventil geschaltet.
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Ein Volumen oder Kolbenvolumen in dem Bewegungskolben kann fluidisch mit einem Volumen oder Zylindervolumen in dem Betätigungszylinder verbunden sein. Das Volumen in dem Betätigungszylinder kann bevorzugt in zwei Teilvolumina eingeteilt werden. Ein erstes Teilvolumen kann insbesondere zwischen der ersten Verschlussplatte und dem Ringkolben gebildet sein, ein zweites Teilvolumen zwischen dem Ringkolben und der zweiten Verschlussplatte. Dabei sind das erste Teilvolumen und das zweite Teilvolumen innerhalb des Betätigungszylinders bevorzugt nicht fluidisch miteinander verbunden, unabhängig davon, ob der Bewegungskolben in den Betätigungszylinder ein- oder ausfährt.
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Zum Ausfahren des Bewegungskolbens aus dem Betätigungszylinder kann der erste Einlass über das Zentralventil mit der Fluidquelle verbunden werden. Das über den ersten Einlass einfließende Bewegungsfluid bewegt den Bewegungskolben aus dem Betätigungszylinder heraus. Dabei wird das zweite Volumen und das mit dem zweiten Volumen fluidisch verbundene Volumen des Bewegungskolbens verdrängt und über den zweiten Einlass, der jetzt einen Auslass bildet, aus dem Betätigungszylinder entlassen. Über Leitungen wird beim Differentialsystem das aus dem zweiten Einlass ausströmende Bewegungsfluid zum ersten Einlass geleitet. Das jetzt zusätzliche Bewegungsfluid, dass durch den ersten Einlass in das erste Volumen strömt, kann die Ausfahrbewegung des Bewegungskolbens unterstützen, z. B. die Ausfahrgeschwindigkeit erhöhen.
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Beim doppeltwirkenden System wird das aus dem zweiten Einlass ausströmende Fluid zu dem Hauptventil geleitet und beispielsweise über ein Drosselelement an die Umgebung abgegeben.
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Das Bewegungsfluid in dem ersten Teilvolumen kann beim Einfahren des Bewegungskolbens über den ersten Einlass, der jetzt einen Auslass bildet, und optional eine oder mehrere Leitungen zum Hauptventil geleitet oder direkt in die Umgebung abgegeben werden. Das aus dem ersten Teilvolumen unter Druck abgegebene Bewegungsfluid kann über die Leitung/en auch zu einem Element des Bewegungssystems geleitet werden und dieses beispielsweise schalten. So kann das von dem ersten Teilvolumen kommende Bewegungsfluid in einem Öffnungs- oder Schließzyklus der Schiebetür zunächst genutzt werden, um eine Hakensicherung der Schiebetür zu lösen, so dass die Schiebetür geöffnet oder geschlossen werden kann. Danach kann das weitere Bewegungsfluid des ersten Teilvolumens in oder an die Umgebung abgegeben werden und/oder einen Timer auslösen, der nach einer vorgebbaren Zeitspann dafür sorgt, dass die Schiebtür in die Ausgangsposition zurückbewegt wird, indem er die Bewegungsfluidquelle von dem ersten Einlass in den Betätigungszylinder trennt.
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Eine dem ersten Einlass abgewandte Wirkfläche des Ringkolbens für das Bewegungsfluid kann größer sein als die Wirkfläche für das Bewegungsfluid des Betätigungskolbenkopfs, die über den zweiten Einlass von dem Bewegungsfluid beaufschlagt wird.
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Der erste Auslass kann über ein Wechselventil mit beispielsweise einem Timer verbunden werden, der eine Zeitspanne bestimmt, in welcher der Betätigungskolben in der jeweiligen Ausgangsposition verharrt. Der Timer kann auch durch das zum ersten Einlass fließendes Bewegungsfluid ausgelöst werden.
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Bei dem Timer kann es sich um einen Countdown-Timer handeln. Der ausgelöste Timer kann beispielsweise ein Ventil wie das Zentralventil schalten, wenn er abgelaufen ist. Der Timer kann resettet werden, wenn beispielsweise der Bewegungskolben vollständig ein-/oder ausgefahren ist.
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Das Bewegungssystem kann ferner eine temperaturabhängige Notabschaltvorrichtung umfassen, wobei die Notabschaltvorrichtung so ausgelegt sein kann, dass sie bei einer Temperatur oberhalb von 250°C oder bei einem vorgebbaren anderen Temperaturwert die Quelle automatisch von dem Leitungssystem trennt, so dass kein Bewegungsfluid mehr in das Leitungssystem gelangt und der Betätigungskolben nicht mehr mittels Bewegungsfluid aus dem Betätigungszylinder aus- oder in den Betätigungszylinder eingefahren werden kann.
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Das Bewegungssystem kann außerdem ein von Hand schaltbares Notventil umfassen, nach dessen Betätigung der Bewegungskolben druckfrei geschaltet ist und von Hand in den Betätigungszylinder eingefahren oder aus dem Zylinder ausgefahren werden kann, zum Beispiel durch das Öffnen oder das Schließen der Schiebetür von Hand.
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Insbesondere kann der Bewegungskolbenkopf mit einer Schiffstüre verbunden sein, so dass jede Bewegung des Bewegungskolbens direkt oder über Zwischenelemente auf die Schiffstür übertragen wird. Bei der Schiffstür kann es sich um eine Schiebetür handeln, insbesondere eine Sicherheitstür, oder um ein verschwenkbares Schott, insbesondere ein Sicherheitsschott, welches zwei aneinander anschließende Abteilungen des Schiffs bei einem Wassereinbruch oder einem Feuer voneinander hermetisch abriegelt.
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Nach einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Betätigungszylinder zum Öffnen und Schließen eines Schotts oder einer Schiebetür an Bord eines Schiffs, einer Bohrinsel oder eines anderen im Wasser schwimmenden Objekts.
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Der Betätigungszylinder umfasst ein Betätigungszylindergehäuse, eine erste Verschlussplatte, die im Wesentlichen geschlossen ist, eine zweite Verschlussplatte mit einer bevorzugt zentralen Öffnung, und eine zylinderförmige Umfangswand, die eine Außenumfangsfläche des Betätigungszylinders zwischen der ersten und der zweiten Verschlussplatte bildet.
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In dem Betätigungszylinder ist ein Bewegungskolben angeordnet, der relativ zu dem Betätigungszylinder linear, das heißt, im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Betätigungszylinders beweglich ist. Der Bewegungskolben hat ein erstes Ende, das als Ringkolben mit einer zentralen Öffnung ausgebildet ist, und ein zweites Ende, das einen Bewegungskolbenkopf bildet, und eine zylindrischen Umfangswand, die eine Außenumfangsfläche des Bewegungskolbens zwischen dem Ringkolben und dem Bewegungskolbenkopf bildet.
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Der Betätigungszylinder umfasst weiterhin eine teleskopierbare Kolbenstange, die z.B. zentral in dem Betätigungszylindergehäuse angeordnet ist und sich mittig durch den Betätigungszylinder und den Bewegungskolben erstreckt. Die Kolbenstange kann eine erste Hohlstange, die mit der ersten Verschlussplatte verbunden, bevorzugt nicht lösbar verbunden, ist, und eine zweite Hohlstange, die aus der ersten Hohlstange aus- und in die erste Hohlstange einfahrbar ist, wobei die zweite Hohlstange mit dem Bewegungskolbenkopf verbunden, bevorzugt nicht lösbar verbunden, ist, umfassen.
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Der Betätigungszylinder umfasst einen ersten Einlass für das Bewegungsfluid, der mit einer Quelle für das Bewegungsfluid verbunden ist oder verbunden werden kann, und der das Bewegungsfluid auf eine dem ersten Einlass zugewandte Oberfläche des Ringkolbens leitet, so dass der Bewegungskolben aus dem Betätigungszylindergehäuse ausfährt. Ferner umfasst der Bewegungskolben einen zweiten Einlass, über den das Bewegungsfluid in den Bewegungskolben hineingeleitet werden kann, um den Bewegungskolben in das Betätigungszylindergehäuse einzufahren.
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Ein dritter vom Bewegungskolben umfasster Einlass kann das beim Ausfahren des Bewegungskolbens aus dem Betätigungszylinder verdrängte Bewegungsfluid wenigstens teilweise über die zweite Hohlstange und die erste Hohlstange zu einem ersten Auslass für das Bewegungsfluid leiten. Der zweite von dem Bewegungskolben umfasste Ausgang kann dazu das Innere des Bewegungskolbens über ein Türöffnungsventil mit dem dritten Einlass, der mit dem Inneren der hohlen teleskopierbaren Kolbenstange fluidisch verbunden ist, verbinden.
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Das Innere des Bewegungskolbens kann fluidisch mit einem Volumen des Betätigungszylinders verbunden sein. Der Bestätigungszylinder kann ein erstes Volumen, das von einem in seiner Größe veränderbarer Raum zwischen der ersten Verschlussplatte und dem Ringkolben gebildet wird, und ein zweites Volumen, dass von einem in seiner Größe veränderbarer Raum außerhalb des Bewegungskolbens zwischen dem Ringkolben und der zweiten Verschlussplatte gebildet wird, umfassen. Das Innere des Bewegungskolbens kann bevorzugt mit dem zweiten Volumen verbunden sein oder werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Schließen oder Öffnen zum Beispiel einer Schiebetür oder eines verschwenkbaren Schotts mit Hilfe eines Betätigungszylinders nach dem zweiten Aspekt. Zum Schließen oder Öffnen ist der Bewegungskolben direkt oder über weitere Elemente mit der Tür fest verbunden, so dass die Türe jede Bewegung des Bewegungskolbens mitmacht. Das heißt, Bewegungskolben und Türe werden im Wesentlichen in die gleiche Richtung und um die gleiche Weglänge innerhalb der gleichen Zeitspanne bewegt.
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In der geöffneten und/oder der geschlossenen Position kann der Bewegungskolben arretiert werden. Insbesondere kann der Bewegungskolben arretiert werden, wenn er aus dem Betätigungszylinder aus- oder in den Betätigungszylinder eingefahren in einer Endposition ist. Nach oder bei Erreichen der Endposition und nach der Arretierung kann die Quelle des Bewegungsfluids, die bisher zumindest mit dem ersten Einlass in den Betätigungszylinder verbunden war, von dem ersten Einlass getrennt werden. Ist der zweite Einlass dauerhaft mit der Fluidquelle verbunden (Differentialsystem), so wird als Verriegelung im Sinne der Anmeldung auch angesehen, wenn das Druckfluid den Bewegungskolben in der eingefahrenen Position blockiert.
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Beim Ausfahren des Bewegungskolbens aus dem Betätigungszylinder kann das zweite Volumen zusammen mit dem Volumen des Bewegungskolbens, das fluidisch mit dem zweiten Volumen verbunden ist, über den zweiten Einlass aus dem Betätigungszylinder verdrängt werden. Das so verdrängte Fluid kann über Leitungen beispielsweise zum Hauptventil und über das Hauptventil zum ersten Einlass gleitet werden, wo es das Ausfahren des Bewegungskolbens unterstützt, zum Beispiel die Ausfahrgeschwindigkeit erhöht.
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In einer alternativen Ausführung (doppeltwirkendes System) kann beim Ausfahren des Bewegungskolbens aus dem Betätigungszylinder das Volumen des Bewegungskolbens, das mit dem zweiten Volumen des Betätigungszylinders fluidisch verbunden ist, über den zweiten Auslass entlassen und über den zweiten Auslass und den dritten Einlass mit dem Inneren der teleskopierbaren Kolbenstange verbunden werden. Dadurch kann Bewegungsfluid, das aus dem zweiten Volumen durch die Verkleinerung des zweiten Volumens verdrängt wird, zumindest teilweise über die teleskopierbare Kolbenstange durch den ersten Auslass aus dem Betätigungszylinder entlassen werden.
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Zum Einfahren des Bewegungskolbens in den Betätigungszylinder wird der erste Einlass von der Quelle für das Betätigungsfluid getrennt. Der erste Einlass bleibt geöffnet und wird jetzt zu einem Auslass für das Bewegungsfluid aus dem ersten Volumen.
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Der Betätigungszylinder ist jetzt nur am zweiten Einlass mit der Quelle für das Bewegungsfluid verbunden. Dadurch fährt der Bewegungskolben in den Betätigungszylinder ein. Das Bewegungsfluid im ersten Volumen wird über den ersten Einlass, der jetzt ein Auslass ist, verdrängt.
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Dabei kann das verdrängte Bewegungsfluid zu der Arretierungsvorrichtung geleitet werden, um zum Beispiel zu Beginn der Bewegung des Bewegungskolbens eine Arretierung zu lösen.
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Bei dem Druckfluid für das System und das Verfahren handelt es sich bevorzugt um Druckluft. Weniger bevorzugt kann auch ein Öl oder ein Hydrauliköl oder ein anderes Fluid als Druckfluid dienen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des Systems und des Betätigungszylinders anhand von der Figuren erläutert.
- 1 in einer vergrößerten Darstellung ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Betätigungszylinders 100.
- 2 eine Quelle für das Bewegungsfluid eines beispielhaften fluidbetriebenen Bewegungssystems.
- 3 ein beispielhaftes Schaltbild eines fluidbetriebenen Bewegungssystems in Differentialbauweise, beispielsweise zum Öffnen und/oder Schließen einer - nicht gezeigten - Schiebetür. Das Bewegungssystem kann aber auch für andere Anwendungen genutzt werden, beispielsweise das Auf- und Zuschwenken eines Schotts oder das Bewegen eines beliebigen Gegenstands von einer ersten Position in eine zweite Position, und zurück. Bei dem Fluid kann es sich um ein beliebiges Fluid handeln, beispielsweise ein Hydrauliköl. Bevorzugt ist das Fluid gasförmig, beispielsweise Luft, so dass auch von einem pneumatischem Bewegungssystem gesprochen werden kann.
- 4 das Schaltbild der 3 als doppeltwirkendes Bewegungssystem.
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Im Folgenden wird das fluidbetriebene Bewegungssystem der besseren Lesbarkeit halber auch schlicht als „Bewegungssystem“ bezeichnet.
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Das Bewegungssystem umfasst eine Quelle 15 für das im System wirkende Fluid, beispielsweise Druckbehälter 15a, 15b, die mit einem unter Druck stehenden Fluid befüllt sind. Die vergrößerte Ansicht 110 der 2 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Fluidquelle.
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Im Ausführungsbeispiel besteht die Quelle 15 für das Druckfluid aus zwei Druckbehältern 15a, 15b und einem Anschluss 15, der direkt mit einer Versorgungsleitung für das Druckfluid verbunden ist. Die Versorgungsleitung kann über ein Ventil 13 geöffnet und geschlossen werden. Dem Ventil 13 kann ein Sensor 12, zum Beispiel zum Erfassen eines Volumenstroms und/oder eines Drucks, nachgeschaltet sein. Die Druckbehälter 15a, 15b können als Reserve dienen, wenn der Zufluss von Fluid über den Anschluss 15 gestört ist oder aus anderen Gründen, wie zum Beispiel ein Umschalten von einer landgestützten Versorgung auf eine bordeigene Versorgung eines Schiffs. Die Druckbehälter 15a, 15b können über eine Ventilanordnung 16 befüllt und entleert werden. Geregelt wird der Zufluss des Fluids in ein Leitungssystem des Bewegungssystems über das Schaltventil 11.
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Mit dem Fluid wird ein Betätigungszylinder 1 betrieben, der in der 1 in der Ansicht 100 vergrößert dargestellt ist.
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In dem Betätigungszylinder 1 ist ein Bewegungskolben 20 angeordnet, der aus dem Betätigungszylinder 1 heraus und in den Betätigungszylinder 1 hinein bewegt werden kann. Der Bewegungskolben 20 umfasst ein erstes Ende, das als ein Ringkolben 21 ausgebildet ist, ein zweites Ende, das einen Bewegungskolbenkopf 22 bildet, und eine Umfangswand 23, die den Ringkolben 21 mit dem Bewegungskolbenkopf 22 verbindet und eine Außenumfangswand des Bewegungskolbens 20 bildet.
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Der Betätigungszylinder 1 umfasst ein Betätigungszylindergehäuse 1a. Das Betätigungszylindergehäuse umfasst eine erste Verschlussplatte 1b, die ein erstes axiales Ende des Betätigungszylinders 1 bildet, und eine zweite Verschlussplatte 1c, die ein zweites axiales Ende des Betätigungszylinders 1 bildet. Eine Umfangswand 1d, die sich von der ersten Verschlussplatte 1b bis zu der zweiten Verschlussplatte 1c erstreckt, bildet eine axiale äußere Umfangsfläche des Betätigungszylinders 1 zwischen den beiden Verschlussplatten 1b, 1c.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel des Differentialsystems der 3 ist die erste Verschlussplatte 1b über ein Hauptventil 2 mit der Quelle 15 für das Bewegungsfluid verbunden. Das Hauptventil 2 kann hergerichtet sein, um eine Einfahrgeschwindigkeit des Bewegungskolbens 20 in den Betätigungszylinder 1 einzustellen. Dazu kann das Hauptventil 2 ein Drosselelement 17 umfassen, mit dem ein Volumenstrom durch das Hauptventil 2 eingestellt werden kann. Im Ausführungsbeispiel ist das Hautventil 2 des Differentialsystems ein drei-zwei-Wegeventil (auch: 3/2-Wege Ventil).
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Die zweite Verschlussplatte 1c ist über Leitungen dauerhaft mit der Fluidquelle 15 verbunden.
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Die erste Verschlussplatte 1b umfasst einen ersten Einlass C, durch den das vom Hauptventil 2 kommende Fluid in das Innere des Betätigungszylinders 1 einfließen kann, und einen ersten Auslass D, durch den wenigstens ein Teil des Fluids aus dem Inneren des Betätigungszylinders 1 ausströmen kann. Das durch den Auslass D ausfließende Fluid kann für ein flussabwärts liegendes Element, wie beispielsweise ein Ventil oder ein Timer ein Schaltsignal bilden, der Teilvolumenstrom über den ersten Auslass D kann daher auch als Signalstrom betrachtet werden, der eine Signalleitung bildet.
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Die zweite Verschlussplatte 1c umfasst einen zweiten Einlass A für das von der Quelle 15 kommende Fluid und eine Öffnung, im Ausführungsbeispiel eine zentrale Öffnung, durch die der Bewegungskolben 20 aus dem Betätigungszylinder 1 aus- und in den Betätigungszylinder 1 einfahren kann.
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Der Bewegungskolben 20 ist in dem Betätigungszylinder 1 linear beweglich geführt und gelagert. Der Bewegungskolben 20 hat ein erstes axiales Ende, das der ersten Verschlussplatte 1b zugewandt ist. Dieses erste Ende ist als Ringkolben 21 ausgeführt. Ein zweites axiales Ende ist als Bewegungskolbenkopf 22 ausgebildet, wobei der Bewegungskolbenkopf 22 direkt oder über weitere Elemente mit dem nicht gezeigten zu bewegenden Gegenstand, beispielsweise einer Schiebetür, verbunden werden kann. Wenn der Bewegungskolbenkopf 22 mit der Schiebetür verbunden ist, ist im Wesentlichen keine Relativbewegung zwischen den verbundenen Teilen mehr möglich. Das heißt, die Schiebetür folgt jeder Bewegung des Bewegungskolbens 20 nach, und zwar in Richtung, Geschwindigkeit und Weglänge.
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Der Bewegungskolbenkopf 22 umfasst einen zweiten Auslass E, der fluidisch mit dem Inneren des Bewegungskolbens 20 verbunden ist, und einen dritten Einlass F, der fluidisch mit dem Inneren einer hohlen teleskopierbaren Kolbenstange 30 verbunden ist. Der zweite Auslass E und der dritte Einlass F sind über ein Ventil 14 miteinander verbunden, zum Beispiel ein Türöffnungsventil. Je nach der Schaltstellung des Ventils 14 ist der zweite Auslass E mit dem dritten Einlass F verbunden oder davon getrennt.
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Die Außenumfangsfläche des Bewegungskolben 20 zwischen dem Ringkolben 21 und dem Bewegungskolbenkopf 22 wird durch ein zylindrische Umfangswand 23 gebildet.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Umfangswand 23 im Wesentlichen mittig zwischen der radialen Innenseite des Ringkolbens 21 und der radialen Außenumfangsfläche des Ringkolbens 21 mit dem Ringkolben 21 verbunden. Die zylindrische Umfangswand 23 hat einen Außendurchmesser, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Öffnung in der zweiten Verschlussplatte 1c des Betätigungszylinders 1 entspricht. Der Bewegungskolbenkopf 22 hat einen Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser der Umfangswand 23 und der Innendurchmesser der Öffnung in der zweiten Verschlussplatte 1c.
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Der Betätigungszylinder 1 umfasst ferner eine teleskopierbare Kolbenstange 30 oder Innenstange. Die teleskopierbare Kolbenstange 30 besteht aus einer ersten Hohlstange 31 und einer aus dieser heraus und in diese hinein teleskopierbare zweite Hohlstange 32. Die erste Hohlstange 31 ist mit der ersten Verschlussplatte 1b des Betätigungszylinders 1 und über diese erste Verschlussplatte 1b mit dem ersten Auslass D verbunden. Die zweite Hohlstange 32 ist mit dem Bewegungskolbenkopf 22 und über den Bewegungskolbenkopf 22 des Bewegungskolbens 20 mit dem dritten Einlass F verbunden.
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Der Betätigungszylinder 1 umfasst ein erstes Volumen V1, das durch die dem Bewegungskolben 20 zugewandte Oberseite der ersten Verschlussplatte 1b, die der ersten Verschlussplatte 1b zugewandte Stirnseite des Ringkolbens 21, eine Innenumfangsfläche der Umfangswand 1d des Betätigungszylinders und einer Außenumfangsfläche der ersten Hohlstange 31 der teleskopierbaren Kolbenstange 30 definiert ist. Der Betätigungszylinder 1 umfasst ferner ein zweites Volumen V2, das durch die der zweiten Verschlussplatte 1c zugewandte Stirnseite des Ringkolbens 21, die dem Ringkolben 21 zugewandte Stirnseite der zweiten Verschlussplatte 1c, eine Innenumfangsfläche der Umfangswand 1d des Betätigungszylinders 1 und eine Außenumfangsfläche der zylindrischen Umfangswand 23 des Bewegungskolbens 20 definiert ist.
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Das zweite Volumen V2 und das Innerer des Bewegungskolbens 20 sind fluidisch miteinander verbunden.
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Im Ausführungsbeispiel sind das zweite Volumen V2 und das Innere des Bewegungskolbens 20 durch ein Loch B in der zylindrischen Umfangswand 23 des Bewegungskolbens 20 fluidisch verbunden. In der Umfangswand können über den Umfang verteilt und/oder in Axialrichtung mehrere Löcher vorhanden sein. Das zweite Volumen V2 kann mit dem Inneren des Bewegungskolbens 20 auch über einen Kanal/Kanäle in der zweiten Verschlussplatte 1c und/oder im Ringkolben 21 verbunden sein.
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Der Ringkolben 21 ist gegenüber der Innenwand der Umfangswand 1d des Betätigungszylinders 1 mit geeigneten Mitteln abgedichtet, so dass im Wesentlichen kein Bewegungsfluid, das durch den ersten Einlass C in das erste Volumen V1 einströmt in das zweite Volumen V2 strömen kann. Das der ersten Verschlussplatte 1b abgewandte Ende der ersten Hohlstange 31, durch das die zweite Hohlstange 32 aus der ersten Hohlstange 31 ein- und ausgefahren werden kann, weist ebenfalls geeignete Dichtungsmittel auf, um zu verhindern, dass Bewegungsfluid aus dem Inneren des Bewegungskolbens 20 direkt über die erste Hohlstange 31 der teleskopierbaren Kolbenstange 30 entweichen kann.
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Um den Bewegungskolben 20 aus dem Betätigungszylinder 1 auszufahren, sind zumindest zum Beginn der Bewegung des Bewegungskolbens 20 der erste Einlass C und der zweite Einlass A mit der Quelle 15 für das Bewegungsfluid verbunden. Das heißt, Bewegungsfluid wird durch die entsprechenden Leitungen über das entsprechend geschaltete Hauptventil 2 in das erste Volumen V1 und unter Umgehung des Hauptventils 2 gleichzeitig in das zweite Volumen V2 geleitet.
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Aufgrund der unterschiedlichen Größen der dem ersten Einlass C zugewandten Oberseite des Ringkolbens 21 und der dem ersten Einlass C abgewandten Oberseite des Ringkolbens 21 wird eine Bewegung des Bewegungskolbens 20 aus dem Betätigungszylinder 1 heraus angestoßen. Dabei wird das im zweiten Volumen V2 und das fluidisch mit dem zweiten Volumen V2 verbundene Volumen des Bewegungskolbens 20 verdrängt. Das verdrängte Bewegungsfluid wird durch den zweiten Einlass A aus dem Betätigungszylinder 1 verdrängt. Über ein Leitungssystem (durch Pfeile über oder neben den Leitungen ist der Fließweg gezeigt) wird das aus dem Betätigungszylinder 1 verdrängte Fluid zum ersten Einlass C geleitet, wo es genutzt wird, die Ausfahrbewegung des Bewegungskolbens 20 aus dem Betätigungszylinder 1 zu unterstützen.
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Um den Bewegungskolben 20 wieder in den Betätigungszylinder 1 einzufahren, wird die Schaltstellung des Hauptventils 2 (siehe 3) geändert, so dass jetzt nur noch der zweite Einlass A mit der Quelle 15 für das Druckfluid verbunden ist. Der erste Einlass C ist über das Hauptventil 2 jetzt mit der Umgebung oder einem anderen Teil das Bewegungssystems verbunden. Das heißt, Bewegungsfluid wird nur noch in das zweite Volumen V2 und über das Loch B in der zylindrischen Umfangswand 23 in das Innerer des Bewegungskolbens 20 geleitet.
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Das Bewegungsfluid in dem ersten Volumen V1 wird über den ersten Einlass C, der jetzt einen Auslass für das Bewegungsfluid bildet, aus dem Betätigungszylinder 1 entlassen und kann z.B. genutzt werden, eine Haltevorrichtung 6, mit der der Bewegungskolben 20 in der ausgefahrenen Position gehalten wird, zu lösen und/oder eine Haltevorrichtung 6, die den Bewegungskolben in der eingefahrenen Position arretiert, zu aktivieren.
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Das Bewegungssystem umfasst die Quelle 15 der 2 für das Bewegungsfluid mit einer Abschaltvorrichtung 10, die bevorzugt automatisch eine Notabschaltung des Systems veranlasst, wenn die Umgebungstemperatur nahe der Quelle 15 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Dieser Wert kann beispielsweise bei >250°C liegen oder ein anderer Wert sein. Temperaturen dieser Höhe können ein Indiz für einen Brand sein.
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Das System umfasst ferner eine Druckerminderungseinrichtung, wie beispielsweise eine einstellbare Regulierungsvorrichtung 9, die das von der Quelle 15 mit einem Ausgangsdruck kommende Bewegungsfluid auf einen Arbeitsdruck mindert. Nach der Regulierungseinrichtung wird das Bewegungsfluid zum Hauptventil 2 geleitet. In einer ersten Schaltstellung leitet das Hauptventil 2 das Bewegungsfluid zu dem ersten Einlass C, in einer zweiten Schaltstellung wird der erste Einlass C von der Fluidquelle 15 getrennt. Der zweite Einlass A bleibt über eine Direktleitung mit der Quelle 15 verbunden.
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Über das Hauptventil 2 respektive das wenigstens eine Drosselelement 17 kann der aus dem ersten Einlass C kommende Volumenstrom so geregelt werden, dass die Einfahrgeschwindigkeit des Bewegungskolbens 20 in das Betätigungszylindergehäuse 1a auf einen vorgebbaren Wert gedrosselt wird.
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Das Ausführungsbeispiel des doppeltwirkenden Systems der 4 unterscheidet sich von dem Differentialsystem der 3 dadurch, dass das Hauptventil 2 jetzt als fünf-zwei-Wegeventil ausgeführt ist (auch: 5/2-Wege Ventil). Bei dem Hauptventil 2 handelt es sich beispielsweise um ein Ventil mit zwei stabilen Schaltpositionen und einer zusätzlichen Vorsteuerung. Der zweite Einlass A ist jetzt nicht mehr dauerhaft mit der Quelle 15 verbunden, sondern das Hauptventil 2 öffnet und schließt die Fluidverbindungen zwischen der Quelle 15 und dem ersten Einlass C und zwischen der Quelle 15 und dem zweiten Einlass A.
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Das Hauptventil 2 verbindet im doppeltwirkenden System die Quelle 15 für das Bewegungsfluid mit der ersten Verschlussplatte 1c des Betätigungszylinder 1, speziell mit dem ersten Einlass C, und mit der zweiten Verschlussplatte 1c, speziell dem zweiten Einlass A. Dabei kann das Hauptventil 2 hergerichtet sein, eine Ausfahrgeschwindigkeit und/oder Einfahrgeschwindigkeit des Bewegungskolbens 20 aus bzw. in den Betätigungszylinder 1 einzustellen. Dies kann beispielsweise durch Drosselelemente 17 erreicht werden, mit denen ein Volumenstrom durch das Hauptventil 2 verändert oder eingestellt werden kann.
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Bei dem doppeltwirkenden System leitet das Hauptventil 2 in einer ersten Schaltstellung das Bewegungsfluid zu dem ersten Einlass C, während kein Bewegungsfluid zum zweiten Einlass A fließt. In einer zweiten Schaltstellung wird der zweite Einlass A mit der Quelle 15 verbunden, der erste Einlass C ist von der Quelle 15 getrennt.
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In der ersten Schaltstellung, in der der Bewegungskolben 20 aus dem Betätigungszylinder 1 ausfährt, wird der zweite Einlass A über das Hauptventil 2 z.B. mit der Umgebung verbunden, das heißt, er fungiert als Auslass für das im Betätigungszylinder 1 gefangene Fluid. In der zweiten Schaltstellung, in der der Bewegungskolben 20 in den Betätigungszylinder 1 einfährt, wird der erste Einlass C über das Hauptventil 2 mit z.B. der Umgebung verbunden, das heißt, er fungiert jetzt als Auslass.
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Von dem aus den ersten Einlass C zum Hauptventil 2 fließenden Fluid kann ein Teilstrom genutzt werden, um beispielsweise einen Timer zu schalten. In der zweiten Schaltstellung kann durch einen Bewegungsfluidstrom aus dem ersten Auslass D ein Schaltsignal generiert werden, das z.B. einen Schaltvorgang des Hauptventils 2 anstößt.
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Das System umfasst weiterhin wenigstens eine Notabschaltvorrichtung 8, mit der das System 100 drucklos geschaltet werden kann, um beispielsweise die Schiebetür von Hand öffnen und schließen zu können. Die Notabschaltvorrichtung 8 kann zum Beispiel nahe der zu bewegenden Tür und/oder von einem entfernten Steuerstand aktiviert werden.
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Zum Öffnen oder Weiteröffnen z.B. der Tür kann das System nahe der Tür ein Bedienelement 7, wie beispielsweise einen Druckschalter (push-button), umfassen, das betätigt wird, damit sich die Türe öffnet und/oder schließt. Zum automatischen Öffnen/schließen der Tür können ferner Bewegungssensoren vorgesehen sein, so dass sich die Tür automatisch öffnet, wenn sich eine Person der Tür nähert oder von der Tür entfernt.
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Ferner umfasst das System eine Zeitschaltvorrichtung 3, mit der vorgegeben werden kann, wie weit eine Tür geöffnet wird (beispielsweise wenigstens ein freier Durchgang von einem Meter) und/oder wie lange eine Tür offenbleibt, bevor sie automatisch wieder schließt.
