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Kolben-Zylinder-Antrieb für Türflügel Die Erfindung bezieht sich auf
einen Kolben-Zylinder-Antrieb für Türflügel, insbesondere von Fahrzeugtüren, mit
einem doppelseitig beaufschlagbaren, auf einer hohlen Kolbenstange befestigten Arbeitskolben,
in dessen hohler Kolbenstange eine zum Türflügel führende Betätigungsstange schiebbar
gehalten ist, deren kolbenseitiges Ende mit dem Arbeitskolben ein Ventil bildet,
wobei beim Auftreffen des Türflügels auf ein Hindernis durch Anstoßen der Betätigungsstange
das von ihrem kolbenseitigen Ende mit dem Arbeitskolben gebildete Ventil aufgestoßen
und die Schließbewegung des Arbeitskolbens unterbrochen wird.
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Um Beschädigung beim Auftreffen des schließenden Flügels auf ein Hindernis
zu vermeiden, hat man schon an derartigen Vorrichtungen einen Fühler angebracht,
der bei Auftreffen auf ein Hindernis den Kraftantrieb auf öffnen umsteuert. Weiterhin
hat man bei nur durch eine einzige Leitung beaufschlagten Arbeitszylindern ein Hilfsventil
im Arbeitskolben eingebaut, das über eine lose in eine Längsbohrung der Kolbenstange
eingefügte Stange umschaltet, wenn das vorstehende Stangenende auf einen Widerstand
im Türspalt trifft. Das Hilfsventil liegt auch hier nicht im Kraftfluß zwischen
dem Arbeitskolben und dem mit ihm verbundenen Türflügel. Es wird demnach nicht kraftabhängig,
sondern nur wegabhängig gesteuert. Das hat den Nachteil, daß das Türventil auch
schon bei dem kleinsten Widerstand umschaltet und der Umschaltpunkt nicht verstellbar
ist. Beim Auftreten eines Widerstandes wird außerdem kein Gegendruck auf der anderen
Kolbenseite aufgebaut und dadurch eine derartig gesteuerte Tür nicht abgefangen.
Sie gibt deshalb leicht zu Unfällen Anlaß.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung mit einem einseitig wirkenden
Arbeitszylinder dient das Hilfsventil zwar dazu, auf der Ausschubseite des Arbeitskolbens
einen Gegendruck entstehen zu lassen, sobald beim Schließen an der Tür ein Widerstand
bestimmter Größe auftritt. Dabei läßt das Hilfsventil über eine Drosselstelle Druckmittel
von der Schließdruckseite auf die Ausschubseite des Kolbens gelangen, so daß der
Schließdruck langsam nachläßt. Das bekannte Hilfsventil kann aber bei einem Flügel
mit verhältnismäßig großer Masse durch das langsame Wirksamwerden des Gegendrucks
Unfälle beim Schließen des Flügels nicht verhindern. Darüber hinaus ist auch bei
der bekannten Vorrichtung das Entstehen des Gegendruckes, bei dem der Arbeitskolben
seinen Schließdruck infolge eines auftretenden Widerstandes verringert, von außen
nicht einzustellen. Bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen, wie sie z. B. durch
die verschiedenen Jahreszeiten bedingt sind, ist dann der Schließdruck verschieden
groß, d. h., die Vorrichtung arbeitet nicht befriedigend.
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Es ist auch schon eine Vorrichtung bekannt, bei der der Arbeitskolben
über eine hohle Kolbenstange und eine Feder unmittelbar mit dem Türflügel verbunden
ist. Ein Hilfsventil im Arbeitskolben läßt in dem der Schließdruckseite des Kolbens
abgewsndeten Zylinderraum bei Auftreten eines Widerstandes an dem Türflügel einen
Gegendruck entstehen. Das Hilfsventil besteht aus einem Ventilteller und einem Ventilsitz,
und letzterer ist mit dem zum Türflügel führenden, die Verschiebekraft übertragenden
Teil starr verbunden. Der Hilfsventilteller kann sich von seinem Sitz entfernen,
der an dem mit dem Arbeitskolben verbundenen Teil des Antriebsgestänges an der Schließdruckseite
angeordnet ist. Dadurch wird eine Verbindung durch den Kolben hindurch hergestellt.
Der Hilfsventilteller wird durch eine lose, in die Längsbohrung der Kolbenstange
eingefügte Stange gesteuert. Dieses Hilfsventil liegt also ebenfalls nicht im Kraftfluß
zwischen dem Arbeitskolben und dem Türflügel, und es bedarf zu seiner Umstellung
zusätzlicher Elemente. Außerdem ist beim Schließen des Türflügels nur der Druckunterschied
auf den beiden Kolbenseiten am Arbeitskolben wirksam, und bei Auftreten eines Widerstandes
an dem Türflügel bei dieser Schließbewegung schaltet das Ventil um, so daß der Türflügel
wieder öffnet. Dies kann zu schweren Unfällen Anlaß geben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Türbewegungsvorrichtung
zu schaffen, bei der der Türflügel von seinem Arbeitskolben nach beiden Richtungen
druckabhängig verstellt wird. Beim Auftreten eines Widerstandes andern in Schließrichtung
bewegten Türflügel soll dieser unter Verminderung des Schließdruckes stehenbleiben,
bis das Hindernis entfernt ist. Gleich darauf soll er seine Schließbewegung fortsetzen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe und zur Vermeidung der oben aufgezeigten
Mängel ist gemäß der Erfindung
auf der hohlen Kolbenstange ein
Hilfskolben schiebbar angeordnet, der beim Öffnen des von dem arbeitskolbenseitigen
Ende derBetätigungsstange und dem Arbeitskolben gebildeten Ventils über eine Öffnung
in der hohlen Kolbenstange Druckluft auf der dem Arbeitskolben zugewendeten Seite
bekommt, dadurch vom Arbeitskolben weggedrückt wird und über eine auf die hohle
Kolbenstange aufgesteckte Schraubenfeder eine Ventilklappe für die Ausschubluft
schließt.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis
6.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 den Kolben-Zylinder-Antrieb im Schnitt und F i g. 2 den
gleichen Antrieb beim Auftreten eines Widerstandes beim Schließen des Türflügels.
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Ein doppelt wirkender Arbeitszylinder für eine Fahrzeugtür eines Omnibusses
besteht aus einem :Mittelstück 1. und aus gegossenen Endstücken
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und 3, die durch nicht dargestellte Bauteile gegeneinander und dichtend
gegen das Mittelstück gepreßt sind. Im Zylinder ist ein Arbeitskolben
4 beweglich, der eine nach beiden Seiten wirkende Dichtungsmanschette 5 trägt.
Am Kolben ist eine hohle Kolbenstange 6 befestigt, die durch das Endstück 2 hindurchragt
und abgedichtet ist. Durch die hohle Kolbenstange 6 ist mit Spiel eine mit dem zu
bewegenden Flügel kraftschlüssig verbundene Betätigungsstange 7 hindurchgesteckt.
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Eine an der nach außen ragenden Stirnseite der hohlen Kolbenstange
6 sich abstützende Schraubenfeder 8 greift an einem Bund 9 auf der Betätigungsstange
7 an. Die Schraubenfeder 8 dient als Hindernisfühlfeder. Die durch die Feder 8 hervorgerufene
Relativbewegung zwischen der Betätigungsstange 7 und der hohlen Kolbenstange 6 schließt
das durch das arbeitskolbenseitige Ende 10 und den Arbeitskolben gebildete Ventil.
Zur Bildung dieses Ventils weist das arbeitskolbenseitige Ende 10 eine Ringscheibe
13 auf, die von einer auf das Ende der Betätigungsstange 7 aufgeschraubten Mutter
11 gegen eine Schulter 12 an der Betätigungsstange 7 gehalten ist
und die an der zweiten, im Arbeitszylinder liegenden Stirnseite der hohlen Kolbenstange
6 dicht zur Anlage kommt. Die Feder 8 ist bei an der hohlen Kolbenstange 6 aufliegender
Ringscheibe 13 derart vorgespannt, daß der normale Bewegungswiderstand des Flügels
noch nicht ausreicht, die Feder beim Bewegen weiter zusammenzudrücken. Jedes der
beiden Zylinderendstücke 2 und 3 hat eine Bohrung 15 bzw. 16, an die Druckluft-und
Ausschubleitungen 17,18 angeschlossen sind, die zu einem vom Wagenführer zu betätigenden
Umschlagventil 19 führen und wechselweise mit Druckluft oder Aussehubluft
beschickt werden. Das Umschaltventil 19 ist durch eine ständige Druckleitung 20
mit einem Druckluftvorratsbehälter 21 verbunden, der von dem Kompressor der Druckluft-Bremsanlage
des Fahrzeugs gespeist wird.
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Der Arbeitskolben 4 teilt im Inneren des Arbeitszylinders zwei
Arbeitsräume 24 und 26 ab, die mit den zugehörigen Bohrungen 15 bzw.
16 je über Kanäle 27 und 28 verbunden sind. Die Kanäle 27 werden überwacht von je
einer Drosselschraube 29 und einer Ventilklappe 30, die sich dichtend auf
eine mit dem Kanal 27 verbundene Ringnut 31 an der den betreffenden Arbeitsraum
abgrenzenden Stirnfläche des Endstücks 2, 3 legen kann. Die Kanäle 28 werden
von je einer Drosselschraube 32 überwacht.
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Die Ventilklappen 30 für die jeweilige Endbewegung des Arbeitskolbens
4 werden von Schraubenfedern 35 beaufschlagt, die sie von ihren Sitzen auf den Ringnuten
31 entfernt zu halten suchen. Jede Ventilklappe 30 ist von einem Blechstück 36 umfaßt,
an dem auch eine kegelig gewundene, dem Arbeitskolben zugewendete Schraubenfeder
37 gehalten ist. Die Ventilklappen 30 sind an zylindrischen Ansätzen 38 jedes der
beiden Endstücke 2 und 3 geführt. Die Ansätze 38 dienen auch zur Hubbegrenzung für
den Arbeitskolben 4.
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Im Arbeitsraum 24 ist ein Hilfskolben 40 schiebbar auf
der hohlen Kolbenstange 6 angebracht, der eine Dichtungsmanschette 41 mit dem Arbeitskolben
4 zugewendeten Dichtlippen trägt. Am Hilfskolben 40 ist ein Hohlbolzen
42 befestigt. Seine Länge ist so bemessen, daß die Dichtlippen der Dichtungsmanschetten
5, 41 an beiden Kolben sich nie berühren können. Dadurch wird ein Mittelraum 25
gebildet. Der Hohlbolzen 42 hat Drosselbohrungen 43, 44, die eine Verbindung zwischen
den beiden Seiten des Hilfskolbens 40 herstellen. Die hohle Kolbenstange
6
hat in ihrer Wand eine Durchtrittsöffnung 45, die zwischen den beiden
Kolben 4 und 40 in den Mittelraum 25 ausmündet. Der Hilfskolben
40 trägt einen zylindrischen Ansatz 46, mit dem er auf der hohlen Kolbenstange
6 gleitet und mit dessen Stirnseite er die an der Ventilklappe 30 befestigten Schraubenfeder
37 an ihrer im Durchmesser kleinsten, an der hohlen Kolbenstange 6 geführten Windung
beeinflussen kann.
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Die Schraubenfeder 37 der anderen (in der Zeichnung rechten) Ventilklappe
30 greift an dem arbeitskolbenseitigen Ende 10 an.
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Die Anlage wirkt wie folgt: Zum Bewegen des Flügels wird über das
Umschaltventil 19 in bekannterWeise einer der beiden Arbeitsräume 24, 26
mit dem Druckluftvorratsbehälter 21
und die andere mit der Außenluft verbunden.
Das Einströmen der Luft in den betreffenden Druckraum geschieht dabei im wesentlichen
über den Kanal 27
unter Abhebung der Ventilklappe 30 von ihrem Sitz.
Die Drosselschraube 29 dient dazu, die einströmende Luftmenge und damit die Geschwindigkeit,
mit der der Flügel bewegt wird, zu regeln. Die aus dem Ausschubraum ausströmende
Luft kann zunächst noch über den Kanal 27 und die Leitung 17 bzw. 18 über das Umschaltventil
19 ohne stärkere Behinderung ins Freie gelangen. Nähern sich die Kolben
4, 40 jedoch einer Endstellung und treffen diese auf das Ende einer der Schraubenfedern
37 auf, dann wird über diese Feder die betreffende Ventilklappe 30 auf ihren
Sitz gedrückt. Sie schließt dabei den Kanal 27. Die eingeschlossene, noch
zu verdrängende Luftmenge kann von da ab nur noch über den Kanal 28 entweichen.
Durch die Drosselschraube 32 kann der Querschnitt dieses Kanals und damit die durch
das gedrosselte Ausschieben der Luft hervorgerufene Dämpfung der Kolbenbewegung
gegen Kolbenhubende verändert werden. Der Hilfskolben 40 wird bei diesen
Kolbenbewegungen immer etwa mit dem Bolzen 42 am Arbeitskolben 4 anliegen.
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Tritt nun z. B. beider Schließbewegung des Flügels, das entspricht
bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel der Linksbewegung des Arbeitskolbens
4, ein den normalen Bewegungswiderstand Übersteigender
Widerstand
auf, so wird durch den ansteigenden Druck im Arbeitsraum 26 die Feder 8 über ihre
Vorspannung hinaus belastet und weiter zusammengedrückt. Dabei hebt sich, wie in
F i g. 2 zu erkennen ist, die hohle Kolbenstange 6 von dem arbeitskolbenseitigen
Ende 10 ab. Aus dem Arbeitsraum 26 kann sodann über das Spiel zwischen der hohlen
Kolbenstange 6 und der Betätigungsstange 7 Druckluft in den Mittelraum 25 zwischen
den beiden Kolben 4 und 40 treten.. Da diese übertretende Luftmenge durch die Drosselbohrungen
43, 44 im Hilfskolben 40 nicht schnell genug abströmen kann, wird der Hilfskolben
nach links geschoben, bis er an der Schraubenfeder 37 anschlägt und die Ventilklappe
30 auf ihren Sitz drückt. Die hinter den Arbeitskolben 4 geströmte Druckluft muß
dann über die Drosselbohrungen 43, 44 im Hilfskolben 40 und über den gedrosselten
Kanal 28 im Endstück entweichen. Das hat zur Folge, daß sich im Arbeitsraum 24 ein
Luftdruck aufbauen kann, der dem Druck im anderen Arbeitsraum 26 vor dem Arbeitskolben
4 entgegenwirkt. Es kann dann wohl der Luftdruck im Arbeitsraum 26 weiter bis auf
den Druck im Vorratsbehälter 21 ansteigen. -Die vom Arbeitskolben 4 auf die hohle
Kolbenstange 6 und über die Feder 8 auf die Betätigungsstange 7 und damit auf den
Flügel übertragene Schließkraft bleibt jedoch vom Augenblick des Zusammendrückens
der Feder 8 ab gleich, da sich der Druck im Arbeitsraum 24 von diesem Moment an
etwa um denselben Betrag erhöht wie der Druck im anderen Arbeitsraum 26. Läßt der
Bewegungswiderstand bis auf den normalen Wert nach oder wird das der Flügelbewegung
entgegenstehende Hindernis beseitigt, so wird die Schließbewegung des Flügels fortgesetzt.
Die Feder 8 schließt den Luftdurchgang zwischen der Ringscheibe 13 und der hohlen
Kolbenstange 6, und mit dem Abströmen der Luft aus dem Arbeitsraum 24 sinkt der
Druck in diesem Raum auf den Außenluftdruck ab. Die linke Feder 37 entspannt sich
dabei und, sofern sich der Arbeitskolben 4 noch nicht seinem Hubende genähert
hat, hebt die linke Schraubenfeder 35 die linke Ventilklappe 30 von ihrem Sitz ab
und läßt die auszuschiebende Luft im wesentlichen ungedrosselt ausströmen.