DE2624934C2 - Automatisches Antriebs- und Führungssystem zum Betätigen einer Schiebetür - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Antriebs- und Führungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte Antriebs- und Führungssysteme dieser Art (DE-OS 22 43 286) erfordern zusätzlich zum Antriebsmechanismus besondere, zwischen Türblatt und Türrahmen angeordnete Längsführungen, zumeist in Form von einem oder mehreren, auf Laufschienen geführten Rollenwagen, um die Kolben-Zylinder-Einheit von den Führungs- und Lagerkräften zu entlasten und zu verhindern, daß sich der über Dichtungen auf der Kolbenstange laufende Zylinder verkantet oder sonstwie seine koaxiale Ausrichtung zur Kolbenstange verliert Derartige vollautomatische Systeme sind störanfällig und aufwendig in Herstellung und Wartung, so daß ihre Anwendung nur unter gewissen, vor allem staub- und feuchtigkeitsarmen Umweltbedingungen angezeigt ist, und sie benötigen ferner komplizierte Sicherheitsschaltungen, die die Kolben-Zylinder-Einheit schließkraftabhängig umsteuern, um beim Schließen oder öffnen der Tür Behinderungen von Personen oder ein Einklemmen von Gegenständen zu unterbinden. Aufgabe der Erfindung ist es, das Antriebs- und Führungssystem der beanspruchten Art baulich einfach, robust und sicher arbeitend auszubilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Antriebs- und Führungssystem gelöst

Erfindungsgemäß wird durch die Einbeziehung der Führungs- und Traghger in die und die Aufhängung bzw. Abstützung des Türblattes an der Kolben-Zylinder-Einheit sowie die daraus resultierende Integralbauweise von Antriebsmechanismus und Lager- und Führungssystem eine wesentliche Platzersparnis und konstruktive Vereinfachung erreicht und unter Verzicht auf den sonst erforderlichen, zusätzlichen Führungsmechanismus sichergestellt, daß die Lager im Zylinder staub- und feuchtigkeitsgeschützt untergebracht werden können, ohne daß es besonderer, baulich aufwendiger Schutzverkleidungen bedarf. Das erfiiidungsgemäße System laßt sich billig und ohne großen Arbeitsaufwand aus einigen wenigen Bauteilen zusammenbauen, ist störunanfällig und robust und arbeitet geräuscharm und zuverlässig, so daß es auch im rauhen Betrieb und unter ungünstigen Umweltbedingungen sicher funktioniert.

Eine besonders günstige und störsichere Lagerung und Führung von Zylinder und Türblatt an der Kolbenstange besteht gemäß Anspruch 2 darin, daß jedes Lager mehrere, in elastische Hülsen eingepreßte Kugelreihen aufweist Im Hinblick auf eine konstruktiv einfache Druckmittelversorgung der Kolben-Zylinder-Einheit ohne flexible Druckschläuche wird das Druckmediurr gemäß Anspruch 3 vorzugsweise über Druckmittelkanäle in der zu diesem Zweck hohl ausgebildeten Kolbenstange zu- bzw. abgeführt.

In weiterer baulicher Vereinfachung wird die Endabschaltung der Kolben-Zylinder-Einheit gemäß Anspruch 4 zweckmäßigerweise dadurch bewirkt, daß die entsprechenden Endschalter an einem stirnseitig am Zylinder angeordneten Kontaktring angebracht werden, und eine in sicherheitstechuischer Hinsicht besonders bevorzugte Vereinfachung wird durch die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 erreicht, wonach die über die Kolbenstange abgesetzte Axiallast, die bei dem erfindungsgemäßen System unabhängig von der Größe der Lagerreibung der Führungs- und Traglager ein unmittelbares Maß für die effektive Schließ- oder Öffnungskraft der Tür ist, zur schließkraftabhängigen Umsteuerung der Kolben-Zylinder-Einheit ausgenutzt wird und dadurch die sonst üblichen, wesentlich komplizierter gesteuerten Sicherheitsschaltungen, durch die ein Einklemmen von Personen oder Gegenständen beim Schließen bzw. öffnen der Tür vermieden werden soll, in Fortfall geraten.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer mit einer Schiebetür ausgerüsteten Kabine eines Nahverkehrsmittels;

F i g. 2 die Draufsicht auf die Kabine nach Fig. 1; F i g. 3 in größerem Maßstab eine vereinfachte

Schnittdarstellung eines Teiles des Führungs- und Antriebssystems nach der Erfindung;

F i g. 4 die schematische Darstellung einer Besonderheit des Kolbens nach F i g. 3;

F i g. 5 die schematische Darstellung einer Schiebetür während der Verschließbewegung;

F i g. 6 die schematische Darstellung der Verriegelung der Schiebetür in einer Endstellung;

F i g. 7 die Draufsicht auf die Schiebetür nach F i g. 6;

Fig.8 in größerem Maßstab den Querschnitt nach to der Linie VlII-VIII in Fig.9 eines Drehkolbens zur Betätigung der Verriegelung;

F i g. 9 die schematische Darstellung der Anordnung des Drehkolbens nach F i g. 8.

In den F i g. 1 und 2 ist die Anwendung der Erfindung zum Öffnen und Schließen der Schiebetür 2 einer Kabine 1 einer Nahverkehrs-Kabinenbahn gezeigt Die Schiebetür 2 ist am Zylinder 3 einer pneumatisch wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit mittels Klemmbeschlägen 9 und Laschen 10 festgelegt Die Kolbenstange 4 durchsetzt die Kabine 1 in Längsrichtung und ist an den beiden Enden in elastischen Lagern 5 und 6 an vorne liegenden und rückwärtigen Verstrebungen des Kabinenaufbaues gehalten. Die Schiebetür 2 ist in geschlossener Stellung dargestellt Beim öffnen gleitet der Zylinder 3 mit der daran festgelegten Schiebetür 2 in Pfeilrichtung 7 in dip in F i g. 2 gestrichelte Lage 8.

F i g. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab und im Schnitt einen Teil des Führungs- und Antriebssystems nach der Erfindung in der geöffneten Stellung 8 (Fig.2) der Schiebetür 2. Die Öffnungsbewegung erfolgt durch Einführung von Preßluft in Pfeilrichtung 11 durch die Bohrung 60 und die Querbohrungen 13 und 14 in die Kolbenstange 4. Die Preßluftkanäle münden unmittelbar vor dem Boden des Kolbens 15 und die Preßluft strömt in den Ringraum 12 zwischen dem Außenmantel der Kolbenstange 4 und der Innenwandung des Zylinders 3 und verschiebt den Zylinder 3 in der Pfeilrichtung 11.

In F i g. 4 ist eine andere Ausführung des Kolbens 15 und der Preßluftkanäle dargestellt. Hier mündet die Bohrung 60 der Kolbenstange 4 in den Kolben 15 ein und wird dort durch gekrümmte Querbohrungen 64 und

65 fortgesetzt, deren Mündungen im Kolbenboden liegen. Eine solche Ausführungsform ist gegenüber der in F i g. 3 gezeigten Version raumsparend, da dort die Mündungen der Querbohrungen 13 und 14 in der Wandung der Kolbenstange 4 liegen und beim Hub des Zylinders 3 nicht verdeckt werden dürfen. Dies ist auf der linken Kolbenseite in F i g. 3 zu erkennen. Die Ringkammer 61 muß bei größtem Hub des Zylinders 3 erhalten bleiben, da die Mündungen der Querbohrungen

66 und 67 von der Dichtung 22 nicht verdeckt werden dürfen. Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 kann die Baulänge um die doppelte Breite des Raumes 61 (F i g. 3) gekürzt werden.

F i g. 3 und 4 zeigen nur eine Seite der Kolbenstangen- und der Zylinder-Lagerung. Die Lagerungen an den nicht dargestellten anderen Enden sind in gleicher Weise ausgebildet.

Nach F i g. 3 weist die Kolbenstange 4 etwa in der Mitte ihrer Längserstreckung einen Kolben mit einer elastischen Dichtung 17 auf, damit der Kolben auch bei leichtem Durchbiegen der Kolbenstange 4 gut dichtend an der Innenwandung des Zylinders 3 anliegt. Die Kanten 16 des Kolbens 15 sind zu diesem Zweck z. B. gebrochen. Der Kolben 15 ist mit der Kolbenstange 4 fest verbunden.

An beiden Enden des Zylinders 3 ist je eins Kugelhülse 18 eingepreßt, in welcher, über den Umfang der darin geführten Kolbenstange 4 verteilt, mehrere Reihen von Kugeln 19 in einem Käfig 20 gelagert sind, der von einer Manschette (21) aus elastischem Verbundwerkstoff aus z. B. Goinmi und Stahl umgeben ist.

Auf diese Weise können bei einer Durchbiegung der Kolbenstange 4 keine schädlichen, die Funktion des Systems störenden Klemmkräfte wirksam werden. Zugleich schützt die elastische Lagerung die Kolbenstange 4 vor schädlichen Einflüssen etwaiger Schlagbeanspruchung und trägt zur Dämpfung bei.

Gegenüber der Ringkammer 61 vor dem Kolben 15 ist die Kugelhülse 18 mittels einer Dichtung 22 abgeschlossen; an der entgegengesetzten Seite der Kugelhülse 18 befindet sich ein Abstreifring 23 als staubdichter Verschluß.

Auf beide Enden des Zylinders 3, von denen auf der Zeichnung nur eines sichtbar ist sind Kontaktringe 24 und Endschalter 63 aufgebracht, durch die in den beiden Endstellungen des Zylinders 3 Signale ausgelöst und zeichnerisch nicht dargestellte Sicherheitselemente, z. B. die sogenannten Fehlschlußsicherungen, betätigt werden. Die elektrisch wirkenden Mittel sind zeichnerisch der Übersichtlichkeit halber nur soweit dargestellt als es für die Darlegung der Erfindung notwendig ist

Die Enden der Kolbenstange 4 sind in der vorderen und rückwärtigen Verstrebung 25 des Kabinenaufbaues gelagert. Das in F i g. 3 dargestellte Ende der Kolbenstange 4 ist mittels der elastischen Lagerbüchse 26 an einem Träger der Verstrebung 25 festgelegt Mit dem Kolbenstangenende 4 ist ferner ein Sockel 27 fest verbunden, der die Zuleitung 28 für die Preßluft aufnimmt und diese in die hohle Kolbenstange umlenkt. Der Sockelboden 29 liegt lose am Schalterdruckknopf 30 eines Umschalters 31 an.

In F i g. 5 ist die Umschaltung einer sich schließenden Schiebetür 2 auf Öffnung dargestellt, die dann eintritt, wenn ein Hindernis 32 das völlige Schließen der Tür unmöglich macht. Die Schließkante der Schiebetür 2 und der dieser gegenüberliegende Rand des Türrahmens sind mit Gummileisten 33 und 34 versehen. Die sich unter dem Einfluß der in den Zylinder 3 eingeblasenen Preßluft schließende Schiebetür 2 wird in ihrer Schließbewegung durch das Hindernis 32 aufgehalten. Infolge der weiter in den Zylinder 3 strömenden Preßluft wird der Innendruck im Zylinder 3 erhöht, so daß der Kolben 15 und die fest mit diesem verbundene Kolbenstange 4 in der Pfeilrichtung 35 ausweichen, da die Kolbenstange 4 in elastischen Lagern axial verschieblich ist. Sie betätigt dabei den Umschalter 36, der über zeichnerisch nicht dargestellte Schaltelemente das Wiederöffnen der Tür bewirkt.

Das Einklemmen des Hindernisses bei sich schließender Tür kann erfindungsgemäß auch dadurch vermieden werden, daß die Schiebetür 2 gegenüber ihren Trägern, den Klemmbeschlägen 9 verschieblich gelagert ist. Die verschobene Stellung 68 der Laschen 10 ist aus F i g. 5 zu ersehen. In dieser Lage wird ein mii der Lasche 10 fest verbundener Ventilverschluß 69 angehoben, wodurch der Druck des Mediums im Zylinder 3 absinkt und dieser stehen bleibt

Zur Verriegelung der Endstellungen der Schiebetür 2 im geschlossenen oder geöffneten Zustand dient ein elektrisch betätigbarer Riegelzapfen 37. In den F i g. 6 und 7 ist die Funktion der Verriegelung dargestellt. Der Riegelzapfen 37 ist in dem am Aufbau der Kabine 1

■ angeordneten Gehäuse 38 axial federnd gelagert und weist an seinem freien Ende eine abgeschrägte Auflaufflanke 39 auf. Diese wird bei der Schließbewegung der Schiebetür 2 mittels eines Mundstückes 40, das an dem das Türblatt tragenden Klemmbeschlag 9 angeordnet ist, angehoben und der Riegelzapfen 37 rastet bei vollständig geschlossener Tür im Zentrum des Mundstückes 40 ein. Dabei betätigt der Riegelzapfen 37 im Mundstück 40 befindliche, zeichnerisch nicht dargestellte Kontakte, die ein Signal von der Beendigung der Schließbewegung auslösen, worauf die Kabine 1 abfahren kann. Mittels einer gleichartigen Verriegelungsvorrichtung kann auch die Öffnungsbewegung der Schiebetür 2 überwacht werden.

Die Verriegelung der Endstellungen der Schiebetür 2 kann auch mittels eines preßluftgesteuerten Drehkolbens bewirkt werden. Der Aufbau und die Funktion desselben gehen aus den F i g. 8 und 9 hervor.

Auf dem Mantel des Zylinders 3 sind über die axiale Länge des Drehkolbens 41 Längsrippen 48, 49 und 50 ausgebildet, die auf der inneren Mantelfläche des Drehkolbens 41 mit Passung gleiten. Am Fuß der Rippen sind die Wandung des Zylinders 3 durchsetzende Bohrungen 45,46 und 47 vorgesehen. Im Inneren des konzentrisch auf den Zylinder 3 aufgeschobenen Drehkolbens 41 sind entsprechende Rippen 42, 43 und 44 in Achsrichtung des Drehkolbens 41 angeordnet. Diese gleiten mit Passung auf dem äußeren Mantel des Zylinders 3. Die äußere Stirnseite des Drehkolbens 41 weist einen hakenförmigen Fortsatz 51 (F i g. 9) auf, der in der Endstellung der Schiebetür 2, also z. B. am Ende ihres Verschließweges, einen am Aufbau der Kabine 1 festgelegten Verriegelungsstift 52 umgreift.
Die Wirkungsweise des Drehkolbens ist folgende:
Die durch die Bohrung 60 der Kolbenstange 4 in den Ringraum 53 einströmende Preßluft dringt durch die Bohrungen 45,46 und 47 in die Kammern 54,55 und 56, die von den Rippenpaaren 42 und 48,43 und 49 sowie 44 und 50 gebildet werden. Unter Wirkung des Preßluftdruckes weiten sich diese Kammern auf, d. h. die Rippen 48,49 und 50 werden in Pfeilrichtung 57 entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben. Der Drehkolben 41 dreht sich in der genannten Richtung, wobei der Verriegelungsstift 52 vom hakenförmigen Fortsatz 51 freigegeben wird, so daß nun die Schiebetür 2 unter ansteigender Druckwirkung der Preßluft in Pfeilrichtung 58 (F i g. 9) verschoben werden kann. Beim Rücklauf der Schiebetür legt sich der Verriegelungsstift 52 an die schräge Auflauffläche 59 des Fortsatzes 51 an. Der Drehkolben weicht entgegen dem Druck einer nicht dargestellten Feder in Pfeilrichtung 57 aus, bis die in F i g. 9 gezeigte Verriegelungsstellung erreicht ist.

Bei der in den F i g. 8 und 9 dargestellten Konstruktion werden durch den Durchfluß des Druckmediums vom Arbeitsraum 53 des Zylinders 3 in die Kammern 54 bis 56 des Drehkolbens 41 mittels des gleichen Mediums in zeitlicher Folge zwei Arbeitsabläufe vollzogen, nämlich erst das Entriegeln und dann das Verschieben des Zylinders 3.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Automatisches Antriebs- und Führungssystem zum Betätigen einer Schiebetür oder eines ähnlichen Bauelements mittels einer doppelt wirkenden, hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit, wobei der Kolben zusammen mit der durch ihn und den Zylinder hindurchgehenden Kolbenstange rahmenseitig verankert und der Zylinder zusammen mit dem an ihm befestigten Türblatt der Schiebetür oder Bauelement bewegbar ist, und mit Dichtungen zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder an seinen beiden Stirnseiten, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der beiden Stirnseiten des Zylinders (3) zwischen dem Zylinder und der Kolbenstange (4) tragfähige, extrem leichtgängige Lager (18—21) vorgesehen sind unü daß das Türblatt (2} oder das Bauelement unter Zwischenschaltung des Zylinders und der Lager an der Kolbenstange aufgehängt bzw. abgestützt ist

2. Antriebs- und Führungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lager (18—21) aus mehreren, über den Umfang der Kolbenstange (4) verteilten, in axialer Richtung angeordneten und in Käfigen (20) gehaltenen Kugelreihen (19) besteht, die ihrerseits in elastischen Hülsen (18) vorzugsweise aus Gummi und Stahl eingepreßt sind.

3. Antriebs- und Führungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (4) für die Zu- und Abführung eines Druckmediums hohl ausgebildet ist.

4. Antriebs- und Führungssystem nach einem der Ansprüche 1—3, gekennzeichnet durch Anordnung von Endschaltern (63) an einem in der Ebene der Stirnfläche des Zylinders (3) angeordneten Kontaktring (24).

5. Antriebs- und Führungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer die Kolben-Zylinder-Einheit schließkraftabhängig umsteuernden Sicherheitsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (4) in Axialrichtung elastisch begrenzt beweglich abgestützt und die Axialbewegung der Kolbenstange oberhalb einer vorgegebenen Axiallast zur Auslösung der Sicherheitsschaltung (30,31,36) vorgesehen ist.

6. Antriebs- und Führungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange in' Gummielementen (26) axialbeweglich abgestützt ist.