Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung von Drucklufttürantrieben, wie sie im einzelnen
dem Oberbegriff des Anspruches 1 entnehmbar ist. Eine derartige Anordnung ist z. B. aus der DE-AS
15 84 191 bekannt.
Dabei wird bei einem vom Fahrgast über einen Fahrgastschalter Fgs gegebenen Türöffnungsbefehl dieser
türstellungsabhängig elektronisch gespeichert. Der gespeicherte Befehl gelangt an die Basis einer Treiberstufe
7j und macht diese leitend, sofern fahrerseitig (durch
Anlegen der Kollektorspannung) eine Türfreigabe (Schalter Fs) erfolgt. Mit der Treiberstufe ist ein Türtransistor
Ti gekoppelt, der ein mit ihm in Serie liegendes
Schaltgerät (Getriebeschalter R1) steuert. Soll die
Tür nach einer Offenhaltezeit wieder in die Schließstellung laufen, wird ein separater Getriebeschalter (R11)
eingeschaltet.
Für bekannte Zweirichtungsantriebe, wobei bevorzugt Druckluftantriebe Verwendung finden, ist diese
Steuerung umfangreich, und es werden zahlreiche Peripherieschaltglieder
benötigt, um den Bedingungen des Türöffnens, Türschließer mit Reversiermöglichkeit
entsprechen zu können. Darüber hinaus werden moderne Sicherheitsanforderungen, wie Haltestellenbremse,
nicht berücksichtigt.
Weitere bekannte Türbetätigungsanordnungen für personenbefördernde Fahrzeuge gehen zwar auf Belange
automatisch verzögerter Schließung mit Reversiermöglichkeit zur Sicherung gegen Einklemmen ein, moderne
Anforderungen, nach denen ein Haltewunsch für eine Türöffnung bei Fahrzeughalt von Fahrgästen gegeben
und elektronisch gespeichert werden kann, werden noch nicht berührt. Auch auf die Anforderung einer
Haltestellenbremse wird noch nicht eingegangen (z. B. DE-OS 15 84 151 oder DE-OS 17 55 350).
Bekannte Türautomatiken, die alle diese Bedingungen erfüllen, sind mit einer komplizierten Steuerlogik
und einer erheblichen Anzahl von Relais, die Schalt-, Speicher- und Verstärkerfunktionen ausüben, ausgerüstet.
Dabei ist allgemein ausschließlich die Elektronik
der eigentlichen Steuerlogik — manchmal mit einem oder zwei Relais — in einem Gehäusekästchen untergebracht
(z. B. »Technische Mitteilungen AEG-TELE-FLJNKEN« 61 (1971) 3. S. 198. 199). Die darüber hinaus
verwendeten Relais — es kann sich je nach Umfang der verlangten Funktionen um eine erhebliche Anzahl handeln
— sind in der Mehrzahl um das zentrale Steuergerät gruppiert, zum Teil befinden sie sich an objekibezogenen
Stellen der Peripherie. Das hat neben der VVartungsbedürftigkeit für die Geräte selbst, auch einen
nicht unerheblichen Verkabelungsaufwand von und /um zentralen Steuergerät zur Folge, der bei Arbeiten
an verschiedenen Stellen im Fahrzeug zusätzlichen Zeitaufwand bei Wartung and Reparatur bedeutet.
Aufgabe der Erfindung ist es. eine vollelektronische Türsteueranordnung zu schaffen, bei der bei vereinfachter
Schaltung und minimalem Aufwand an elektronischen Bauelementen die Sicherheit im Betrieb erhöht
ist. Darüber hinaus soll eine Haltestellenbremse direkt integriert sein und ein moderner Zweirichtungsdruckluftantrieb
mit Impulssteuerung Anwendung finden. Letztere Forderung stellt besondere Anforderingen an
die Steuerung hinsichtlich Impulsdauer und Impulspause.
Für eine Anordnung der eingangs genannten Art wird die gestellte Aufgabe gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Durch die Integrierung der Haltestellenbremse in die
Türöffnungsschaltung wird sichergestellt, daß die Fahrzeugtür nur bei stehendem Fahrzeug geöffnet werden
kann. Über die Rückkopplungspfade und die spezielle Schaltung werden definierte Impulslängen und Impulspausen
erstellt, die einen sicheren »verschiuckfreien« Betrieb des verwendeten Impuls-Umsteuerventils für
den Türantrieb gewährleisten. Selbst bei kürzestem lahrerseitigem
»Tip«-Betrieb für eine Türfreigabe, erfolgt eine einwandfreie Türöffnung auch unter der erschwerenden
Bedirjung nur eines Türschalters bzw. für zwei gleichzeitig umschaltende Türendschalter bei Flügeltüren.
Nach einer im übrigen verlängerbaren Wartezeit folgt nach der erfindungsgemäßen Schaltung ein Türschließen
mit Reversiermöglichkeit. Das Türventii ist gegen Dauerbetrieb und unzulässige Erwärmung geschützt.
Darüber hinaus ist die Schaltung weitgehend gegen unbeabsichtigtes Ansprechen des Türventils oder
der Haltestellenbremse bei Kabelbrüchen sicher.
Anhand eines schematischen Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert.
Die Bezugszeichen ergeben sich fortlaufend aus der Funktionsbi-schreibung. ALSgegangen wird von einem
fahrenden, unbeleuchteten Fahrzeug. Die Türen sind geschlossen und Fahrer und Fahrgäste haben noch keine
Schiilthandlungcn vorgenommen. I bezeichnet das
Zentnilsteuergerät und II und III verschiedene Peripherieeinrichtungen.
Beabsichtigt ein Fahrgast auszusteigen, so drückt er einen Haltewunschknopf 1. wodurch Betriebsspannung
( + ) von Leitung 2 auf das Gate eines Kontrollampenthyristors 3 gelangt und diesen durchschalten läßt. Über
den bei geschlossener Tür betätigten Kontakt a eines Türendschalters 4 wird damit die Betriebsspannung auf
ein Transparent 5 (»Fahrzeug hält«) durchgeschaltet und läßt dieses für die Fahrgäste sichtbar aufleuchten.
Ebenso leuchtet beim Fahrer eine Haltewunschkontrolleuchte 6 auf. Sie zeip dem Fahrer an. daß ein Fahrgast
aussteigen will, und er an der nächsten Haltestelle halten muß. Der Türöffnungsbefehl des Fahrgastes kann
noch nicht wirksam den Stcuerstromkreis eines Türventiltransistoi
s 7 erreichen, der mit jedem Impuls das Tür ventil 8 umsteuert. Der Türöffnungsbefehl wird vor Erreichen
der Basis eines Trciberstufeniransistors 9, der
mit einem weiteren Transistor 10 zum Steuerstromkreis des Türventiltransistors 7 gehört, über Diode 11 und
Widerstand 12 sowie Diode 13 und Haltestellenbremsvcntil 14 an Masse abgeleitet. Er bleibt jedoch auch
nach Loslassen des Haltewunschknopfes 1 über die durchgcschaltete Spannung des Kontrolleuchtenthyristors
3 elektronisch gespeichert und steht weiter über Diode 15, Widerstand 16 und Diode 17 bis auf Abruf an.
Der Abruf erfolgt bei einer Türfreigabe durch den Fahrer und wird über einen Zugschalter 18 ausgelöst. Er
soll nur bei stehendem Fahrzeug gegeben werden, da er einen Haltesu-Ilenbremsthyristor 19 durchschaltet, wodurch
das eine Fahrzeugbremse betätigende Haltestellenbremsveniii
14 erregt wird. Dabei blockiert die an
a.· der Kathode der Diode 11 anliegende durchgeschailete
Betriebsspannung (+) den den Türöf--,ungsbefehl ableitenden
Nebenpfad (über Widerstand 12 ';zw. Diode 13 und Haltestellenbremsventil 14) und der Türöffnungsbefehl kann von Diode 17 aus die Basis von Treiberstu-
2'5 fentransistor 9 erreichen. Türventiltransistor 7 gibt einen
Impuls ab (Öffnungsimpuls), der das Türventil 8
umsteuert. Es handelt sich hier um ein sogenanntes Impulsventil, das abwechselnd auf die Schaltstellungen
»Tür öffnen«. »Tür schließen«. »Tür öffnen« usw. geht und die entsprechenden Druckluftleitungen beaufschlagt.
Im vorliegenden angenommenen Fall strömt nach Umschaltung von Türventil 8 Druckluft in die Türöffnungsleitung,
und die Tür beginnt nunmehr zu öffnen. Der Schließdruckschalter 20 öffnet sofort. Der Türend-
j:i Schalter 4 bleibt für eine geringe Wegstrecke noch in
Stellung a. Bis dahin erfolgt selbst bei kürzester Türfreigabe durch den Zugschalter eine Selbstheilung des Haitestellenbremsthyristors
19 mittels einer anodenseitigen Ankoppelung über Diode 29 an die Ausgangsspaiinung
des Türventiltransistors 7. wodurch der Steuerstromkrei< zum Türventiltransistor 7 noch erhalten bleibt. Die
Selbsthaltung erfolgt hier unter der erschwerenden Annahme, daß nur ein Endschalter 4 verwendet wird (einflügelige
Tür) bzw. beide Endschalter 4 bei zweiflügeligen Türen gleichzeitig umschalten. Nach einem gewissen
Türöffnungsweg springt der Türendschalter 4 von a nach b. Der Kontrollampenthyristor 3 erlischt und f^mit
auch der gespeicherte Türöffnungsbefehl über Diode 15. Über eine Rückkopplungskette 26, 27,16,17,9,10, 7
bleiben während der Umschaltphase des Türendschalters 4 der Türventiltransistor 7 und damit auch Haltestellenbremsthyristor
19 — sich gegenseitig haltend -· weiter gezündet. Der Öffnungsvorgang der Tür ist noch
niciit abgeschlossen. Nach vollzogener Umschaltung des Türendschalters 4 wird über Kontakt b und D'ode
41 der Haltestellenbremsthyristor 19 mit Kaltestrom versorgt. . .ußerdem leuchtet eine Türkontrollampe 21
auf. und ein Thyristor 22 für eine Trittstufenbeleuchtung 23 erhält Anodensfannung. Für eine Zündung ist jedoch
zusätzlich eine Ansteuerung des Gates erforderlich, wobei als Und-Bedingung »Nachtbetrieb« gelten soll und
zweckmäßig über den Schaltkontakt d eines faiirzeugseitig sowieso vorhandenen Umschalthilfsrelais 24 für
die Fahrzeugbeleuchtung 25 Spannung herangeführt
bj wird. Die Rückkopplung des Türventiltransistors 7
bleibt noch solange aufrechterhalten, bis ein mit höherer
Teilerspannung vom Arbeitsspannungstciler 30/31 aufgeladener Kondensator 32 sich über Teilerwider-
stand 31 so weit entladen hat, daß seine Spannung die Diode 33 nicht mehr sperrt. Diese wird leitend und
schließt damit praktisch den Steuerstromkreis kurz, das heißt sie reißt die Rückkopplungskette zum Türvcntiltransistor
7 auf. Der Türventiltransistor 7 sperrt. Die Tür ist inzwischen völlig geöffnet und verharrt nach
Ausbleiben von Türöffnungsbefehlen für eine definierte Offenhaltezeit. Diese ergibt sich aus der Entladung des
Kondensators 32, der durch die Öffnungsbefehle bis auf die Teilerspannung des Spannungsteilers 16/31 aufgeladen
wurde. Wird zwischenzeitlich nochmals der Haltewunschknopf 1 gedruckt oder ein Fahrgast betätigt
Schalter 36 beim Passieren der Tür (Lichtschranke oder Tri'.tstufenkontakt) erfolgt ein Hinausschieben der Türoffenhaltezeit
durch abermalige Nachladung des Kondensators 32 auf die Teilerspannung eines Spannungsteilers
mit den Widerständen 16 und 31. Diese Ausgangsspannung liegt niedriger als die Teilerspannung
des ArbeitSSnannUP^StCÜCr 30/^1 flor nur hoi ppschlossener
Tür und/oder geschlossenem Druckschalter 20 Spannung erhält. Dadurch erfolgt bei öffnenden und
reversierenden Türen eine elektronische Aufstockung der Türoffenhaltezeit, da sich der Kondensator 32 von
einem höheren Spannungsniveau aus entladen muß. Türendschalter, die die Türoffenhaltezeit erst bei geöffneten
Türen beginnen lassen, können damit entfallen. Nach Ausbleiben der Öffnungsbefehle kann sich Kondensator
32 wieder entladen. Sobald die Steuerspannung für einen Transistor 34 unterschritten wird, sperrt
Transistor 34, der bis dahin die über eine Diode 35 an den Steuerstromkreis (Treiberstufentransistor 9) herangeführte
Betriebsspannung kurzschloß.
Mit dem Sperren von Transistor 34 wird Türventiltransistor 7 leitend und gibt einen Umsteuerimpuls
(Schließimpuls) auf das Türventil 8. Die Schließdruckleitung wird beaufschlagt, und die Tür bewegt sich in
Schließrichtung. Schließdruckschalter 20 hat sofort geschlossen und über Arbeitsspannungsteiler 30/31 wird
Kondensator 32 wieder auf Arbeitsteilerspannung aufgeladen. Da das Aufladen des Kondensators 32 verzögert
erfolgt, wird jeder öffnungs- bzw. Reversierbefehl während eines Schließimpulses bzw. unmittelbar danach
unterdrückt. Transistor 34 wird dabei wieder leitend, die Ansteuerung über Diode 35 entfällt. Durch Blockieren
der Diode 33 — zeitverzögert durch Kondensator 32 — wird der Steuerstromkreis für eventuelle Reversierbefehle
über Haltewunschknopf 1 oder Schalter 36 mit Weg über die Bauelemente 16, 17 wieder zugänglich.
Kommt ein Reversierbefehl, beispielsweise weil ein Fahrgast für verspätetes Aussteigen den Haltewunschknopf
1 drückt od°.r bei Einklemmgefahr eine Lichtschranke (z. B. Schalter 36) betätigt, geht — Diode 33 ist
über den Arbeitsspannungsteiler 30/31 wieder gesperrt — der Türöffnungsbefehi über Widerstand 16 und Diode
17 auf den Steuerstromkreis von Türventiltransistor 7. Dieser gibt einen Umsteuerimpuls (Öffnungsimpuls)
ab, und die Tür öffnet. Die Türoffenhaitezeit bestimmt sich wieder wie geschildert aus der Entladung des Kondensators
32.
Beim Reversieren kann es vorkommen, daß die Tür wegen ihrer Massenträgheit den Türendschalter 4 noch
kurz betätigt (Kontakt springt von b nach a und wieder zurück), bevor sie wieder öffnet. Ein Abfallen der Haltestellenbremse
während des Umschaltvorganges wird auch hier durch den Entladevorgang des Kondensators
32 verhindert der erst verspätet die Rückkopplungskette 26, 27, 16, 17, 9, 10, 7 von Türventiltransistor 7 aufreißt
Der Kondensator 32 hat somit eine Mehrzahl von Aufgaben: — Steuerung der Türoffenhaitezeit — elektronisches
Aufstocken der Türoffenhaltezeit — einwandfreies Reversieren durch Unterdrückung eines
Öffnungsbefehls während eines Schließimpulses bzw. unmittelbar danach — Selbsthaltung der Haltestellenbrenise
während des Umschlagens des Türcndschalters 4.
Sollen die Türoffenhaltezeit und deren Aufstockung getrennt eingestellt werden können, sind für diese Funktionen
eigene Kondensatoren vorzusehen.
Zum einwandfreien Umschalten benötigt das impulsbetätigte Türventil 8 eine Mindestimpulslänge mit anschließender
Mindestimpulspause, die beide nicht unterschritten werden dürfen, bevor ein erneutes Umsteuern
erfolgen kann. Anderenfalls kann sich das Ventil »verschlucken« bzw. gar nicht oder falsch reagieren. Zur
Sicherstellung dieser Forderung ist über den Widerstand 26 eine weitere Rückkopplung vom Ausgang des
Tiirventiltransistors 7 über einen Kondensator 37 an
einen Spannungsteiler 38/39 geschaltet, der an die Basis des Treiberstufentransistors 9 vom Steuerstromkreis
führt. Der Ladevorgang des Kondensators 37 hält selbst bei sehr kurzen öffnungs- bzw. den schaltungsbedingt
extrem kurzen Schließbefehlen — Kondensator 32 wird ja sofort wieder aufgeladen — den Türventiltransistor 7
für eine einwandfreie Türventilbetätigung ausreichend lange gekündet (Mindestimpulslänge). Nach Aufladung
des Kondrisators 37 entfällt diese Rückkoppelung und der Türventiltransistor 7 sperrt. Über Widerstand 26,
jo Türventil 8 und Widerstand 39 entlädt sich der Kondensator
37. Ein erneut an der Basis des Treiberstufentransistors 9 anstehender Befehl kann sich jetzt solange
nicht auswirken, wie er über Widerstand 38 durch den sich entladenden Kondensator 37 »abgesaugt« wird
(Mindestimpulspause). Impulslänge und -pause können also nicht unterschritten werden. Sie sind jedoch nach
oben nicht begrenzt.
Diese weitere Rückkoppelung beschleunigt außerdem vorteilhaft die Schaltübergänge in den sperrenden
bzw. leitenden Zustand von Türventiltransistor 7, so daß der Schaltungsaufwand verglichen mit herkömmlichen
Türautomatiken gering gehalten werden kann.
Funktionsstörungen, die bei Spannungsspitzen wegen der beschriebenen Rückkoppelungen auftreten können,
werden durch ein Siebglied, bestehend aus dem Widerstand 26 und dem Kondensator 40, verhindert.
Durch die erfindungsgemäße Schaltung der Türautomatik ergibt sich noch der besondere Vorteil, daß
Schließimpulse (Dauer- oder Taktimpulse) bei nicht
so vom Fahrer gegebener Türfreigabe (Zugschalter 18), wie sie z. B. bei umgelegtem Nothahn für Handtü. öff
nung (Schließdruckschalter 20 ist geöffnet) und offener Tür bei herkömmlichen Türautomatiken auftreten können,
völlig fehlen. Das Türventil 8 kann nach der Erfindung erst bei zusätzlich betätigter Türfreigabe (Zugschalter
18) durch Blockieren der Diode 11 angesteuert
werden und erhält dann wegen der beschriebenen Rückkoppelungen Spannungsimpulse im Abstand der
Türoffenhaltezeit Eine unzulässige Erwärmung oder Beschädigung des Türventils 8 wird so vermieden.
Einen weiteren Vorteil bietet noch die Sicherheit der Schaltung gegen ein unbeabsichtigtes Ansprechen von
Türventil 8 bzw. der Haltestellenbremse bei Kabelunterbrechungen in der Peripherie und fehlender Türfreigäbe
(Zugschalter 18). Die einzige Leitung, die durch Unterbrechung die geschilderten Auswirkungen haben
könnte, ist die zum Haltestellenbremsventil 14. Durch ihre Unterbrechung könnte Diode ti blockiert und da-
mit der Steuerstromkreis frei werden. Eine redundante Parallelverbindung von Diode 11 über Widerstand 12
zur Masse verhindert dies. Ein weiterer Beitrag zur Sicherheit.
Werden mehrere Türen eines Nahverkehrsfahrzeuges automatisiert, so muß für jede Tür eine eigene Türautomatik
vorgesehen werden. Während dieser sogenannte Parallelbetrieb von herkömmlichen Türautomatiken
normalerweise weitere Relais oder Schaltelemente erfordert, kommt die neue Türautomatik ohne zusätzliche
periphere Bauelemente aus. Die Tür, die bei
fehlender Türfreigabe bereits geschlossen ist, läßt sich nicht mehr öffnen, da die Haltestellenbremsventilspannung
von anderen geöffneten Türen durch die Diode 13 abgeblockt wird. Ein eventueller Öffnungsbefehl wird i>
über Diode 11 und Widerstand 12 zur Masse abgeleitet. Wird jedoch der Türfreigabeschalter *8 noch einmal
kurz betätigt, schaltet der Haltestellenbremsthyristor 19 wegen des fehlenden Gate-Widerstandes auch dann voll
durch, wenn das Haltestellenbremsventil 14 über andere offene Türen noch mit Spannung versorgt wird. Der
Widerstand 12 braucht daher nicht für den gesamten notwendigen Thyristormindesthaltestrom ausgelegt zu
werden, weil das Haltestellenbremsventil 14 einen Teil übernimmt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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