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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für, einen
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pneumatischen Türantrieb mit einem beidseitig beaufschlagbaren Zylinder,
einem Umsteuerventil und je einem Drosselrückschlagventil in den Zylinderzuleitungen.
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Bei einer bekannten Steuereinrichtung für einen pneumatischen Türantrieb
ist ein beidseitig beaufschlagbarer Zylinder vorgesehen, in dessen Zuleitungen je
ein Drosselrückschlagventil liegt.
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Beide Ventile sind über ein Umsteuerventil mit der Druckluftleitung
resp. dem Abluftschalidämpfer verbunden. Das Umsteuerventil wirkt als 4/2-Wege-Impulsventil
so, daß ständig die eine Zylinderseite unter Druck steht, während die andere entlüftet
ist. Dadurch wird die Tür im geöffneten wie im geschlossenem Zustand pneumatisch
festgehalten.
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Die bekannte Steuereinrichtung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargi3-stellt.
Mit M ist ein doppeltwirkender Zylinder bezeichnet, desSen Anschlußstutzen s zum
Schließen beaufschlagt wird, während der Stutzen ö der oeffnung dient. Der Zylinder
M kann als Schwenkmdtor ausgebildet sein, dessen Kolbenstange K sowohl eine Linearbewegung
als auch eine Drehbewegung ausführt. Es ist Aufgabe derartiger Motoren und der zugehörigen
Steuereinrichtung, die Tür in der Anfangsphase recht schnell zu bewegen, während
sie in der Endphase sanft abgebremst, also gedämpft einlaufen soll.
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In der bekannten Schaltung ist mit 1.1 das Umsteuerventil bereich
net, das den Zylinder über Drosselrückschlagventile 1.2 und 1.4 speist. In der gezeichneten
Stellung bewirkt das völlig offene Drosselrückschlagventil 1.2, daß der Kolben stark
beschleunigt wird, wenn das Ventil 1.4 auf einen großen Drosselquerschnitt
eingestellt
ist. Dann aber schlägt die Tür ungedämpft in der Endstellung ziemlich hart an. Das
gleiche gilt für die Offnungsbewegung, wenn auch das Ventil 1.2 einen großen Drosselquerschnitt
aufweist. Voraussetzung für eine große Beschleunigung in der Anfangsphase ist also
der große Drosselquerschnitt, weil nur dann beim Umschalten des Ventils 1.1 der
Druck auf der Abluftseite schnell abgebaut werden kann.
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Wenn man nun zur Verbesserung der Dämpfung in beiden Ventilen 1.2
und 1.4 den Drosselquerschnitt stark verkleinert, bewegt sich die Tür im Schleichgang
von einer Endposition zur anderen. Die gesamte Betätigungszeit der Tür wird also
viel zu lang. Es hat sich gezeigt, daß man auch bei Zwischeneinstellungen der Drosselventile
nicht zu befriedigenden Kompromißlösungen gelangen kann.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Türsteuereinrichtung
zu schaffen, die sich sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen durch eine große
Anfangsbeschleunigung und eine hervorragende Enddämpfung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedem Drosselrückschlagventil
ein federbelastetes Regelventil parallel geschaltet ist, das den Abluftdruck in
der Abluftleitung schnell auf einen mittleren Wert abfallen läßt und daß die Durchflußmenge
des zugehörigen Drosselrückschlagventils so klein eingestellt ist, daß der Abluftdruck
infolge der Kolbenbewegung vom mittleren Druck aus schnell ansteigt und hierdurch
eine sanfte Abbremsung der Tür bewirkt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 2 - 4
der
Zeichnung dargestellt.
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Fig. 2 zeigt die Gesamtschaltung der Steuereinrichtung, Fig. 3 einen
Querschnitt durch das Regelventil, Fig. 4 ein Ablaufdiagranmi Einander entsprechende
Teile sind in Fig. 1 - 4 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Fig. 2 unterscheidet sich von der bekannten Schaltung nach Fig.
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dadurch, daß parallel zu den'Drosselrückschlagventilen 1.2 und 1.4
neuartige Regelventile 1.3, 1.5 nach Fig. 3 geschaltet sind. Diese Regelventile
liegen mit ihrem Anschluß x am Zylinder M und mit ihrem Anschluß y am Umsteuerventil
1.1. In der gezeichneten Stellung steht der Anschluß s des Zylinders M unter dem
Betriebsdruck p, während der Anschluß ö mit der Abluftleitung Verbindung hat. Der
Anschluß s liegt also an der Zuluftleitung mit dem Druck pz, der Anschluß ö an der
Abluftleitung mit dem Druck Pa, die Tür ist geschlossen.
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Wenn das Ventil 1.1 auf Türöffnung umgeschaltet wird, vertauschen
die Zuluft- und die Abluftleitung ihre Rollen.
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Im stationären Zustand ist Pz = P und Pa = Oe Wenn das Ventil 3,1
umgesteuert wird, steigt der Druck an ö schnell an, während er an s abfällt. Ohne
das Ventil 1.3 wäre dieser Druckabfall allein durch den Querschnitt der Drossel
im Ventil 1.2 bestimmt.
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Das Ventil 1.3 bewirkt, daß der Abluftdruck Pa schnell auf einen mittleren
Wert Pm abfällt, so daß die Druckdifferenz P - Pm als resultierender Druck zu einer
schnellen Beschleunigung der Tür zur Verfügung steht. Das Regelventil 1.3 ist so
ausgebildet, daß es nach Schließung bei Pm oberhalb dieses Druckes geschlossen
bleibt,
so daß sich infolge des nachdrückenden Kolbens ein höherer Abluftdruck Pa ausbilden
kann, der auf die Türbewegung als dämpfender Puffer wirkt. Erst nach dem sanften
Einlauf in die Endstellung klingt der Abluftdruck pa nach einer e-Funktion ab. Das
gleiche Spiel wiederholt sich mit vertauschten Rollen beim erneuten Schließen der
Tür.
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Die Regelventile 1.3 und 1.5 sind gleich aufgebaut und werden vorteilhaft
auch auf den gleichen mittleren Druck pm durch Verstellung der Federkraft FF eingestellt.
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In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das Regelventil gezeichnet.
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Es besteht aus einem zylindrischen Grundkörper 1, einem Deckel 2 mit
einer Ringschneide 2a, einem Kolben 3 mit einer Dichtungsplatte 3a und einer Schraubenfeder
4. Der Kolben 3 gleitet in einer Bohrung la des Grundkörpers 1. Das Ventil weist
einen Anschluß x im Deckel 2 und einen weiteren Anschluß y im Grundkörper auf. Bei
geschlossenem Ventil wird der Ventilraum durch die Ringschneide 2a in zwei Räume
unterteilt. Dabei wirkt der Druck p1 auf eine Kreisfläche Al mit dem Durchmesser
dl, während der Druck P2 lediglich eine Ringfläche AR =d2 - dz . beaufschlagt.
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4 Das Ventil wirkt wie folgt: Solange die Druckkraft FD größer ist
als die Federkraft FF; i5t das Ventil offen, so daß also p1 = P2 ist. Dies ist grundsätzlich
beim Anliegen des Betriebsdruckes p der Fall, wenn also das Ventil in der Zuluftleitung
liegt. In dieser Phase ist es praktisch ohne Bedeutung, weil ja auch das parallel
liegende Drosselrückschlagventil in dieser Richtung voll durchgängig ist.
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Anders verhält sich das Regelventil in der Abluftleitung. Im Augen
blick des Umschaltens wird der Anschluß y entlastet, so daß der Druck p1, der dann
auch dem Abluftdruck pa entspricht, sehr schnell auf den mittleren Druck pm abfällt,
bei dem das Ventil schließt.
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Da nun aber nur die Fläche A1 beaufschlagt wird, kann das Ventil erst
bei einem wesentlich höheren Druck wieder öffnen. Es kann sich also infolge des
nachlaufenden Arbeitskolbens ein Abluftdruck pa aufbauen, der zwischen p, und p
liegt und der die Ttrbewegung sanft abbremst.
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Fig. 4 zeigt sehr deutlich die wechselseitige Abhängigkeit von pz
und pa als Funktion des Türweges im oberen Tail des Diagramms.
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Bei Beginn der Türöffnung fällt der Ab luftdruck von p - 5 bar steil
ab bis zum Wert pm, um dann von diesem Minimum zur Zeit t1 infolge der Schließung
des Ventilquerschnittes fast ebenso steil wieder anzusteigen, bis er zur Zeit t2,
dem Schließzeitfunkt, ein Zwischenmaximum erreicht. Dieses Maximum ermöglicht eine
optimale Dämpfung des Kolbens auf der letzten Wegstrecke. Zwischen t2 und t3 sinkt
der Druck nach einer e-Funktion ab, um dann mit dem Schließsignal steil wieder anzusteigen.
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Wenn man den Durchmesser der Kreisfläche im Ventil sehr klein -wählt,
könnte der Druck im Zeitpunkt t2 sogar höher werden als der Betriebsdruck p, weil
bei großem Trägheitsmoment des Türsystems Beschleunigungskräfte zur Druckerhöhung
beitragen.
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Die Erfindung ermöglicht es bei geringem Aufwand, daß die Tür beim
Öffnen wie beim Schließen mit hoher Beschleunigung startet und au£ dem letzten Teil
des Weges sanft abgebremst wird.