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Elektropneumatische Tursteuerung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektropneumatische Türsteuerung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Elektropneumatische TUrsteuerungen dieser Art
werden hauptsächlich in öffentlichen Verkehrsmitteln, die der Personenbeförderung
dienen, wie z.B. in Omnibussen,verwendet. Die Steuerungen werden meist pneumatisch
oder elektropneumatisch betätigt, d.h. der Fahrer löst zum Öffnen oder Schließen
der Tür einen pneumatischen oder elektropneumatischen Impuls aus, welcher über ein
als Steuerventil gebildetes TUrventil einen als Tür-
zylinder ausgebildeten
Türantrieb mit Druckluft beaufschlagt, wobei die Hubbewegungen des Türzylinderkolbens
die Öffnungs- und Schließbewegungen der TUr auslösen.
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Da mit den verschiedensten Betriebsbedingungen, insbesondere auch
mit Fehlbedienungen durch die Fahrgäste, gerechnet werden muß, hat die Steuerung
eine Reihe von Randbedingungen zu erfüllen. So wird z.B. allgemein verlangt, daß
die Schließbewegung einer pneumatisch betätigbaren Fahrzeugtür automatisch in eine
Öffnungsbewegung umschaltet, wenn Personen oder Gegenstände von einer sich schließenden
Tür eingeklemmt werden (Reversierung).
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Dies gilt auch für erschwerte Betriebsbedingungen, welche z.B. im
Winterhalbjahr auftreten, wenn durch die niedrigen Temperaturen die Kinematik der
Tür verändert wird und wenn durch Schnee und Eisbrbcken die Schließbewegung der
Tür behindert werden kann. Da auch bei der Öffnungsbewegung die Gefahr besteht,
daß Personen oder Gegenstände eingeklemmt werden können, ist es weiter üblich, eine
derartige Einrichtung zusätzlich für die sich öffnende Tür vorzusehen, wobei allerdings
eine elektropneumatische SChalteinrichtung die Tür lediglich durch Entlüften der
Anlage zum Stillstand bringen sollte, da.hier die Umkehrung der Türbewegung eine
Gefahr für die nachfolgend durch die Tür tretenden Personen bedeuten würde.
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Um eine Türsteuerung anzugeben, welche in der Lage ist, alle geforderten
Randbedingungen auf einfache Weise und mit geringen Kosten, d.h. insbesondere ohne
den Einsatz von zusätzlichen Ventilen oder Druckechaltern zu erfUllen, ist aus der
DE-OS 30 32 516 bekannt, daß zur Überwachung und Steuerung eine Elektronik vorgesehen
ist, die ein TUrstellungs-Flip-Flop als elektronische Nachbildung der jeweiligen
Türstellung aufweist.
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Die Elektronik enthält dabei vorteilhaft die folgenden Blöcke: a)
Eine Signalaufbereitung zur Dämpfung und Begrenzung der Eingangssignale.
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b) Ein an die Signalaufbereitung angeschlossenes Türstellungs-Flip-Flop
zur Nachbildung der jeweiligen Türstellung.
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c) Eine Überwachungslogik, die an die Signalaufbereitung und das Türstellungs-Flip-Flop
angeschlossen ist.
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d) Eine an die Signalaufbereitung, das Türstellungs-Flip-Flop und
die Überwachungslogik angeschlossene Steuerlogik e) Eine an die Steuerlogik angeschlossene
Magnetventil-Ansteuerung mit Leistungs-Endstufen zur Ansteuerung eines Türventils
und einer Entlüftungsfuktion durch ein Ventil.
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Die Türsteuerung enthält somit bei dem erwähnten Ausführungsbeispiel
gemäß der Hauptanmeldung zwei Grundkomponenten, nämlich einen pneumatischen Teil
und eine Elektronik. Diese Komponenten sind in den Figuren 1 und 2 der erwähnten
Hauptanmeldung näher dargestellt.
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Bei der durch die Hauptanmeldung bekannten Türsteuerung werden zur
Überwachung der Türschließbewegung meist pneumatische Differenzdruckschalter mit
elektrischen Schaltkontakten eingesetzt. Aufgrund der pneumatischen Gegebenheiten
werden die Schaltkontakte dieser Differenzdruckschalter durch den Druckaufbau in
den Türzylindern in der geschlossenen Türstellung betätigt.
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Um ein sofortiges Reversieren in diesem Fall zu verhindern, werden
die elektrischen Verbindungen der Differenzdruckschalter durch entsprechend positionierte
Endschalter vor Erreichen der Position "Tür geschlossen" abgeschaltet.
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Liegt also bei der bekannten Türsteuerung in Folge eines Widerstandes
beim Schließen der Tür ein Reversiersignal am zugeordneten Eingang der Elektronik
an, so wird dieses Signal mit Erreichen der Endschalterposition "Tür geschlossen"
in der Überwachungslogik durch das Türstellungs-Flip-Flop gesperrt, Hierdurch ergibt
sich, daß eine sich schließende Fahrzeugtür nur bis zu einem bestimmten Bereich
der Schließbewegung überwacht werden kann. Eine Überwachung und damit auch ein gegebenenfalls
sinnvolles Reversieren in der letzten Schließphase von etwa 10 Zentimeter pro Türflügel
ist daher mit den Differenzdruckschaltern nicht mehr möglich.
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Hierdurch besteht die Gefahr, daß Körperteile oder Gegenstände von
der sich schließenden Tür eingeklemmt werden können, ohne daß die Tür reversiert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektropneumatischen
Türsteuerung der eingangs genannten Art auch die letzte Schließphase der Tür überwachen
zu können.
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Die obengenannte Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 enthaltene
Erfindung gelöst, wobei das Vorhandensein von Überwachungselementen vorausgesetzt
ist, die durch den Türlauf auch in der geschlossenen Position nicht betätigt werden
können. Solche Überwachungselemente können als in den Fingerschutzgummis eingebaute
Fühlkanten, senkrecht oder waagerecht in den Türen
angebrachte Lichtschranken,
sowie als elektrische Schaltkontakte in den Trittstufen ausgeführt sein.
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Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient eine Zeichnung: Fig. 1
zeigt ein pneumatisches Schaltbild der bekannten Türsteuerung, Fig. 2 zeigt ein
Blockschaltbild der gemäß der Erfindung ergänzten Elektronik.
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Gemäß Fig. 1 ist ein Druckluftvorrat 31 über einen Nothahn 15, ein
Ventil 24 und ein Türventil 1 mit einem pneumatischen Türantrieb 2 verbunden. Der-Türantrieb
2 besteht aus je einem Arbeitszylinder 9, 10 zum Antrieb je eines der beiden Türflügel.
Der Arbeitszylinder 9 enthält zwei Kammern 11, 12 sowie einen Kolben 13. Der Arbeitszylinder
10 ist entsprechend aufgebaut. Die Kammern 11, 12 des Arbeitszylinders 9 sind je
mit den beiden Eingängen eines Reversierschalters 18 verbunden. Entsprechend sind
die Kammern des Arbeitszylinders 10 mit einem Reversierschalter 19 verbunden. Die
Reversierschalter enthalten elektrische Schaltkontakte 36, 37, 38, 39. Die Kontakte
37 und 39 liegen parallel und sind an Anschlußklemmen 32 und 35 angeschlossen. Die
Kontakte 36 und 38 liegen ebenfalls parallel und sind an Anschlußklemmen 33 und
34 angeschlossen. Der Anschluß 32 ist über einen Endschalter 20 an einen Ausgang
3 einer Elektronik 22 angeschlossen. Der Anschluß 33 ist an einen Eingang 7 der
Elektronik 22 angeschlossen.
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Der Anschluß 34 ist an einen Eingang 6 der Elektronik 22
angeschlossen.
Der Anschluß 34 ist weiterhin über einen weiteren Endschalter 21 an eine Betriebsspannung
angeschlossen. Die beiden Endschalter 20 und 21 weisen je zwei parallel gechaltete
Kontakte auf, die zu je einem der beiden Türflügel einer Tür gehören. Die Elektronik
22 weist weiterhin einen Eingang 8 auf, der über einen Taster 14 an eine Betriebsspannung
angeschlossen ist, Ein weiterer Ausgang 4 der Elektronik 22 ist an einen Arbeitsmagneten
16 zur Betätigung des Türventils 1 angeschlossen.
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Schließlich ist ein Ausgang 5 der Elektronik 22 an einen Arbeitsmagneten
25 zur Betätigung des TUrventils 1 angeschlossen.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise der bekannten elektropneumatischen
Türsteuerung gemäß Fig. 1 erklärt.
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Eine Umsteuerung der TUr erfolgt in üblicher Weise durch Betätigung
des Tasters 14. Hierdurch wird das Türventil 1 umgesteuert und die vorher entlüfteten
Kammern der Türzylinder 9, 10 belUftet.
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Falls während des Schließvorganges der Tür ein Hindernis eingeklemmt
wird, muß die Tür reversieren, d.h. wieder öffnen. Das Hindernis wird in bekannter
Weise durch den Druckunterschied in den Zylinderkammern 11, 12 erkannt und mittels
der Reversierschalter 18, 19 an die Elektronik 22 gemeldet. Diese gibt daraufhin
einen Impuls über den Ausgang 4 auf das Türventil 1, wodurch die Tür reversiert.
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Da die Tür in den beiden Endstellungen trotz vorliegender Reversierbedingung
nicht reversieren darf, sind zwei Endschalter 20, 21 vorgesehen, durch welche in
den Endstellungen der Reversierbefehl unterbrochen wird.
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Beim Einklemmen eines Hindernisses durch die Hinterkante der Tür während
des Öffnens wird das Ventil 24 durch ein Signal am Ausgang 3 der Elektronik 22,
welches über den Endschalter 20 und die Schaltkontakte 37, 39 zum Arbeitsmagneten
23 läuft, erregt. Hierdurch werden die Türzylinder 9, 10 entlüftet.
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In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Elektronik 22 nach Fig. 1 dargestellt.
Die Signalaufbereitung 27 ist mit dem Eingang 6 an den Endschalter 21, mit dem Eingang
7 an den Reversierschalter-Anschluß 33 und mit dem Eingang 8 an den Taster 14 angeschlossen.
Die Signalaufbereitung 27 nimmt die Signale der angeschlossenen Schalter bzw. Taster
auf und paßt sie mit Hilfe eines Dämpfungsnetzwerkes (z.B. RC-Kombination) und mit
Schmitt-Triggern den Spannungsverhältnissen in der nachfolgenden Elektronik an.
Das Türstellungs-Flip-Flop 26 bildet die jeweilige Türstellung nach. Beim Einschalten
der Elektronik 22 wird das Flip-Flop 26 entsprechend der Endschalterstellung voreingestellt
-und anschließend immer mit dem Türventil 1 gemeinsam umgesteuert. Hierdurch ist
der jeweilige Türzustand im Flip-Flop 26 gespeichert.
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Die Überwachungslogik 28 erkennt aus der Stellung des Türstellungs-Flip-Flops
26 und dem mit dem Taster 14 gegebenen Türbefehl, ob eine bzw. welche Überwachungsfunktion
zugelassen wird.
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Die Steuerlogik 29 nimmt den Türbefehl und die Signale der Überwachungslogik
28 auf, verknüpft diese und gibt sie an die Magnetventilansteuerung 30 weiter.
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Die Magnetventilansteuerung 30 enthält Leistungsendstufen zur Ansteuerung
des Türventils 1 (Ausgang 5 und Ausgang 4).
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Außerdem wird über den Ausgang 3 und den Arbeitsmagneten 23 das Ventil
umgesteuert.
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Eine Eigenschaft der Türsteuerung ist es, daß die Überwachungsfunktionen
durch einen Dauertürbefehl durch den Taster 14 unterdrückt werden können. Hierdurch
kann die Tür auch bei einer Schwergängigkeit bzw. Behinderung durch Schnee und Eis
im Winterbetrieb geöffnet und geschlossen werden. Wenn durch eine Unachtsamkeit
des Fahrpersonals ein Fahrgast mit einem Dauertürbefehl eingeklemmt wird, so wird
die entsprechende Überwachungsfunktion (Reversierung) nach Lösen des Türbefehls
automatisch wieder wirksam.
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Die Elektronik 22 arbeitet dabei wie folgt: Die Tür soll durch einen
Türbefehl an den Eingang 8 der Elektronik zugesteuert werden. Durch die Schwergängigkeit
der Tür erscheint am Eingang 7 ein Reversierbefehl, der die Tür in Öffnungsrichtung
umsteuert. Wird jedoch an den Eingang 8 ein Dauertürbefehl gegeben, so wird der
Reversierbefehl in der Überwachungslogik 28 unterdrückt.
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Wenn vor Erreichen des Endschalters 21 der Türbefehl abfällt, fällt
das Ansteuersignal des Türventils 1 am Ausgang 5 ab und die Überwachungslogik 28
gibt das Reversiersignal frei. Dadurch wird über die Steuerlogik 29, die Magnetventilansteuerung
30 und den Ausgang 4 die Tür wieder aufgesteuert.
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In gleicher Weise erfolgt die Überbrückung der Entlüftung bei einem
Hindernis in Öffnungsrichtung. Wird die Tür durch ein Signal am Eingang 8 geöffnet,
dann wird die Freigabe der Türhinterkantenüberwachung so lange von der Überwachungslogik
28 unterdrückt, wie der Türbefehl am Eingang 8 ansteht. Die Tür kann somit auch
bei Behinderung durch Eis und Schnee durch einen Dauerimpuls auf den Taster 14 vollständig
geöffnet werden, ohne daß die Tür durch die Überwachung entlüftet wird.
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Wird der Türbefehl beendet, gibt die Überwachungslogik
die
Hinterkantenüberwachung wieder frei und steuert über die Steuerlogik 29 und die
Magnetansteuerung 30 den Ausgang 3 an. Wenn dann die Endstellung der Tür noch nicht
erreicht ist (Endschalter 20 noch geschlossen) und sich ein Hindernis in der Tür
befindet, wird die Tür sofort drucklos.
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Die Elektronik 22 ist nun erfindungsgemäß wie folgt ergänzt: Durch
eine Erweiterung der Elektronik 22 um ein einstellbares Zeitglied 40 wird die Reversierbedingung
erst dann zurückgesetzt, wenn nach Erreichen des Endschalters 21 die mit dem Zeitglied
40 eingestellte Zeit von etwa 1,5 Sekunden abgelaufen ist. Das Zeitglied 40 ist
zwischen die Signalaufbereitung 27 (Eingang 6) und die Überwachungslogik 28 geschaltet.
Auf diese Weise wird ein vom Endschaltersignal abgeleitetes Signal auf der Verbindungsleitung
zwischen der Signalaufbereitung 27 und dem Türstellungs-Flip-Flop 26 über das Zeitglied
40 zeitverzögert der Überwachungslogik 28 zugeführt. Die durch das Schließen der
Tür nicht automatisch betätigten oben erwähnten Überwachungselemente (nicht dargestellt)
sind an den Eingang 7 der Elektronik 22 angeschlossen. Die Reversierfunktion der
Überwachungslogik 28 wird nicht, wie bisher üblich, mit Erreichen des Endschalters
21 "Tür geschlossen", welcher an den Eingang 6 der Elektronik 22 angeschlossen ist,
zurückgesetzt.
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Als Endschalter für die geschlossene Türstellung können hierbei die
ohnehin von den Differenzdruckschaltern her vorhandenen Endschalter 21 benutzt werden.
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Damit kann die letzte Schließphase der Tür durch die obengenannten
Überwachungselemente kontrolliert werden.
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Ein unerwünschtes Reversieren bei geschlossener Tür durch ein Ansprechen
der Reversierschalter 18, 19 (Differenzdruckschalter), die ebenfalls an den Eingang
7 der Elektronik 22 angeschlossen sind, erfolgt nicht, da diese wie bisher unmittelbar
durch die Endschalter 21 vor Erreichen der Schließstellung von der Versorgungspannung
(Plus-Pol) abgetrennt werden.
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Durch die beschriebene Erweiterung der Elektronik durch ein Zeitglied
40 läßt sich der Türlauf bis in die geschlossene Stellung der Tür überwachen. Durch
die Wahl eines einstellbaren Zeitglieds ist eine genaue Justage der Endschalter
für die geschlossene Türstellung nicht zwingend erforderlich, da eine Anpassung
durch Verstellen des Zeitglieds erfolgen kann. Nach Ablauf der Verzögerungszeit
des Zeitglieds ist ein Reversieren nicht mehr möglich. Dies ist notwendig, damit
sich die Tür während der Fahrt bei einer Auslösung der Überwachungselemente durch
die Fahrgäste nicht öffnet.