DE3624823A1 - Sicherheitseinrichtung fuer ein tuersystem - Google Patents
Sicherheitseinrichtung fuer ein tuersystemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrich
tung für ein Türsystem nach dem Oberbegriff des Patent
anspruchs 1.
Bekannte Türsysteme dieser Art, und insbesondere auto
matische Schiebe- oder Schwenkschiebetüren von Schienen
fahrzeugen, Bussen etc., bei denen zum Antrieb des Tür
flügels zumeist eine direkt mit diesem gekoppelte,
pneumatische Langhub-Kolben-Zylindereinheit verwendet
wird, arbeiten aus Gründen einer ausreichend großen
Schließgeschwindigkeit mit einem relativ hohen Arbeits
druck und entwickeln beim Auftreffen der Tür auf ein
Hindernis entsprechend starke Schließkräfte, die in der
Größenordnung von 1000 N liegen. Aus Sicherheitsgründen
sind die Türsteuerungen derartiger Türsysteme daher mit
einer Reversiereinrichtung einschließlich einer sich
über die Schließkante des Türflügels erstreckenden
Kontakt- bzw. Druckleiste und eines dieser zugeordneten,
elektrischen Kontaktschalters ausgerüstet, der bei einer
stärkeren Quetschdruckeinwirkung auf die Schließkante
anspricht und dann ein den Pneumatikantrieb umsteuern
des Öffnungssignal auslöst. Dabei hat es sich jedoch
als problematisch erwiesen, daß solche Reversiereinrich
tungen insbesondere im Bereich der Kontakt- oder Dicht
leiste relativ störanfällig sind und somit nur eine be
grenzte Sicherung insbesondere von Personen gegen eine
Verletzungsgefahr beim Schließen der Tür bieten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrich
tung für ein Türsystem nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1 zu schaffen die unabhängig von der oben ge
schilderten Reversiereinrichtung arbeitet und so ausge
bildet ist, daß unter Beibehalt einer hohen Schließge
schwindigkeit die auf eine beim Schließvorgang einge
klemmte Person oder ein anderes Hindernis einwirkende
Antriebskraft des Stellmotors in einfacher, zuverlässi
ger und genau einstellbarer Weise auf ein
zulässiges Höchstmaß reduziert wird und der Türflügel
notfalls ohne große Kraftanstrengung entgegen der Wir
kung des Stellmotors manuell aufgedrückt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch
1 gekennzeichnete Sicherheitseinrichtung gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung, die
nach Art eines internen, dem Stellmotor zugeordneten
Kraftbegrenzung-Regelkreises arbeitet, wird selbst bei
einem hohen Arbeitsdruck in der Zufuhrleitung, wie er
für eine hohe Strömungsmittel-Zuflußmenge zur Schließ
druckseite und eine dementsprechend große Schließge
schwindigkeit des Stellmotors erforderlich ist, gewähr
leistet, daß die Antriebskraft des Stellmotors während
des gesamten Schließvorgangs auf einen am Sensor ein
stellbaren Maximalwert begrenzt bleibt, und zwar gleich
gültig ob eine Reversiereinrichtung nun vorhanden ist
und beim Auftreffen auf ein Hindernis anspricht oder
nicht. Die Schließkraftbegrenzung nach der Erfindung,
für die nur wenige, einfache und zuverlässige Bauele
mente benötigt werden, ist äußerst störunanfällig und
arbeitet ohne Fremdenergie und mit hoher Genauigkeit,
weil das Steuerventil unmittelbar in Abhängigkeit von
der Antriebskraft selbst nicht aber nach Maßgabe des
die Antriebskraft nur mittelbar und relativ ungenau an
gebenden Druckniveaus auf der Schließdruckseite des
Stellmotors betätigt wird, mit der Besonderheit, daß
der Stellmotor aufgrund der vom Steuerventil oberhalb
des zugelassenen Schließkraft-Grenzwertes bewirkten Ent
lüftung und dadurch Druckreduzierung auf der Schließ
druckseite bei einer Unterbrechung des Schließvorganges
notfalls auch von Hand durch eine im wesentlichen kon
stante und ebenfalls auf den zugelassenen Höchstwert
begrenzte Gegenkraft entgegengesetzt zur Schließrich
tung überdrückt werden kann, so daß durch die erfin
dungsgemäße Sicherheitseinrichtung nicht nur das Ver
letzungsrisiko minimiert wird, sondern sich auch schwä
chere Personen im Falle eines Einklemmens ohne große
Kraftanstrengung durch Aufdrücken des Türflügels selbst
befreien können. Der Schließkraft-Höchstwert wurde in
einem praktischen Anwendungsfall der Erfindung auf
etwa 1/10 der maximalen Antriebskraft üblicher Tür
systeme eingestellt, lag also in der Größenordnung von
100 N.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist der Schließ
kraftsensor gemäß Anspruch 2 als einfaches Federglied ausgebildet und
liegt nicht zwischen Stellmotor und Türflügel, sondern
mißt die an der türrahmenseitigen Abstützung wirkende,
der Schließkraft entgegengesetzt gleichgroße Reaktions
kraft des Stellmotors, wodurch eine ganz erhebliche
bauliche Vereinfachung erreicht und das Ausfallrisiko
nochmals deutlich verringert wird, weil für die Sicher
heitseinrichtung keinerlei mit dem Türflügel mitbewegte
Teile benötigt werden. Zwar ist es ohne weiteres möglich,
den zugelassenen Schließkrafthöchstwert dadurch zu
variieren, daß der das Umschalten des Steuerventils
auslösende Federweg des Federgliedes veränderlich ein
gestellt wird, aus Gründen gleichbleibender Schaltwege
empfiehlt es sich jedoch gemäß Anspruch 3, zum Zwecke
einer Änderung des Schließkraft-Grenzwertes die Feder
vorspannung des Federgliedes zu verstellen.
Im Hinblick auf eine einfache mechanische Koppelung
zwischen Schließkraft-Sensor und Steuerventil, durch
die zugleich eine begrenzt bewegliche Führung des
Stellmotors an seiner türrahmenseitigen, aufgrund des
Federgliedes elastischen Abstützung erreicht wird, ist
zweckmäßigerweise dem Stellmotor, dem Steuerventil und
dem Federglied die im Anspruch 4 gekennzeichnete Wippe
zugeordnet. Durch den Anschlag gemäß Anspruch 5 wird
sichergestellt, daß die Antriebskraft des Stellmotors
nur beim Schließvorgang, nicht aber auch beim Öffnen
der Tür über das Federglied bzw. den Schließkraft
sensor abgesetzt wird.
Im Hinblick auf eine sehr feinfühlige Schließkraftbe
grenzung und um den Druckmittelverbrauch bei Anspre
chen der Sicherheitseinrichtung gering zu halten, ist
das Steuerventil gemäß Anspruch 6 in besonders zweck
mäßiger Weise als Dreistellungs-Ventil ausgebildet,
das in seiner Ruhestellung, die es unterhalb des einge
stellten Schließkraft-Grenzwertes einnimmt, die Druck
zufuhrleitung zur Schließdruckseite des Stellmotors hin
freischaltet, in seiner Mittelstellung, also wenn die
Schließkraft auf dem eingestellten Grenzwert liegt,
die Druckzufuhrleitung zunächst absperrt und erst in
der anderen Endstellung, also bei Überschreiten des
vorgegebenen Schließkraft-Grenzwertes, bei weiterhin
abgesperrter Zufuhrleitung die Schließdruckseite des
Stellmotors nicht vollständig, sondern nur so weit ent
lüftet, bis durch die daraus resultierende Druckver
ringerung auf der Schließdruckseite die Antriebskraft
des Stellmotors wieder auf den vorgegebenen Grenzwert
absinkt, woraufhin das Ventil erneut in die Mittel
stellung und, falls der Schließvorgang ungehindert
fortgesetzt werden kann, in die Ruhestellung zurückge
schaltet wird.
Vorzugsweise wird die Sicherheitseinrichtung nach der
Erfindung gemäß Anspruch 7 mit einem automatischen
Türsystem kombiniert, das als Stellmotor eine pneuma
tische, sowohl in Schließ- als auch in Öffnungsrichtung
wirksame Langhub-Kolben-Zylindereinheit besitzt, deren
Kolbenstange unmittelbar an den Türflügel angeschlossen
und deren Zylinder türrahmenseitig über den Schließkraft-
Sensor bzw. die mit dem Federglied zusammenwirkende
Wippe abgestützt ist.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbei
spieles in Verbindung mit den Zeichnungen näher er
läutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 die Sicherheitseinrichtung im Ruhezustand
mit zugeordnetem Türsystem während des
Schließvorgangs,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung,
jedoch mit zum Zwecke der Schließkraftbe
grenzung aktivierter Sicherheitseinrichtung
nach Auftreffen des Türflügels auf ein Hin
dernis.
Das in den Fig. gezeigte, automatische Türsystem ent
hält als Stellmotor eine doppelt wirkende, pneumatische
Langhub-Kolben-Zylindereinheit 2, deren Kolbenstange 4
unmittelbar an den Schiebetürflügel 6 angeschlossen
ist, welcher durch den Stellmotor 2 beim Schließvorgang
in Pfeilrichtung P auf den Türpfosten bzw. Türrahmen 8
verfahren und in entgegengesetzter Richtung geöffnet
wird. Die Schließkante 10 des Türflügels 6 kann als
Kontakt- oder Druckleiste einer hier nicht näher
interessierenden und daher auch nicht weiter beschrie
benen Reversiereinrichtung ausgebildet sein.
Die Steuerung des Stellmotors 2 erfolgt durch eine
Türsteuerung 12, die an eine Druckluftleitung 14 von
z. B. 5 bar angeschlossen und über eine Schließluft-Zu
fuhrleitung 16 mit der kolbenstangenseitigen Schließ
druckkammer 18 sowie über eine Luftzufuhrleitung 20
mit der beim Öffnen des Türflügels 6 druckbeauf
schlagten Zylinderkammer 22 verbunden ist. Im Zuge der
Zufuhrleitungen 16 und 20 befinden sich jeweils selbst
tätig arbeitende Umschaltventile 24 bzw. 26, die die
zugeordnete Zylinderkammer 18 bzw. 22 nach außen ent
lüften, sobald diese und die zugeordnete Zufuhrlei
tung in den drucklosen Zustand gelangt sind, die freie
Verbindung der Zylinderkammer 18 bzw. 22 nach außen
jedoch sperren, sobald die Zufuhrleitung 16 bzw. 20
druckbeaufschlagt wird und solange die Zylinder
kammer 18 bzw. 22 unter Druck steht. Mit anderen
Worten verhindern die Umschaltventile 24, 26, daß sich
bei Druckbeaufschlagung der zugeordneten Zylinderkam
mer 18 bzw. 22 ein Gegendruck in der jeweils anderen
Zylinderkammer 22 bzw. 18 aufbauen kann. Die Umschalt
ventile 24, 26 verbleiben während des gesamten Schließ
vorganges, also auch beim Ansprechen der weiter unten
beschriebenen Sicherheitseinrichtung, in der gezeigten
Stellung, weil durch die Sicherheitseinrichtung allen
falls eine Druckabsenkung der Schließdruckkammer 18
bewirkt, diese aber nicht völlig drucklos geschaltet
wird. Der Türsteuerung 12 ist ferner eine pneumatische
Türverriegelung 28 zugeordnet. Insoweit ist das ge
zeigte Türsystem von üblicher Bau- und Funktionsweise.
Um nun die maximal wirksame Türschließkraft auf einen
veränderlich einstellbaren Wert zu begrenzen, der zum
Zwecke der Sicherung insbesondere von Personen so ge
ring wie unter Beibehalt ausreichend kurzer Schaltzei
ten möglich gewählt wird, ist dem Stellmotor 2 eine
Sicherheitseinrichtung zugeordnet, durch die die
Schließluftzu- und -abfuhr zu und von der Schließdruck
kammer 18 während des gesamten Schließvorganges nach
Maßgabe der effektiven Antriebskraft des Stellmotors 2
geregelt wird. Zu diesem Zweck ist der Zylinder 30 des
Stellmotors 2 am Türrahmen 8 nicht fest abgestützt, son
dern gelenkig an einer um einen ortsfesten Drehpunkt 32
schwenkbaren Wippe 34 gelagert, die sich an ihrem
freien Ende an einem Federglied in Form einer Druckfe
der 36 abstützt, deren Vorspannung - etwa mit Hilfe
der in den Fig. gezeigten Stellschraube 38 - veränder
lich einstellbar ist.
Die Türschließkraft bzw. die dieser entgegengesetzt
gleichgroße Reaktionskraft des Stellmotors 2 wird daher
vom Zylinder 30 über die Wippe 34 und das Federglied 36
in den Türrahmen 8 geleitet, während die Reaktionskraft
des Zylinders 30 bei Druckbeaufschlagung der Zylinder
kammer 22, also beim Öffnen der Türe, über einen der
Wippe 34 zugeordneten Anschlag 40 abgesetzt wird.
Die Wippe 34 und das Federglied 36, durch die der
Stellmotor 2 in Längsrichtung elastisch am Türrahmen 8
abgestützt wird, bilden somit einen die Antriebskraft
des Stellmotors beim Schließvorgang aufnehmenden
Schließkraftsensor, der ein im Zuge der Schließluft-
Zufuhrleitung 16 angeordnetes Steuerventil 42 betätigt.
Solange die effektive Antriebskraft des Stellmotors 2
unterhalb des durch die Vorspannung der Feder 36 einge
stellten Grenzwertes verbleibt, wird das Steuerventil 42
durch die Wippe 34 in seiner Ruhestellung (Fig. 1) ge
halten, in der es die Zufuhrleitung 16 zur Schließ
druckseite 18 des Stellmotors 2 frei durchschaltet.
Sobald der Türflügel 6 beim Schließvorgang jedoch gegen
ein Hindernis 44 (Fig. 2) fährt und die Schließkraft
des Stellmotors 2 den vorgegebenen Grenzwert erreicht,
spricht der Schließkraftsensor an, d. h. die Wippe 34
wird durch die Reaktionskraft des Stellmotors 2 ent
gegen der Federkraft der Druckfeder 36 verschwenkt, und
das Steuerventil 42 wird umgeschaltet. Es gelangt
zunächst in eine Zwischenstellung, in der es die
Schließdruckseite 18 des Stellmotors 2 von der Schließ
luft-Zufuhrleitung 16 absperrt, und dann in die in
Fig. 2 gezeigte Entlüftungsstellung, in der bei weiter
hin gesperrter Zufuhrleitung 16 Druckluft von der
Schließdruckseite 18 des Stellmotors 2 ins Freie ent
weicht, bis durch die daraus resultierende Druckver
ringerung auf der Schließdruckseite 18 die Antriebs
kraft des Stellmotors 2 soweit reduziert wird, daß
die Wippe 34 und über diese der Zylinder 30 unter der
Druckkraft des Federgliedes 36 wieder zurückgestellt
und das Steuerventil 42 erneut in die Zwischen
stellung und - bei Fortfall des Hindernisses 44 -
in die Ruhestellung umgeschaltet wird, woraufhin der
Schließvorgang unter der Kontrolle der Türsteuerung 12
automatisch fortgesetzt wird.
Die beschriebene Sicherheitseinrichtung gestattet es
auch, bei einer Unterbrechung des Schließvorganges
das eingeklemmte Hindernis und insbesondere einen
Passagier, ohne große Kraftanstrengung durch Aufschieben
des Türflügels 6 entgegen der Schließkraft des Stell
motors 2 zu befreien. Wird nämlich auf den Türflügel 6
eine Gegenkraft entgegen der Schließrichtung augeübt,
die den an der Feder 36 eingestellten Höchstwert über
steigt, so spricht die Sicherheitseinrichtung gleich
falls an, so daß die Schließdruckkammer 18 über das
Steuerventil 42 derart entlüftet wird, daß sich der
Türflügel 6 entgegen einer im wesentlichen konstanten
und auf den eingestellten Höchstwert begrenzten Wider
standskraft des Stellmotors 2 aufdrücken läßt.
In einem praktischen Anwendungsfall wurde die maxi
male Türschließkraft auf 100 N begrenzt. Das diesem
Schließkraft-Grenzwert zugeordnete Druckniveau in der
Schließdruckkammer 18 des Stellmotors 2 läßt sich
nicht genau festlegen, weil es nicht nur von der wirk
samen Kolbendruckfläche, sondern auch von Störgrößen,
etwa der Innenreibung des Stellmotors 2 abhängig ist.
Claims (7)
1. Sicherheitseinrichtung für ein Türsystem insbe
sondere für die automatische Schiebetüre eines
Schienenfahrzeugs, mit einem druckmittelbetätigten
Türflügel-Stellmotor einschließlich einer Tür
steuerung mit einer der in Schließrichtung wir
kenden Druckseite des Stellmotors zugeordneten
Arbeitsdruck-Zufuhrleitung,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Schließkraftbegrenzung des Türflügels (6) ein
die Antriebskraft des Stellmotors (2) beim Schließ
vorgang aufnehmender Schließkraftsensor (34, 36)
und ein sensorgesteuertes, oberhalb eines vorge
gebenen Ansprechwertes des Schließkraftsensors
die Schließdruckseite (18) des Stellmotors (2)
entlüftendes Steuerventil (42) vorgesehen sind.
2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schließkraftsensor (34, 36) ein die türrahmen
seitige Abstützung des Stellmotors (2) bewirkendes
Federglied (36) enthält.
3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet daß
die das Umschalten des Steuerventils (42) in die
Entlüftungsstellung bewirkende Federkraft durch
Änderung der Federvorspannung einstellbar ist.
4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stellmotor (2) türrahmenseitig an einer um
einen ortsfesten Drehpunkt (32) gelagerten, in
Richtung der beim Schließvorgang wirkenden Reak
tionskraft des Stellmotors (2) entgegen der Kraft
des Federgliedes (36) schwenkbaren, das Steuer
ventil (42) betätigenden Wippe (34) begrenzt be
weglich abgestützt ist.
5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
einen die Schwenkbewegung der Wippe (34) in Rich
tung der beim Öffnen des Türflügels (6) einwir
kenden Reaktionskraft des Stellmotors (2) begren
zenden Anschlag (40).
6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuerventil (42) als im Zuge der Schließdruck-
Zufuhrleitung (16) des Stellmotors (2) angeordne
tes, beim Umschalten in die Entlüftungsstellung
zunächst die Zufuhrleitung sperrendes und dann
einen Druckmittelabstrom von der Schließdruckseite
(18) des Stellmotors (2) gestattendes Schieber
ventil ausgebildet ist.
7. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Stellmotor (2) eine doppelt wirkende, pneumati
sche Langhub-Kolben-Zylindereinheit mit einer an
den Türflügel (6) angeschlossenen Kolbenstange (4)
und einem über den Schließkraftsensor (34, 36)
türrahmenseitig abgestützten Arbeitszylinder (30)
vorgesehen ist.
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