DE3624823C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für ein Türsystem nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Bekannte Türsysteme dieser Art, und insbesondere automatische Schiebe- oder Schwenkschiebetüren von Schienenfahrzeugen, Bussen etc., bei denen zum Antrieb des Türflügels zumeist eine direkt mit diesem gekoppelte, pneumatische Langhub-Kolben-Zylindereinheit verwendet wird, arbeiten aus Gründen einer ausreichend großen Schließgeschwindigkeit mit einem relativ hohen Arbeitsdruck und entwickeln beim Auftreffen der Tür auf ein Hindernis entsprechend starke Schließkräfte, die in der Größenordnung von 1000 N liegen. Bei einem bekannten Türsystem (GB-PS 11 70 451) ist die Türsteuerung aus Sicherheitsgründen mit einer Reversiereinrichtung einschließlich eines die Antriebskraft des Stellmotors federnd aufnehmenden Schließkraftsensors ausgerüstet, der bei einer stärkeren Klemmkraftwirkung anspricht und dann ein elektrisches, den Pneumatikantrieb umsteuerndes Öffnungssignal auslöst. Dabei hat es sich jedoch als problematisch erwiesen, daß das Hindernis im Rhythmus des periodisch ablaufenden Schließ- und Öffnungsvorgangs wiederholt starken Kraftstößen ausgesetzt ist, so daß derartige Reversier­ einrichtungen nur eine begrenzte Sicherung, vor allem von schwächeren Personen, gegen eine Verletzungsgefahr beim Schließen der Tür bieten.

Ferner ist aus der DE-OS 34 39 613 eine Tür-Sicherheitseinrichtung mit einem die Druckdifferenz zwischen den Arbeitskammern des Stellmotors aufnehmenden Druckschalter und einem von diesem elektrisch betätigten Sicherheitsventil bekannt, durch das beim Ansprechen des Druckschalters eine Drosselöffnung in der Druckzufuhrleitung des Stellmotors aufgesteuert und dadurch der Arbeitsdruck im Stellmotor auf ein vorgegebenes Druckniveau reduziert wird. Um eine pulsierende Arbeitsweise beim Auftreffen auf ein Hindernis zu vermeiden, bleibt das Sicherheitsventil nach dem einmaligen Ansprechen des Differenzdruckschalters in der Drosselstellung verriegelt, bis die Tür ihre Endposition erreicht hat, was nicht nur einen baulichen Mehraufwand für die selbsttätige Verriegelung erfordert, sondern auch zur Folge hat, daß die Tür den restlichen Teil ihrer Bewegungsbahn mit erheblich reduzierter Geschwindigkeit und unter ständigem Druckluftverlust durchläuft. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Sicherheitseinrichtung liegt in ihrem relativ trägen Ansprechverhalten, und auch darin, daß sie nicht rein druckluftbetrieben ist, sondern zur Steuerung des Sicherheitsventils Fremdenergie benötigt wird, und daß die Druckdifferenz eine relativ ungenaue Meßgröße für die effektive Antriebs- bzw. Klemmkraft des Stellmotors ist.

Bei der aus der EP-OS 00 33 646 bekannten Tür-Sicherheitseinrichtung der eingangs genannten Art, die einen Schließkraftsensor mit einem die türrahmenseitige Abstützung des Stellmotors bewirkenden Federglied und ein im Zuge der Schließdruck-Zufuhrleitung angeordnetes Sicherheitsventil enthält, wird das Sicherheitsventil beim Ansprechen des Schließkraftsensors über ein mit diesem unmittelbar gekoppelten Zweistellungs-Tastventil und ein von diesem gesteuertes, pneumatisches Zeitglied für eine vorgegebene Zeitdauer von der die Druckzufuhrleitung freigebenden Ruheposition in eine die Schließdruckseite des Stellmotors mit einem Niederdruckspeicher verbindende Entlüftungsposition umgeschaltet und dadurch die Antriebskraft des Stellmotors beim Auftreffen auf ein Hindernis reduziert. Eine derartige Schließkraft- Begrenzung mit Zeitverzögerung ist ebenfalls baulich aufwendig und führt aufgrund des relativ trägen Regelverhaltens zu starken Abweichungen der effektiven Antriebs- bzw. Klemmkraft des Stellmotors vom vorgegebenen Ansprechwert des Schließkraftsensors und bei einer länger anhaltenden Behinderung der Schließbewegung zu einer pulsierenden Klemmkraftübertragung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrichtung für ein Türsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, die unabhängig von einer Reversiereinrichtung arbeitet und so ausgebildet ist, daß die Schließkraft des Stellmotors unabhängig vom Bewegungszustand der Tür in einfacher, zuverlässiger Weise rasch und mit hoher Genauigkeit auf einen zulässigen Höchstwert einreguliert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Sicherheitseinrichtung gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung, die nach Art eines internen, dem Stellmotor zugeordneten Schließkraft-Regelkreises arbeitet, wird selbst bei einem hohen Arbeitsdruck in der Zufuhrleitung, wie er für eine hohe Strömungsmittel-Zuflußmenge zur Schließdruckseite und eine dementsprechend große Schließgeschwindigkeit des Stellmotors erforderlich ist, gewährleistet, daß die Schließkraft des Stellmotors während des gesamten Schließvorgangs auf einen am Sensor einstellbaren Höchstwert einreguliert wird, und zwar gleichgültig 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 Bauelemente benötigt werden, ist äußerst störunanfällig und arbeitet ohne Fremdenergie und mit hoher Genauigkeit, und Ansprechgeschwindigkeit, weil das Steuerventil unmittelbar in Abhängigkeit von der Antriebskraft des Stellmotors betätigt wird und in seiner Mittelstellung, also wenn die Schließkraft auf dem eingestellten Höchstwert liegt, die Druckzufuhrleitung zunächst absperrt und in der Entlüftungsposition, also bei Überschreiten des vorgegebenen Schließkraftwertes, bei weiterhin abgesperrter Zufuhrleitung die Schließdruckseite des Stellmotors mit hoher Geschwindigkeit, aber nur so weit entlüftet, bis infolge der daraus resultierenden Druckverringerung die Antriebskraft des Stellmotors wieder auf den vorgegebenen Höchstwert absinkt, woraufhin das Ventil erneut in die Zwischenposition und nach Fortfall des Hindernisses in die Ruhestellung zurückschaltet und der Schließvorgang mit unverändert hoher Schließgeschwindigkeit beendet wird. Durch die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung wird nicht nur das Verletzungsrisiko minimiert, sondern im Falle eines Einklemmens können sich auch schwächere Personen durch Aufdrücken des Türflügels ohne große Kraftanstrengung, nämlich durch eine ebenfalls auf den zugelassenen Höchstwert begrenzte Gegenkraft entgegengesetzt zur Schließrichtung, selbst befreien. Der Schließkraft-Höchstwert lag in einem praktischen Anwendungsfall der Erfindung in der Größenordnung von 100 N.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist der Schließ­ kraftsensor gemäß Anspruch 2 als einfaches Federglied ausgebildet das die an der türrahmenseitigen Abstützung wirkende, der Schließkraft entgegengesetzt gleichgroße Reaktionskraft des Stellmotors aufnimmt, was den Vorteil hat, daß für die Sicherheitseinrichtung keinerlei mit dem Türflügel mitbewegte Teile benötigt werden. Zwar ist es ohne weiteres möglich, den zugelassenen Schließkraft- Höchstwert dadurch zu variieren, daß der das Umschalten des Steuerventils auslösende Federweg des Federgliedes veränderlich eingestellt wird, aus Gründen gleichbleibender Schaltwege empfiehlt es sich jedoch gemäß Anspruch 3, zum Zwecke einer Änderung des Schließkrafthöchstwertes die Federvorspannung 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 Schließkraftsensor abgesetzt wird.

Vorzugsweise wird die Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung gemäß Anspruch 7 mit einem automatischen Türsystem kombiniert, das als Stellmotor eine pneumatische, 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 eine 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 ausgeübt, 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 (6)

1. Sicherheitseinrichtung für ein Türsystem insbesondere für die automatische Schiebetüre eines Schienenfahrzeugs, mit einem druckmittelbetätigten Türflügel-Stellmotor einschließlich einer der Schließdruckseite des Stellmotors zugeordneten Arbeitsdruck-Zufuhrleitung, und mit einer Türsteuerung, die einen die Antriebskraft des Stellmotors federnd aufnehmenden Schließkraftsensor und ein sensorgesteuertes, oberhalb eines vorgegebenen Ansprechwertes des Schließkraftsensors die Schließdruckseite des Stellmotors entlüftendes, im Zuge der Schließdruck-Zufuhrleitung des Stellmotors angeordnetes Sicherheitsventil enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als Sicherheitsventil ein stellwegkonform mit dem Schließkraftsensor (34, 36) gekoppeltes Steuerventil (42) mit einer durch den Schließkraftsensor ansteuerbaren, die Zufuhrleitung (16) sperrenden Zwischenposition und einer bei weiter gesperrter Zufuhrleitung einen freien Druckmittelabstrom von der Stellmotor- Schließdruckseite (18) gestattenden Entlüftungsposition vorgesehen ist.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkraftsensor (34, 36) ein die türrahmenseitige 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 Reaktionskraft des Stellmotors (2) entgegen der Kraft des Federgliedes (36) schwenkbaren, das Steuer­ ventil (42) betätigenden Wippe (34) begrenzt beweglich abgestützt ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen die Schwenkbewegung der Wippe (34) in Richtung der beim Öffnen des Türflügels (6) einwirkenden Reaktionskraft des Stellmotors (2) begrenzenden Anschlag (40).

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellmotor (2) eine doppelt wirkende, pneumatische 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.