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Pneumatische Schließvorrichtung für Türen, insbesondere in Eisenbahnwagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Schließvorrichtung für Türen, wie
sie z. B. in Eisenbahnwagen verwendet werden. Die Tür wird hierbei durch einen Kolben
angetrieben, der in einem Zylinder beweglich ist und dessen Antriebskammer das Druckmittel
durch eine Drosselöffnung zugeleitet wird.
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Die Drosselöffnung dient dazu, die Geschwindigkeit der Tür beim Schließen
herabzusetzen. Tritt nun während der Schließbewegung eine Hemmung auf, die die Tür
festzuhalten sucht, beispielsweise ein starker Reibungswiderstand in der Türführung,
wie es insbesondere bei Abnutzung der Führungsteile nach längerem Gebrauch möglich
ist, so wird die Bewegung unterbrochen.
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Der Luftdruck, der infolge der Drosselung im Zylinder kleiner ist
als in der Zuleitung, solange die Tür sich bewegt und die Luft durch die Drosselöffnung
strömt, steigt bei Hemmung der Tür verhältnismäßig schnell auf den Druck in der
Zuleitung an, der vor der Drosselöffnung herrscht. Schließlich erreicht er eine
Größe, die zur Überwindung der Hemmung ausreicht. Die Tür wird dann mit großer Kraft
vorgeschleudert und bewegt sich nach Überwindung der Hemmung mit übermäßiger Geschwindigkeit
zur geschlossenen Lage hin. Zwar sind Türschließvorrichtungen, bei denen in der
der Antriebskammer gegenüberliegenden Kammer ein Druck erzeugt wird, bekannt. Doch
fehlt dort die Zuleitung des Druckmittels durch eine Drosselöffnung, und die Wirkung
des Gegendruckes ist daher eine andere. Sie soll insbesondere die Tür kurz vor Erreichen
ihrer Endlage aufhalten und ein schlagartiges Schließen, das durch die starke anfängliche
Beschleunigung entstehen würde, verhindern. Die Erfindung besteht nun darin, daß
die zweite Zylinderkammer für den Fall einer Hemmung der Türbewegung als Bremskammer
ausgebildet ist, in der während der Schließbewegung ein Gegendruck erzeugt wird,
so daß nach Überwindung der Hemmung die Tür mit der vorhergehenden gleichen Geschwindigkeit
weiterbewegt wird. Die Tür wird also, nachdem sie die Hemmung überwunden hat, sofort
durch den Gegendruck in der zweiten Zylinderkammer gebremst, führt also bei Überwindung
der Hemmung nur einen kleinen, kaum merklichen Ruck aus. ' Zweckmäßig wird die wirksame
Kolbenfläche in der Bremskammer kleiner gemacht als die in der Antriebskammer, so
daß selbst bei gleichen Drücken in den beiden Kammern die beiderseits auf den Kolben
wirkenden Kräfte verschieden sind. Dabei kann der Bremskammer das Druckmittel über
einen Hilfsbehälter und über ein Rückschlagventil, das an die Speiseleitung angeschlossen
ist, zugeleitet werden.
In der praktischen Ausführung kann man den
Hilfsbehälter gleichmittig zum Antriebszylinder anordnen. Der Hilfsbehälter kann
auch von der hohlen, mit der Tür in Verbindung stehenden und am freien Ende geschlossenen
Kolbenstange des Antriebskolbens gebildet «-erden und mit der einen Kammer des Zylinders
durch das Rückschlagventil, mit der anderen Kammer durch Öffnungen unmittelbar verbunden
sein.
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Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele der Erfindung,
und zwar zeigt:
Fig. i eine schematische Darstellung, Fig.2 bis 4. drei Ausführungsbeispiele
im Längsschnitt.
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`ach Fig. i enthält die Vorrichtung einen Zylinder i, einen Hilfsbehälter
2, ein Rückschlagventil3 und ein Auslaßventil4. Diese vier Teile können durch Rohrleitungen
verbunden und vollständig getrennt voneinander angeordnet oder zu einem einheitlichen
Ganzen miteinander verbunden werden.
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Im Zylinder i ist ein Kolben 5 verschiebbar, dessen Kolbenstange von
einem Rohr 6 gebildet wird. Zur Abdichtung dienen ein Deckel 7 und Manschetten 8,
g. Der Kolben trennt die beiden Zylinderkammern io und i i. Der Hilfsbehälter :2
liegt zwischen dem Rückschlagventil 3 und dem Kolben 5. Das Rückschlagventil3 läßt
Luft in den Hilfsbehälter 2 und die Kammer i i eintreten, hindert aber eire Strömung
in umgekehrter Richtung.
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Das Auslaßventil 4 besteht aus einem Gehäuse mit zwei Kammern 12 und
13, die durch eine Membran 14 voneinander getrennt sind. Diese trägt einen Ventilkörper
15, der rzit einer Längsbohrung 16 versehen ist. Eine Feder 17 sucht ihn von seinem
Sitz 18 abzudrücken. Die Kammer i o des Zylinders steht daher durch eine Öffnung
ig mit der Außenluft in Verbindung, solange die Einrichtung nicht unter Druck ist.
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Der Antriebskolben kann entweder unmittelbar durch seine Kolbenstange
oder mittelbar durch eine zusätzliche Stange 20 von kleinerem Durchmesser, die an
ihrem einen Ende mit der Tür verbunden und am anderen Ende frei in dem Rohr 6 gelagert
ist, auf die Tür einwirken. Die Druckluft wird dem Zylinder von der Druckleitung
21 durch das Rohr 23 sowie über die Kammer 13 zugeleitet. Sie drückt dabei auf die
Membran 14 und preßt den Ventilkörper 15 auf seinen Sitz 18, kann daher anschließend
nur durch die Drosselöffnung 16 in die Kammer io treten, wo sie den Antriebskolben
5 nach links zu schieben sucht. Gleichzeitig öffnet die Druckluft das Rückschlagventil3
und tritt durch die Rohre 24 und 25 in den Behälter :2 und die Kammer i i des Zylinders.
Hier sucht sie der Kolbenbewegung nach links entgegenzuwirken. Da die Luft aus der
Speiseleitung 21 in die Hilfskammer i i ungehindert eintreten kann, so stellt sich
dort der Druck unverzüglich ein. Dagegen wird die Luft beim Durchtritt durch die
enge C)ffnun5 16 gedrosselt, so daß der Druck in der Hauptkammer io nur allmählich
ansteigt.
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Da die wirksame Kolbenfläche in der Kammer i i um den Ouerschnitt
der Kolbenstange 6 kleiner ist als in der Kammer to. so überwiegt die von rechts
wirkende Luft im Sinne des Pfeiles 27, die von links wirkende im Sinne des Pfeiles
28. Sowie der allmählich in der Kammer io ansteigende Druck einen bestimmten Wert
erreicht hat, beginnt daher die Kolbenbewegung. Hierbei sinkt der Druck infolge
der Drosselung bei 16 wieder ab, und die Tür schließt sich daher langsam. Um die
Geschwindigkeit nach Belieben regeln zu können, ist der Querschnitt der Öffnung
16 verstellbar.
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Wird die Tür im Verlauf ihrer Bewegung durch ein Hindernis, z. B.
durch erhöhte Reibung, in der Führung festgehalten, so steigt zunächst der Druck
in der Kammer i o annähernd auf den Druck der Leitung 21, bis die Kraft ausreicht,
die Hemmung zu überwinden. Die dann entstehende plötzliche Türbewegung wird sofort
durch den Gegendruck in der Kammer i i gebremst, so daß sich die Tür mit gleicher
Geschwindigkeit wie zu Anfang weiterbewegt.
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Ist der Kolben 5 am Ende seines Hubes angelangt, so entleert man die
Rohrleitung 21. Die Bremskammer wirkt dann als Mittel, die Türschließvorrichtung
in die Anfangsstellung zurückzuführen. Der somit in der Kammer 13 des Auslaßventils
entstehende Druckabfall bewirkt, daß die Feder 17 den Ventilkörper 15 öffnet und
so die Kammer io durch die Öffnung i9 zur Außenluft entleert. Dagegen verhindert
das Rückschlagventil 3, daß die im Behälter 2 und in der Kammer i i des Zylinders
befindliche Luft entweicht. Da jetzt die Kammer io entlüftet ist, überwiegt die
auf die Rückseite des Kolbens ausgeübte Kraft, und der Kolben kehrt in seine Anfangsstellung
zurück.
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Bei der Ausführung nach Fig.2 ist der Hilfsbehälter 2 gleichmittig
zum Zylinder i angeordnet und mit ihm durch die Kanäle 25 verbunden. Die beiden
Ventile 3 und 4 sind am Kopf des Zylinders angebracht. Die Speisung des Zylinders
und des Hilfsbehälters mit Druckluft findet in der in Fi-g. i gezeigten Weise statt.
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In Fig. 3 ist der Hilfsbehälter 2 in ähnlicher Weise angeordnet wie
in Fig. i, nämlich oberhalb des Zylinders i. Er ist mit ihia
durch
einen oder mehrere Kanäle 25 verbunden. Die Anordnung der Ventile 3 und 4 ist dieselbe
wie in Fig. 2.
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Fig.4 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführung. Der Hilfsbehälter 2
wird hier- von der Kolbenstange 6 selbst gebildet, -die an ihrem freien Ende geschlossen
ist und auf die Tür einwirkt. Der Hilfsbehälter 2 ist durch Öffnungen 25 mit der
Kammer i i des Zylinders verbunden und steht mit der Kammer io des Zylinders durch
das Ventil 3 in Verbindung. Die Kammer io erhält das Druckmittel durch das Ventil
4.
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Wird die Einrichtung in Betrieb gesetzt, so wird die Luft durch die
enge Bohrung 16 des Ventils 4 der Kammer io des Zylinders zugeleitet. Zwischen den
beiden Kammern io und ii gleichen sich die Drücke durch das Ventil 3 und die Öffnungen
25 aus. Durch die Verschiedenheit der Kolbenflächen sind die Kräfte dann auf beiden
Seiten des Kolbens verschieden, so daß die Tür geschlossen wird. Dabei schließt
sich das Ventil 3. Die Vorrichtung arbeitet dann in derselben Weise weiter wie die
Vorrichtung nach Fig. 2 und 3, abgesehen davon, daß der Kolben 5 etwas schneller
in Bewegung versetzt wird, da die Luft, bevor sie in die Kämfner i i durch das Ventil
3 tritt, zunächst die Kammer io durchströmt. Man kann indessen die enge Öffnung
16 entsprechend bemessen, um die Bewegung in der gewünschten Weise zu verlangsamen.
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An Stelle des einfachen _ Ventils 3 kann man ein Ventil verwenden,
das nicht nur die Luft aus der Speiseleitung in den Behälter 2 ungehindert eintreten
läßt, sondern darüber hinaus auch einen Austritt der Luft aus dem Behälter in umgekehrtem
Sinne und unter Drosselung zuläßt, beispielsweise durch eine Öffnung von kleinem
Ouerschnitt. Dadurch kann man verhindern, daß, wenn der Druck in der Speiseleitung
aus irgendeinem Grunde sinkt, der Gegendruck durch das im Behälter 2 zurückgebliebene
Druckmittel eine Bewegung des Kolbens im Schließungssinne möglich macht. Denn eine
Entlüftung des Behälters 2 durch eine am Ventil 3 vorgesehene kleine Öffnung würde
zur Folge haben, daß in den beiden Kammern io und ii des Zylinders stets der gleiche
Druck. herrscht.
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Man kann die Einrichtung auch in der umgekehrten Weise verwenden,
indem man beispielswei5e die Kolbenstange nach Fig. 4 unbeweglich anordnet und statt
dessen den Zylinder selbst sich bewegen läßt, wobei man die Ventile 3 und 4 in geeigneter
Weise umgekehrt anordnet. Der Hilfsbehälter 2 kann mit mehreren Antriebszylindern
in Verbindung stehen. Irr kann auch durch eine Rohrleitung oder eine Druckluftquelle
gespeist werden, die von der Rohrleitung oder der Druckluftquelle des Antriebszylinders
-unabhängig ist. Er braucht im übrigen von irgendeiner äußeren Dr uckluftquelle
überhaupt nicht gespeist zu werden, indem der Gegendruck durch Zusammenpressen der
ursprünglich darin befindlichen Luft bei der Bewegung des Kolbens oder durch einmalige
anfängliche Einführung eines Druckgases erzeugt wird.
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Die Erfindung kann nicht nur zum Antrieb von Türen, sondern auch zum
Antrieb jeder anderen Einrichtung verwendet werden, bei der ein unter Druck stehendes
Mittel, ein Gas oder eine Flüssigkeit, benutzt wird.