Sicherheitseinrichtung für ein Türsystem

Abstract

 Um bei einer Schiebetür mit einem pneumatisch betätigten Türflügel-Stellmotor (2) eine Sicherheits­einrichtung zu schaffen, die unabhängig von der üblichen Reversiereinrichtung arbeitet und die maximal wirksame Türschließkraft in einfacher und zuverlässiger Weise auf einen exakt einstell­baren Wert begrenzt, ist dem Stellmotor erfindungs­gemäß ein Grenzwert-Regelkreis mit einem die tür­rahmenseitig wirksame Reaktionskraft des Stell­motors (2) beim Schließvorgang aufnehmenden Schließkraftsensor (34, 36) und einem sensorge­steuerten, oberhalb eines vorgegebenen Ansprechwer­tes des Schließkraftsensors die Schließdruckseite (18) des Stellmotors entlüftender Steuerventil (42) vorgesehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrich­tung für ein Türsystem nach dem Oberbegriff des Patent­anspruchs 1.

[0002] 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. Aus Sicherheitsoründen 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 umsteuern­des Öffnungssignal auslöst. Dabei hat es sich jedoch als problematisch erwiesen, daß solche Reversiereinrich­tungen insbesondere im Bereich der Kontakt- oder Dicht­leiste relativ störanfällig sind und somit nur eine be­grenzte Sicherung insbesondere von Personen gegen eine Verletzungsgefahr beim Schließen der Tür bieten.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrich­tung für ein Türsystem nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 zu schaffen, die unabhängig von der oben ge­schilderten Reversiereinrichtung arbeitet und so ausge­bildet ist, daß unter Beibehalt einer hohen Schließge­schwindigkeit die auf eine beim Schließvorgang einge­klemmte Person oder ein anderes Hindernis einwirkende Antriebskraft des Stellmotors in einfacher, zuverlässi­ger und genau einstellbarer Weise auf ein zulässiges Höchstmaß reduziert wird und der Türflügel notfalls ohne große Kraftanstrengung entgegen der Wir­kung des Stellmotors manuell aufgedrückt werden kann.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Sicherheitseinrichtung gelöst.

[0005] 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 Schließ­druckseite und eine dementsprechend große Schließge­schwindigkeit des Stellmotors erforderlich ist, gewähr­leistet, daß die Antriebskraft des Stellmotors während des gesamten Schließvorgangs auf einen am Sensor ein­stellbaren Maximalwert begrenzt bleibt, 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, weil das Steuerventil unmittelbar in Abhängigkeit von der Antriebskraft selbst nicht aber nach Maßgabe des die Antriebskraft nur mittelbar und relativ ungenau an­gebenden Druckniveaus auf der Schließdruckseite des Stellmotors betätigt wird, mit der Besonderheit, daß der Stellmotor aufgrund der vom Steuerventil oberhalb des zugelassenen Schließkraft-Grenzwertes bewirkten Ent­lüftung und dadurch Druckreduzierung auf der Schließ­druckseite bei einer Unterbrechung des Schließvorganges notfalls auch von Hand durch eine im wesentlichen kon­stante und ebenfalls auf den zugelassenen Höchstwert begrenzte Gegenkraft entgegengesetzt zur Schließrich­tung überdrückt werden kann, so daß durch die erfin­dungsgemäße Sicherheitseinrichtung nicht nur das Ver­letzungsrisiko minimiert wird, sondern sich auch schwä­chere 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 Tür­systeme eingestellt, lag also in der Größenordnung von 100 N.

[0006] In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist der Schließ­kraftsensor 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 Reaktions­kraft des Stellmotors, wodurch eine ganz erhebliche bauliche Vereinfachung erreicht und das Ausfallrisiko nochmals deutlich verringert wird, weil für die Sicher­heitseinrichtung 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 ein­gestellt wird, aus Gründen gleichbleibender Schaltwege empfiehlt es sich jedoch gemäß Anspruch 3, zum Zwecke einer Änderung des Schließkraft-Grenzwertes die Feder­vorspannung des Federgliedes zu verstellen.

[0007] 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 erreichtwird, 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.

[0008] Im Hinblick auf eine sehr feinfühlige Schließkraftbe­grenzung, und um den Druckmittelverbrauch bei Anspre­chen der Sicherheitseinrichtung gering zu halten, ist das Steuerventil gemäß Anspruch 6 in besonders zweck­mäßiger Weise als Dreistellungs-Ventil ausgebildet, das in seiner Ruhestellung, die es unterhalb des einge­stellten Schließkraft-Grenzwertes einnimmt, die Druck­zufuhrleitung 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 ent­lüftet, bis durch die daraus resultierende Druckver­ringerung auf der Schließdruckseite die Antriebskraft des Stellmotors wieder auf den vorgeebenen Grenzwert absinkt, woraufhin das Ventil erneut in die Mittel­stellung und, falls der Schließvorgarg ungehindert fortgesetzt werden kann, in die Ruhestellung zurückge­schaltet wird.

[0009] 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.

[0010] Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbei­spieles in Verbindung mit den Zeichnungen näher er­läutert. 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 Schließkraftbe­grenzung aktivierter Sicherheitseinrichtung nach Auftreffen des Türflügels auf ein Hin­dernis.

[0011] Das in den Fig. gezeigte, automatische Türsystem ent­hält 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 beschrie­benen Reversiereinrichtung ausgebildet sein.

[0012] Die Steuerung des Stellmotors 2 erfolgt durch eine Türsteuerung 12, die an eine Druckluftleitung 14 von z. B. 5 bar angeschlossen und über eine Schließluf-Zu­fuhrleitung 16 mit der kolbenstangenseitigen Schließ­druckkammer 18 sowie über eine Luftzufuhrleitung 20 mit der beim Öffnen des Türflügels 6 druckbeauf­schlagten Zylinderkammer 22 verbunden ist. Im Zuge der Zufuhrleitungen 16 und 20 befinden sich jeweils selbst­tätig arbeitende Umschaltventile 24 bzw. 26, die die zugeordnete Zylinderkammer 18 bzw. 22 nach außen ent­lüften, sobald diese und die zugeordnete Zufuhrlei­tung 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 Zylinder­kammer 18 bzw. 22 unter Druck steht. Mit anderen Worten verhindern die Umschaltventile 24, 26, daß sich bei Druckbeaufschlagung der zugeordneten Zylinderkam­mer 18 bzw. 22 ein Gegendruck in der jeweils anderen Zylinderkammer 22 bzw. 18 aufbauen kann. Die Umschalt­ventile 24, 26 verbleiben während des gesamten Schließ­vorganges, also auch beim Ansprechen der weiter unten beschriebenen Sicherheitseinrichtung, in der gezeigten Stellung, weil durch die Sicherheitseinrichtung allen­falls 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 ge­zeigte Türsystem von üblicher Bau- und Funktionsweise.

[0013] Um nun die maximal wirksame Türschließkraft auf einen veränderlich einstellbaren Wert zu begrenzen, der zum Zwecke der Sicherung insbesondere von Personen so ge­ring wie unter Beibehalt ausreichend kurzer Schaltzei­ten möglich gewählt wird, ist dem Stellmotor 2 eine Sicherheitseinrichtung zugeordnet, durch die die Schließluftzu- und -abfuhr zu und von der Schließdruck­kammer 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, son­dern gelenkig an einer um einen ortsfesten Drehpunkt 32 schwenkbaren Wippe 34 gelagert, die sich an ihrem freien Ende an einem Federglied in Form einer Druckfe­der 36 abstützt, deren Vorspannung - etwa mit Hilfe der in den Fig. gezeigten Stellschraube 38 - veränder­lich einstellbar ist.

[0014] 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 Türrahmen8 geleitet, während die Reaktionskraft des Zylinders 30 bei Druckbeaufschlagung der Zylinder­kammer 22, also beim Öffnen der Türe, über einen der Wippe 34 zugeordneten Anschlag 40 abgesetzt wird.

[0015] 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 einge­stellten Grenzwertes verbleibt, wird das Steuerventil 42 durch die Wippe 34 in seiner Ruhestellung (Fig. 1) ge­halten, in der es die Zufuhrleitung 16 zur Schließ­druckseite 18 des Stellmotors 2 frei durchschaltet.

[0016] 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 ent­gegen 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 Schließ­luft-Zufuhrleitung 16 absperrt, und dann in die in Fig. 2 gezeigte Entlüftungsstellung, in der bei weiter­hin gesperrter Zufuhrleitung 16 Druckluft von der Schließdruckseite 18 des Stellmotors 2 ins Freie ent­weicht, bis durch die daraus resultierende Druckver­ringerung auf der Schließdruckseite 18 die Antriebs­kraft 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 Zwischen­stellung und - bei Fortfall des Hindernisses 44 - ­in die Ruhestellung umgeschaltet wird, woraufhin der Schließvorgang unter der Kontrolle der Türsteuerung 12 automatisch fortgesetzt wird.

[0017] 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 Stell­motors 2 zu befreien. Wird nämlich auf den Türflügel 6 eine Gegenkraft entgegen der Schließrichtung augeübt, die den an der Feder 36 eingestellten Höchstwert über­steigt, so spricht die Sicherheitseinrichtung gleich­falls 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.

[0018] In einem praktischen Anwendungsfall wurde die maxi­male 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 wirk­samen Kolbendruckfläche, sondern auch von Störgrößen, etwa der Innenreibung des Stellmotors 2 abhängig ist.

Ansprüche

1. Sicherheitseinrichtung für ein Türsystem, insbe­sondere für die automatische Schiebetüre eines Schienenfahrzeugs, mit einem druckmittelbetätigten Türflügel-Stellmotor einschließlich einer Tür­steuerung mit einer der in Schließrichtung wir­kenden Druckseite des Stellmotors zugeordneten Arbeitsdruck-Zufuhrleitung,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Schließkraftbegrenzung des Türflügels (6) ein die Antriebskraft des Stellmotors (2) beim Schließ­vorgang aufnehmender Schließkraftsensor (34, 36) und ein sensorgesteuertes, oberhalb eines vorge­gebenen 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 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 Steuer­ventil (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
das Steuerventil (42) als im Zuge der Schließdruck-­Zufuhrleitung (16) des Stellmotors (2) angeordne­tes, beim Umschalten in die Entlüftungsstellung zunächst die Zufuhrleitung sperrendes und dann einen Druckmittelabstrom von der Schließdruckseite (18) des Stellmotors (2) gestattendes Schieber­ventil ausgebildet ist.

7. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehen­den Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Stellmotor (2) eine doppelt wirkende, pneumati­ sche Langhub-Kolben-Zylindereinheit mit einer an den Türflügel (6) angeschlossener Kolbenstange (4) und einem über den Schließkraftsensor (34, 36) türrahmenseitig abgestützten Arbeitszylinder (30) vorgesehen ist.

Zeichnung