Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für ein Türsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Türsysteme dieser Art, und insbesondere automatische Schiebeoder 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 hohen Schließgeschwindigkeit mit einem relativ großen Arbeitsdruck 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 eines die Antriebskraft des Stellmotors federnd aufnehmenden Schließkraftsensors oder einer sich über die Schließkante des Türflügels erstreckenden Kontakt- bzw. Druckleiste ausgerüstet, welche bei einer stärkeren Klemmkraftwirkung ansprechen und dann ein elektrisches, den Pneumatikantrieb umsteuerndes Öffnungssignal auslösen. 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 Reversiereinrichtungen nur eine begrenzte Sicherung, vor allem von schwächeren Personen gegen eine Verletzungsgefahr beim Schließen der Tür bieten.
Bei der aus der EP-A-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 überein mit diesem unmittelbar gekoppeltes 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 Nieder-druckspeicher verbindende Entlüftungsposition umgeschaltet und dadurch die Antriebskraft des Stellmotors beim Auftreffen auf ein Hindernis reduziert. Eine derartige Schließkraftbegrenzung mit Zeitverzögerung erfordert einen eigenen, druckgeregelten Niederdruckspeicher und eine energie- und bauaufwendige Ansteuerung des Sicherheitsventils. Aufgrund des relativ trägen Regelverhaltens kommt es ferner 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 Klemmkrafterhöhung. 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 unter Beibehalt einer hohen Schließgeschwindigkeit rasch und mit großer 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 große Druckluftzuflußmenge zur Schließdruckseite und eine dementsprechend hohe 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 gesperrter Zufuhrleitung die Schließdruckseite des Stellmotors mit hoher Geschwindigkeit, aber nur soweit entlüftet, bis infolge der daraus resultierenden Druckverringerung die Antriebskraft des Stellmotors wieder auf den vorgegebnen Höchstwert absinkt, woraufhin das Ventil erneut in die Zwischenposition und nach Fortfall des Hindernisses in die Ruhestellung zurückschaltet und der Schließvorgang sofort 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 der Erfindung ist der Schließkraftsensor 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 Schließkraftsensor und Steuerventil, durch die zugleich eine begrenzt bewegliche Führung des Stellmotors an seiner türrahemenseitigen, 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 6 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 Schließkraftsensor bzw. die mit dem Federglied zusammenwirkende Wippe abgestützt ist.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 Widerstandskraft des Stellmotors 2 aufdrücken läßt.
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.