Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Türspalts von Türen von Schienenfahrzeugen, Liften, od.dergl. gemäß dem einleitenden Teil des Anspruches 1.
Die CH 688 354 A beschäftigt sich mit dem der Erfindung zugrundeliegenden Problem des Erkennens des Einklemmens kleiner bzw. dünner Gegenstände beim Schließen von Türen. Die Lösung, die diese Druckschrift vorschlägt, ist folgende: Es werden an den Schließkanten Hohlprofile vorgesehen, die zumindest einen für die Abdichtung zuständigen Querschnittsbereich aufweisen und zumindest einen für das Erfassen von dünnen, eingeklemmten Gegenständen zuständigen Querschnittsbereich. Der für das Feststellen von Einklemmvorgängen zuständige Bereich ist dabei so ausgebildet, dass er auch in der geschlossenen Endlage der Türe im störungsfreien Betrieb keiner Deformation unterworfen ist. Andererseits ist er so ausgebildet, dass es unmöglich ist Gegenstände, auch dünne Gegenstände, normal zur Schließebene in den Detektionsbereich des Profils zu bringen, ohne diesen Bereich zu deformieren, wenn der Schließvorgang beendet oder nahezu beendet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Detektionsbereiche der beiden Profile in Richtung normal zur Schließebene überlappend ausgebildet sind, wodurch jeder schräg oder normal zur Schließebene verlaufende und durch die Ebene ragende Gegenstand zu einer Deformation dieses Bereiches führt.
Diese Lösung setzt voraus, dass die Detektionsbereiche des Profils sich während des Schließvorganges trotz der auftretenden Erschütterungen und Stöße nicht deformieren, was in der Praxis aber nicht der Fall ist, da es, beispielsweise durch Alterungsprozesse oder Beschädigungen des Kunststoffprofiles dazu kommt, dass die beiden eigentlichen Sensorkanten sich nicht aneinander vorbei bewegen, sondern gegeneinander stoßen und dadurch Alarm auslösen.
Die US 4 803 807 A entsprechend der korrespondierenden EP 0 254 038 A schlägt vor, die Schließkraft eines pneumatisch betätigten Türblattes durch einen Schließkraftsensor zu überwachen und im Falles des Übersteigens eines voreingestellten Grenzwertes den Zylinder über ein elektromagnetisches Ventil zu lüften, um es zu erlauben, den eingeklemmten Gegenstand bzw. die eingeklemmte Person zu befreien. Auch diese Vorrichtung ist über den gesamten Schließweg aktiviert und muß dementsprechend träge bzw. unempfindlich eingestellt sein, um nicht fälschlich aktiviert zu werden. Die EP 1 054 128 A sieht vor, bei Fahrzeugtüren (offenbart sind nur pneumatische Antriebe) die Schließkraft während der gesamten Schließbewegung und über eine gewisse Zeit darüber hinaus (diese Zeit kann entweder durch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, durch einen Zeitschalter, durch händische Betätigung oder anderes auch festgesetzt werden), auf einem vorgegeben, nicht sehr hohen Wert zu begrenzen, um es zu erlauben, eingeklemmte Gegenstände oder Personen zu befreien, indem die Tür gegen diese geringe Schließkraft geöffnet und die Einklemmung beseitigt wird. Erst nach dem Verstreichen der Zeit wird aus Sicherheitsgründen die Schließkraft merklich erhöht, um ein Öffnen der Türe während der Fahrt zuverlässig zu vermeiden. Das Einklemmen dünner Gegenstände kann durch diese Vorrichtung nicht erkannt werden.
Allgemein gesagt, überwachen die verschiedensten Sicherheitsvorrichtungen bei Türen von Schienenfahrzeugen oder Liften, aber auch Gondeln von Seilbahnen, etc. die unterschiedlichsten Parameter, insbesondere während des Schließens der Türe. Dies kann die zum Schließen notwendige Kraft sein, aus der abgeleitet wird, ob Gegenstände oder Personen sich gegen die Schließbewegung stemmen, dies kann die Schließgeschwindigkeit sein, aus der man ebenfalls auf eingeklemmte Personen oder Gegenstände schließen kann, dies können Deformationen an der Hauptschließkante, die zumeist aus einem relativ voluminösen Gummiprofil gebildet ist, sein, woraus geschlossen werden kann, dass die Tür im Zuge der Schließbewegung auf ein Hindernis aufgelaufen ist u.dgl. mehr.
Die Reaktion auf das Feststellen eines Hindernisses oder eines eingeklemmten Gegenstandes oder eines Körperteiles ist, je nach dem Anwendungsfall, eine Andere. In manchen Fällen wird verlangt, dass die Schließbewegung in eine Öffnungsbewegung geändert wird und die Tür erst nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit erneut mit der Schließbewegung beginnt, in anderen Fällen wird nur ein Stillstand der Tür über einen vorbestimmten Zeitraum gefordert, in wieder anderen Fällen folgt nur eine kurze und örtlich begrenzte Bewegungsumkehr, um es eingeklemmten Personen zu erlauben, sich zu befreien und verschiedenes anderes mehr. Es gibt auch Türsteuersysteme, bei denen die Reaktion auf das Erkennen eines eingeklemmten Gegenstandes beim ersten mal während einer Schließbewegung anders ist als in der Folge, um Vandalen und Saboteure davon abzuhalten, das Schließen der Türe mutwillig zu blockieren.
Bei all diesen Systemen muß notwendigerweise unterschieden werden, in welcher Position sich die Tür während des Schließens befindet, wenn sie auf ein Hindernis auftrifft, da je nach der Position die Reaktionen unterschiedlich sein müssen. Insbesondere im letzten Schließendbereich, in dem die Hauptschließkante des Türflügels sich dem Türrahmen bzw. der Hauptschließkante des zweiten Türflügels soweit genähert hat, dass kein Arm oder Bein oder Tasche od.dgl. voluminöser Gegenstand eingeklemmt sein kann, da ansonsten dies schon in einer weiter geöffneten Position des Türflügels festgestellt worden wäre, wird wegen der dynamischen Beanspruchung des Türflügels und den damit verbundenen Vibrationen und Stößen die Reaktionsschwelle der Sensoren extrem erhöht oder es werden die Sicherheitsvorrichtungen überhaupt abgeschaltet, um ein Schließen der Tür zu ermöglichen, ohne dass es, nur durch die beim Einfahren in die Schließendlage auftretenden Erschütterungen, zum Öffnen der Tür kommt.
Diese Systeme haben sich bisher im wesentlichen bewährt, doch wird im Zuge von Rationalisierungs- und Einsparungsmaßnahmen mehr und mehr dazu übergegangen, nicht nur, wie schon bisher, Lifte, sondern auch Untergrundbahnen, Nahverkehrszüge u.dgl. unbemannt auf Reise zu schicken und die Fahrt nur von einer Zentralstelle aus zu überwachen, was mit deutlich weniger Personal als beim üblichen bemannten Betrieb möglich ist.
Bei einem derartigen Betrieb besteht nun ganz anders als beim bemannten Betrieb die Gefahr, dass dünne Gegenstände am Ende der Schließendbewegung eingeklemmt werden, ohne dass dies von den herkömmlichen Sicherheitssystemen entdeckt wird. Da keine Sichtkontrolle entlang des Zuges stattfindet, wird dieses bisher leichte und zuverlässige Erkennen des Einklemmens eines Spazierstockes, einer Krücke, einer Hundeleine u.dgl. bei dieser neuen Art des Betriebes unmöglich und führt so zu einem eklatanten Risiko.
Es ist das Ziel der Erfindung, dieses Risiko zu vermeiden und eine Sicherung vorzuschlagen, die in der Lage ist, derartige Gegenstände bzw. deren Einklemmen zuverlässig zu erkennen.
Erfindungsgemäß geschieht dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.
Wie aus den obigen Darlegungen hervorgeht, ist es für die erfindungsgemäße Türspaltüberwachung nicht notwendig, während des Schließens der Tür aktiviert zu sein. Die erfindungsgemäße Türspaltüberwachung ändert somit das Verhalten einer vorgegebenen Schließautomatik nicht und kann daher auch leicht und problemlos nachträglich eingebaut werden.
Wesentlich ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Türspaltüberwachung nach erfolgtem Schließen der Türen aktiviert bzw. durchgeführt wird und dass sodann festgestellt wird, ob die Form der Hauptschließkante der Tür, üblicherweise aus elastischem Material gebildet, der Form entspricht, die mit dem ordnungsgemäßen Schließzustand der Tür korreliert oder ob sie deformiert ist, was als Folge eines eingeklemmten Gegenstandes interpretiert wird und eine Meldung bzw. einen Alarm auslöst.
Prinzipiell wird somit eine physikalische Größe gemessen, die der Form bzw. der Lage des Spaltes/Profiles entspricht und mit der Größe der ordnungsgemäßen Form/Lage des Spaltes/Profiles verglichen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Eine in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichneten Tür weist zwei Türflügel 2, 3 auf, deren jedes im Bereich seiner Hauptschließkante mit einem elastischen Profil 4 (Fig. 2) versehen ist. Das Profil 4 weist im wesentlichen die Stöcke der Türflügel 2, 3 auf und ist mit hinterschnittenen Bereichen 5 versehen, die eine Montage auf der Stirnseite des Türflügels erleichtern. Die eigentliche Stirnfläche 6 des Profiles 4 ist geschwungen ausgeführt, um auch dann, wenn die Türflügel nicht genau fluchtend aufeinander stoßen, zu einem dichtenden Zustand der Hauptschließkanten zu kommen. Darüber hinaus weist die Form des Profiles 6 eine gewisse justierende Wirkung auf, durch die Toleranzen in der Führung der Türflügel ausgeglichen werden können.
Das Profil 4 weist weiters zwei Hohlräume auf, einen etwa dreieckig ausgebildeten Hohlraum 7 und einen eher schlitzartig ausgebildeten Hohlraum 8. Die beiden Hohlräume erstrecken sich parallel zur Hauptschließkante, zusammenfallend mit der Stirnfläche 6, und haben die folgenden Aufgaben: Der etwa dreieckige Hohlraum 7 verleiht dem Profil 4 Nachgiebigkeit, wenn zwischen den Stirnflächen 6 Gegenstände eingeklemmt werden. Auch der Hohlraum 8 deformiert sich, wenn Gegenstände zwischen den Stirnflächen 6 eingeklemmt werden, diese Deformation wird durch Kontaktleisten 9', 9" überwacht, die schon bei geringer Deformation der Form des Hohlraumes 8 miteinander in Kontakt treten und dabei einen Überwachungsstromkreis kurzschließen.
Die Kabelführung und die Anordnung der Übcrwachungscinhcit ist in Fig. 1 rein schcmatisch dargestellt, von jeder der in ihrer Gesamtheit mit 9 bezeichneten Kontaktleisten führt ein Signalkabel, das die Öffnungs- und Schließbewegung des Türflügels mitmachen kann, zu einer Signalgebereinheit 10, von der wiederum über Steuerleitungen 11 die entsprechenden Signale: Tür ordnungsgemäß geschlossen" oder "eingeklemmter Gegenstand in der Tür" an die Zugzentrale weiterleitet, wo die entsprechend vorgesehenen Reaktionen ausgelöst werden.
Es kann bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 und 2 selbstverständlich statt der Kontaktleisten 9 ein magnetisches oder kapazitivcs System verwendet werden, dies ist für den Fachmann auf dem Gebiet der Sensortechnik in Kenntnis der Erfindung leicht auszulegen und an die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen.
Die Fig. 3 bis 5 stellen eine Variante der Erfindung dar, die auf optischer Basis beruht. Wie aus dem Zusammenhalt der Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, weisen die beiden Türflügel 2 und 3 bei dieser Variante unterschiedlich ausgebildete Leisten 12, 14 auf. Derartige Profile werden im Stand der Technik als spezielle Fingerschutzprofile verwendet, die Abdichtung erfolgt über Lippen 13, die auf jedem der beiden Profile vorgesehen sind, eine zusätzlich dünnwandig ausgebildete zylindrische Röhre 18 wird im geschlossenen Zustand (Fig. 5) leicht deformiert und trägt ebenfalls zur Abdichtung und zur akustischen Isolierung bei.
Es befindet sich nun am Fußende der Leiste 12 im Bereich des Hohlraums der Röhre 18 ein optischer oder Infrarotsender 19' (Fig. 3) und am anderen Ende der Röhre 18 ein entsprechender Empfänger 19". Wenn nun ein auch nur sehr dünner Gegenstand zwischen den Profilen 12, 14 eingeklemmt ist, so wird die Röhre 18 zusammengequetscht, der Lichtstrahl unterbrochen und der Empfänger 19" schlägt über die Überwachungselektronik 10 und die Leitung 11 Alarm.
Die Fig. 6 zeigt die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtungen, wenn beispielsweise die Leine eines Hundes eingeklemmt ist, an Hand einer Versuchsanordnung, mit der die Empfindlichkeit der Vorrichtung getestet werden kann: Eine Hundeleine od.dgl. 16 wird in Richtung normal zur Ebene der Türflügel mit einem Ende an einer passenden Befestigung, einem Anlenkpunkt 19 fixiert, wobei im gestrafftem Zustand die Leine 16 vom Anlenkpunkt 19 bis zum Türspalt zwischen den Profilen 12, 14 (oder auch den Profilen 4) normal zur Türflügelebene verläuft. Sodann wird mit vorgegebenem, konstant gehaltenen Zug die Leine in der Waagrechten verschwenkt, wie durch die strichlierte Führung angedeutet, und es wird der Winkel festgestellt, bei dem die Anlage Alarm auslöst. Selbstverständlich kann auch umgekehrt dazu bei vorgegebenem Winkel der Zug ermittelt werden, der notwendig ist, um den Alarm auszulösen.
Auf diese Weise kann man auch eingeklemmte flexible Gegenstände mit extrem geringem Querschnitt als eingeklemmt erfassen, erfindungsgemäße Vorrichtungen sind in der Lage, steife Prüfkörpcr ab 6 mm Durchmesser zu erkennen und flexible leinenartige bzw. schnurartige Gebilde mit einer Dicke von 1 mm bei einer Auszugsrichtung von nur 15° zur Normalen auf die Türebene und einer Zugbelastung von 80 N im schnurartigcn Gebilde. Im Vergleich dazu können die herkömmlichen, während des Schließens verwendeten Überwachungsvorrichtungen nur Gegenstände mit einer Abmessung von zumindest 20 x 80 mm oder 30 x 60 mm erkennen, sind also, abgesehen von den Problemen der Selbstaktivierung durch die Erschütterungen im Schließendbereich, auch von Ihrer geometrischen Empfindlichkeit her für die erfindungsgemäßen Zwecke nicht geeignet.
Die Erfindung kann verschiedentlich abgewandelt werden: So kann das Profil 4 mit nur einem Hohlraum, dem Hohlraum 8 und ohne Hohlraum 7, ausgebildet sein, bei der Version gemäß der Fig. 3 - 5 kann statt der Überwachung mit infrarotem Licht eine elektrische Überwachung mit Kontaktstreifen, die auf der Innenseite des Frontabschnittes der zylindrische Röhre 18 angeordnet, beispielsweise angeklebt, sind, erfolgen. Dabei fallen selbstverständlich die Vorrichtungen 19' und 19" weg.
Es ist nicht notwendig, dass ein elastisches Profil 4 an der Hauptschließkante vorgesehen ist, wenn es auch die Sensoren vor Beschädigungen schützt. Insbesondere bei Lifttüren kann ohne derartiges Profil das Auslangen gefunden werden. Auch wenn ein solches Profil vorhanden ist, muß es nicht, wie dargestellt, aus einem elastomeren Material bestehen, sondern kann ein elastisch gelagertes, in sich aber ,,starres" Profil sein. In diesem Fall wird bevorzugt seine Lage, speziell die elastische Lagerung, mittels zumindest eines Sensors überwacht.
Insbesondere bei Lifttüren, aber prinzipiell bei allen einflügeligen Türen kann ein Profil, dessen Form überwacht wird, statt am Türflügel am Türrahmen befestigt sein, wodurch alle Probleme der beweglichen Signalleitungen und mechanisch beanspruchter Sensoren entfallen.
Es ist möglich und in vielen Fällen vorteilhaft, die erfindungsgemäß vorgesehenen Sensoren nicht im Moment des Endes der Schließbewegung der Türflügel (oder knapp vorher) zu aktivieren, sondern mit einer gewissen Verzögerung, um zu verhindern, dass durch eventuelle Erschütterungen und Vibrationen der Türflügel die Sensoren fälschlich einen "Einklemmzustand" feststellen und Alarm geben. Die Verzögerung der Aktivierung kann je nach Türtype Intervalle im Bereich von unter einer Sekunde bis zu mehreren Sekunden umfassen.
Ebenso ist es vorteilhaft, die Sensoren einige Zeit nach dem Feststellen des ordnungsgemäßen Schließzustandes, oder beim Verlassen des Bahnhofes, einzeln oder durch die Zugsteuerung zentral, zu deaktivieren, einerseits um falschen Alarm während der Fahrt zu vermeiden und andererseits um die Sensoren nicht zu lange aktiviert zu halten.
Es ist selbstverständlich möglich, die Sensoren an sich länger oder auch ständig aktiviert zu halten und nur die Auswertung der von ihnen stammenden Signale zu unterlassen bzw. zu ignorieren, doch dies stellt wegen der Belastung der Sensoren und der Komplexität der Auswertung eine verschlechterte Ausführungsform der Erfindung dar und fällt jedenfalls unter "Aktivierung der Vorrichtung" als Ganzes.