DE3032730A1 - Schaltbares, pneumatisches ventil - Google Patents

Description

• Schaltbares, pneumatisches Ventil
• Die Erfindung betrifft ein schalLDares, pneumatisches Ventil zur wechselseitigen Be- und Entlüftung von Arbeitszylindern, insbesondere von Türzylindern in pneumatischen Türbetätigungsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Derartige Ventile kommen u. a. bei Omnibussen in pneumatischen Türbetätigungsanlagen als elektropneumatisch schaltbare Türventile zum Einsatz.
• Sie ermöglichen das Schließen und Öffnen der Türen vom Fahrersitz aus durch Betätigen eines elektrischen Schalters, wobei die durch Erregung der Magnetspulen ausgelöste Bewegung der Magnetanker die Ventile des Türventils wechselseitig öffnet und schließt, was eine wechselseitige Be- und Entlüftung der Türöffnungs- und Schließkammern der mit dem Türventil in Leitungsverbindung stehenden Türzylinder zur Folge hat.
• Ein Türventil, welches diesen Merkmalen entspricht, ist in der älteren, nichtveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 30 06 259.0 beschrieben. Dieses Türventil enthält Einrichtungen, durch welche das Ventil außer in die Türschließ- oder TUröffnungsstellung in zwei weitere Schaltstellungen gebracht werden kann. Hierdurch können spezielle Aufgaben, z. B. völlige Entlüftung beider Seiten des Türzylinders realisiert werden, wenn Reparaturarbeiten erforderlich sind oder wenn aus irgendwelchen Gründen die Tür von Hand geöffnet werden muß.
• Da das Wiederbelüften der Anlage eine schlagartige Türbewegung auslösen kann, können im Bereich der Tür befindliche Personen zu Schaden kommen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Türventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches mit einfachen Mitteln bei Wiederbelüftung der Türbetätigungsanlage in der ersten Belüftungsphase nur eine gebremste Türbewegung zuläßt.
• Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführte Erfindung gelöst.
• Durch die Zuordnung einer Drosseleinrichtung, welche bei normaler Türbetätigung außer Funktion bleibt und deren Zuschaltung beim Entlüften der Anlage automatisch erfolgt und deren Zurückschalten in die Ausgangsstellung erst nach Aufbau eines bestimmten Druckes in der Türbetätigungsanlage die normalen Betriebsverhältnisse wieder herstellt, bewegt sich die Tür in ihrer ersten Bewegungsphase so langsam, daß jede Gefahr ausgeschlossen ist.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels, welches in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert werden.
• Das abgebildete Türventil 1 weist zwei in einem Gehäuse 2 verschiebbar gelagerte Doppelventilkörper 3, 4 auf, deren oberes Ende mit je einem Dichtelement 5, 6 und deren unteres Ende mit je einem Dichtelement 7, 8 versehen sind. An dem Gehäuse 2 angeordnete Ventilsitze 9, 10 bilden mit den oberen Dichtelementen 5, 6 ein erstes Auslaßventil 5/9 und ein zweites Auslaßventil 6/10, und Ventilsitze 11, 12 bilden mit den unteren Dichtelementen 7, 8 ein erstes Einlaßventil 7/11 und ein zweites Einlaßventil 8/12.
• Ein Gehäuseanschluß 13 stellt die Verbindung zu einer Druckluftquelle 14 her und Gehäuseanschlüsse 15 und 16 sind für den Anschluß mit einem Türzylinder 17 vorgesehen, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Anschluß 15 mit der Öffnungskammer 17a und der Anschluß 16 mit der Schließkammer 17b des Türzylinders 17 in Verbindung stehen. Der Kolben des Türzylinders 17 ist mit 17c bezeichnet.
• Gehäusekanäle 18, 19, 20, 21 stellen über die geöffneten Einlaßventile 7/11, 8/12 eine Verbindung mit der den Anschlüssen 15, 16 zugeordneten Kammer 22, 23 her. Die Entlüftung dieser Kammer 22, 23 und somit eine Entlüftung der mit den Anschlüssen 15, 16 verbundenen Kammern 17a, 17b des Türzylinders 17 erfolgt über das geöffnete Auslaßventil 5/9 bzw. 6/10 und einen Auslaß 24 bzw. 25 in die Atmosphäre.
• In dem Ventilgehäuse 2 angeordnete, jeweils aus einer ersten Magnetspule 26, 27 sowie aus einer zweiten Magnetspule 28, 29 und aus je einem Dauermagneten 30, 31 bestehende Elektromagneten 26, 28, 30 bzw. 27, 29, 31 sind für die Steuerung der Doppelventilkörper 3, 4 in die beiden Schaltstellungen vorgesehen, wobei die Doppelventilkörper 3, 4 ganz oder teilweise aus ferromagnetischem Material bestehen. Federn 32, 33 sind derart in Eingriff mit den Doppelventilkörper 3, 4 stehend angeordnet, daß deren Spannung in Schließrichtung der Einlaßventile 7/11, 8/12 gerichtet ist.
• Ein Gehäuseanschluß 34 ist für den Anschluß eines elektro-pneumatischen Druckschalters vorgesehen, über welchen die jeweilige Türstellung elektrisch abgefragt werden kann.
• Zwischen dem vom Vorratsanschluß 13 führenden Gehäusekanal 18 und dem mit den Ventilkanälen 20, 21 verbundenen Kanal 19 ist eine schaltbare Drossel 35 derart angeordnet, daß diese Drossel 35 mittels eines Schaltelementes in zwei Schaltstellungen geschaltet werden kann. Die erste Schaltstellung soll dabei ein freies Durchströmen der Druckluft erlauben, während die zweite Schaltstellung eine Drosselung des Druckluftdurchsatzes bewirken soll. Als Schaltelement dient ein im unteren Teil des Gehäuses 2 geführter Stufenkolben 36, dessen Ringflächen zwei Ringkammern 37, 38 bilden. Die erste Ringkammer 37 ist über einen Gehäusekanal 39 mit der Kammer 23 verbunden, während die zweite Ringkammer 38 über einen Gehäusekanal 40 mit der Kammer 22 in Verbindung steht. Eine Feder 41, deren Spannung dem Druck in den Ringkammern 37, 38 entgegenwirkt, ist unterhalb des Stufenkolbens 36 angeordnet.
• Die normale Funktion des Türventils bei einer Türbetätigung ist wie folgt: Durch einen durch Betätigung eines Drucktastenschalters ausgelösten, auf den Elektro-Magneten 26, 28, 30 wirkenden Stromimpuls wird die Magnetspule 26 erregt und somit der Doppelventilkörper 5 nach oben gezogen. Gleichzeitig wird die Magnetspule 27 des anderen Elektro-Magneten 27, 29, 31 erregt, wodurch eine kurzzeitige Entmagnetisierung des Dauermagneten 31 ausgelöst wird, so daß die Kratt der Feder 33 den Doppelventilkörper 4 nach unten bewegt. Das erste Einlaßventil 7/11 ist somit geöffnet und das erste Auslaßventil 5/9 geschlossen, während das zweite Einlaßventil 8/12 geschlossen und das zweite Auslaßventil 6/10 geöffnet ist. Druckluft strömt vom Vorratsanschluß 13 kommend über die Kanäle 18, 19, 20 und das geöff nete erste Einlaßventil 7/11 in die Kammer 22 und von hier sowohl über den Kanal 40 in die zweite Ringkammer 38 als auch über den Anschluß 15 in die Öffnungskammer 17a des Türzylinders 17.
• Die Schließkammer 17b des Türzylinders 17 ist über das geöffnete zweite Auslaßventil 6/10 entlüftet.
• Wird durch den bereits beschriebenen auf den Elektromagneten 27, 29, 31 ausgelösten Steuerimpuls das zweite Einlaßventil 8/12 geöffnet, was gleichzeitig eine Schließung des ersten Einlaßventils 7/11 und eine Öffnung des ersten Auslaßventil 5/9 zur Folge hat, so strömt nunmehr Druckluft über den Anschluß 13, die Kanäle 18, 19, 21 in die Kammer 23 und sowohl über den Anschluß 16 in die Türschließkammer 17b des Türzylinders 17 als auch über Kanal 39 in die erste Ringkammer 37. Der Stufenkolben 36 wird somit bei jeder Türstellung mit Druckluft beaufschlagt, d. h. die Drossel bleibt immer ausgeschaltet.
• Bei einer reparaturbedingten Entlüftung der gesamten Anlage, bei welcher über den Impuls eines separaten elektrischen Druckschalters beide Einlaßventile 7/11, 8/12 gleichzeitig geschlossen werden, wodurch beide Kreise über die offenen Auslaßventile 5/9, 6/10 entlüften, befindet sich kein Druck in den Ringkammern 37, 38, so daß die Kraft der Feder 41 die Drossel 35 einschaltet.
• Bei Wiederbelüftung der Anlage, z. B. bei offener Türstellung, strömt Druckluft infolge eingeschalteter Drossel 35 zunächst gedrosselt in die Türschließkammer 17a des Türzylinders 17. Der Druck baut sich infolgedessen dort nur langsam auf, und die Tür bewegt sich dementsprechend nur langsam in ihre Schließstellung. Erst nach einem Druckaufbau, dessen Höhe von der Spannung der Feder 41 abhängt, schaltet sich die Drossel 35 wieder aus und die Türschließanlage kehrt in ihre normale Funktion zurück.
• Ohne Drossel würde sich die Tür schnell und schlagartig schließen, da infolge der vorangegangen Entlüftung der Anlage der normalerweise vorhandene Gegendruck auf der anderen Türzylinderseite fehlt.
• Die erfindungsgemäße Drossel öffnet erst wieder, wenn eine Zylinderseite annähernd ihren vollen Betriebsdruck - bei den derzeitigen Türbetätigungsanlagen mindestens 5 bar - erreicht.
• Von da an bleibt die Drossel geöffnet, und beide Zylinderseiten können ungedrosselt belüftet werden, auch während der Umschaltphase, bei der beispielsweise auf der einen Zylinderseite schon 75 % und auf der anderen Zylinderseite erst 25 % des Maximaldruckes herrschen. Bei einer derartigen Druckaufteilung bestimmt die Kräfteadditon beider Steuerdrücke der Ringkammern des Stufenkolbens die Ausschaltung der Drossel.
• Es ist vorstellbar, daß die Drossel 35, 36, 41 in einem separaten Gehäuse außerhalb des Ventilgehäuses 2 angeordnet ist. Bei einer derartigen Anlage müssen die Gehäusekanäle 18, 19, 39, 40 über Gehäuseanschlüsse des Ventilgehäuses 2 mit entsprechenden Gehäuseanschlüssen des Drosselgehäuses über Rohrleitungen mit den Kammern 37, 38 der Drossel 35, 36 bzw. mit der von der Drossel 35 selbst beeinflußbaren Kammer verbunden werden.
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Claims (8)

1. Patentansprüche Schaltbares, pneumatisches Ventil zur wechselseitigen Be- und Entlüftung von pneumatischen Arbeitszylindern, insbesondere von Türzylindern in pneumatischen Türbetätigungsanlagen, das folgende Merkmale umfaßt: a) In einem mit mindestens einem Einlaßanschluß (13) und mindestens zwei Auslaßanschlüssen (15, 16) versehenen Gehäuse (2) sind zwei voneinander unabhängige Einlaßventile (7/11, 8/12) vorgesehen, welche in Offenstellung über Gehäusekanäle (18, 19, 20, 21) eine Verbindung zwischen mindestens einer mit dem Einlaßanschluß (13) verbundenen Druckluftquelle (14) und mindestens zwei mit den Auslaßanschlüssen (15, 16) verbundenen getrennten Verbrauchern (17a, 17b) im Wechsel oder gleichzeitig herstellen; b) in dem Gehäuse (2) sind zwei voneinander unabhängige Auslaßventile (5/9, 6/10) vorgesehen, welche die zwei Verbraucher (17a, 17b) mit der Atmosphäre im Wechsel oder gleichzeitig verbinden; c) die dem ersten Verbraucherkreis (17a) zugeordneten ersten Einlaß- und Auslaßventile (7/11, 5/9) und die dem zweiten Verbraucherkreis zugeordneten zweiten Einlaß- und Auslaßventile (8/12, 6/10) weisen je einen derart angeordneten Doppelventilkörper (3 bzw. 4) auf, daß bei Offenstellung eines der beiden Ventile (7/11 oder 8/12 bzw.

   5/9 oder 6/10) das dem betreffenden Doppelventilkörper (3 oder 4) zugeordnete andere Ventil (5/9 oder 6/10 bzw. 7/11 oder 8/12) geschlossen ist; d) zur getrennten oder gemeinsamen Schaltung der Doppelventilkörper (3, 4) sind zwei getrennt oder gemeinsam schaltbare Schalteinrichtungen vorgesehen; gekennzeichnet durch folgende Merkmale: e) eine mittels eines Schaltelements (36, 41) in zwei Schaltstellungen schaltbare Drossel (35) ist mit den Gehäusekanälen (18, 19, 20, 21) verbunden; f) die Wirkung der Drossel (35) ist derart, daß in ihrer eingeschalteten ersten Stellung die über den Einlaßanschluß (13) einströmende Druckluft gedrosselt durch die offenen Einlaßventile (7/11, 8/12) zu den Verbrauchern (17a, 17b) strömt; g) in der ausgeschalteten zweiten Stellung erlaubt die Drossel (35) ein freies Durchströmen der Druckluft vom Einlaßanschluß (13) zu den Verbrauchern (17a, 17b).
2. 2. Schaltbares, pneumatisches Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Das Schaltelement (36, 41) besteht aus einem mit der Drossel (35) in Wirkverbindung stehenden mit zwei Wirkflächen versehenen Schaltkolben (36); b) die Wirkflächen des Schaltkolbens (36) bilden eine erste und eine zweite Kammer (37, 38), deren Trennung druckdicht ist; c) die erste Kammer (37) der Drossel (35) ist über einen Gehäusekanal (39) und das offene zweite Einlaßventil (8/12) mit der dem Verbraucheranschluß (16) zugeordneten Ventilkammer (23) verbindbar; d) die zweite Kammer (38) der Drossel (35) ist über einen Gehäusekanal (40) und das offene erste Einlaßventil (7/11) mit der dem Verbraucheranschluß (15) zugeordneten Ventilkammer (22) verbindbar; e) der in den Kammern (37, 38) auf deren Wirkflächen wirkende Druck hält die Drossel (35) in ihrer ausgeschalteten zweiten Stellung; f) eine Feder (41) ist derart unterhalb des Schaltkolbens (36) angeordnet, daß deren Spannung dem in den Kammern (37, 38) wirkenden Druck entgegengerichtet ist.
3. 3. Schaltbares, pneumatisches Ventil nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Die Wirkung der Drossel (35) greift in der eingeschalteten ersten Stellung zwischen den vom Einlaßanschluß (13) wegfuhrenden Gehäusekanal (18) und denjenigen Gehäusekanal (19) ein, welcher die Verbindung mit den zu den Einlaßventilen (7/11, 8/12) führenden Gehäusekanälen (20, 21) herstellt.
4. 4. Schaltbares, pneumatisches Ventil nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die schaltbare Drossel (35, 36, 41) ist im Gehäuse (2) des pneumatischen Ventils angeordnet; b) die erste Kammer (37) der Drossel (35) und der Gehäusekanal (39) sowie die zweite Kammer (38) der Drossel (35) und der Gehäusekanal (40) sind direkt miteinander verbunden; c) die Drossel (35) greift in ihrer eingeschalteten ersten Stellung direkt zwischen den Gehäusekanal (18) des Einlaßanschlusses (13) und den Gehäusekanal (19) ein, welcher die Verbindung zwischen den beiden Einlaßventilen (7/11, 8/12) herstellt.
5. 5. Schaltbares, pneumatisches Ventil nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die schaltbare Drossel (35, 36, 41) ist außerhalb des Gehäuses (2) des pneumatischen Ventils in einem separaten Gehäuse angeordnet; b) der Gehäusekanal (39) und die erste Kammer (37) der Drossel (35) sowie der Gehäusekanal (40) und die zweite Kammer (38) der Drossel (35) sind über Gehäuseanschlüsse des Ventilgehäuses (2) und des Drosselgehäuses über Rohrleitungen miteinander verbunden.

   c) die von der Wirkung der Drossel (35) beeinflußbare Verbindung zwischen dem Gehäusekanal (18) des Einlaßanschlusses (13) und den die Verbindung zwischen den Einlaßventilen (7/11, 8/12) herstellenden Gehäusekanal (19) besteht über Gehäuseanschlüsse des Ventilgehäuses (2) und des Drosselgehäuses und über diese Anschlüsse verbindende Rohrleitungen.
6. 6. Schaltbares, pneumatisches Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die Dichtelemente (5, 6) der Auslaßventile (5/9, 6/10) sind in Bohrungen der Doppelventilkörper (3, 4) gleitend angeordnet; b) die gleitend angeordneten Auslaßventil-Dichtelemente (5/6) stützen sich nach unten auf Federn (3a, 4a) ab und sind nach oben durch Anschläge (3b, 4b) fest begrenzt.
7. 7. Schaltbares, pneumatisches Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Der Schaltkolben (36) besteht aus einem Stufenkolben.
8. 8. Schaltbares, pneumatisches Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Der Schaltkolben (36) besteht aus einem Tandemkolben.