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Die
Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung, die insbesondere
für einen
Schachtdeckel eines Schachtes geeignet ist gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1. Die Verriegelungseinrichtung ist aber grundsätzlich auch bei anderen Arten von
Deckeln, Türen
oder dergleichen anwendbar.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Zusammenhang mit dem Schachtdeckel
eines Schachtes beschrieben. Ein derartiger Schacht besteht vorzugsweise
aus Kunststoff, Beton oder einem anderen geeigneten Material, während der
Schachtdeckel bevorzugt eine Metallwanne enthält, die mit Stahlbeton gefüllt ist,
wobei in einer oberen abschließenden
Metallplatte u.a. Aushebelöcher
vorgesehen sein können,
in die ein geeignetes Werkzeug eingreifen kann, um den Schachtdeckel
abzunehmen. Der Schachtdeckel ist meist von einer oberen Kopfrahmenwand in
Form eines umlaufenden Flacheisens umgeben und liegt auf dem oberen
Rand der Schachtwand auf einer Elastomerschicht auf, die die Entstehung
von störenden
Geräuschen
bei schlagartigen Belastungen des Schachtdeckels beim Überfahren
durch Kraftfahrzeuge verhindert.
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Schächte der
betrachteten Art sind häufig
in das Erdreich im Bereich einer Straße oder eines Gehwegs eingelassen.
Dabei ist u.a. sicherzustellen, daß sich ein Schachtdeckel nicht
durch dynamische Verkehrsbelastungen von selbst lösen kann.
Dies könnte
zu schwerwiegenden Unfällen
führen.
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In
der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung 101 26 517.4 ist eine Schachtverriegelungseinrichtung
vorgeschlagen, die ein Gehäuse
mit einer Bodenwand mit einem zentrischen Loch, einen das Loch verschieblich
durchgreifenden Verschlußbolzen,
mit dem unterhalb der Bodenwand ein Riegel fest verbunden ist, und
eine Federeinrichtung enthält,
die den Verschlußbolzen
in eine zurückgezogene
axiale Lage zwängt,
in der der Riegel in Richtung der Bodenwand vorgespannt ist. Um
den Schachtdeckel zu verriegeln, wird der Verschlußbolzen
nach unten gedrückt
und so gedreht, daß der Riegel
ein in seinen Schwenkbereich ragendes Blockierelement untergreift.
Der Riegel hat an seiner Oberseite eine abgestufte Vertiefung, in
die das Blockierelement eingreift. Da der Riegel unter Federkraft an
dem Blockierelement anliegt, ist diese Verriegelung grundsätzlich selbsthemmend,
da der Riegel nur dann in die Freigabestellung gedreht werden kann, wenn
der Verschlußbolzen
zuvor gegen Federkraft nach unten gedrückt wird.
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Wenn
sich jedoch der Schachtdeckel beispielsweise dadurch senkt, daß die Elastomerschicht,
auf der er aufliegt, allmählich
zusammengedrückt
wird, wird der Riegel nicht mehr mit Federkraft gegen die Unterseite
des Blockierelementes gedrückt,
wobei – bei
entsprechender Absenkung – auch
die Vertiefung in der Oberseite des Riegels keinen Anschlag mehr
für das
Blockierelement bilden kann. In diesem Fall ist der Riegel in der
Verriegelungsstellung frei drehbar, so daß er infolge dynamischer Belastungen
des Schachtdeckels so verschwenkt werden kann, daß der Schachtdeckel
freigegeben ist. Er könnte
in diesem Zustand von einem Unbefugten abgenommen werden oder bei
großer dynamischer
Belastung z.B. Überfahren
eines schweren LKWs weggeschleudert werden.
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Die
DE 78 06 556 U1 offenbart
eine Schachtverriegelungseinrichtung der eingangs genannten Art,
bei der eine Feder an der Unterseite des Schachtdeckels angebracht
ist, die eine Bohrung enthält,
die von dem mit dem Riegel versehenen Verschlußbolzen durchdrungen wird.
Die Feder enthält eine
bogenförmige
Ausbuchtung, in die in der Verriegelungsstellung etwa halbkreisförmige Erhöhungen an
der Oberseite des Riegels einschnappen. Da der Verschlußbolzen
beim Verriegeln und beim Entriegeln nicht einwärts gedrückt werden kann, können bei
der Betätigung
des Riegels erhebliche Probleme auftreten.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungseinrichtung
anzugeben, die leicht zu betätigen
ist und bei der gewährleistet ist,
daß sich
die Verriegelungsstellung nicht selbsttätig lösen kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
erfindungsgemäße Verriegelungseinrichtung
hat ein Gehäuse
mit einer Bodenwand mit einem Loch, das ein in dem Gehäuse mittig
angeordneter Verschlußbolzen
verschieblich durchgreift, mit dem unterhalb der Bodenwand ein Riegel
fest verbunden ist. Eine Federeinrichtung zwängt den Verschlußbolzen
in eine zurückgezogene
axiale Lage, in der der Riegel in Richtung der Bodenwand vorgespannt
ist. An dem Gehäuse
und an dem Riegel sind zusammenwirkende Verriegelungselemente vorgesehen,
die den Riegel in der Verriegelungsstellung lösbar blockieren. Der Verschlußbolzen
ist gegen die Kraft der Federeinrichtung einwärts drückbar und so drehbar, daß der Riegel
in der Verriegelungsstellung ein in seinen Schwenkbereich ragendes
Blockierelement untergreift. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß die Verriegelungselemente
schräge Rampen
enthalten, die in der Verriegelungsstellung unter Federkraft aneinander
anliegen und an der Bodenwand des Gehäuses und an der Oberseite des Riegels
angesetzt oder angeformt sind.
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Diese
schrägen
Rampen können
einen Neigungswinkel von etwa 40° bis
50°, vorzugsweise
von etwa 45° haben.
Damit ist die Verriegelungsstellung selbsthemmend. Der Riegel kann
aber durch Aufbringen einer die Federkraft übersteigenden axial gerichteten
Kraft auf den Verschlußbolzen
zuverlässig
und glatt in die Freigabestellung gedreht werden.
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Weiter
wird mit Vorteil vorgeschlagen, daß die Verriegelungselemente
zwei weitere schräge Rampen
aufweisen, die in der Freigabestellung des Riegels aneinander anliegen.
Diese weiteren schrägen
Rampen haben einen flacheren Neigungswinkel, der vorzugsweise etwa
30° beträgt. Damit
kann der Riegel verhältnismäßig leichtgängig in
die Verriegelungsstellung gedreht werden.
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Die
Federeinrichtung, die den Verschlußbolzen in die zurückgezogene
axiale Lage zwängt
und den Riegel in Richtung der Bodenwand vorspannt, kann beispielsweise
eine Schraubendruckfeder sein. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen,
daß die
Federeinrichtung durch einen den Verschlußbolzen oberhalb der Bodenwand
umgebenden Elastomerkörper
gebildet ist, der vorzugweise aus Silikon besteht und querschnittlich
eine Ringform hat und auf dem eine Scheibe aufliegt, die mit dem
Verschlußbolzen
zusammenwirkt. Im unbelasteten Zustand verbleibt zwischen dem Elastomerkörper und
der Innenwand des Gehäuses
wenigstens ein ringförmiger
Freiraum, der das axiale Zusammendrücken des Elastomerkörpers ermöglicht,
so daß der
Verschlußbolzen
mit dem Riegel entgegen der Federkraft des Elastomerköpers in der
Einbaulage nach unten drückbar
und der Riegel drehbar ist.
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Der
Verschlußbolzen
hat dabei einen geeignet geformten Bolzenkopf, der mit einem entsprechenden
Werkzeug drehbar ist, das Unbefugten in aller Regel nicht zur Verfügung steht.
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Weiter
wird mit Vorteil vorgeschlagen, daß der Riegel auf seiner Oberseite
einen beim Drehen in die Verriegelungsstellung voreilenden rampenförmig ansteigenden
Abschnitt hat, an den sich eine abgestufte Vertiefung anschließt, wobei
diese Stufe einen Anschlag für
das Blockierelement bildet. Diese Stufe kann eine steile Rampenform
haben. Wegen dieser Form kann der Riegel nur dann in die Freigabestellung
gedreht werden, wenn der Verschlußbolzen zuvor gegen die Federkraft
nach unten gedrückt
wird, wodurch auch die Verriegelung des Riegels mit dem Blockierelement
selbsthemmend ist.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
der Verriegelungseinrichtung sowie anhand der Zeichnungen. Dabei
zeigen:
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1 einen
Vertikalschnitt durch den Randbereich eines in einen Schacht eingesetzten Schachtdeckels
mit der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung;
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2 eine
perspektivische Ansicht des in den oberen Randbereichs eines Schachtes
eingesetzten Schachtdeckels mit einem weggeschnittenen Teil, der
eine Verriegelungseinrichtung erkennen läßt;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Gehäuses
und des Riegels in auseinandergezogener Darstellung;
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4A bis 4C drei
aufeinanderfolgende Zustände
der Verriegelungseinrichtung.
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1 zeigt
einen Randbereich eines Schachtdeckels 1, der eine Stahlwanne 2 mit
einer Bodenwand 3 und einer Umfangswand 4 enthält. Die Stahlwanne 2 ist
größtenteils
mit Stahlbeton ausgefüllt
und enthält
obere Aushebeplatten 5, die aus 2 ersichtlich
sind.
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Der
Schachtdeckel 1 liegt unter Zwischenschaltung einer Elastomerschicht 6 auf
dem oberen Randprofil 7 einer Schachtwand auf, wobei die
Elastomerschicht 6 einen Aufprall des Schachtdeckels 1 auf
den oberen Rand des Schachtes bei schlagartiger Belastung verhindert.
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An
dem oberen Randprofil 7 ist ein umlaufendes Flacheisen 8 angesetzt,
das die Umfangswand 4 des Schachtdeckels in einem geringen
Abstand von einigen Millimetern umgibt.
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In
den Schachtdeckel 1 ist an zwei diametral gegenüberliegenden
Randbereichen der Kurzseite des rechteckigen Schachtdeckels 1 jeweils
eine Verriegelungseinrichtung 9 eingelassen, die ein rohrförmiges Gehäuse 10 enthält. Das
rohrförmige
Gehäuse 10 hat
eine kreiszylindrische Umfangswand 11 mit einer Bodenwand 12,
die ein mittiges Loch 13 hat. Die Umfangswand 11 setzt
sich über
einen Teil des Umfangs unterhalb der Bodenwand 12 zu einer Wandverlängerung 13a fort,
die an der Bodenwand 3 des Schachtdeckels angeschweißt ist.
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Mittig
in dem Gehäuse 10 ist
ein Verschlußbolzen 14 angeordnet,
der durch das Loch 13 der Bodenwand 12 des Gehäuses 10 verläuft und
auf dem unterhalb der Bodenwand 12 ein Riegel 15 sitzt,
der mittels einer von unten in den Verschlußbolzen 14 eingeschraubten
Imbusschraube 16 drehfest mit dem Verschlußbolzen 14 verbunden
ist.
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Oberhalb
der Bodenwand 12 des Gehäuses ist ein Elastomerkörper 17 angeordnet,
der mit der Wand seiner mittigen Bohrung an dem Verschlußbolzen
anliegt. Die Außenwand
des als Feder wirkenden Elastomerkörpers 17 enthält im oberen
Bereich einen axialen Abschnitt 18 mit einem solchen Durchmesser,
daß dieser
Umfangsabschnitt 18 an der Innenwand 19 des Gehäuses 10 anliegt.
Unterhalb des Umfangsabschnitts 18 befindet sich ein bis
zum Boden 12 reichender Umfangsabschnitt 20 eines
verringerten Durchmessers, so daß hier ein Zwischenraum 21 zwischen
dem Umfangsabschnitt 20 und der Innenwand 19 des
Gehäuses 10 entsteht,
so lange der Elastomerkörper 17 nicht
zusammengedrückt
wird. Die Durchmesserdifferenz kann beispielsweise 4 bis 10 mm betragen.
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Auch
oberhalb des Umfangsabschnitts 18 hat der Elastomerkörper 17 einen
Umfangsabschnitt 22 mit verringertem Durchmesser. Das Gehäuse 10 hat
in dem oberen Endabschnitt 23, der etwa bis zu dem Umfangsabschnitt 18 des
Elastomerkörpers 17 reicht,
eine verringerte Wandstärke,
wodurch etwa auf Höhe
des oberen Endes des Umfangsabschnitts 18 der Silikonfeder 17 eine
umlaufende Schulter 24 gebildet ist.
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Auf
der Oberseite des Elastomerkörpers 17 liegt
eine ringförmige
Scheibe 25 auf, die von einem verbreitertem Umfangsabschnitt 26 des
Verschlußbolzens übergriffen
wird. Der Rand der Scheibe 25 wird an der Innenwand des
Wandabschnitts 23 des Gehäuses 10 geführt. Die
umlaufende Schulter 24 bildet einen Anschlag für die Scheibe 25.
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An
der Innenseite des Flacheisens 8 ist ein zylindrischer
Zapfen 27 angeformt, der durch einen Ausschnitt aus der
Stahlwanne 2 in deren Innenraum ragt. Mit diesem zylindrischen
Zapfen 27 wirkt der Riegel 15 zusammen.
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Der
Riegel 15 hat eine solche Kontur an dem vorderen, mit dem
Zapfen 27 zusammenwirkenden Bereich seiner Oberfläche, daß eine selbsthemmende
Verriegelungslage entsteht. Hierzu steigt die Oberfläche des
Riegels zunächst über einen
Teil seiner Breite rampenförmig
an, um dann in eine Vertiefung überzugehen.
Damit der Riegel so unter den Zapfen 27 verschwenkt werden
kann, daß sich
der Riegel mit dem Bereich seiner Vertiefung an den Zapfen 27 anlegt,
muß der
Verschlußbolzen
mit dem Riegel gegen die Federkraft des Elastomerkörpers 17 nach
unten gedrückt
werden.
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Diese
Bewegung nach unten ist dadurch möglich, daß zwischen der Innenwand des
Gehäuses 10 und
dem Außenumfang
des Elastomerkörpers 17 ein
Freiraum besteht, der beim Zusammendrücken des Elastomerkörpers 17 ausgefüllt wird. D.h.,
daß die
verbleibenden Zwischenräume
so zu bemessen sind, daß der
gewünschte
Kompressionsweg erfolgen kann.
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Wenn
der Riegel 15 in die Position gedreht ist, in der die auf
den rampenförmigen
Abschnitt folgende Vertiefung sich unterhalb des Zapfens 27 befindet,
wird der Verschlußbolzen
freigegeben, so daß sich
die Silikonfeder 17 entspannt und die Scheibe 25 den
Verschlußbolzen 14 mit
dem Riegel 15 anhebt.
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Diese
Verriegelung kann nur dadurch aufgehoben werden, daß der Verschlußbolzen
wieder entsprechend nach unten gedrückt und anschließend gedreht
wird.
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Da
der Umfangsabschnitt 18 des Elastomerkörpers 17 dicht – gegebenenfalls
unter leichter Vorspannung – an
der Innenwand 19 des Gehäuses 10 anliegt, können weder
Wasser noch Schmutzstoffe in den unteren Bereich der Verriegelungseinrichtung eindringen.
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Wenn
sich die höhenmäßige Zuordnung
zwischen dem Zapfen 27 und dem Riegel 15 beispielsweise
dadurch ändert,
daß sich
der Schachtdeckel senkt, kann der Fall eintreten, daß der Riegel
nicht mehr gegen die Unterseite des Zapfens gedrückt wird. Wenn der Zapfen dabei
aus der Vertiefung in der Oberseite des Riegels austritt, findet
keine Selbsthemmung in der Verriegelungsstellung mehr statt, so
daß der
Riegel infolge von Vibrationen in die Freigabestellung wandern kann.
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Um
dies zuverlässig
zu verhindern, sind Verriegelungselemente an der Bodenwand 12 des
Gehäuses 10 und
in der Oberseite des Riegels 15 geformt. An der Bodenwand 12 ist
ein Vorsprung 30 angeformt, der beidseitige schräge Rampen 28 und 29 hat.
Diese Rampen haben unterschiedliche Neigungen, die bevorzugt 30° und 45° betragen.
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Aus
der Oberseite des Riegels 15 sind beidseitig einer mittigen
Zunge 31 Bereiche weggeschnitten, in die der Vorsprung 30 eintreten
kann, so daß die
verbleibende Oberseite des Riegels 15 an der Bodenwand 12 anliegen
kann. Die verbliebene Zunge 31 hat beidseitige Rampen 32 und 33,
deren Kontur und Neigungswinkel mit denjenigen der Rampen 28 bzw. 29 übereinstimmen.
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Wenn
der Riegel aus der Freigabestellung um 90° in die Verriegelungsstellung
(oder umgekehrt) gedreht werden soll, erzwingt der Vorsprung 30 eine axiale
Verschiebung des Riegels nach unten, wobei z.B. die Rampe 33 des
Riegels an der Rampe 28 des Gehäuses (relativ betrachtet) hoch
gleitet, woraufhin die Drehung in die gewünschte Stellung erfolgen kann,
in der sich der Riegel wieder an die Bodenwand anlegt. Bei der umgekehrten
Drehbewegung gleiten die Rampen 32 und 29 aneinander,
oder der Riegel wird so weit axial nach unten gedrückt, daß sich die
Zunge 31 frei über
den Vorsprung 30 hinweg bewegen kann.
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In
der Verriegelungsposition liegen die Rampen aneinander an, die einen
Neigungswinkel von 45° haben,
so daß diese
Position unter Einwirkung einer geeigneten Federkraft zuverlässig selbsthemmend
ist. In der Freigabeposition liegen die schrägen Rampen aneinander an, deren
Neigungswinkel 30° beträgt, so daß der Riegel
mit verhältnismäßig kleiner Kraft
in die Verriegelungsposition gedreht werden kann.
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Die 4A bis 4C zeigen
drei aufeinanderfolgende Zustände,
bei denen der Riegel 15 aus der Verriegelungsposition in
die Freigabeposition versetzt wird. Zunächst wird der Verschlußbolzen 14 nach
unten gedrückt,
woraufhin der Riegel drehbar ist und um 90° in die Freigabestellung verschwenkt werden
kann. Daraufhin kehrt der Riegel durch Federkraft in Anlage an die
Bodenwand des Gehäuses 10 zurück.