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Die Erfindung betrifft eine Zuhaltung für ein Bauteil zum Verschließen einer Öffnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Für einige Anwendungen ist es erforderlich, dass eine Zuhaltefunktion bereitgestellt wird, d. h. dass ein beispielsweise an. einer Schutztür einer Schutzeinrichtung festgelegter Betätiger mit einem Gegenelement (Zuhaltungseinheit), das beispielsweise am Gehäuse der Schutzeinrichtung festgelegt ist, so zusammenwirkt, dass der Betätiger an bzw. in dem Gegenelement arretierbar bzw. blockierbar ist, insbesondere hinsichtlich des Trennens von Betätiger und Gegenelement, wodurch die Schutzeinrichtung in dem geschlossenen Zustand arretierbar ist.
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Aus
DE 10 2005 032 172 A1 ist eine Zuhaltung für ein Bauteil zum Verschließen einer Öffnung bekannt, bei der ein Betätiger verwendet wird, der durch eine Öffnung in ein Gehäuse einführbar ist. Durch Einführen des Betätigers wird eine Kurvenscheibe soweit verdreht, dass eine weitere Ausnehmung am Umfang der Kurvenscheibe in eine Position gegenüber von einem Ende eines als Zuhalteelement dienenden Stößels verdreht wird. Gleichzeitig wird durch die Verdrehung der Kurvenscheibe ein Schalter betätigt, der eine Betätigung des Stößels auslöst, so dass dieser in die Ausnehmung einfallen kann.
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Nachteilig bei den bekannten Zuhaltungen ist es, u. a. eine drehbare Kurvenscheibe mit einem Lager vorzusehen, was die Zuhaltung und die darin verwendeten Komponenten komplex macht.
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Aus
US 4 653 783 A ist eine Verriegelung für ein Videorecordergehäusebauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
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Aus
GB 2 176 641 A ist ein Sicherheitssystem mit einem elektrisch betätigbaren Stößel zum Blockieren eines Verriegelungsbetätigers bekannt.
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Aus
US 5 220 712 A ist eine „Schnapp-Zahn”-Vorrichtung mit einem Schnelllösemechanismus bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zuhaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die mit einfachen Mitteln aufgebaut und dabei dennoch sicher ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Hierdurch wird eine Zuhaltung für ein Bauteil zum Verschließen einer Öffnung geschaffen, die eine Betätigungseinheit und eine Zuhaltungseinheit umfasst. Vorzugsweise ist die Betätigungseinheit an dem Bauteil, wie einer Klappe, Türe, Deckel oder dergleichen, befestigbar und die Zuhaltungseinheit an einer feststehenden Wand als feststehendem Teil befestigbar. Die Betätigungseinheit weist einen Betätiger auf, der in einen Einführungskanal der Zuhaltungseinheit einführbar ist. Der Betätiger ist in der Zuhaltungseinheit verriegelbar über einen Stößel der Zuhaltungseinheit, der in Längsrichtung beweglich geführt ist zwischen zwei Endstellungen, einer verriegelnden und einer entriegelnden Endstellung. Der Betätiger weist mindestens eine Nase auf, die nach außen ragt und federnd gelagert ist. Die Nase ist in Eingriff bringbar mit einer Aussparung in der Zuhalteeinrichtung, wenn der Betätiger in die Zuhalteeinrichtung eingefahren bzw. eingeführt wird und bildet dann eine lösbare Selbstverriegelung, die beispielsweise von Bedienpersonal gelöst werden kann, wenn die Zuhaltung die Verriegelung nicht blockiert. Zur Blockade der Selbstverriegelung ist die mindestens eine Nase vom Stößel hintergreifbar, so dass die Nase nicht aus der Aussparung gelangen kann. Die federnd gelagerte Nase wird durch den Stößel in ihrer Federung und Bewegung behindert, so dass ein Ausrücken der Nase aus der Aussparung nicht möglich ist. Die Nase kann nicht aus der Aussparung gedrückt werden aufgrund des Hintergreifens durch den Stößel. Es ist eine seitenkraftfreie Zuhaltung möglich. Die Zuhaltung ist für eine Schutzeinrichtung mit einer Zuhaltefunktion vorgesehen. Der Betätiger ist zapfenförmig ausgebildet, und der Einführungskanal weist einen an den Außenumfang des Betätigers im Wesentlichen angepassten Innendurchmesser auf. Die Aussparung ist als innenumfängliche Nut, in der Zuhaltungseinheit ausgebildet, so dass der Betätiger positionsunabhängig, d. h. unabhängig von der Stellung und Position der mindestens einen Nase in die Zuhaltungseinheit unter einfacher Möglichkeit der Selbstverriegelung eingeführt werden kann. Die auf einer Höhe des Betätigers angeordneten Nasen können dann in jeder möglichen Drehstellung des Betätigers in der Nut eingreifen. Der Betätiger ist quasi in seiner Selbstverriegelung in seiner Längsrichtung frei drehbar. Die mindestens eine Nase ragt aus einem Fenster einer Hülse vor, wobei die Hülse gegenüber der mindestens einen Nase unter Federkraft verschieblich vorgespannt ist. Damit ragt die mindestens eine Nase aus einem Fenster einer Hülse, die über die Nase schiebbar ist zum Einrücken der Nase zumindest teilweise unter die Hülse. Durch die verschieblich gelagerte Hülse am Betätiger kann die Nase eingerückt werden und außer Eingriff mit der Aussparung gelangen. Der Betätiger kann bei eingerückter Nase aus der Zuhaltungseinheit gezogen werden. Durch die Hülse mit dem mindestens einen Fenster für die mindestens eine Nase ist eine einfache bauliche Konstruktion möglich, die dem Bedienpersonal eine simpel zu handhabende Möglichkeit der Lösung aus der Selbstverriegelung gibt.
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Vorzugsweise liegen die Längsrichtung des Stößels und die Bewegungsrichtung des Betätigers beim Einführen in die Zuhaltungseinheit in einer Achse, damit eine besonders kompakte Bauform der Zuhaltung erreicht wird.
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Bevorzugt ist der Stößel elektrisch betätigbar. Ferner bevorzugt erfolgt die elektrische Betätigung durch einen Hubmagneten, elektrischen oder piezoelektrischen Linearantrieb, Elektromotor o. ä., wodurch einfache Komponenten verwendet werden können.
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Bevorzugt weist der Betätiger mindestens zwei, insbesondere drei Nasen an einem kreisförmigen Umfang auf, die äquidistant um den Umfang verteilt sind. Durch die mehreren Nasen an dem Umfang wird der sichere Halt in der Zuhaltungseinheit gewährleistet. Weiter bevorzugt ist die Ausbildung der Nasen in gleicher Höhe bezogen auf die Längsrichtung des Betätigers. Diese Anordnung vereinfacht die Konstruktion der Zuhaltung.
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Vorzugsweise weist jede Nase eine der Zuhaltungseinheit zugewandte Rampe auf. Durch die Rampe wird ein Einführen des Betätigers in die Zuhaltungseinheit vereinfacht, indem die nach außen vorragenden federnd gelagerten Nasen etwas einrücken können bzw. eingedrückt werden. In der Aussparung rücken die Nasen wieder aus und gelangen in Eingriff mit der Aussparung.
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Vorzugsweise ist der Innendurchmesser an der Zuhaltungseinheit, in die der Betätiger einführbar ist, an den Außendurchmesser der Hülse angepasst, so dass ein Wackeln des Betätigers in der Zuhaltungseinheit reduziert wird. Der Außendurchmesser der Hülse gibt dabei den Innendurchmesser des Einführungskanals an der Zuhaltungseinheit an.
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Vorzugsweise ist die Hülse gegenüber der mindestens einen Nase federvorgespannt, so dass die Nase frei aus dem für sie vorgesehenen Fenster hervorragen kann gegenüber dem Außendurchmesser der Hülse. Die Nase steht gegenüber dem Außendurchmesser der Hülse vor.
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Vorzugsweise schließt sich der Rampe in Bewegungsrichtung des Betätigers eine steile Flanke der Nase an, die ein Anschlag für die Selbstverrieglung in der Aussparung ist. Durch die steile Flanke an der Nase ist eine sichere Selbstverriegelung möglich. Vorzugsweise weist die Flanke einen senkrechten Winkel bezogen auf die Umfangsfläche in Einführrichtung des Betätigers auf. Die steile Flanke kann dann an einer ebenfalls senkrecht verlaufenden Wand der Aussparung anliegen. Durch die senkrecht verlaufenden aneinander anliegenden Wände ist sichergestellt, dass eine Zugkraft auf den Betätiger in der Selbstverriegelung mit keinem Anteil einer Kraft zum Lösen der Selbstverriegelung wirkt.
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Bevorzugt ist die Aussparung in dem Einführungskanal nach einer bestimmten Führungslänge für den einzuführenden Teil des Betätigers angeordnet, was sicherstellt, dass der Betätiger in dem Einführungskanal umschlossen ist und eventuell auftretende Hebelkräfte über eine ausreichende Länge des Einführungskanals abgepuffert werden können.
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Bevorzugt ist der Betätiger federnd gelagert zum Ausgleichen eines Einführungsradius bei einer Schwenkbewegung des Betätigers in die Zuhaltungseinheit. Durch die federnde Lagerung des Betätigers sind beispielweise Toleranzen bei der Montage der Zuhaltung, d. h. Toleranzen hinsichtlich der Ausrichtung vom Betätiger am beweglichen Teil und von der Zuhaltungseinheit am feststehenden Teil, die insbesondere bei schwenkbaren großen Türen auftreten können, ausgleichbar.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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1a zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zuhaltung mit einem Betätiger und einer Zuhaltungseinheit;
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1b zeigt schematisch das Ausführungsbeispiel von 1a, bei der der Betätiger in der Zuhaltungseinheit blockiert ist;
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1c zeigt einen Ausschnitt A von 1b vergrößert;
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Betätigers.
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1a und 1b zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zuhaltung. Es ist ein Abschnitt eines Bauteils 1 schematisch dargestellt, mit dem eine Öffnung verschließbar ist. Das Bauteil 1 kann eine Klappe, Tür oder dergleichen sein. An dem Bauteil 1 ist ein Betätiger 2 festgelegt.
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In dem in 1b gezeigten Fall verschließt das in einem Ausschnitt dargestellte Bauteil 1 die Öffnung und der Betätiger 2 ist in eine Zuhaltungseinheit 3 eingeführt. Die Zuhaltungseinheit 3 ist an einem feststehenden Teil, wie beispielsweise einer Wand oder dergleichen, befestigt. Der Betätiger 2 kann in der Zuhaltungseinheit 3 blockiert werden, um beispielsweise zu verhindern, dass ein zu sichernder Gefahrenbereich, wie eine maschinelle Anlage, durch Bedienpersonal betreten wird. Das Bauteil 1 zum Verschließen der Öffnung wird so lange blockiert bzw. festgehalten, bis beispielsweise ein Stillstand der maschinellen Anlage detektiert wird.
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Der Betätiger 2 ist zapfenförmig ausgebildet und in einen Einführungskanal 4 der Zuhaltungseinheit 3 eingeführt. Der Einführungskanal 4 besitzt einen an den Außenumfang des Betätigers 2 im Wesentlichen angepaßten Innendurchmesser, um ein passgenaues Gleiten des Betätigers 2 ohne viel Spiel im Einführungskanal 4 zu gewährleisten.
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Der Betätiger 2 weist Nasen 5 auf, die über den sonst kreisförmigen Außenumfang hervorragen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Nasen 5 vorgesehen, die äquidistant um den Außenumfang des Betätigers 2 auf gleicher Höhe bezogen auf die Längsrichtung des Betätigers 2 angeordnet sind. Die Nasen 5 sind federnd gelagert, so dass sie unter Druck einrücken und keinen Vorsprung mehr gegenüber dem sonst kreisförmigen Außenumfang des Betätigers 2 bilden. Die Nasen 5 bilden Rastelemente, die in einer in dem Einführungskanal 4 der Zuhaltungseinheit 3 ausgebildeten Aussparung 6 einrasten können.
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Im gezeigten Fall ist die federnde Lagerung der Nasen 5 dadurch erreicht, dass in einem Rohr 13 aus Metall die Nasen 5 durch zwei Schnitte in Längsrichtung und einen Schnitt in Querrichtung erzeugt wurden. Die natürliche Elastizität des Metalls führt an der Verbindungsstelle zwischen der Nase 5 und dem Rohr 13 zu einer federnden Lagerung der Nase 5.
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Die Nasen 5 weisen eine der Zuhaltungseinheit 3 zugewandte Rampe 7 auf, die ermöglicht, dass der Betätiger 2 in den an den Außendurchmesser des Betätigers 2 angepassten Einführungskanal 4 mit einem Abschnitt eingeführt werden kann. Die Rampe 7 weist einen positiven Anstieg in Einführungsrichtung des Betätigers 2 auf. Die Rampe 7 der federnd gelagerten Nasen 5, die einen Vorsprung gegenüber dem sonstigen Außenumfang des in den Einführungskanal 4 einzuführenden Abschnitts des Betätigers 2 bilden, gelangt beim Einführen des Betätigers 2 an den Außenrand des Einführungskanals 4, und die Nasen 5 rücken durch den auf sie ausgeübten Druck ein. Der Betätiger 2 kann dann in den Einführungskanal 4 eingeführt werden.
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Im Bereich der Aussparung 6, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als vollumfängliche Nut ausgestaltet ist, können die Nasen 5, wieder ausrücken, da sie federvorgespannt sind bzw. federnd gelagert sind in Richtung des Außenumfangs des Betätigers 2, und kein Druck mehr auf sie ausgeübt wird. Die bezogen auf die Öffnung des Einführungskanals 4 vordere Wand 8 der Aussparung 6 und die Längsrichtung des Einführungskanals 4 verlaufen nahezu senkrecht zueinander, um eine Anschlagsfläche für die Nasen 5, die in der Aussparung 6 ausgerückt sind, zu bilden. Die Flächennormale der vorderen Wand 8 verläuft damit parallel zur Längsrichtung des Einführungskanals 4.
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Wurde der Betätiger 2 soweit eingeschoben bzw. eingeführt, dass sich die Nasen 5 im Bereich der Aussparung 6 befinden, so liegt eine lösbare Selbstverriegelung vor. Die Nasen 5 weisen dazu im dargestellten Ausführungsbeispiel in Einführungsrichtung hinter der Rampe 7 eine steile Flanke 9 auf, die senkrecht zum Außenumfang des Betätigers 2 verläuft. Bei einem Zug an dem Betätiger 2 stoßen parallele Flächen, nämlich die Anschlagsfläche der vorderen Wand 8 und die steile Flanke 9 der Nase 5 aufeinander. Auf die Nase 5 wirkt keine Kraft, die ein Einrücken der Nase 5 bewirkt. Die Nase 5 bleibt ausgerückt und kann zunächst nicht einfach aus der Zuhaltungseinheit 3 gezogen werden. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Öffnen des beweglichen Teils 1 gegenüber dem feststehenden Teil verhindert. Weiter liegt die Aussparung 6 nach einer bestimmten Führungslänge im Einführungskanal 4 vor, damit eine ausreichende Länge für den einzuschiebenden Abschnitt des Betätiger 2 im Einführungskanal 4 gegeben ist. Es liegt eine formangepasste Abstützung des Betätigers 2 durch die Aufnahme des eingeführten Abschnitts im Einführungskanal 4 vor.
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Es sind andere Ausgestaltungen der Anschlagsfläche der vorderen Wand 8 und der steilen Flanke 9 der Nase 5 möglich. Beispielsweise könnten beide Flächen bei ausgerückter Nase 5 parallel zueinander verlaufen und einen spitzen Winkel zur Längsrichtung des Einführungskanals 4 aufweisen in Form eines Widerhakens. Den Ausgestaltungen ist gemeinsam, dass auf die Nase(n) 5 keine Kraft wirkt, die ein Einrücken derselben verursacht.
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Zum Lösen der lösbaren Selbstverriegelung ist eine Hülse 10 am Betätiger 2 vorgesehen, die gegenüber den Nasen 5 verschieblich ist. Die Nasen 5 sind in Fenstern 11 der Hülse 10 angeordnet und ragen aus diesen gegenüber dem sonstigen Außenumfang, der durch die Hülse 10 gebildet wird, hervor. Der Innendurchmesser der Hülse 10 ist an den Außendurchmesser des Rohrs 13 angepasst. Die Hülse 10 ist über die Nasen 5 verschieblich in Richtung der Rampe 7. Die Anpassung des Außendurchmessers des Rohrs 13 an den Innendurchmesser der Hülse 10 ermöglicht eine passgenaue Verschiebung der beiden zueinander. Der Weg der Verschiebung ist geringer gewählt als die Länge der Erstreckung des Fensters 11 in Richtung der Verschiebung. Das Fenster 11 kann durch die Verschiebung über die federnd gelagerte Nase 5 gelangen, jedoch nicht hinter die Nase 5.
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Durch die Rampe 7 der Nase 5 ist ein einfaches Aufschieben der Hülse 10 über die Nase 5 möglich. Die Nase 5 wird bei der Verschiebung unter die Hülse 10 gedrückt, indem die Begrenzungswand 12 der Hülse 10 über die Rampe 7 gelangt und die Nase 5 einrückt bzw. niederdrückt. Der Außendurchmesser des Betätigers 2 wird verringert, indem die Nasen 5 nicht mehr über den Außendurchmesser der Hülse 10 hervorragen. Der Betätiger 2 ist bei über die Nasen 5 geschobener Hülse 10 aus der Zuhaltungseinheit 3 herausziehbar. Die Nasen 5 sind bei verschobener Hülse 10, die die Nasen 5 überdeckt, außer Eingriff mit der Aussparung 6 gebracht.
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Damit die Hülse 10 nicht versehentlich über die Nasen 5 verschoben wird, ist die Hülse 10 gegenüber den Nasen 5 federnd vorgespannt, so dass die Nasen 5 aus den Fenstern 11 der Hülse 10 hervorragen so lange keine Kraft auf die Feder ausgeübt wird. Durch die Federvorspannung sind die Hülse 10 und das Rohr 13 gegen die Federkraft in Richtung der Längsrichtung des Betätigers 2 verschieblich.
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Eine Federvorspannung der Hülse 10 gegenüber dem Rohr 13, an dem die Nasen federnd gelagert sind, kann dadurch erfolgen, dass die Nasen 5 aufgrund ihrer Eigenspannung zum Rohr 13 das Fenster 11 zentrieren, so dass die Nase 5 aus dem Fenster 11 hervorragt. Zum Einrücken der Nasen 5 muss dann eine Kraft auf die Hülse 10 aufgebracht werden, die gegen die Eigenspannung der Nasen 5 wirkt. Wird keine Kraft auf die Hülse 10 von außen aufgebracht, so drücken die Nasen 5 die Hülse 10 wieder so in Position, dass die Nasen 5 aus dem jeweiligen Fenster 11 hervorragen.
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Das Lösen der Selbstverriegelung soll dann durch die Zuhaltung unterbunden werden, wenn festgestellt wird, dass sich beispielsweise die in dem zu sichernden Raumvolumen befindliche maschinelle Anlage nicht im Stillstand befindet. Auch ein Ziehen am Betätiger 2 insbesondere mit dem Versuch, die Hülse 10 über die Nasen 5 zu schieben, soll nicht zu einem Öffnen des beweglichen Teils 1 führen. Es ist ein Stößel 16 vorgesehen, der in den Betätiger 2 eingeführt werden kann. 1 zeigt die Zuhaltung mit dem Stößel 16, wie er im Betätiger 2 eingeführt ist. In der in 2 gezeigten Stellung ist der Stößel 16 nicht im Betätiger 2 eingeführt.
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Der Außendurchmesser des Stößels 16 ist an den Innendurchmesser des Rohrs 13 angepasst. Wenn der Stößel 16, der über einen Elektromagneten 17 angetrieben werden kann, in den Betätiger 2 eingeführt ist, sind die Nasen 5 hintergriffen. Die Nasen 5 können nicht mehr einrücken. Die Hülse 10 kann nicht über die Nasen 5 geschoben werden, da ein Widerstand in Richtung des Einrückens der Nasen 5 durch den Stößel 16 besteht. Die Nasen 5 bleiben in Eingriff mit der Aussparung 6, so dass der Betätiger 2 in der Zuhaltungseinheit 3 gehalten wird. Der bewegliche Teil 1, wie beispielsweise eine Tür, kann nicht geöffnet werden. Die Nasen 5 sind somit vom Stößel 16 hintergreifbar für ein Blockieren der Selbstverriegelung.
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In 2 ist eine alternative Ausführungsform eines Betätigers 2 gezeigt, die im Unterschied zu der in 4 gezeigten Ausführungsform des Betätigers 2 einen anderen Mechanismus für die Verschiebung der Hülse 10 zum Lösen der Selbstverriegelung aufweist. Die Hülse 10 wird nicht selbst durch einen Bediener verschoben, indem eine Handhabungsfläche an der Hülse 10 zum Verschieben vorgesehen ist, wie es in 1 der Fall ist, sondern es ist ein Umlenkmechanismus vorgesehen, bei dem durch Druck auf einen Taster eines Griffs, die federvorgespannte Hülse 10 gegen die Nasen 5 zum Einrücken derselben unter die Hülse 10 verschoben werden kann.
