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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung für eine Tür oder ein Fenster mit einer dem Flügel der Tür bzw. des Fensters zugeordneten elektrisch betätigbaren Schließeinrichtung, die zumindest teilweise über den Rahmen der Tür bzw. des Fensters mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Verriegelungseinrichtungen der eingangs genannten Art sind allgemein bekannt. Problematisch ist hierbei, dass die dem Flügel der Tür bzw. des Fensters zugeordnete elektrisch betätigbare Schließeinrichtung über den Rahmen der Tür bzw. des Fensters mit Strom versorgt werden muss. Dies erfolgt bisher in den meisten Fällen über ein Kabel, was nun aber relativ aufwändig und mit einem relativ hohen mechanischen Verschleiß verbunden ist.
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Die
DE 4102892 A1 offenbart eine Verriegelungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Die
DE 90 12 505 U1 offenbart eine elektronische Türschließvorrichtung mit einer drahtlosen Energieübertragung zur Versorgung eines türflügelseitigen Energiespeichers aus einem rahmenseitigen Netzanschluss mit einer induktiven Energieübertragung zu dem Energiespeicher mittels eines aus je einem im Türrahmen bzw. im Türflügel angeordneten Magnetteilkreis zusammengesetzten, über den Luftspalt zwischen Türrahmen und Türflügel geschlossenen Magnetkreises, wobei der Riegel Teil des Magnetkreises ist.
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Die
US 2009/0025435 A1 offenbart eine Türsicherheitsvorrichtung mit einem Türöffner, der mit einer Struktur verbunden und elektrisch mit einem ersten Energietransceiver verbunden ist. Der Türöffner steht in einem Abstand zu einer Tür. Eine Türverriegelungsvorrichtung ist mit der Tür zum Verriegeln und Entriegeln der Tür mit dem Schließblech verbunden. Die Türverriegelungsvorrichtung ist elektrisch mit einem zweiten Energietransceiver in einer beabstandet ausgerichteten Beziehung verbunden und kommuniziert elektrisch mit dem ersten Energietransceiver.
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Die Türverriegelungsvorrichtung umfasst eine Zugangsschnittstelle, die mit einem Mikroprozessor zum Empfangen eines Zugangsnachweises kommuniziert. Ein Steuergerät ist elektrisch mit dem ersten Energietransceiver verbunden, und das Steuergerät leitet das Entriegeln und Verriegeln der Tür zum Türöffner unter Verwendung der Türverriegelungsvorrichtung ein.
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Die
WO 2014/199009 A1 offenbart eine Schlossanordnung, die ein Schlossgegenstück und ein Schloss mit einem Schlossgehäuse umfasst. Das Schlossgehäuse weist eine Verriegelung und einen Verriegelungsmechanismus auf, der elektrische Mittel zum Öffnen und Schließen der Verriegelung umfasst. Das Schlossgegenstück kann im Rahmen der Tür installiert werden. Mittel zum drahtlosen Senden du Empfangen von elektrischer Energie sind im Schlossgegenstück und dem Schlossgehäuse angeordnet.
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Die
WO 00/77330 A1 offenbart eine Verriegelungseinrichtung für eine Tür mit einer Energieübertragung zwischen Rahmen und Flügel, die auf Basis elektromagnetischer Induktion nach Art eines Transformators von einer rahmenseitigen Primärwicklung auf eine flügelseitige Sekundärwicklung erfolgt, wobei die rahmenseitige Primärwicklung zur Minimierung des Luftspalts zwischen dem Rahmen und dem Flügel federnd gelagert sein kann.
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Die
EP 0 676 527 A1 offenbart eine Aufzugskabinentür, die von einem linearen Induktionsmotor mit variabler Spannung und variabler Frequenz bewegt wird. Der Induktionsmotor wird in einer offenen Stromschleife angetrieben, um ein gewünschtes Geschwindigkeitsprofil zu erreichen. Spannungssteuersignale zur Pulsweitenmodulation werden verwendet, um über einen dreiphasigen Tiefpassfilter für korrekte Zeitintervalle feste Spannungen mit korrekter Polarität an die Wicklungen des Motors anzulegen um die gewünschten sinusförmigen Wicklungsströme aufzubauen.
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Ferner ist aus
DE 38 81 637 T2 bekannt, zum Zweck der Minimierung des Luftspalts zwischen einem rahmenseitigen Transformatorteil und einem flügelseitigen Transformatorteil eine federnde Lagerung der Teile vorzusehen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungseinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der eine möglichst verschleißfreie, zuverlässige elektrische Energieübertragung zwischen dem Rahmen und dem Flügel der Tür bzw. des Fensters gewährleistet ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verriegelungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
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Die erfindungsgemäße Verriegelungseinrichtung für eine Tür oder ein Fenster umfasst eine dem Flügel der Tür bzw. des Fensters zugeordnete elektrisch betätigbare Schließeinrichtung, die zumindest teilweise über den Rahmen der Tür bzw. des Fensters mit elektrischer Energie versorgt wird. Dabei sind zur Energieübertragung auf den Flügel auf der Basis elektromagnetischer Induktion nach Art eines Transformators rahmenseitig wenigstens eine Primärwicklung und flügelseitig wenigstens eine Sekundärwicklung Die zur Versorgung der flügelseitigen elektrisch betätigbaren Schließeinrichtung benötigte elektrische Energie kann somit auf der Seite des Rahmens in die wenigstens eine Primärwicklung eingebracht und kabellos durch elektromagnetische Induktion auf die wenigstens eine flügelseitig vorgesehene Sekundärwicklung übertragen werden, wobei zwischen dem Rahmen und dem Flügel gegebenenfalls auch ein Luftspalt verbleiben kann.
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Aufgrund dieser Ausbildung wird eine verschleißfreie kabellose zuverlässige elektrische Energieübertragung zwischen dem Rahmen und dem Flügel der Tür bzw. des Fensters gewährleistet. Die Übertragung der Energie erfolgt durch elektromagnetische Induktion. Je geringer der Luftspalt zwischen Rahmen und Flügel ist, desto höher ist der Wirkungsgrad der Energieübertragung.
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Bei der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung ist der magnetische Kreis des Transformators zumindest teilweise über einen der Schließeinrichtung zugeordneten Riegel schließbar.
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Der Transformator ist dabei zur Übertragung eines Drehfeldes ausgeführt, wobei über das Drehfeld ein elektrischer Antrieb für den Riegel mit Energie versorgt wird. Insbesondere kann ein phasenverschobenes Drehfeld generiert werden, das direkt zur Stromversorgung eines flügelseitigen Motors zum Antrieb des Riegels verwendet werden kann.
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Erfindungsgemäß werden dabei drei Magnetfelder durch Leitbleche durch den Riegel geführt. Es kann auch ein größerer Teil der Schließeinrichtung als Übergang dienen.
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Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn der magnetische Kreis des Transformators zumindest teilweise über wenigstens eine der Schließeinrichtung zugeordnete Falle schließbar ist. Dabei besteht die Falle bevorzugt aus einem magnetisch leitenden Material. Von Vorteil ist insbesondere, wenn die Falle aus einem Material besteht, das weiches Eisen, laminiertes Trafoblech, spröden Ferrit und/oder dergleichen enthält. Anders als beispielsweise ein gehärteter Riegel muss eine Falle in der Regel keine höheren Kräfte aufnehmen, so dass eine solche Falle aus in der Regel weicherem magnetisch leitendem Material hergestellt sein kann.
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Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn der Transformator rahmenseitig und flügelseitig mit Polschuhen versehen ist. Hin- und Rückfluss des elektromagnetischen Feldes kann somit über die Polschuhe bzw. entsprechende Gehäuse erfolgen.
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Die flügelseitige Schließeinrichtung kann beispielsweise ein elektrisches Motorschloss umfassen, das zumindest teilweise über den Transformator mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung umfasst die flügelseitige Schließeinrichtung wenigstens eine RFID(radio-frequency identification)-Leseeinrichtung oder dergleichen, wobei diese RFID-Leseeinrichtung zumindest teilweise über den Transformator mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Verriegelungseinrichtung Kommunikationsmittel umfasst, um über den Transformator auch einen Datenaustausch zu ermöglichen. Dabei sind die Kommunikationsmittel bevorzugt für einen wechselseitigen Datenaustausch zwischen dem Rahmen und dem Flügel ausgeführt.
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Bevorzugt ist die Verriegelungseinrichtung mit einer Zugangskontrolle versehen.
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Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn flügelseitig wenigstens ein Energiespeicher vorgesehen ist, der über den Transformator aufladbar ist. Ein solcher Energiespeicher kann beispielsweise einen Akkumulator, einen Kondensator oder dergleichen umfassen. Über einen solchen Energiespeicher können kurzfristig auch höhere Leistungsabgaben erfolgen und Lastspitzen bewältigt werden.
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Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn eine jeweilige rahmenseitige Primärwicklung zur Minimierung des Luftspalts zwischen dem Rahmen und dem Flügel federnd gelagert ist. Dabei kann die jeweilige rahmenseitige Primärwicklung durch eine entsprechende Federeinrichtung federnd zum Flügel hin beaufschlagt sein.
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Über den Transformator kann beispielsweise auch eine dem Flügel zugeordnete Anzeige oder dergleichen mit Strom versorgt werden. Auf das Energiesignal können auch Steuerinformationen aufmoduliert werden. Es muss kein Kabel mehr im Flügel oder Türblatt verlegt werden. Zudem entfallen mit der erfindungsgemäßen Energieübertragung auch einzelne vorstehende Elemente, elektrische Kontakte, Anschlusspunkte für Türöffner und/oder dergleichen. Die Effizienz der Energieübertragung nimmt mit den magnetischen Querschnitten zu. Je kleiner die Luftspalte zwischen Rahmen und Flügel sind, desto höher ist der Wirkungsgrad. Da der Riegel und gegebenenfalls auch eine jeweilige Falle direkt in die Gegenseite hineinragen, bieten sich diese zur Energieübertragung bzw. als Pfad für den elektromagnetischen Fluss an. Neben der Versorgung z. B. eines RFID-Lesers am Flügel oder der Schließeinrichtung ist unter anderem auch eine Handhabe wie ein Drücker der Tür oder des Fensters freigebbar oder auch ein Antrieb eines Motorschlosses mit Energie versorgbar. Das elektromagnetische Hin- und Rückfeld kann über den Riegel und gegebenenfalls weitere Riegel und/oder wenigstens eine Falle übertragen werden. Indem der rahmenseitige Teil des Transformators federnd gegen den flügelseitigen Teil des Transformators bzw. gegen den Riegel und/oder die Falle gepresst wird, kann der Spalt minimiert bzw. geschlossen werden. Da die Falle in der Regel abgeschrägt ist, ist ein Einfädeln möglich. Zudem ist die Falle in der Regel federnd gelagert, so dass sie eindrückbar ist. Die Gegenseite muss damit nicht zwingend ebenfalls federnd gelagert sein. Die Gegenseite kann jedoch zur Aufnahme der Kontur der Falle ebenfalls abgeschrägt sein. Um einen Ausgleich von Toleranzen zu ermöglichen und den Luftspalt weiter zu minimieren, können die verschiedenen Elemente seitlich leicht dehnbar sein.
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Der rahmenseitige Transformatorteil kann auch auf dem Kippteil eines Türöffners sitzen.
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Anstelle eines stirnseitigen Kontaktes kann ein jeweiliger Riegel im Rahmen beispielsweise auch seitlich an Magnetleitblechen der Erregerspulen entlanggleiten, wodurch eine noch geringere Einbautiefe im Rahmen ermöglicht wird.
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Über die induktive Energieübertragungseinrichtung können beliebige dem Flügel der Tür bzw. des Fensters zugeordnete elektrische und/oder elektronische Komponenten wie insbesondere Anzeigen, Öffnungs- und Verriegelungselemente, Kopplungselemente, Motoren, Relais und/oder dergleichen mit Strom versorgt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
- 1 eine schematische geschnittene Seitenansicht einer zu der Erfindung alternativen Verriegelungseinrichtung, bei der der Hin- und Rückfluss des elektromagnetischen Feldes zwischen dem Rahmen und dem Flügel zumindest teilweise über eine Falle und/oder einen Riegel erfolgt,
- 2 eine schematische geschnittene Draufsicht der Verriegelungseinrichtung gemäß 1,
- 3 eine schematische geschnittene Seitenansicht einer weiteren zu der Erfindung alternativen Verriegelungseinrichtung, bei der der Hin- und Rückfluss des elektromagnetischen Feldes zwischen dem Rahmen und dem Flügel zumindest teilweise über eine Falle und/oder einen Riegel erfolgt,
- 4 eine schematische geschnittene Draufsicht der Verriegelungseinrichtung gemäß 3,
- 5 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung, bei der der Hin- und Rückfluss des elektromagnetischen Feldes zwischen dem Rahmen und dem Flügel zumindest teilweise auch über Polschuhe bzw. entsprechende Gehäuse erfolgt, und
- 6 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung mit einer mehrpoligen Anordnung zur Erzeugung eines Drehfeldes.
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1 zeigt in schematischer geschnittener Seitenansicht eine zu der Erfindung alternative Verriegelungseinrichtung 10 für eine Tür oder ein Fenster.
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Die Verriegelungseinrichtung 10 umfasst eine dem Flügel 12 der Tür bzw. des Fensters zugeordnete elektrisch betätigbare Schließeinrichtung 14, die zumindest teilweise über den Rahmen 16 der Tür bzw. des Fensters mit elektrischer Energie versorgt wird. Dabei sind zur Energieübertragung auf der Basis elektromagnetischer Induktion nach Art eines Transformators 22 rahmenseitig wenigstens eine Primärwicklung 18 und flügelseitig wenigstens eine Sekundärwicklung 20 vorgesehen. Die zur Versorgung der flügelseitigen elektrisch betätigbaren Schließeinrichtung 14 benötigte elektrische Energie kann somit auf der Seite des Rahmens 16 in die wenigstens eine Primärwicklung 18 eingebracht und kabellos durch elektromagnetische Induktion auf die wenigstens eine flügelseitig vorgesehene Sekundärwicklung 20 übertragen werden, wobei zwischen dem Rahmen 16 und dem Flügel 12 gegebenenfalls auch ein Luftspalt verbleiben kann.
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Die Schließeinrichtung 14 umfasst ein stirnseitiges Stulpblech 24, das auf einer Schmalseite des Flügels 12 angeordnet ist. Durch eine jeweilige Öffnung im Stulpblech 24 ragt wenigstens ein Riegel 26 und/oder wenigstens eine Falle 28 hervor, die bei geschlossenem Flügel 12 in eine Öffnung eines Schließblechs 30 am Rahmen 16 eingreift. Der Flügel 12 ist mit einer um eine Achse 32 drehbar gelagerten Handhabe 34 wie beispielsweise einem Griff oder dergleichen versehen.
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Wie anhand der 1 und 2 zu erkennen ist, ist der magnetische Kreis des Transformators 22 zumindest teilweise über einen der Schließeinrichtung 14 zugeordneten Riegel 26 und/oder über wenigstens eine der Schließeinrichtung 14 zugeordnete Falle 28 schließbar. Der Hin- und Rückfluss des elektromagnetischen Feldes erfolgt im vorliegenden Fall also zumindest teilweise über wenigstens einen Riegel 26 und/oder wenigstens eine Falle 28.
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Da die Falle 28 anders als z.B. ein gehärteter Riegel normalerweise keine höheren Kräfte aufnehmen muss, kann sie aus einem in der Regel weicheren magnetisch leitenden Material bestehen. Dabei kann die Falle 28 beispielsweise aus einem Material bestehen, das weiches Eisen, laminiertes Trafoblech, spröden Ferrit und/oder dergleichen enthält.
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2 zeigt die Verriegelungseinrichtung 10 gemäß 1 nochmals in einer geschnittenen Draufsicht. Wie insbesondere der 2 entnommen werden kann, können die der abgeschrägten Falle 28 gegenüberliegenden Elemente auf der Seite des Rahmens 16 zur Anpassung an die Kontur der Falle 28 ebenfalls abgeschrägt sein. Um einen Ausgleich von Toleranzen zu ermöglichen und den Luftspalt zu minimieren, können die Elemente seitlich dehnbar sein.
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Die flügelseitige Schließeinrichtung 14 kann beispielsweise ein elektrisches Motorschloss oder dergleichen umfassen, das zumindest teilweise über den Transformator 22 mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann die flügelseitige Schließeinrichtung 14 beispielsweise auch wenigstens eine RFID-Leseeinrichtung umfassen, die zumindest teilweise über den Transformator 22 mit elektrischer Energie versorgt wird. Grundsätzlich können über die induktive Energieübertragungseinrichtung beliebige dem Flügel 14 der Tür bzw. des Fensters zugeordnete elektrische und/oder elektronische Komponenten mit Strom versorgt werden. Dabei ist beispielsweise eine Stromversorgung von Anzeigen, Öffnungs- und Verriegelungselementen, Kopplungselementen, Motoren, Relais und/oder dergleichen mittels der erfindungsgemäßen induktiven Übertragungseinrichtung denkbar.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Verriegelungseinrichtung 10 insbesondere auch Kommunikationsmittel umfassen, um über den Transformator 22 auch einen Datenaustausch zu ermöglichen. Dabei können die Kommunikationsmittel insbesondere auch für einen wechselseitigen Datenaustausch zwischen dem Rahmen 16 und dem Flügel 12 ausgeführt sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Verriegelungseinrichtung 10 auch mit einer Zugangskontrolle oder dergleichen versehen sein. Auch eine solche Zugangskontrolle kann wieder über die erfindungsgemäße induktive Übertragungseinrichtung mit Strom versorgt werden.
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Zudem kann flügelseitig auch wenigstens ein Energiespeicher vorgesehen sein, der über den Transformator 22 aufladbar ist. Ein solcher Energiespeicher kann beispielsweise einen Akkumulator und/oder Kondensator umfassen. Über einen solchen Energiespeicher können kurzfristig auch höhere Leistungsabgaben erfolgen und Lastspitzen bewältigt werden.
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3 zeigt in schematischer geschnittener Seitenansicht eine weitere zu der Erfindung alternative Verriegelungseinrichtung 10, bei der der magnetische Kreis des Transformators 22 zumindest teilweise über wenigstens einen der Schließeinrichtung 14 zugeordneten Riegel 26 und/oder über wenigstens eine der Schließeinrichtung 14 zugeordnete Falle 28 schließbar ist. Auch im vorliegenden Fall erfolgt der Hin- und Rückfluss des elektromagnetischen Feldes zwischen dem Rahmen 16 und dem Flügel 12 somit zumindest teilweise wieder über wenigstens einen Riegel 26 und/oder wenigstens eine Falle 28. Zudem ist bei der vorliegenden Verriegelungseinrichtung 10 zur Minimierung des Luftspalts zwischen dem Rahmen 16 und dem Flügel 12 die Primärwicklung 18 durch eine Federeinrichtung 38 zum Flügel 12 hin beaufschlagt.
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In 4 ist die Verriegelungseinrichtung 10 gemäß 3 nochmals in einer schematischen geschnittenen Draufsicht wiedergegeben.
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In den verschiedenen Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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5 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung 10, bei der der Hin- und Rückfluss des elektromagnetischen Feldes zwischen dem Rahmen 16 und dem Flügel 12 zumindest teilweise auch über Polschuhe 40 bzw. entsprechende Gehäuse erfolgt. Auch im vorliegenden Fall ist die rahmenseitige Primärwicklung 18 wieder durch eine Federeinrichtung 38 zum Flügel 12 hin beaufschlagt.
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Der Transformator 22 ist dabei zur Übertragung eines Drehfeldes ausgeführt. Über ein solches Drehfeld wird ein elektrischer Antrieb oder Motor für den der Schließeinrichtung 14 zugeordneten Riegel 26 mit Energie versorgt.
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6 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung 10 mit einer mehrpoligen Anordnung zur Erzeugung eines Drehfeldes. Dabei sind auch im vorliegenden Fall die rahmenseitigen Primärwicklungen 18 zur Minimierung des Luftspalts zwischen dem Rahmen 16 und dem Flügel 12 wieder federnd gelagert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verriegelungseinrichtung
- 12
- Flügel
- 14
- Schließeinrichtung
- 16
- Rahmen
- 18
- Primärwicklung
- 20
- Sekundärwicklung
- 22
- Transformator
- 24
- Stulpblech
- 26
- Riegel
- 28
- Falle
- 30
- Schließblech
- 32
- Achse
- 34
- Handhabe
- 36
- Element
- 38
- Federeinrichtung
- 40
- Polschuh
