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Die
Erfindung betrifft ein elektrisch steuerbares Schloss mit einem Schließriegel,
einer Riegelsperre und einer Sperrensteuerung.
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Die
Nachteile rein mechanischer Schlösser für viele
Anwendungsgebiete sind bekannt. Sie sind zwar relativ kostengünstig, können aber
leicht überwunden
werden. Insbesondere bei Büro- und Labormöbeln, bei
Möbeln
und Ausrüstungen
in Verkaufs- und Ausstellungsräumen
sowie bei tragbaren Behältern
werden mechanische Schlösser
aus Kostengründen
häufig
eingesetzt. Aber gerade bei diesen Objekten besteht immer häufiger die
Notwendigkeit, die Zugangssicherheit zu erhöhen, weil Wertsachen, wertvolle
Informationen oder Datenträger
aufbewahrt werden. Um gezielt Zugangsberechtigungen erteilen zu
können
und darüber
hinaus tatsächlich
erfolgte Zugänge überwachen
und protokollieren zu können, werden
elektronische Schlösser
eingesetzt.
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In
der Praxis werden zu diesem Zweck häufig elektronische Schlösser verwendet,
die auf die Anforderungen von größeren Sicherheitsanlagen und
Zutrittskontrollsystemen ausgelegt sind. Die Funktion dieser Schlösser beruht
darauf, dass die Bewegbarkeit des Schließriegels in einer oder mehreren
Riegelposition(en) mittels der Riegelsperre eingeschränkt oder
blockiert werden kann. Sie wird von einer elektronischen Sperrensteuerung,
zum Beispiel in einer Zentrale, angesteuert. Auf diese Weise kann eine
Verriegelung oder Entriegelung des Schließriegels nur dann vorgenommen
werden, wenn diese Funktion von der Sperre ermöglicht ist.
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In
der Regel sind diese Schlösser
daher relativ teuer und nehmen großen Platz in Anspruch. Es gibt
zwar auch Lösungen,
die weniger Platzbedarf haben. Sie sind für Geld- und Münzgeräte ausgelegt, beispielsweise
für Telefongeräte, Verkaufsautomaten und
Parkuhren. Sie können daher
nicht ohne weiteres auf kleine Schlösser allgemeiner Art übertragen werden,
die nicht in Verbindung mit großen
Zugangskontrolleinrichtungen stehen.
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Sowohl
die bekannten mechanischen als auch elektronischen Schließsysteme
sind insbesondere für
Anwendungen bei Kurierbehältern
ungeeignet, die in verschlossenem Zustand von einem Teilnehmer zu
einem anderen Teilnehmer übersandt werden.
Offensichtlich ist dabei nachteilig, dass der Empfänger entweder
den gleichen mechanischen Schlüssel
besitzen muss wie der Absender oder dass der Schlüssel gleichfalls übersandt
werden muss, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt.
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Zwar
sind elektromechanische Ausführungen
für viele
Einsatzgebiete ausreichend sicher, wobei Chipkarten, elektronische
Schlüssel
und elektronische Datenspeicher verwendet werden. Die zum Betreiben
erforderliche elektronische Ausrüstung und
Software ist jedoch kompliziert und nur für spezielle Anwendungen konzipiert.
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Schließlich sind
Schließsysteme
bekannt, die auf der Eingabe von Geheimcodes beruhen. Im Wesentlichen
gelten hier aber die gleichen Nachteile, wie sie vorstehend im Zusammenhang
mit mechanischen oder elektromechanischen Schlössern aufgezeigt wurden.
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Schließsysteme
der betreffenden Art sind bspw. aus den Patentschriften
DE 38 19 070 C1 und
DE 25 16 896 C3 bekannt.
Aus der Zweitgenannten ist eine elektro-mechanische Vorrichtung
zum Ver- und Entriegeln der Tür
eines Notausrüstungskastens an
Bord eines Flugzeuges mit einem in dem Kasten angeordneten, von
einem Elektromagneten gegen Federkraft verstellbaren Schubriegel,
bekannt. Der Schubriegel weist einen Riegelkopf mit mindestens einem
radial zur Schubriegelstellachse bewegbaren Verriegelungsorgan auf,
durch das aufgrund einer Verstellung eines Schubriegelkopfes ein
Gegenschließteil
ver- bzw. entriegelbar ist. Das Gegenschließteil ist der eine Arm eines
doppelarmigen und schwenkbar an einem Kasten gelagerten Hebels der
als Sperrhaken ausgebildet ist und dessen anderer Arm ein Maul zur
Aufnahme eines Bügels
an der zu ver- bzw. entriegelnden Tür bildet. In einer dargestellten
Ausführungsform
sind die Verriegelungsorgane Wälzkörper in
Form von Kugeln.
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Nachteilig
an einem solchen Schloss bzw. Schließsystem ist, dass der Schubriegel
mit einer linearen Verriegelungsbewegung bewegt wird und daher eine
relativ lange Baulänge
erfordert.
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Der
im konkreten Beispiel als Hülse
ausgebildete Schubriegel muss nämlich über einen
Stellweg bewegt werden, der einen entsprechenden Bauraum erfordert.
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Demgegenüber ist
es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein allgemein einsetzbares,
elektronisch ansteuerbares Schloss mit einem Schließriegel,
einer Riegelsperre und einer Sperrensteuerung anzugeben, das einerseits
an eine Vielzahl von Anwendungen angepasst werden kann und das anderseits
sehr kompakt aufgebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Schloss gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
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Demnach
ist unter anderem vorgesehen, dass die Riegelsperre einen in einem
ortsfesten Käfig gelagerten
Wälzkörperkeil
umfasst, der unter Ansteuerung durch einen bewegbar gelagerten Lagerkörper, bevorzugt
einen rotierbar gelagerten Rotationskörper oder einen Schieber, zwischen
einer Sperrstellung und einer Entsperrstellung bewegbar ist, dass
der Lagerkörper
eine Lauffläche
sowie eine in der Lauffläche
angeordnete Aufnahmekammer für den
Wälzkörperkeil
umfasst, dass der Wälzkörperkeil in
Abhängigkeit
von der Stellung des Lagerkörpers von
der Lauffläche
in seiner Sperrstellung abgestützt oder
in der Entsperrstellung von der Kammer aufgenommen ist, und dass
die Kammer mindestens eine rampenartige Seitenwand aufweist, über welche
sich der Wälzkörperkeil
bei Bewegung des Lagerkörpers aus
der Kammer auf die Lauffläche
bewegen kann.
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Unter
Wälzkörperkeil
wird in diesem Zusammenhang ein wälzbarer, rotationssymmetrischer
Körper
verstanden, der abhängig
von seiner Position im Riegelweg als Sperrkeil für den Schließriegel
dient.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass das Schloss an das Interface eines üblichen
Personal Computers, eines Mobiltelefons, eines tragbaren Notizbuches
u. ä. sowohl über ein
Netzwerk oder direkt über übliche Kommunikationsschnittstellen
zur Ansteuerung der Riegelsperre angeschlossen werden kann. Solche
Schnittstellen sind beispielsweise WAP, Bluetooth, USB, serielle
Schnittstelle RS 232, DTMF, TCPIP und andere. Das erfindungsgemäße Schloss kann äußerst klein,
mit geringem Gewicht und gleichzeitig mit geringen Kosten hergestellt
werden. Die Konfiguration kann für
allgemeine Anwendungen oder unter Einsatz von spezifischen Sicherheitsmerkmalen
ausgelegt sein. Das Schloss kann allein oder eingebunden in ein
Master- Slave-System
arbeiten. Das Schloss hat ferner den Vorteil, dass es einen Behälter entweder
verriegeln kann oder die Verriegelung verhindern kann. Es ist auch
eine Anzeige darüber
möglich,
ob der Behälter
offen und unverschlossen ist.
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Besonders
geeignete Anwendungsgebiete der Erfindung sind Geldbehälter für Registrierkassen und
Geldbehälter
von Geldausgabeautomaten. In beiden Fällen haben verschiedene Personen,
wie beispielsweise Kassenpersonal und Geldboten, Zugriff zu den
Geldbehältern.
Mit der Erfindung ist es möglich,
den Zugang und die einzelnen Transportstationen der Geldbehälter auf
einfache Weise zu überwachen.
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Die
Herstellungskosten und die konstruktiven Anforderungen an das Schloss
werden dadurch besonders günstig,
dass der Wälzkörperkeil
als Kugel oder als Zylinder ausgebildet ist, weil es sich dabei
um kostengünstige
Massenware handelt.
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Eine
besonders einfach herzustellende und anzusteuernde Ausführung der
Erfindung besteht darin, dass der Rotationskörper als Trommel ausgebildet
ist. Grundsätzlich
kann der Rotationskörper
auch als Scheibe oder Kugel ausgebildet werden. Eine bevorzugte
Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Schließriegel
mindestens eine dem Rotationskörper
zugewandte Ausnehmung zur teilweisen Aufnahme des Wälzkörpers in
der Verriegelungsstellung aufweist.
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Die
Verwendung eines Wälzkörperkeils,
welcher den Verriegelungs- und Entriegelungsvorgang ausführt, hat
den Vorteil, dass es sich um ein handelsübliches und damit kostengünstiges
Bauteil handelt. Der Wälzkörperkeil
kann aus praktisch allen Richtungen und unter verschiedenen Annäherungswinkeln
seine Funktionsstellungen einnehmen. Der Verschleiß an derartigen
Wälzkörperkeilen
ist äußerst gering.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführung
der Erfindung besteht darin, dass der Schließriegel mindestens eine dem
Rotationskörper
zugewandte Ausnehmung zur teilweisen Aufnahme des Wälzkörpers in der
Verriegelungsstellung und/oder der Entriegelungsstellung aufweist.
Das hat den Vorteil, dass dadurch die Verriegelungs- bzw. Entriegelungsstellung auf
einfache Weise für
den Bediener spürbar
wird, wenn der Wälzkörper in
die betreffende Ausnehmung einrastet.
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Dieser
Effekt wird auf einfache Weise dadurch verstärkt, dass der Wälzkörperkeil
in Richtung aus der Kammer heraus mit Federvorspannung beaufschlagt
ist.
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Das
Schloss wird gegen versuchtes Aufsägen oder Aufbohren des Riegels
dadurch besonders gut gesichert, dass der Schließriegel zylindrisch ist und
die Ausnehmung zur Aufnahme des Wälzkörperkeils als Ringnut ausgebildet
ist. Die Ringnut gewährleistet,
dass sich der zylindrische Zylinder um bei einem Angriffsversuch
seine Längsachse
drehen kann.
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Wenn
zwei benachbart angeordnete Behälter
mit einem Schloss versehen werden sollen, wird dies dadurch besonders
einfach, dass über
den Umfang eines Rotationskörpers
verteilt zwei Schließriegel
und zwei Käfige
für Wälzkörperkeile
angeordnet sind und dass der Rotationskörper zwei Kammern zur Aufnahme
jeweils eines Wälzkörperkeils
aufweist. Auf diese Weise können
abhängig
vom Winkelversatz der Kammern des Rotationskörpers mit einem einzigen Rotationskörper zwei
Schließriegel
mit vorgegebenen paarweisen Zuordnungen von Verriegelungs- und Entriegelungsstellungen
ausgeführt werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von vier in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
weiter beschrieben. Es zeigen schematisch:
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1 einen
Querschnitt durch ein Schloss gemäß einer ersten Ausführungsform
in der Verriegelungsstellung;
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2 einen
Längsschnitt
durch das Schloss gemäß 1 entlang
der Schnittlinie II-II;
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3 einen
Querschnitt durch das Schloss gemäß 1 in einer
entriegelten Stellung;
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4 einen
Längsschnitt
durch das Schloss gemäß 1 in
der entriegelten Stellung entlang der Schnittlinie IV-IV;
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5 einen
Querschnitt durch ein Schloss nach einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 eine
Draufsicht auf einen Schließriegel
des Schlosses gemäß 5;
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7 eine
alternative Ausführung
eines Schließriegels
zur Verwendung in einem Schloss gemäß 5;
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8 eine
Seitenansicht eines weiteren Schließriegels;
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9 einen
Querschnitt durch ein Schloss gemäß einer dritten Ausführungsform;
und
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10 und 11 jeweils
einen Längsschnitt
durch ein Schloss gemäß einer
vierten Ausführungsform
bei unterschiedlichen Riegel- und Trommelstellungen.
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In
der Darstellung eines Schlosses gemäß 1 und 2 ist
ein plattenförmiger
Schließriegel mit 10 bezeichnet,
welcher zwischen einer verriegelten Position (1)
und einer entriegelten Position (2) verschiebbar
gelagert ist (in 1 senkrecht zur Zeichenebene,
in 2 in der Zeichenebene gemäß Pfeil 5). Eine Riegelsperre,
die einen Wälzkörperkeil 11 umfasst,
verhindert, dass sich der Schließriegel 10 aus seiner
verriegelten Position in eine entriegelte Position bewegen kann.
Der Wälzkörperkeil 11 wird
von einem rotierbar gelagerten Rotationskörper angesteuert, der in dem
dargestellten Beispiel als Trommel 12 ausgebildet ist.
Die Trommel 12 wird von einem elektrischen oder elektromagnetischen
Antrieb, hier einem Schrittmotor 13 wahlweise in beiden Richtungen
angetrieben, wobei die Trommel 12 drehfest auf der Welle
des Schrittmotors 13 angeordnet ist. Alternative Antriebe
können
elektromagnetische Spulen, Miniaturmotore u. ä. sein, welche eine winkelgenaue
Trommeldrehung ermöglichen.
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Die
Ansteuerung des Antriebs erfolgt über eine elektronische Steuereinheit 9,
die wiederum über
eine elektronische Schnittstelle 8 mit einer Dateneingabeeinheit 7 verbunden
ist. Diese kann zum Beispiel aus einem PC, einem Mobiltelefon o. ä. bestehen.
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Der
Wälzkörperkeil 11 ist
in der Weise in einem ortsfesten Käfig 6 mit seitlicher
Führung
gelagert, dass er sich nach unten auf einer Lauffläche am Umfang
der Trommel 12 abstützt
und an der gegenüberliegenden
Seite von einer Abdeckung 15 gehalten wird. Wenn die Trommel 12 gedreht
wird, rollt der Wälzkörperkeil 11 auf
einer Lauffläche 16 ab,
wobei die relative radiale Lage des Wälzkörperkeils 11 vom Abstand
der Lauffläche 16 von
der Trommelachse abhängt.
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In
der Lauffläche 16 ist
eine Ausnehmung als Kammer 17 vorhanden, welche den Wälzkörperkeil zumindest
teilweise in der Weise aufnimmt, dass der Wälzkörperkeil 1 seine Position
bezüglich
des Trommelmittelpunkts radial nach innen verlagert, wenn die Kammer 17 unter
den Wälzkörperkeil 11 gedreht wird.
Die Kammer 17 weist in Umfangsrichtung der Trommel 12 rampenartige
Seitenwände
auf, über welche
sich der Wälzkörperkeil 11 bei
Rotation der Trommel 12 aus der Kammer 17 auf
die Lauffläche 16 bewegen
kann, wobei er wieder seine in 1 dargestellte
Außenlage
auf der Trommel 12 einnimmt. In 1 ist die
Kammer 17 beispielhaft um 180° gegenüber dem Wälzkörperkeil 11 versetzt,
so dass der Wälzkörperkeil 11 seine
Außenposition
einnimmt. In der Außenposition
versperrt der Wälzkörperkeil 11 den
Weg des Schließriegels 10 aus
der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung (Pfeil 5).
Am Außenumfang
der Trommel 12 ist ferner eine Nut 18 zur Aufnahme
eines Begrenzungsschalters (nicht dargestellt) vorhanden, welche
mit der Steuerung des Motors 13 zusammenwirkt, und über welchen
die genaue Winkelposition der Trommel 12 ermittelt werden
kann.
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Gemäß 3 und 4 ist
die Trommel 12 im Vergleich zur Darstellung gemäß 1 und 2 um
180° in
diejenige Position gedreht, in welcher die Kammer 17 den
Wälzkörperkeil 11 soweit
aufnimmt, dass dieser bündig
mit der Oberfläche
des Käfigs 6 abschließt. Da die
Außenseite
des Käfigs 6 gleichzeitig
als Lauffläche
für den
Schließriegel 10 dient,
ist der Weg des Schließriegels 10 somit
freigegeben, so dass er in die dargestellte entriegelte Stellung über den
Wälzkörperkeil 11 hinweg
geschoben werden kann.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
gemäß 5 unterscheidet
sich dadurch von dem vorstehend beschriebenen ersten Beispiel, dass
der Schließriegel 10' mit einer Ausnehmung 19 versehen ist,
in welcher der Wälzkörperkeil 11 im
verriegelten Zustand des Schlosses zu liegen kommt. Im Unterschied
zum ersten Ausführungsbeispiel
ist der Weg des Schließriegels
daher nicht nur in eine Richtung sondern in zwei Richtungen blockiert.
Durch die Ausnehmung 19 wird also die Stellung des Schließriegels 10' in der verriegelten
Stellung exakt und eindeutig definiert.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
des Schließriegels 10'' gemäß 7 sind im
Schließriegel 10'' zwei Ausnehmungen 19, 20 beabstandet voneinander
angeordnet, die jeweils die Riegelposition bei entriegelter und
bei verriegelter Stellung festlegen. Auf diese Weise ist es möglich, durch
entsprechende Drehung der Trommel 12 und die damit verbundene
radiale Auslenkung des Wälzkörperkeils 11, den
Schließriegel 10'' sowohl in der entriegelten als auch
in der verriegelten Position zu sperren. In dem dargestellten Beispiel
ist der Schließriegel
mit Schließhaken 18 versehen,
die in der Verriegelungsposition in nicht dargestellte Gegenstücke eingreifen.
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Die 8 veranschaulicht
einen zylindrischen Schließriegel 21 mit
einer seitlichen Ausnehmung 22. Bei Bedarf kann anstelle
des vorstehend beschriebenen plattenförmigen Schließriegels 10' bzw. 10'' ein derartiger zylindrischer Schließriegel 21 eingesetzt
werden. Die Ausnehmung 22 dient dabei – wie im Zusammenhang mit 6 beschrieben – zur teilweisen
Aufnahme des Wälzkörperkeils
zur Sperre des Schließriegels 21 entweder
in der entriegelten oder in der verriegelten Position. Wenn die
Ausnehmung 22 als Ringnut ausgebildet ist, kann der zylindrische
Schließriegel 21 auch
in der gesperrten Stellung drehbar gelagert werden, was einen Angriffsversuch
auf den Schließriegel 21 erschwert.
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Beim
dritten Ausführungsbeispiel
gemäß 9 handelt
es sich um ein Schloss mit zwei parallel angeordneten Schließriegeln 10, 21,
die jeweils von einem Wälzkörperkeil 11 bzw. 23 gesperrt
oder entsperrt werden können.
Die beiden Wälzkörperkeile 11, 21 werden über eine
einzige Trommel 12' gesteuert,
die zwei diametral versetzte Kammern 17 aufweist. Durch
Drehen der Trommel 12' wird
die Verriegelung oder Entriegelung der beiden Schließriegel 11, 21 gleichzeitig
ausgeführt.
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Die
Längsschnittdarstellungen
gemäß 10 und 11 veranschaulichen
anhand eines vierten Ausführungsbeispieles
eine Schlosses, auf welche Weise mit einfachen Mitteln eine federnde Vorspannung
auf den Wälzkörperkeil 11 von
der Trommel 12 weg auf den Schließriegel 21 erzeugt werden
kann. Ein federnder O-Ring 24 wird um die Trommel 12 herum
angeordnet. Er liegt dabei in einer Ringnut, so dass er außen bündig mit
der Lauffläche 16 (der
Trommel) ist. Der O-Ring 24 überbrückt die Kammer 17 frei
und ohne Unterstützung.
Wenn die Kammer gemäß 10 unter
den Wälzkörperkeil 11 gedreht
wird, übt
er O-Ring 24 radial nach außen eine Federkraft auf den
Wälzkörperkeil 11 aus
und drückt
ihn auf diese Weise federnd in die entsprechende Ausnehmung des
Schließriegels 21.
In der gezeigten Endposition rastet der Wälzkörperkeil 11 dabei
im Schließriegel 21 ein.
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Wird
die Trommel 12 gemäß 11 in
eine andere Winkelstellung gebracht, so wird der Wälzkörperkeil 11 von
der Lauffläche
der Trommel 12 abgestützt,
ohne dass eine Federwirkung durch den O-Ring 24 auftritt.