DE2915190A1

DE2915190A1 - Versperrbare gattermechanik mit selbsttaetiger neueinstellung

Info

Publication number: DE2915190A1
Application number: DE19792915190
Authority: DE
Inventors: Roland W Rubertus
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1978-04-11
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1979-10-25
Also published as: CA1113765A; GB2018350A; DE2915190C2; US4155199A; GB2018350B

Description

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota,

V.St.A.

Versperrbare Gattermechanik mit selbsttätiger Neueinstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft Drehkreuze, Gatter und dergl., wie sie zur Kontrolle des Durchtritts von Fußgängern durch eine kontrollierte Zone eingesetzt werden, und insbesondere derartige Vorrichtungen, die eine fernsteuerbare Sperreinrichtung aufweisen, um den Durchgang zu versperren.

Drehkreuze, Gatter und dergl. Vorrichtungen werden häufig zur Kontrolle des Durchtritts in eine kontrollierte Zone hinein oder aiis ihr heraus eingesetzt - bspw. am Eingang zu U-Bahnhöfen, Kinos, Vergnügungsparks und dergl. Seit einiger Zeit setzt man derartige Vorrichtungen auch in Systemen zur Verhinderung von Diebstählen ein - bspw« am Ausgang von Büchereien, um den Durchgang einer Person zu verhindern, nachdem ein Diebstahl entdeckt worden ist.

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Aus Gründen der Brand- und anderen Sicherheit versieht man derartige Gatter - insbesondere wenn als Schranke in einem Ausgang angeordnet - wünschenswerterweise mit einer Einrichtung, die die Sperrmechanik im Notfall übersteuern kann. Typischerweise hat man bisher die Gatter nach dem Stand der Technik mit Abscherbolzen versehen, die die Schwenkteile der Schranke mit der Sperrmechanik verbinden. Wird eine überhohe Kraft aufgebracht, scheren die Bolzen durch, so daß die Schranke geöffnet werden kann. Derartige Abscherbolzen sind dahingehend unerwünscht, daß sie eine Reparatur von Hand erfordern, denn die Bolzen müssen nach jedem Einsatzfall ersetzt werden. Bei anderen Gattern nach dem Stand der Technik hat man auf die Abscherbolzen verzichtet und stattdessen eineReibkupplung zwischen den Schwenkelementen und einem wahlweise verriegelbaren Element vorgesehen. Derartige Gatter sind ebenfalls unerwünscht, da man auch hier die Schwenkelemente von Hand in die Schließstellung bezüglich der Sperrmechanik neu einstellen muß.

In der vorliegenden Erfindung ist eine sperrbare Schranke vorgesehen, mit der sich der Durchgang durch eine kontrollierte Zone verhindern läßt, und bei der die Notwendigkeit eines Ersatzes von Abscherbolzen oder ein Nachstellen unterschiedlicher Elemente von Hand nach einem Notdurchbruch durch eine ansonsten gesperrte Schranke eliminiert ist. Das Gatter nach der vorliegenden Erfindung erlaubt den Durchtritt auch bei Verriegelung, indem eine

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überhohe Kraft auf ein Sperrelement im Gatter - bspw. ein Hebel oder einen Arm eines Drehkreuzes - aufgebracht wird, die eine im Gatter enthaltene Sperrmechanik übersteuert. Die Hotwenigkeit von Abscherbolzen wird eliminiert durch eine Kupplungsmechanik, die bei der Beaufschlagung mit der überhohen Kraft durchrutscht, so daß das Sperrelement sich bewegen kann, und die mit der Sperrmechanik so zusammenwirkt, daß der Arm selbsttätig in die Schließstellung bezüglich der Sperrmechanik zurückgestellt werden kann.

Die vorliegende Erfindung weist eine Lagereinrichtung auf, die an einer Basis in der nähe der kontrollierten Zone angebracht werden kann. Eine solche Lagereinrichtung kann wünschenswerterweise unmittelbar auf dem Fußboden befestigt werden. Falls der vorliegende Fußboden aus Beton oder dergl. besteht, so daß es nicht möglich oder unerwünscht ist, die Lagereinrichtung unmittelbar am Fußboden zu befestigen, kann man die Lagereinrichtung an einer Grundplatte befestigen, die so angeordnet ist, daß durch die Schranke laufende Personen auf die Platte treten müssen, und so das Gatter in der Sollage, festhalten.

Ein den Durchgang versperrendes Element wie ein Schrankenarm oder dergl. ist an einer Welle befestig"!;, die ihrerseits drehbar auf der Lagereinrichtung gelagert ist, damit die Welle wenigstens teilweise um eine Achse drehen kann, um das Sperrelement aus einer ersten Winkellage, in der es den Durchtritt durch die Zone

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versperrt, in eine andere Winkellage zu schwenken, in der der Durchtritt durch die Zone möglich ist. Vorzugsweise ist weiterhin eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, die die Welle selbsttätig in der ersten Winkellage hält bzw. sie in diese zurückführt.

Eine in der Lagereinrichtung angeordnete Sperrmechanik erlatibt, die Welle kontrollierbar in der ersten Winkellage zu verriegeln und so eine Bewegung des quer über die Zone verlaufenden Sperrelements zu verhindern. Diese Mechanik enthält ein in eine Vielzahl von Stellungen drehbares Rastelement, das mit der Welle gekoppelt ist, sowie eine Klinke, die kontrolliert am Rastelement anzugreifen und es gegen eine Drehung versperren kann, so daß die Welle in der ersten Winkellage festgelegt wird.

Eine mit der Welle gekoppelte Kupplungsmechanik erlaubt, die Welle bezüglich des von der Klinke versperrten Rastelements in eine andere Winkellage zu drehen, wenn die Welle mit einer Kraft beaufschlagt wird, die höher ist als die, bei der die Kupplungsmechanik durchrutscht.

Die vorliegende Erfindung sorgt für den Durchtritt durch die Schranke im Notfall, indem sie das Sperrelement und damit die Welle bezüglich eines verriegelten Rastelements bei überhoher Kraftaufwendung drehen läßt, so daß die Kupplung durchrutscht. Dieses Rutschen bewirkt, daß die Welle eine neue Winkellage be-

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züglich der Rastmechanik annimmt, während sie die vorherige Winkellage bezüglich der Lagereinrichtung und damit "bezüglich des Durchgangs beibehält. Wird die Welle(bspw. von der Vorspanneinrichtung) in ihre erste Winkellage zurückgedreht, kann die Klinke in das Kastelement in einer neuen Stellung desselben eingreifen.

Ein weiterer Vorteil des Rastelements mit mehreren Stellungen ist, daß es erlaubt, das Sperrelement und damit die Welle in einer Vielzahl von Stellungen zusätzlich zu der zu verriegeln, in der das Sperrelement unmittelbar über den !Durchgang verläuft. Bspw. kann das Sperrelement aus seiner ersten Winkel- bzw. Ruhelage in eine teilgeöffnete Lage gedreht und in dieser versperrt werden, um einen Durchtritt von Paßgängern zu verhindern. Demgegenüber sind die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik nur in der Ruhelage versperrbar.

Pig. 1 ist ein teilweise weggebrochener Seitenriß des Gatters nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Pig. 2 ist ein Schnitt durch das Gatter der Pig. 1 auf der Linie 2-2 bei gelöster Sperrmechanik; und

Pig. 3 ist eine der der Pig. 2 ähnliche Schnittansicht und zeigt die Sperrmechanik im Sperrzustand.

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Wie die S¹Xg. 1 zeigt, weist in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfxndting das Gatter 10 ein Lagerelement wie bspw. ein Gehäuse 12 auf, auf dem ein Sperrelement schwenkbar gelagert ist. Das Sperrelement hat einen Arm 14, der starr an einer Welle 16 befestigt ist, die ihrerseits mittels geeignet angeordneter Lagerbüchsen schwenkbar im Gehäuse 12 gelagert ist. Ein Kragen 18 ist am oberen Teil des Gehäuses 12 angebracht und enthält ein Bronzelager 20, das den oberen Teil der Welle 16 abfängt. Entsprechend ist der untere Teil 22 der Welle 16 schwenkbar in einer Lagerbüchse 24 gelagert.

Das Gehäuse 12 ist herkömmlich und vorzugsweise aus 0,356 mm dickem Stahlblech aufgebaut, das so abgebogen ist, daß die Ober- und die Seitenwände 26, 28, 30 sowie die nicht gezeigte Rückplatte entstehen. Eine Grundplatte 32 sowie die inneren Lagerelemente 3^-, 36, die ebenfalls wünschenswerterweise aus 0,356 mm dickem oder dickerem Stahlblech ausgebildet sind, sind vorzugsweise mit den Seitenplatten 28, 30 auf herkömmliche Art zu einer starren Anordnung verschweißt. Falls erwünscht, kann eine (nicht gezeigte) Jrontplatte auf das Gehäuse 12 aufgeschweißt, aufgeschraubt oder sonstwie auf ihm befestigt werden. In einem bevorzugten Aufbau ist das Gehäuse 12 etwa 380 mm hoch und etwa 240 mm breit. Der Sperrarm 14 verläuft vorzugsweise in einer Höhe von etwa 500 mm über dem Gehäuse 12 und erstreckt sich in einer Länge von etwa 900 mm quer über den angrenzenden Durchgang.

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Wie in J?ig. 1 und ausführlicher in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ist auf der Welle 16 eine Kupplungs- und Ra st anordnung so angebracht, daß sie auf der Lagerbuchse 24 aufliegt. Diese Anordnung enthält eine Rutschhülse 38, in der ein Band aus elastischem Kupplungsmaterial 40 angeordnet ist, bspw. aus einem herkömmlichen Bremsbelagmaterial. Die Hülse 38 ist geschlitzt und eine Madenschraube 42 ist vorgesehen, mit der die Breite des Schlitzes justiert !herden kann. Auf diese Weise läßt sich die Minimalkraft einstellen, bei der die Welle 16 bezüglich der Hülse 38 drehen wird. Ein Rastelement 44 wie bspw. ein herkömmliches Stirnzahnrad mit einer Zentralbohrung, in der die Welle 16 frei drehen kann, ist auf der Rutschhülse 38 mittels einer Schraube 46 befestigt. Die Rutsehhülse 38 und das Rastzahnrad 44 können also gemeinsam mit der Welle 16 drehen, solange das Element 44 nicht versperrt ist. Ist das Element 44 versperrt, bewirkt eine auf die Welle 16 aufgebrachte überhohe Kraft, daß das elastische Kupplungsmaterial 40 rutscht, so daß die Welle relativ zur Hülse 38 drehen kann.

Das kontrollierte Versperren des Rastelements 44 erfolgt mit einer Klinke 48, die mit einem Schwenkbolzen 50 auf einer Unterlage 52 montiert ist, die ihrerseits auf dem inneren Lagerelement 34 befestigt ist. Die Klinke 48 ist über eine Kupplungsfeder 56 mit einem Elektromagneten 54 auf dem Lagerelemnt 34 und mit einer Rückholfeder 58 verbunden, deren anderes Ende auf der Unterlage 52 festgelegt ist.

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Wie in Fig. 1 weiter gezeigt, ist eine Vorspannmechanik 62 auf dem Lagerelement 36 i-^m Gehäuse 12 vorgesehen, die die Welle 16 selbsttätig in eine erste Winkellage zurückholt, in der der Arm 14 über einen Durchgang verläuft. Eon solches Vorspannelement besteht vorzugsweise aus einer herkömmlichen hydraulischen Türschließmechanik mit einer unter Federkraft stehenden Welle 64, deren abgeflachtes Ende in eine entsprechend geformte Vertiefung im Ende des unteren Teils 22 der Welle 16 eingreift.

Der Kragen 18, in dem die obere Lagerbüchse 20 sitzt, ist vorzugsweise mit der Oberwandung 26 verschweißt und weist vorzugsweise mindestens zwei Anschläge auf, von denen einer (68) in I'ig. 1 gezeigteist. Eine weitere RutschhüTse 70» die vorzugsweise identisch mit der Rutschhulse 38 ist, ist an der Welle 16 unmittelbar unter dem Kragen 18 befestigt. Die Rutschhülse 70 enthält ein Band 72 aus elastischem Kupplungsmaterial. Ein Spalt in der Hülse 70 ist mit der Madenschraube 7^ justierbar, um die Kraft einzustellen, bei der die Welle 16 in der Hülse 70 rutscht. Die Hülse 70 ist weiterhin mit einem Vorsprung 76 wie bspw. einem Schraubenkopf versehen, der sich an die Anschläge 60 anlegen kann und so eine weitere Drehung der Welle verhindert. Wenn also der Arm 14 sich in einer ersten Winkellage befindet, in der das Element über den Durchgang verläuft, legt der vorstehende Stift 76 sich an den Anschlag 68 an und verhindert eine weitere Drehung.

Ein ähnlicher (nicht gezeigter) Anschlag ist vorgesehen, an den

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der Stift 76 sich anlegen kann, wenn der Arm 14 sich in der Offenlage "befindet. Falls überhohe Kraft auf den Arm 14 aufgebracht wird, kann die Welle über die von den Anschlägen 68 bestimmten Stellungen hinaus drehen, da die Welle in der Hülse 70 rutscht. Falls dies eintritt, muß der Arm jedoch in die erste Winkellage zurückgeführt werden, indem man ihn entgegengesetzt dreht, bis der Stift 76 am entgegengesetzten Anschlag anliegt, und dann eine gleichhohe Kraft aufbringt, damit die Welle in der Hülse 70 wiederum, aber in der entgegengesetzten Richtung dreht.

Die Art und Weise, auf die der Arm 14 kontrollierbar versperrt werden kann, um den Durchgang durch eine kontrollierte Zone zu versperren, und auf die der Arm selbsttätig rückgestellt wird, nachdem er in einem Notfall gexfaltsam geöffnet wurde, ist in den Fig. 2 und 3 ausführlich gezeigt. Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Schnitt auf der Linie 2-2 der Fig. 1. Dabei stellt die Fig. 2 einen Betriebszustand dar, in dem das Sastelement 44 und damit die Hülse 38 und die Welle 16 frei drehen können, da die Klinke 48 von der Zahnung auf dem Umfang des Bastelements 44 abgezogen ist. Das Element 44 kann ein herkömmliches handelsübliches Stirnzahnrad mit bspw. 32 Zähnen oder aus einer Anzahl von Stanzlingen zusammengesetzt sein. Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, der Elektromagnet stromlos ist, holt die Feder 58 die Klinke in eine normale Lage zurück, in der sie nicht in das Sastelement 44 eingreift, so daß dieses frei drehen kann.

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Wenn jedoch - vergl. Fig. 3 - der Elektromagnet 54- erregt wird, schwenkt die Klinke 48 um den Schwenksti"Ct 50 derart, daß der obere Klinkenzahn 60 sich an einen der Zähne des Rast elements 44 anlegt. Falls eine überhohe Kraft auf den Arm 14 aufgebracht wird, während der Zahn 60 der Klinke 48 in das Rastelement 44 eingreift, so daß der Arm 14 schwenkt (vergl. bei 14¹), rutscht die Welle 16 in der Hülse 38, so daß die relative Zuordnung der Welle 16 und der Anordnung aus dem Rastelement 44 und der Rutschhülse 38 sich ändert. Entfällt die auf dem Arm 14 lastende Kraft, versucht die Vorspanneinrichtung 62 eine Rückdrehung der Welle 16, um den Arm 14 in die Ausgangslage rückzuführen. Wird der Elektromagnet 54- danach stromlos, holt die Rückholfeder 58 die Klinke 48 in die in Fig. 2 gezeigte Lage zurück. Die Welle 16 kann sich nun in umgekehrter Richtung drehen, so daß der obere Zahn 60 der Klinke 48 in das Rastelement 44 an einer anderen Stelle eingreifen kann.

In einer bevorzugten Aus führungs form läßt das Gatter nach der vorliegenden Erfindung sich sehr leicht so modifizieren, daß die Welle 16 und der Arm 14 entweder im Uhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinn drehen können. In einer solchen Ausführungsform ist der Elektromagnet 54- umsetzbar und mit der Feder so gekoppelt, daß er auf den oberen Teil 6 der Klinke 48 wirkt, während die Feder 56 auf der Unterlage 52 festgelegt wird. In einer solchen Ausführungsform ist auch der Kragen 18 wünschenswerterweise mit

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ORIGINAL INSPECTED

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einer Vielzahl von Ausnehmungen versehen, in die Schrauben eingesetzt werden können, mit denen sich das Ausmaß der Drehung "begrenzen läßt. In einer weiteren Ausführungsform, in der ein solcher Gatter außer in Notfällen den gesamten Verkehr aufhalten soll, können derartige Stifte auf dem Kragen 18 so angeordnet werden, daß sie den Stift 76 eng zwischen sich aufnehmen, so daß jegliche Bewegung des Sperrelements 14 unterbundenn ist, außer wenn man eine überhöhe Kraft aufbringt und dann die Kupplung durchrutscht.

Das Gatter nach der vorliegenden Erfindung ist "besonders wünschenswert für den Einsatz in Diebstahlsicherungssystemen, "bei denen Spulen in einem Korridor ein Magnetfeld erzeugen. Derartige Spulen sind typischerweise "beiderseits des Korridors angeordnet und können mit einer Basisplatte versehen sein, die die gegenüberliegenden Spulenanordnungen trägt. In einer solchen Anordnung kann das Grundelement 32 des Gehäuses 12 unmittelbar auf einer solchen Grundplatte befestigt sein. Alternativ kann man das Grundelement 32 direkt auf einem !Fußboden befestigen, wie erwünscht. Der Elektromagnet 54 bietet also ein wünschenswertes Mittel, um den Durchgang durch eine kontrollierte Zone zu versperren - bspw. falls eine an einem gestohlenen Gegenstand angebrachte Marke erfaßt und ein Alarmsignal ausgelöst wird, das dann den Elektromagneten 54 erregt, um den Arm 14 zu versperren. In alternativen ; Ausführungsformen lassen sich andere Mittel wie ein mechanisches Gestänge vorsehen, um die Klinke 48 zu.betätigen.

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Auch eine Anzahl alternativer Kupplungs- und Rastanordnungen läßt sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzen. Während bspitf. eine gemeinsame Anordnung aus einem Kupplungselement und dem Rastelement um eine drehbare Welle 16 wegen des einfachen Aufbaus wünschenswert ist, kann man eine ähnliche Konstruktion vorsehen, in der das Rastelement separat auf einer freilaufenden Welle sitzt.

Cl,⁷Ht.

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Claims

BERLIN MÜNCHEN Dr.te|ng.nHansaRuschke Dr. RUSCHKE & PARTNER DW.-jng. Hans E. Rus*Ve Dipl.-lng. Olaf Ruschke PATENTANWÄLTE D.pl.-lng. Jürgen RoM PATENTANWÄLTE Auguste-Viktoria-StraBe 65 . ΕΪΧ*,™811?'811?,?6 2 10* Berlin 33 BERLIN-MÜNCHEN 8000 München«) Telefonf(oi»8 26 38 95 Telefon: (0 891 83 03 τ, ,k08264481 rfsss Telex: 1 83 78S _ , _ „ ' ,, . . _ . , _ ,. Telex: 5 22 767 Kabel: Quadratur Berlin ,. . , _ . , ,._ Kabel: Quadratur München Patentansprüche

1.)Gatter 10 zum Sperren des Durchgangs durch eine kontrollierte Zone, mit (a) einer Lagereinrichtung 12, die an einer Basis nahe der kontrollierten Zone befestigt werden kann, (Td) einer Schrankeneinrichtung mit einem den Durchgang versperrenden Sperrelement 14, das auf einer auf der Lagereinrichtung schwenkbar gelagerten Welle 16 befestigt ist, und (c) einer Sperreinrichtung in der Lagereinrichtung, die die Welle in einer ersten Winkelstellung, in der das Sperrelement den Durchgang durch die Zone sperrt, steuerbar verriegelt und die ein mit der Welle gekoppeltes drehbares Eastelement 44 mit mehreren Stellungen, eine Klinke 48, die in das Eastelement eingreifen und es verriegeln kann, um seine Drehung und damit die der Welle und des den Durchgang versperrenden Element zu verhindern, und eine Einrichtung 54- aufweist, um die Klinke steuerbar in eine gesperrte bzw. eine freigegebene Lage zu bewegen, dadurch gekennzeichnet , daß das Gatter (d) eine Einrichtung (62), die die Welle in die erste Winkellage hinein vorspannt, und (e) eine Kupplungseinrichtung (40) aufweist, die mit der Welle gekoppelt ist, damit die Welle aus der ersten Winkellage herausdrehen kann, indem man eine WinteLkraft auf die Welle aufbringt,

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die die Kupplungseinrichtung durchrutschen läßt, wobei ein Durchtritt durch die Zone im Notfall durch gewaltsames Drehen der Welle in eine andere Winkellage relativ zum von der Klinke versperrten Rastelement möglich ist, derart, daß das den Durchgang versperrende Element bewegt wird und dann den Durchtritt erlaubt, und wobei, wenn die Welle in die erste Winkellage zurückgeführt wird, in der das Sperrelement den Durchgang versperrt, die Klinke in das Rastelement in einer anderen vor dessen Stellungen eingreifen kann.

2. Gatter nach Anspruch 1, dadurch Rekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung einen Kragen (18) aufweist, der die Welle drehbar abstützt und eine Vielzahl von öffnungen enthält, die mindestens ein vorstehendes Element (76) aufnehmen können, an das ein passender Vorsprung (76) auf der Welle sich anlegen und so eine Drehung der Welle über das vorstehende Element verhindern kann.

3. Gatter nach Anspruch 2, dadurch Rekennzeichnet, daß die Schrankeneinrichtung eine an der Welle (16) befestigte Hülse (70) aufweist, an der der passende Vorsprung (76) befestigt ist und die eine elastische Auskleidung (72) enthält, die ein Rutschen der Hülse erlaubt, wenn das den Durchgang versperrende Element (14) gewaltsam bewegt wird, so daß die Welle an einer Winkelstellung vorbeigedreht wird, die von den

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aneinanderliegenden Vorsprängen bestimmt ist.

4. Gatter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung ein hydraulisch gedämpftes Element enthält, das die Welle in die erste Winkellage zurückholt.

5. Gatter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung eine die Welle (16) umgehende Hülse (38) mit einer Welle "berührenden elastischen Innenfläche (40) aufweist, wobei die Außenfläche der Hülse in Berührung mit dem Rastelement (44) steht.

6. Gatter nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung ein zahnradartiges, auf der Welle koaxial angebrachtes Element mit besagtem Kragen zwischen dessen Innenbohrung und der Welle sowie Hittel aufweist, um das Spiel zwischen der Bohrung und der Hülse und damit die Kraft einzustellen, bei. der die Kupplung durchrutschen kann.

7· Gatter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung einen Elektromagneten, der mit der Klinke verbunden ist und, wenn erregt, bewirkt, daß die Klinke in das Rastelement eingreift, und eine Rückholfeder aufweist, die bei stromlosem Elektromagneten die Klinke rückholt.

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S. Gatter nach. Anspruch. 7? da durch gekennz e lehnet, daß die Klinke ein langgestrecktes Element mit Teilen aufweist, die in das Kastelement eingreifen können und einander gegenüber um einen zentralen Schwenkpunkt herum angeordnet sind, wobei, der Elektromagnet weiterhin so angeschlossen werden kann, daß
er die Klinke schwenkt und sie mit dem einen oder dem anderen Eingriffteil eingreift, wodurch wahlweise eine Drehung der
Welle im Uhrzeiger- oder Uhrzeigersinn verhindert werden
kann.

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