EP0456649B1 - Drehkreuz - Google Patents

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Publication number
EP0456649B1
EP0456649B1 EP90901719A EP90901719A EP0456649B1 EP 0456649 B1 EP0456649 B1 EP 0456649B1 EP 90901719 A EP90901719 A EP 90901719A EP 90901719 A EP90901719 A EP 90901719A EP 0456649 B1 EP0456649 B1 EP 0456649B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brake
shaft
rotation
disc
rotary
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP90901719A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0456649A1 (de
Inventor
Kurt Wallerstorfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Skidata AG
Original Assignee
Skidata AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Skidata AG filed Critical Skidata AG
Publication of EP0456649A1 publication Critical patent/EP0456649A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0456649B1 publication Critical patent/EP0456649B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B11/00Means for allowing passage through fences, barriers or the like, e.g. stiles
    • E06B11/08Turnstiles; Gates for control of entry or exit of persons, e.g. in supermarkets
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00Individual registration on entry or exit
    • G07C9/10Movable barriers with registering means

Definitions

  • the invention relates to a turnstile for the cyclical release of a passage, which is optionally equipped with a counting or control system, with a turntable on which a plurality of locking arms projecting at an angle and a shaft mounted in a housing are arranged, the shaft being assigned a latching device is by means of which the turntable can be blocked in any locking position against unauthorized rotation of the locking arms, and wherein the locking device is activated via a control device as a function of the signals of a rotation angle detection device and a direction of rotation detection device.
  • Turnstiles at entrances for example to mechanical ascent aids, sports fields, outdoor swimming pools or other event centers, are usually designed in three or four rows and can be rotated about an oblique or vertical axis.
  • turnstiles with an inclined axis are installed, in particular, if several passage lanes are provided next to one another, since the locking arms which are not required protrude downward through the inclined axis. Since they are usually connected to counting or control devices, the turnstile is always locked when one of its locking arms is perpendicular to the passage lane, and is only released for rotation into the following locked position after validation or checking of an access card.
  • a so-called panic switch allows the locking arms to be released in an emergency so that free passage is possible.
  • a turntile is known for example from GB-A 2 186 618.
  • a sprocket is arranged on the shaft carrying the locking arms and the rotation of the shaft is transmitted from a chain to a sprocket of a secondary shaft, a reduction being carried out in such a way that the rotation of the shaft by the angle of rotation between two locking arms makes one complete revolution of the secondary shaft corresponds.
  • the auxiliary shaft is provided with the locking device and the rotation angle detection device. When each blocking position is reached, a brake blocking the auxiliary shaft is activated, which is released again by an operator or, in the case of a card reading device, via this.
  • GB-A 195 305 shows a revolving door with several wings projecting radially from a vertical axis of rotation, which has only one direction of rotation.
  • this revolving door however, no defined locking positions are provided, which make a locking device necessary for fixing each locking position. Irrespective of the position of the individual door leaves, only twisting in the wrong direction should be prevented.
  • a brake disc arranged on the axis of rotation is pressed against a second brake disc via bolts guided in inclined slots when the door rotates in the wrong direction.
  • turnstile Since a turnstile is generally rotated by the passing person through body contact, the counter-rotation is supposed to be blocked by the person.
  • the turnstile must therefore also withstand an accidental or willful overload and it is therefore the object of the invention to provide a turnstile in a simple manner To create a construction that prevents unauthorized twisting, especially under high overload.
  • the object of the invention is achieved in that the latching device is connected to the shaft via a torsionally flexible coupling, that the direction of rotation detection device is assigned to the turntable, and that a brake acting on the turntable is connected to the torsionally flexible coupling, with one in the locked position the turntable of the direction of rotation detection device detected relative rotation between the shaft and the locking device, the brake is actuated via the shifting torsionally flexible coupling.
  • This design achieves a smooth, simple construction for normal operation, which is easy to switch and preferably also unlockable.
  • the locking device When the rotation into the following locking position is permitted, the locking device is inactive and it is only activated when the rotation of the turntable is determined by an angle which is derived from the number of locking arms.
  • the incident locking device fixes the locking position. Due to the torsionally flexible coupling, any rotation can be determined by the direction of rotation detection device, despite the engagement of the latching device, since there is only a slight initial resistance. If a rotation that is possibly permitted by the counting or control system is detected, the latching device is released and the further rotation is made possible. The rotation is interrupted again by the rotation angle detection device as soon as the next locked position is reached.
  • the locking device is not canceled and the brake is additionally activated, so that there is only a very small angle of rotation, limited by the elastic range of the torsionally flexible coupling. Another twist is no longer possible.
  • the turntable is returned to the starting position by the torsionally flexible coupling, in which the release of the permitted rotation is awaited. It is immaterial whether the unauthorized rotation is a counter-rotation or a premature rotation in the direction of passage.
  • the angle-of-rotation detection device can have a conventional shaft-fixed disk with latching recesses and a spring-loaded cam which engages in a latching recess in each locked position.
  • the direction of rotation detection device can also have the simplest mechanical elements, for example by using a gear wheel as the direction of rotation sensor and a locking pawl as the direction of rotation sensor, which pawls in the permitted direction when rotated, but is loaded in its bearing or its holder when rotated in the opposite direction.
  • Electronic means allow a preferred embodiment, particularly suitable for switchable turnstiles, in which the direction of rotation detection device has a shaft-fixed marking disk and an optical direction of rotation sensor, which is connected to the control device.
  • a preferred embodiment further provides that the brake is provided with a brake booster which becomes effective after detection of an unauthorized rotation.
  • a brake provided with a brake booster since it is not integrated into normal operation, can be designed to exert extremely high braking forces.
  • a preferred embodiment of the turnstile according to the invention can consist in the fact that the latching device has a toothed wheel which is loosely rotatable on the shaft, which is connected to a shaft-fixed disk via the torsionally flexible coupling, and at least one locking tooth which interacts with the toothed wheel in the locked position.
  • the shaft-fixed disk can also act as a direction indicator at the same time, since, due to the torsionally flexible coupling, it rotates when the turntable is turned without permission.
  • the ratchet tooth can be a tooth of a lockable pinion meshing with the gear wheel, the locking of which fixes the loosely rotatable gear wheel.
  • the electronic detection means for unauthorized rotation can excite the magnetic brake or block the motor, which, since the brake ultimately prevents unauthorized rotation, can be dimensioned very small. If a motor is used, it can also take over the desired rotation into each subsequent locked position, so that the turnstile is not driven by the people passing through.
  • the brake can in particular be designed as a disk brake which has a brake disk fixed to the housing and an axially displaceable brake disk which is self-resetting in the release position.
  • the two brake disks preferably surround the shaft of the turntable.
  • the gear rotates with the shaft-fixed disc via the torsionally flexible coupling as long as it is not blocked by the locking tooth.
  • the torsionally flexible coupling is displaceable in at least one Brake disc axially acting driver is used, which is mounted axially parallel in the loosely rotatable gear.
  • the torsionally flexible coupling has at least one rolling element and, in each coupling part, one recess per rolling element with increasing rolling surfaces, each rolling element lying in the lowest position in the two recesses when the brake is released.
  • balls can be used as rolling elements. The design of the rolling surfaces determines the point in time and the extent of the brake booster.
  • FIG. 1 schematically shows a two-lane passage with control system
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section through a preferred, first embodiment of the turnstile
  • FIG. 3 shows a schematic cross section through the embodiment according to FIG. 2
  • FIGS. 4 and 5 Longitudinal sections through another two embodiments of the turnstile.
  • Turnstiles 1 are provided in accordance with FIG. 1 on passage barriers for their cyclical release in a predetermined, possibly also reversible passage direction and are usually equipped with a control or counting system 2.
  • Each turnstile 1 has a housing 6 and three or four locking arms 4 protruding from a turntable 3, each of which is locked in a locking position blocking the through track and can be rotated into the following locking position.
  • the turntable 3 is arranged outside the housing 6 on a shaft 5 mounted in a bearing 40 of the housing 6.
  • the turnstile 1 is held in each locked position by a latching device 10, which is assigned to the turntable 3 via a torsionally flexible coupling 8.
  • the locking device 10 is activated via a control device, which releases the turntable 3 when rotation is permitted up to the following locked position. Due to the torsionally flexible coupling 8, a slight rotation of the turntable 3 is possible even when the latching device 10 is activated. In the event of a counter-rotation detected by the direction of rotation detection device 7 and, if a control system 2 is provided, a premature rotation in the desired direction, the latching device 10 is not released, so that the turntable 3 returns to the blocking position when the load is released. An overload is prevented by a brake 9 to which a brake booster is assigned.
  • the turnstile 1 Since the brake 9, including the brake booster, is passive during normal operation, the turnstile 1 is extremely easy to move and can be actuated by the passers-by with the least amount of effort even from the locked locking positions. However, if the brake 9 is activated during an unauthorized rotation, very high braking forces are exerted by the brake booster.
  • a disk 22 and a disk 37 which could also be part of the disk 22, are arranged on the shaft 5 of the turntable 3 in a rotationally fixed manner. Furthermore, on the shaft 5 between the shaft-fixed disk 22 and the shaft bearing 40, a gear 16 and an axially displaceable brake disk 28 can be rotated loosely and a brake disk 30 fixed to the housing, the two brake disks 28 and 30 forming the brake 9, which is characterized by a Housing 6 supporting spring 29 is acted upon in the release position.
  • the freely rotatable gearwheel 16 is provided with at least one opening parallel to the axis, in each of which a second part of a torsionally flexible coupling 8, which forms a driver 26, is slidably mounted.
  • a recess is formed on the driver 26, which has rolling surfaces 24 that rise in the shape of a shell.
  • the first part of the torsionally flexible coupling 8 is inserted into an axially parallel recess or opening in the disk 22 and likewise has a depression on the underside with increasing rolling surfaces 24.
  • a rolling element 23, in particular as shown, a ball is arranged between the rolling surfaces 24 of the two coupling parts 25, 26.
  • the spring 29 presses against the axially displaceable brake disk 28, which is supported via the elastic coupling 8 on the shaft-fixed disk 22 or the disk 37, which is fixed axially on the shaft 5 by means of the nuts shown.
  • the elastic coupling 8 can have a plurality of coupling parts 25, 26 distributed all around, between which rolling elements 23 are enclosed.
  • Each roller body 23 is held by the spring 29 in a lowest position in the recesses, so that each relative rotation of the shaft-fixed disc 22 and the gear 16 is axial Displacement of the brake disc 28 causes the rolling elements 23 to roll on the rising rolling surfaces 24.
  • the disc 37 has on the circumference locking recesses 12 of a rotation angle detection device 11, which further comprises a cam 13 formed by a roller, which is arranged on a pivot arm 14 acted upon by a spring 15.
  • Each locking position (FIG. 3) corresponds to the locking position of a locking arm 4 (FIG. 1).
  • the gearwheel 16 meshes with a pinion 19, which is arranged on a shaft 33 mounted in the housing 6 and with which a magnetic brake 34 of the locking device 10, which is excited in the locked position, is assigned.
  • the gear 16 and the axially displaceable brake disk 28 are also rotated via the elastic coupling 8, with only the very small adjustable resistance of the Angle of rotation detection device 11 is to be overcome.
  • the locking resistor can also be switched off by lifting the swivel arm 14.
  • a marking disk 31 is fixed above the disk 37, which acts as a direction indicator of the direction of rotation detection device 7.
  • the rotation of the turntable 3 and thus the marking disk 31 is optically recognized by a direction of rotation sensor 32, for example.
  • the magnetic brake 34 When the turnstile 1 is allowed to rotate, the magnetic brake 34 is released via the control electronics, while it remains energized when the turn is turned without permission. The magnetic brake 34 therefore still blocks the gear wheel 16 via the shaft 33 and the pinion 19, teeth of the pinion 19 acting as locking teeth 18 (FIG. 3). The magnetic brake 34 therefore only serves as a trigger and actuator for the torsionally elastic Clutch 8 engaging brake 9.
  • the gear 16 rotates relative to the shaft-fixed disk 22, as a result of which the rolling elements 23 roll along the rolling surfaces 24 on the coupling parts 25 and 26 and rise from their lowest position.
  • each second clutch part 26, which forms a driver downward, so that the axially displaceable brake disk 28 is pressed against the brake disk 30 fixed to the housing.
  • the turntable 3 is thereby blocked, and due to the increasing rolling surfaces 24, an increasing peripheral force on the turnstile 1 or its turntable 3 increases the contact pressure of the displaceable brake disk 28 and thus the braking force.
  • the spring 29 lifts the brake disk 28 off the turntable 30, the rolling elements 23 roll back into their lowest position.
  • the turnstile comprises a turntable 3 with locking arms 4, a shaft 5 mounted in the housing 6, on which a disk 22 is fixed, and a loosely rotatable gearwheel 16 which can be rotated with the shaft-fixed disk 22 via the torsionally flexible coupling 8.
  • the clutch 8 consists of at least one rolling element 23 arranged in the recesses of the disk 22 and the gear 16.
  • a spring-loaded pawl 20 has at least one locking tooth 18 engaging in the gear 16 and can be pivoted about an axis 21 fixed to the housing.
  • the pawl 20 can preferably be used in both directions of rotation, so that the counter-rotation can optionally be blocked, and can be fixed in a position disengaged from the gearwheel for the panic position of the turnstile.
  • the gear 16 is also axially displaceable and is under the action of a Spring 29, which is compressible in a receiving space 36.
  • a brake disk 28 or a brake lining is provided on the underside of the gearwheel 16, and the brake disk 30 fixed to the housing is fixed to the housing 6. In the direction of rotation released by the pawl 20, the turnstile can therefore be rotated without any significant resistance, while the unauthorized counter-rotation of the gear 16 is blocked.
  • the counter-rotation of the shaft-fixed disk 22 is still possible over a small swivel angle, the rolling bodies of the torsionally flexible coupling 8 rolling from their lowest positions on the rolling surfaces.
  • the gear 16 carrying the brake disk 28 is pressed downward against the brake disk 30.
  • the gear 16 thus also acts as a direction of rotation sensor 31 and the pawl 20 as a direction of rotation sensor 32, since the unauthorized counter-rotation is determined and the brake 9 is activated.
  • the resetting to the normal state takes place by means of the spring 29, via which the torsionally flexible coupling 8 and the shaft-fixed disk 22 are returned to the starting positions.
  • FIG. 5 corresponding in its essential parts to the design according to FIG. 4 has a pinion 19 instead of the pawl blocking the gearwheel 16, which pinion 19 is formed on the shaft 33 of a motor 35.
  • the turntable 3 With the help of the motor 35, the turntable 3 is driven in the permitted direction of rotation up to the following blocking position, which is determined by the rotation angle detection device 11. A counter-rotation or unauthorized rotation of the turntable 3 is prevented by the blocked motor 35, so that the brake disk 28 provided on the gearwheel 16 is pressed downward via the torsionally flexible coupling 8. Since the power of the motor 35 can be small for the mere drive, its braking effect can be increased, for example, by a short-circuit circuit to overcome the torsionally flexible coupling 8.
  • the rotation angle detection device 11 is at the same time also the rotation direction detection device 7 if the marking disk 31 is provided on the shaft 5 and is scanned by the sensor 32. Its signals control the motor 35 via the control device, not shown.

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Abstract

Ein Drehkreuz mit einer in jeder Sperrstellung durch eine Rasteinrichtung (10) gehaltene Drehscheibe (3) enthält zwischen der Drehscheibe (3) und der Rasteinrichtung (10) eine drehelastische Kupplung (8). Das Drehkreuz umfaßt weiters eine Drehwinkelerkennungseinrichtung (11), die die Rasteinrichtung (10) in jeder Sperrstellung zum Einfallen bringt, und eine Bremse (9), die ausschließlich bei einer unerlaubten Verdrehung wirksam wird. Die unerlaubte Verdrehung kann aufgrund der drehelastischen Kupplung (8) trotz eingefallener Rasteinrichtung (10) von einer Drehrichtungserkennungseinrichtung (7) festgestellt werden. Erkennt diese eine erlaubte Drehung wird die Rasteinrichtung (10) gelöst, erkennt sie hingegen eine unerlaubte Drehung, so wird die Bremse (9) aktiviert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Drehkreuz für die zyklische Freigabe eines Durchgangs, der gegebenenfalls mit einem Zähl- oder Kontrollsystem ausgestattet ist, mit einer Drehscheibe, an der mehrere im Winkel abstehende Sperrarme und eine in einem Gehäuse gelagerte Welle angeordnet sind, wobei der Welle eine Rasteinrichtung zugeordnet ist, mittels der die Drehscheibe in jeder Sperrstellung gegen eine unerlaubte Verdrehung der Sperrarme blockierbar ist, und wobei die Rasteinrichtung über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den Signalen einer Drehwinkelerkennungseinrichtung und einer Drehrichtungserkennungseinrichtung aktiviert wird.
  • Drehkreuze an Zugängen, beispielsweise zu mechanischen Aufstiegshilfen, Sportplätzen, Freischwimmbädern oder anderen Veranstaltungszentren sind üblicherweise drei-oder vierstäbig ausgebildet und um eine schräge oder vertikale Achse drehbar. Drehkreuze mit Schrägachse werden aus Platzgründen insbesondere dann installiert, wenn mehrere Durchgangsspuren nebeneinander vorgesehen sind, da durch die Schrägachse die nicht benötigten Sperrarme nach unten abstehen. Da sie meist mit Zähl-oder Kontrolleinrichtungen verbunden sind, wird das Drehkreuz immer dann verrastet, wenn einer seiner Sperrarme senkrecht zur Durchgangsspur liegt, und erst nach dem Entwerten oder der Kontrolle einer Zutrittskarte zur Verdrehung in die folgende Sperrstellung freigegeben.
  • Eine sogenannte Panikschaltung erlaubt die Aufhebung der Verrastung der Sperrarme im Notfall, sodaß ein freier Durchgang möglich ist. Für einen Wechsel der Durchgangsrichtung ist die erlaubte Drehrichtung umschaltbar. Ein derartiges Drehkreuz ist beispielsweise aus der GB-A 2 186 618 bekannt. Auf der die Sperrarme tragenden Welle ist ein Kettenzahnrad angeordnet und die Drehung der Welle wird von einer Kette auf ein Kettenzahnrad einer Nebenwelle übertragen, wobei eine Untersetzung in der Weise erfolgt, daß die Verdrehung der Welle um den Drehwinkel zwischen zwei Sperrarmen eine vollständige Umdrehung der Nebenwelle entspricht. Die Nebenwelle ist mit der Rasteinrichtung und der Drehwinkelerkennungseinrichtung versehen. Mit Erreichen jeder Sperrstellung wird eine die Nebenwelle blockierende Bremse aktiviert, die von einer Bedienungsperson oder im Falle einer Kartenleseeinrichtung über diese wieder gelöst wird.
  • Die GB-A 195 305 zeigt eine Drehtüre mit mehreren radial von einer vertikalen Drehachse abstehenden Flügeln, die nur eine Drehrichtung aufweist. Bei dieser Drehtüre sind jedoch keine definierten Sperrstellungen vorgesehen, die eine Rasteinrichtung zur Fixierung jeder Sperrstellung erforderlich machen. Es soll unabhängig von der Stellung der einzelnen Türflügel ausschließlich die Verdrehung in die falsche Richtung verhindert werden. Hiezu wird über in schrägstehenden Schlitzen geführte Bolzen bei der Drehung der Türe in die falsche Richtung eine auf der Drehachse angeordnete Bremsscheibe gegen eine zweite Bremsscheibe gedrückt.
  • Da ein Drehkreuz im allgemeinen von der passierenden Person durch Körperberührung in Drehung versetzt wird, soll die Gegendrehung durch die Person gesperrt sein. Das Drehkreuz muß daher auch einer zufälligen oder mutwilligen Überbelastung standhalten und es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Drehkreuz in einer einfachen Konstruktion zu schaffen, die eine unerlaubte Verdrehung, insbesondere auch unter hoher Überbelastung, ausschließt.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Rasteinrichtung über eine drehelastische Kupplung mit der Welle verbunden ist, daß die Drehrichtungserkennungseinrichtung der Drehscheibe zugeordnet ist, und daß mit der drehelastischen Kupplung eine auf die Drehscheibe wirkende Bremse verbunden ist, wobei bei einer in der Sperrstellung der Drehscheibe von der Drehrichtungserkennungseinrichtung festgestellten Relativverdrehung zwischen der Welle und der Rasteinrichtung die Bremse über die sich verschiebende drehelastische Kupplung betätigt wird.
  • Durch diese Ausführung wird für den Normalbetrieb eine leichtgängige, einfache Konstruktion erzielt, die einfach umschaltbar und vorzugsweise auch freischaltbar ist. Bei der erlaubten Verdrehung in die folgende Sperrstellung ist die Rasteinrichtung inaktiv, und sie wird erst dann aktiviert, wenn die Verdrehung der Drehscheibe um einen Winkel festgestellt wird, der sich aus der Anzahl der Sperrarme ableitet. Die einfallende Rasteinrichtung fixiert die Sperrstellung. Aufgrund der drehelastischen Kupplung kann trotz eingefallener Rasteinrichtung jede Verdrehung von der Drehrichtungserkennungseinrichtung festgestellt werden, da nur ein geringfügiger Anfangswiderstand existiert. Wird eine gegebenenfalls vom Zähl- oder Kontrollsystem erlaubte Verdrehung erkannt, so wird die Rasteinrichtung aufgehoben und die Weiterdrehung ermöglicht. Die Drehung wird mittels der Drehwinkelerkennungseinrichtung wieder unterbrochen, sobald die nächste Sperrstellung erreicht wird. Wird eine unerlaubte Verdrehung erkannt, so wird die Rasteinrichtung nicht aufgehoben und zusätzlich die Bremse aktiviert, sodaß nur ein sehr kleiner, durch den Elastizitätsbereich der drehelastischen Kupplung begrenzter Drehwinkel gegeben ist. Eine weitere Verdrehung ist nicht mehr möglich. Sobald die auf die Drehscheibe über die Sperrarme einwirkenden unerlaubten Umfangskräfte aufgehoben werden, wird die Drehscheibe durch die drehelastische Kupplung wieder in die Ausgangslage rückgestellt, in der die Freigabe der erlaubten Verdrehung abgewartet wird. Es ist dabei unwesentlich, ob die unerlaubte Verdrehung eine Gegendrehung oder eine vorzeitige Verdrehung in der Durchgangsrichtung darstellt.
  • Die Drehwinkelerkennungseinrichtung kann dabei eine übliche wellenfeste Scheibe mit Rastausnehmungen und eine federbeaufschlagte Nocke aufweisen, die in jeder Sperrstellung in eine Rastausnehmung eingreift. Ebenso kann auch die Drehrichtungserkennungseinrichtung einfachste mechanische Elemente aufweisen, indem beispielsweise als Drehrichtungsgeber ein Zahnrad und als Drehrichtungssensor eine einrastende Sperrklinke dienen, die bei Verdrehen in der erlaubten Richtung ausweicht, bei Verdrehen in der Gegenrichtung jedoch in ihrem Lager bzw. ihrer Halterung belastet wird.
  • Elektronische Mittel erlauben eine bevorzugte, insbesondere für umschaltbare Drehkreuze geeignete Ausführung, in der die Drehrichtungserkennungseinrichtung eine wellenfeste Markierungsscheibe und einen optischen Drehrichtungssensor aufweist, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
  • Um die Bremskraft im Verhältnis zur eingebrachten Umfangskraft ansteigen zu lassen, sieht eine bevorzugte Ausführung weiters vor, daß die Bremse mit einem nach Erkennen einer unerlaubten Verdrehung wirksam werdenden Bremskraftverstärker versehen ist. Eine mit einem Bremskraftverstärker versehene Bremse kann, da sie in den Normalbetrieb nicht integriert ist, zur Ausübung auch extrem hoher Bremskräfte ausgebildet werden.
  • Im einzelnen kann eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Drehkreuzes darin bestehen, daß die Rasteinrichtung ein auf der Welle lose drehbares Zahnrad, das über die drehelastische Kupplung mit einer wellenfesten Scheibe verbunden ist, und mindestens einen in Sperrstellung mit dem Zahnrad zusammenwirkenden Sperrzahn aufweist. Die wellenfeste Scheibe kann dabei auch gleichzeitig als Drehrichtungsgeber fungieren, da sie sich aufgrund der drehelastischen Kupplung bei einer unerlaubten Verdrehung der Drehscheibe mitdreht.
  • Der Sperrzahn kann ein Zahn eines mit dem Zahnrad kämmenden blockierbaren Ritzels sein, dessen Blockierung das lose drehbare Zahnrad fixiert. Für die Blockierung des Ritzels ergeben sich beliebige Möglichkeiten. Bevorzugt kann es durch eine Magnetbremse oder durch einen stillstehenden Motor blockiert werden, wobei aufgrund der übersetzung zwischen Ritzel und Zahnrad nur geringe Kräfte notwendig werden. Die elektronischen Erkennungsmittel für dir unerlaubte Verdrehung können dabei die Magnetbremse erregen oder den Motor blockieren, wobei diese, da letztendlich die Bremse dir unerlaubte Verdrehung unterbindet, sehr klein dimensioniert werden können. Wird ein Motor verwendet, kann dieser auch die gewollte Verdrehung in jede folgende Sperrstellung übernehmen, sodaß das Drehkreuz nicht durch die passierenden Personen angetrieben wird.
  • Es besteht daher die einfache Möglichkeit, den Sperrzahn als Teil der Drehrichtungserkennungseinrichtung an einer federbeaufschlagten Sperrklinke auszubilden, die vorzugsweise zum Wechsel der Durchgangsrichtung umschattbar ist. Zusätzlich ist es auch leicht bewerkstelligbar, die Sperrklinke in einem Notfall außer Eingriff zu bringen, sodaß eine Panikstellung gegeben ist.
  • Die Bremse kann insbesondere als Scheibenbremse ausgebildet sein, die eine gehäusefeste Bremsscheibe und eine in Lösestellung selbstrückstellende, axial verschiebbare Bremsscheibe aufweist. Die beiden Bremsscheiben umgeben dabei bevorzugt die Welle der Drehscheibe.
  • Weist die Rasteinrichtung eine wettenfeste Scheibe und ein tose drehbares Zahnrad auf, so dreht sich das Zahnrad, solange es nicht durch den Sperrzahn blockiert wird, über die drehelastische Kupplung mit der wellenfesten Scheibe mit. In Verbindung mit einer axial verschiebbaren Bremsscheibe sieht eine weitere Ausführung vor, daß die drehelastische Kupplung in mindestens einen die verschiebbare Bremsscheibe axial beaufschlagenden Mitnehmer eingesetzt ist, der im lose drehbaren Zahnrad achsparallel verschiebbar gelagert ist. In einer vorteilhaften Ausbildung weist die drehelastische Kupplung zumindest einen Rollkörper und in jedem Kupplungsteil pro Rollkörper eine Vertiefung mit ansteigenden Wälzflächen auf, wobei jeder Rollkörper bei gelöster Bremse in einer Tiefstlage in den beiden Vertiefungen liegt. Als Rollkörper können beispielsweise Kugeln eingesetzt sein. Die Ausbildung der Wälzflächen bestimmt dabei den Zeitpunkt und das Ausmaß der Bremskraftverstärkung.
  • Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Die Fig. 1 zeigt schematisch einen zweispurigen Durchgang mit Kontrollsystem, die Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine bevorzugte, erste Ausführung des Drehkreuzes, die Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch die Ausführung nach Fig. 2, und die Fig. 4 und 5 Längsschnitte durch weitere zwei Ausführungsbeispiele des Drehkreuzes.
  • Drehkreuze 1 werden gemäß Fig. 1 an Durchgangssperren für deren zyklische Freigabe in einer vorgegebenen, gegebenenfalls auch umkehrbaren Durchgangsrichtung vorgesehen und sind meist mit einem Kontroll- oder Zählsystem 2 ausgestattet. Jedes Drehkreuz 1 weist ein Gehäuse 6 und drei oder vier von einer Drehscheibe 3 abstehende Sperrarme 4 auf, die jeweils in einer die Durchgangsspur sperrenden Sperrstellung verrastet sind und in die folgende Sperrstellung verdrehbar sind. Die Drehscheibe 3 ist außerhalb des Gehäuses 6 auf einer in einem Lager 40 des Gehäuses 6 gelagerten Welle 5 angeordnet. Das Drehkreuz 1 wird in jeder Sperrstellung durch eine Rasteinrichtung 10 gehalten, die über eine drehelastische Kupplung 8 der Drehscheibe 3 zugeordnet ist. Mit Hilfe einer Drehrichtungserkennungseinrichtung 7 und einer Drehwinkelerkennungseinrichtung 11 wird über eine Steuereinrichtung die Rasteinrichtung 10 angesteuert, die die Drehscheibe 3 bei erlaubter Drehung bis zur folgenden Sperrstellung freigibt. Aufgrund der drehelastischen Kupplung 8 ist auch bei aktivierter Rasteinrichtung 10 eine geringfügige Verdrehung der Drehscheibe 3 möglich. Bei einer von der Drehrichtungserkennungseinrichtung 7 festgestellten Gegendrehung und, wenn ein Kontrollsystem 2 vorgesehen ist, vorzeitigen Drehung in die Sollrichtung wird die Rasteinrichtung 10 nicht gelöst, sodaß die Drehscheibe 3 bei Entlastung in die Sperrstellung zurückkehrt. Eine überbelastung wird durch eine Bremse 9 verhindert, der ein Bremskraftverstärker zugeordnet ist. Da die Bremse 9, einschließlich des Bremskraftverstärkers, bei Normalbetrieb passiv ist, ist das Drehkreuz 1 äußerst leichtgängig und von den passierenden Personen auch aus den verrasteten Sperrstellungen mit geringstem Kraftaufwand betätigbar. Wird jedoch die Bremse 9 bei einer unerlaubten Verdrehung aktiviert, so werden durch den Bremskraftverstärker sehr hohe Bremskräfte ausgeübt.
  • In der bevorzugten Ausführung gemäß Fig. 2 und 3 sind auf der Welle 5 der Drehscheibe 3 verdrehfest eine Scheibe 22 und eine Scheibe 37 angeordnet, die auch Teil der Scheibe 22 sein könnte. Weiters sind auf der Welle 5 zwischen der wellenfesten Scheibe 22 und dem Wellenlager 40 ein Zahnrad 16 und eine axial verschiebbare Bremsscheibe 28 lose drehbar sowie eine gehäusefeste Bremsscheibe 30 vorgesehen, wobei die beiden Bremsscheiben 28 und 30 die Bremse 9 bilden, die durch eine sich am Gehäuse 6 abstützende Feder 29 in Lösestellung beaufschlagt ist. Das frei drehbare Zahnrad 16 ist mit mindestens einer achsparallelen Durchbrechung versehen, in der jeweils ein einen Mitnehmer 26 bildender zweiter Teil einer drehelastischen Kupplung 8 verschiebbar gelagert ist. Dieser greift mit einem unteren Zapfen 27 in eine entsprechende Öffnung der axial verschiebbaren Bremsscheibe 28 ein. An seiner Oberseite ist am Mitnehmer 26 eine Vertiefung ausgebildet, die schalenförmig ansteigende Wälzflächen 24 aufweist. Der erste Teil der drehelastischen Kupplung 8 ist in eine achsparallele Ausnehmung oder Durchbrechung der Scheibe 22 eingesetzt und weist an der Unterseite ebenfalls eine Vertiefung mit ansteigenden Wälzflächen 24 auf. Zwischen den Wälzflächen 24 der beiden Kupplungsteile 25, 26 ist ein Rollkörper 23, insbesondere wie dargestellt, eine Kugel angeordnet. Die Feder 29 drückt gegen die axial verschiebbare Bremsscheibe 28, die sich über die elastische Kupplung 8 an der wellenfesten Scheibe 22 bzw. der Scheibe 37 abstützt, die an der Welle 5 axial mittels der gezeigten Muttern fixiert ist. Wie in Fig. 3 angedeutet, kann die elastische Kupplung 8 mehrere ringsum verteilte Kupplungsteile 25, 26 aufweisen, zwischen denen Rollkörper 23 eingeschlossen sind. Jeder Rollkörper 23 wird durch die Feder 29 in einer Tiefstlage in den Vertiefungen gehalten, sodaß jede relative Verdrehung der wellenfesten Scheibe 22 und des Zahnrades 16 eine axiale Verschiebung der Bremsscheibe 28 bewirkt, da die Rollkörper 23 an den ansteigenden Wälzflächen 24 abrollen.
  • Die Scheibe 37 weist am Umfang Rastvertiefungen 12 einer Drehwinkelerkennungseinrichtung 11 auf, die weiters eine durch eine Rolle gebildete Nocke 13 umfaßt, die an einem von einer Feder 15 beaufschlagten Schwenkarm 14 angeordnet ist. Jeder Raststellung (Fig. 3) entspricht die Sperrstellung eines Sperrarms 4 (Fig. 1).
  • Das Zahnrad 16 kämmt mit einem Ritzel 19, das auf einer im Gehäuse 6 gelagerten Welle 33 angeordnet ist, der eine in der Sperrstellung erregte Magnetbremse 34 der Rasteinrichtung 10 zugeordnet ist.
  • Wird nun über einen Sperrarm 4 die Drehscheibe 3, die Welle 5 und damit die wellenfesten Scheiben 22 und 37 gedreht, so werden über die elastische Kupplung 8 auch das Zahnrad 16 sowie die axial verschiebbare Bremsscheibe 28 verdreht, wobei nur der sehr klein einstellbare Widerstand der Drehwinkelerkennungseinrichtung 11 zu überwinden ist. Für eine Panikschaltung kann durch Abheben des Schwenkarms 14 auch der Rastwiderstand ausgeschaltet werden. Auf der Welle 5 ist oberhalb der Scheibe 37 eine Markierungsscheibe 31 fixiert, die als Drehrichtungsgeber der Drehrichtungserkennungseinrichtung 7 fungiert. Die Verdrehung der Drehscheibe 3 und damit der Markierungsscheibe 31 wird von einem Drehrichtungssensor 32 beispielsweise optisch erkannt. über die Steuerelektronik wird bei einer erlaubten Verdrehung des Drehkreuzes 1 die Magnetbremse 34 gelöst, hingegen bleibt sie bei einer unerlaubten Verdrehung erregt. Die Magnetbremse 34 blockiert daher über die Welle 33 und das Ritzel 19 weiterhin das Zahnrad 16, wobei Zähne des Ritzels 19 als Sperrzähne 18 (Fig. 3) wirken. Die Magnetbremse 34 dient daher nur als Auslöser und Stellglied für die sich über die drehelastische Kupplung 8 zuschaltende Bremse 9. Durch das Blokkieren des Zahnrades 16 verdreht sich das Zahnrad 16 relativ zur wellenfesten Scheibe 22, wodurch die Rollkörper 23 entlang der Wälzflächen 24 an den Kupplungsteilen 25 und 26 abrollen und aus ihrer Tiefstlage ansteigen.
  • Dies verschiebt jeden einen Mitnehmer bildenden zweiten Kupplungsteil 26 nach unten, sodaß die axial verschiebbare Bremsscheibe 28 an die gehäusefeste Bremsscheibe 30 angedrückt wird. Die Drehscheibe 3 ist dadurch blockiert, wobei aufgrund der ansteigenden Wälzflächen 24 eine zunehmende Umfangskraft auf das Drehkreuz 1 bzw. dessen Drehscheibe 3 den Anpreßdruck der verschiebbaren Bremsscheibe 28 und damit die Bremskraft verstärkt. Sobald die Beaufschlagung in die falsche Drehrichtung aufgehoben wird, hebt die Feder 29 die Bremsscheibe 28 von der Drehscheibe 30 ab, die Rollkörper 23 rollen in ihre Tiefstlage zurück.
  • In Fig. 4 ist eine vereinfachte, rein mechanische Ausführung dargestellt, die vorzugsweise ohne Kontrollsystem 2 zum Einsatz kommt. Das Drehkreuz umfaßt eine Drehscheibe 3 mit Sperrarmen 4, eine im Gehäuse 6 gelagerte Welle 5, auf der eine Scheibe 22 fixiert ist, und ein lose drehbares Zahnrad 16, das über die drehelastische Kupplung 8 mit der wellenfesten Scheibe 22 mitdrehbar ist. Die Kupplung 8 besteht aus mindestens einem in Vertiefungen der Scheibe 22 und des Zahnrades 16 angeordneten Rollkörper 23. Eine federbelastete Sperrklinke 20 weist mindestens einen in das Zahnrad 16 eingreifenden Sperrzahn 18 auf und ist um eine gehäusefeste Achse 21 schwenkbar. Die Sperrklinke 20 ist bevorzugt in beide Drehrichtungen einsetzbar, sodaß die Gegendrehung wahlweise blockierbar ist, und für die Panikstellung des Drehkreuzes in einer vom Zahnrad ausgerückten Position fixierbar. Das Zahnrad 16 ist zusätzlich axial verschiebbar und steht unter der Wirkung einer Feder 29, die in einem Aufnahmeraum 36 komprimierbar ist. An der Unterseite des Zahnrades 16 ist eine Bremsscheibe 28 bzw. ein Bremsbelag vorgesehen, und am Gehäuse 6 ist die gehäusefeste Bremsscheibe 30 fixiert. In der durch die Sperrklinke 20 freigegebenen Drehrichtung ist daher das Drehkreuz ohne nennenswerten Widerstand verdrehbar, während die unerlaubte Gegendrehung des Zahnrades 16 blockiert ist. Die Gegendrehung der wellenfesten Scheibe 22 ist jedoch über einen geringen Schwenkwinkel dennoch möglich, wobei die Rollkörper der drehelastischen Kupplung 8 aus ihren Tiefstlagen sich an den Wälzflächen abwälzen. Dadurch wird das die Bremsscheibe 28 tragende Zahnrad 16 nach unten gegen die Bremsscheibe 30 gedrückt. Das Zahnrad 16 wirkt somit auch als Drehrichtungsgeber 31 und die Sperrklinke 20 als Drehrichtungssensor 32, da die unerlaubte Gegendrehung festgestellt und die Bremse 9 aktiviert wird. Die Rückstellung in den Normalzustand erfolgt mittels der Feder 29, über die die drehelastische Kupplung 8 und die wellenfeste Scheibe 22 in die Ausgangslagen rückgeführt werden.
  • Die in ihren wesentlichen Teilen der Ausbildung gemäß der Fig. 4 entsprechende Ausführung nach Fig. 5 weist anstelle der das Zahnrad 16 blockierenden Sperrklinke ein Ritzel 19 auf, das auf der Welle 33 eines Motors 35 ausgebildet ist. Mit Hilfe des Motors 35 erfolgt der Antrieb der Drehscheibe 3 in die erlaubte Drehrichtung bis zur folgenden Sperrstellung, die über die Drehwinkelerkennungseinrichtung 11 festgestellt wird. Eine Gegendrehung oder unerlaubte Verdrehung der Drehscheibe 3 wird vom blockierten Motor 35 verhindert, sodaß über die drehelastische Kupplung 8 die am Zahnrad 16 vorgesehene Bremsscheibe 28 nach unten gedrückt wird. Da für den bloßen Antrieb die Leistung des Motors 35 klein sein kann, kann dessen Bremswirkung bei Stillstand etwa durch eine Kurzschlußschaltung vergrößert werden, um die drehelastische Kupplung 8 zu überwinden. Sobald die Bremse 9 ausgelöst wird, können den auf die Drehscheibe 3 einwirkenden Umfangskräften gerecht werdende Bremskräfte ausgeübt werden. Die Drehwinkelerkennungseinrichtung 11 ist dabei gleichzeitig auch Drehrichtungserkennungseinrichtung 7, wenn auf der Welle 5 die Markierungsscheibe 31 vorgesehen ist, die vom Sensor 32 abgetastet wird. Dessen Signale steuern über die nicht gezeigte Steuereinrichtung den Motor 35.

Claims (10)

  1. Drehkreuz für die zyklische Freigabe eines Durchgangs, der gegebenenfalls mit einem Zähl- oder Kontrollsystem ausgestattet ist, mit einer Drehscheibe (3), an der mehrere im Winkel abstehende Sperrarme (4) und eine in einem Gehäuse (6) gelagerte Welle (5) angeordnet sind, wobei der Welle eine Rasteinrichtung (10) zugeordnet ist, mittels der die Drehscheibe (3) in jeder Sperrstellung gegen eine unerlaubte Verdrehung der Sperrarme (4) blockierbar ist, und wobei die Rasteinrichtung (10) über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den Signalen einer Drehwinkelerkennungseinrichtung (11) und einer Drehrichtungserkennungseinrichtung (7) aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung (10) über eine drehelastische Kupplung (8) mit der Welle (5) verbunden ist, daß die Drehrichtungserkennungseinrichtung (7) der Drehscheibe (3) zugeordnet ist, und daß mit der drehelastischen Kupplung (8) eine auf die Drehscheibe (3) wirkende Bremse (9) verbunden ist, wobei bei einer in der Sperrstellung der Drehscheibe (3) von der Drehrichtungserkennungseinrichtung (7) festgestellten Relativverdrehung zwischen der Welle (5) und der Rasteinrichtung (10) die Bremse (9) über die sich verschiebende drehelastische Kupplung (8) betätigt wird.
  2. Drehkreuz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtungserkennungseinrichtung (7) eine wellenfeste Markierungsscheibe (31) und einen optischen Drehrichtungssensor (32) aufweist, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
  3. Drehkreuz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (9) mit einem nach Erkennen der unerlaubten Verdrehung wirksam werdenden Bremskraftverstärker versehen ist.
  4. Drehkreuz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichung (10) ein auf der Welle (5) lose drehbares Zahnrad (16), das über die drehelastische Kupplung (8) mit einer wellenfesten Scheibe (22) verbunden ist, und mindestens einen in Sperrstellung mit dem Zahnrad (16) zusammenwirkenden Sperrzahn (18) aufweist.
  5. Drehkreuz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrzahn (18) an einem mit dem Zahnrad (16) kämmenden, blockierbaren Ritzel (19) der Rasteinrichtung (10) ausgebildet ist.
  6. Drehkreuz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (19) mittels einer von der Steuereinrichtung ansteuerbaren Magnetbremse (34) blockierbar ist.
  7. Drehkreuz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (19) mittels eines von der Steuereinrichtung ansteuerbaren Motors (35) blockierbar ist, der als Antriebsmotor die Drehscheibe (3) in die jeweils folgende Sperrstellung verdreht.
  8. Drehkreuz nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (9) als Scheibenbremse ausgebildet ist, die eine gehäusefeste Bremsscheibe (30) und eine in Lösestellung selbstrückstellende, axial verschiebbare Bremsscheibe (28) aufweist.
  9. Drehkreuz nach Anspruch 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die drehelastische Kupplung (8) in mindestens einen die verschiebbare Bremsscheibe (28) axial beaufschlagenden Mitnehmer (26) eingesetzt ist, der im lose drehbaren Zahnrad (16) achsparallel verschiebbar gelagert ist.
  10. Drehkreuz nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drehelastische Kupplung (8) zumindest einen Rollkörper (23) und in jedem Kupplungsteil pro Rollkörper (23) eine Vertiefung mit ansteigenden Wälzflächen (24) aufweist, wobei jeder Rollkörper (23) bei gelöster Bremse in einer Tiefstlage in den beiden Vertiefungen angeordnet ist.
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