EP1743080A2 - Verriegelungsvorrichtung - Google Patents

Verriegelungsvorrichtung

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EP1743080A2
EP1743080A2 EP05731736A EP05731736A EP1743080A2 EP 1743080 A2 EP1743080 A2 EP 1743080A2 EP 05731736 A EP05731736 A EP 05731736A EP 05731736 A EP05731736 A EP 05731736A EP 1743080 A2 EP1743080 A2 EP 1743080A2
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EP
European Patent Office
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locking
gear
door
locking device
motor
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EP05731736A
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Alois Ritt
Johann Bramauer
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Knorr Bremse GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse GmbH
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Definitions

  • FIG. 1 purely schematically shows an exemplary embodiment with two planetary gears and FIG. 2 in a main and secondary figure and in each case in open and closed position an inventively equipped door with an additional backdrop that monitors the achievement of the closed position and Figs.
  • FIGS. 3 to 8 show a variant of the invention in various sections and illustrations.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine Schiebetür bzw. Schwenkschiebetür mit mindestens einem Türblatt und einem Antriebsstrang der zumindest einem Motor, ein Getriebe und eine Antriebsspindel umfasst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass im Antriebsstrang eine Momentenverzweigung vorgesehen ist, die bei fixierter Spindel (5) und aktiviertem Motor (2) das dadurch entstehende Reaktionsmoment für ein Verriegelungsgetriebe (4) auf einen Verriegelungsmechanismus (1) leitet.

Description

V erriegelungs Vorrichtung
Die Erfindung betrifft Schiebetüren bzw. Schwenkschiebetüren von Fahrzeugen, wie U-Bahnwaggons, Eisenbahnwaggons, Liftkabinen, Seilbahnkabinen u.dgl. und insbesondere deren Verriegelung in der Geschlossenposition.
Türen von Fahrzeugen, in denen Menschen befördert werden, müssen zuverlässig während der Fahrt in Geschlossenposition verbleiben, weshalb es nicht genügt, sie mit ihrem Antrieb zu schließen, sondern es notwendig ist, Nerriegelungsvorrichtungen für sie vorzusehen. Diese Nerriegelungsvorrichtungen sollten selbstverständlich beim Schließen der Tür automatisch einfallen und im normalen Betrieb vom Antrieb zu Beginn der Ofmungsbewegung gelöst werden. Darüber hinaus ist es notwendig, dass die Nerriegelungsvorrichtungen im Νotbetrieb, beispielsweise bei Ausfall des regulären Türantriebs, von den Benutzern entriegelt werden können, so dass in der Folge die Türen händisch geöffnet werden können. Bei Türantrieben, bei denen die Bewegung des Türblattes bzw. der Türblätter über einen Spindelmechanismus erfolgt, ist es seit langem bekannt, die Spindelmutter, die auf geeignete Weise mit dem zugehörigen Türflügel verbunden ist, nicht von Haus aus drehfest anzuordnen, sondern sie zumindest in Grenzen verdrehbar zu lagern und sie mit einem radial vorspringenden Finger zu versehen, der in einer Kulisse gleitet und so die Drehsicherung übernimmt, wodurch die Mutter als Spindelmutter wirken kann. Ein derartiger Antrieb ist beispielsweise aus der DE 28 19 424 A bekannt. In der Lage der Mutter, die der geschlossenen Lage der Tür entspricht, weist nun die Kulisse eine Erweiterung oder einen Knick auf, der es der Spindelmutter erlaubt, unter dem anliegenden Drehmoment um einen vorgegebenen Betrag zu verschwenken, so dass auch bei abgeschalteten Antrieb durch Rütteln am Türflügel die Spindelmutter nicht in die Winkellage gelangen kann, in der sie entlang des überwiegenden Teils der Kulisse verschieblich ist; die Tür ist in der geschlossenen Lage verriegelt. Zur Νotbetätigung sind Elemente vorgesehen, die auf den Finger der Spindelmutter einwirken und so die Verdrehung der Mutter in die mit der Lenkkulisse fluchtenden Lage erlauben. Bei der genannten Druckschrift sind noch weitere Verriegelungselemente vorgesehen, die dadurch aktiviert werden, dass die Mutter in die gebildete Endposition gelangt. Weitere solche Verriegelungen in verschiedenen Ausführungsformen sind aus der US 5,341,598 A, der US 6,446,389 B, der EP 903 275 A, und der EP 452 201 A bekannt. Bei einigen dieser Druckschriften ist die Spindel so aufgebaut, dass die Mutter mit einem Finger in eine Schraubnut auf der Spindel eingreift und diese Schraubnut unterschiedliche Steigung aufweist, die anderen Druckschriften offenbaren insgesamt Vorrichtungen, wie die eingangs genannte mit verschiedenen zusätzlichen Details.
Diese Verriegelungsvorrichtungen haben sich im wesentlichen bewährt, sie weisen aber alle den Nachteil auf, dass es, insbesondere bei überfüllten Fahrzeugen, bei verschmutzten Führungen, bei vereisten Antrieben, bei Türfuhrungen bzw. Antrieben mit Justierungen am Rande der Toleranzen oder, wie es im rauhen Betrieb oft vorkommt, auch jenseits der Toleranzen, Problemen beim Entriegeln des Verriegelungsmechanismus kommt. Wie aus der eingangs dargelegten Konstruktion ersichtlich ist, steht zum Entriegeln die Antriebskraft bzw. das Antriebsmoment zum Verschieben des Türflügels zur Verfügung, dies kann, ausgehend von der verriegelten Geschlossenposition, insbesondere bei den genannten Zuständen (Personen, die sich wegen Überfüllung gegen das Türblatt lehnen etc.) verschiedentlich zu gering sein, um das zum Verdrehen des Fingers notwendige Drehmoment aufzubringen. Die Erfindung bezweckt hier Abhilfe zu schaffen und eine Verriegelungsvorrichtung anzugeben, die zum Entriegeln des Verriegelungsmechanismus größere Kräfte bzw. Momente zur Verfügung stellt als für die normale Bewegung des Türblattes bzw. der Türblätter. Erfindungsgemäß werden diese Ziele dadurch erreicht, dass im Türantrieb- bestehend aus dem Motor, einem Getriebe und der Antriebsspindel, eine Momentenverzweigung vorgesehen ist, die bei fixierter Spindel und aktiviertem Motor das dadurch entstehende Reaktionsmoment über ein Verriegelungsgetriebe auf die Verriegelungsvorrichtung leitet. Da beim Erreichen der Schließendlage der Türen die Türflügel sich nicht weiter bewegen können, wird durch ihre Verbindung mit der Spindelmutter jedwede weitere Rotation der Spindel verhindert, so dass durch die erfindungsgemäße Momentenverteilung das Reaktionsmoment auf den Verriegelungsmechanismus übertragen wird. Durch das Verriege- lungsgetriebe ist es möglich, das wirkende Drehmoment und damit die wirkende Ver- riegelungs- bzw. Entriegelungskraft, in weiten Grenzen frei zu wählen.
Momentenverzweigungen sind im Getriebebau seit langem bekannt, es sei dabei nur auf die Planetengetriebe verwiesen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Verzweigung anders auszubilden, so ist es möglich, den Motor selbst drehbar oder schwenkbar zu lagern, so dass das Reaktionsmoment zu einer Verschwenkung des Motorgehäuses führt und von dieser Bewegung des Motorgehäuses die Verriegelung bzw. Entriegelung abzuleiten.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Dabei zeigt die Fig. 1 rein schematisch ein Ausfuhrungsbeispiel mit zwei Planetengetrieben und die Fig. 2 in einer Haupt- und Nebenfigur und jeweils in offener und geschlossener Position eine erfindungsgemäß ausgerüstete Tür mit einer zusätzlichen Kulisse, die das Erreichen der Geschlossenposition überwacht und die Fig. 3 bis 8 zeigen eine Variante der Erfindung in verschiedenen Schnitten und Darstellungen.
In Fig. 1 ist rein schematisch ein Antrieb und eine erfindungsgemäße Verriegelungs- Vorrichtung für eine Schiebetür mit zwei Flügeln 8, 8' dargestellt. Ein Elektromotor 2 wirkt auf ein Antriebsplanetengetriebe 3, das eine Spindel 5 in Drehung versetzt. Auf der Spindel 5 längsverschiebϊich, aber drehfest gelagert, ist eine Spindelmutter 6, die über eine feste Verbindung 7 mit einem Türblatt 8 verbunden ist. Symmetrisch dazu ist ein Türblatt 8' mit einem nicht dargestellten Verbindungsflügel und eine nicht dargestellte Spindelmutter mit dem Antrieb verbunden.
Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Endposition (der verbleibende Türspalt wird durch nicht dargestellte Gummidichtungen od.dgl. geschlossen) gelangen am Türblatt 8 angeordnete Verriegelungselemente 12 in den Bereich schwenkbarer Verriegelungsfinger 11, die auf einer Verriegelungswelle 10 drehfest angeordnet sind. Die Verriegelungswelle 10 trägt ein Zahnrad 9, das mit einem Verriegelungsplanetengetriebe 4 in Wirkverbindung steht. Das Verriegelungsgetriebe 4 ist im dargestellten Beispiel durch die Planetenräder 13 mit dem Antriebsgetriebe 3 verbunden. Wenn nun der Motor 2 in Öffnungsrichtung aktiviert wird, so ist es durch den Eingriff zwischen den Verriegelungselementen 12 und dem Verriegelungsfinger 11 nicht möglich, das Türblatt 8 zu bewegen, so dass über den Verbindungsflügel 7 und die Spindelmutter 6 jedwede Drehung der Spindel 5 verhindert wird. Dadurch kann auch das Außenrad des Antriebsgetriebes 3 nicht in Drehung versetzt werden und das Motordrehmoment versetzt die Planetenräder 13 in Drehung, was auf das Verriegelungsgetriebe 4 übertragen wird. Mit der dem Verriegelungsgetriebe 4 eingeprägten Übersetzung wird das Zahnrad 9 in Drehung versetzt, mit ihm die Verriegelungswelle 10 und der Verriegelungsfinger 11 (die Verhältnisse für das Türblatt 8' sind genau gleich und bedürfen hier keiner Erläuterung).
Durch das Ausschwenken der Verriegelungsfinger 11 aus den Verriegelungselementen 12 wird das Türblatt 8 freigegeben, wodurch das Antriebsgetriebe 3 in Bewegung gesetzt wird und mit ihm die Spindel 5, die Of ungsbewegung der Tür beginnt. Um die Verdrehung der Verriegelungswelle 10 auf ein praktikables Maß zu begrenzen, sind (nicht dargestellte) Anschläge vorgesehen, damit wird auch sichergestellt, dass das gesamte Motordrehmoment nach dem Entriegeln für den Antrieb zur Verfügung steht.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf zweiflügelige Türen beschränkt. Im Falle einflügeliger Türen kann das zweite Verriegelungselement 12' am Wagenkasten bzw. an der Wagenkastenwand vorgesehen sein.
Beim Schließen laufen die Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab, wenn die Tü blätter 8, 8' die Endposition sowie dargestellt, erreicht haben, kann die Spindel 5 nicht weiter verdreht werden und es erfolgt durch die Momentenverzweigung im Antriebsgetriebe 3 die Verriegelung des Verriegelungsmechanismus 1.
Die Fig. 2 zeigt die gleiche Situation, wobei darüber hinaus eine Kulisse 14 dargestellt ist, in der das Verriegelungselement 12 integral ausgebildet ist. Der Sinn der Kulisse 14 ist es, ein Verriegeln in den Fällen zu verhindern, in denen die Bewegung eines Türblattes 8, 8', beispielsweise durch eingeklemmte Personen oder Gegenstände in einer Position verhindert wird, die nicht der Geschlossenposition entspricht. Durch die Kulisse wird auch das Verschwenken der Verriegelungsachse 10 verhindert, das dadurch entstehende, dem Motordrehmoment entsprechende, Reaktionsmoment kann beispielsweise zur Detektierung des Einklemmereignisses verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung und die erfindungsgemäße Anordnung des Antriebes bei zweiflügeligen Türen im Bereich der Hauptschließkante hat über den funktionellen Vorteil hinaus den Vorteil, dass die wichtigsten und relativ voluminösen Bauteile an der Stelle des Portals vorgesehen sind, an denen sie einerseits am besten zugänglich sind und an denen andererseits das größte Raumangebot gegeben ist. Auf diese Weise werden Inspektionen, Nachjustierungen und Reparaturen erleichtert.
Die dargestellte Variante zeigt eine Schiebetüre, selbstverständlich ist es möglich, die erfindungsgemäße Verriegelung auch bei Schwenkschiebetüren zu verwenden, bei denen der Antrieb gemeinsam mit der Längsführung der Türblätter die Ausstellbewegung aus der Portalebene mitmacht. Es kann in diesem Fall am Verriegelungsgetriebe 4 eine Bremse od.dgl. vorgesehen sein, die ganz zu Beginn der Ofmungsbewegung eingefallen ist, so dass durch das Reaktionsmoment am Motorgehäuse die Ausstellbewegung erfolgt, worauf die Bremse gelüftet wird und die Verriegelung freigegeben wird und, nach erfolgter Entriegelung, die Öffhungsbewegung der Türblätter beginnt. Es ist nicht notwendig, dass das Einfallen der Verriegelungsfinger 11 durch eine Kulisse auf die Schließendstellung beschränkt wird, es ist auch möglich, die Lage der Türblätter auf andere Weise zu detektieren und in allen Positionen, außer der Schließendlage durch eine Bremse am Verriegelungsgetriebe 4 zu verhindern. Dies ist insbesondere bei Schwenkschiebetüren, bei denen bereits eine derartige Bremse vorgesehen ist, vorteilhaft.
Es ist, wie oben kurz geschildert, nicht notwendig, dass zwei Planetengetriebe verwendet werden, um die Momentenverzweigung zu bewerkstelligen, doch sind diese Getriebe im Hinblick auf ihre Robustheit, ihre Kompaktheit und die in weiten Grenzen leicht erreichbare hohe Übersetzung bzw. Untersetzung bevorzugte Bauelemente.
Die Fig. 3 bis 8 zeigen eine Variante der Erfindung, bei der das Einfahren der Türflügel in die Schließendlage selbst die Verriegelung bewirkt. In diesem Beispiel wird eine reine Schiebetür bzw. Taschentür als Demonstrationsobjekt verwendet, selbstverständlich kann auch diese Variante bei Schwenkschiebetüren verwendet werden, es sind dann nur die Zwischenglieder der Verriegelungsvorrichtung, die mit den Betätigungselementen an den Türflügeln zusammenwirken, an die schräge Bewegungsrichtung derartiger Türflügel beim Erreichen der Schließendlage anzupassen. Die Bezugszeichen sind zur leichteren Unter- scheidbarkeit von der ersten Ausführungsform dreistellig, beginnend mit 101, gebildet.
Die Vorrichtung besteht aus einem Motor 113, der ein Sonnenrad 101 eines Planetengetriebes antreibt. Das Planetengetriebe verfügt über ein Hohlrad 105, das mit einem Zahnrad mit Außenverzahnung drehfest verbunden ist, welches seinerzeit mit einem Zahnrad 106 kämmt, das wiederum eine Spindel 107 in Drehung versetzt. Auf der Spindel 107 sitzt drehfest gelagert eine Mutter 108 für jeden der Türflügel, die durch die Spindeldrehung entlang der Spindelachse verschoben wird und dabei den ihr zugeordneten Türflügel 109 mitnimmt und zwischen einer Offenposition und einer Geschlossenposition verschiebt. Derartige Türantriebe sind vielfach bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterung.
Mit dem Türflügeln 109 fix verbunden sind Verriegelungsbolzen 110, die während der Schließendbewegung der Türflügel 109 an kürzeren Zinken vorbei und auf längere Zinken von Klinken 103 auflaufen und diese gegen die Kraft von Federn, durch die die Klinken 103 in die Offenposition gedrängt werden (Fig. 5), in die Geschlossenposition (Fig. 6) verschwenken. Die Federn sind im dargestellten Ausführungsbeispiel auf Zug beanspruchte Schraubenfedern, selbstverständlich können auch Drehfedern um die Schwenkachsen der Klinken 103 vorgesehen sein oder eine Zugfeder, die an entsprechenden Stellen der den Zinken der Klinken 103 entgegengesetzten Enden angreifen.
Durch die Schwenkbewegung der Klinken 103, die zwischen den Darstellungen der Fig. 5 und Fig. 6 liegt, wird die Bewegung eines Verriegelungshebels 102 in Richtung des Pfeiles F (Fig. 6) freigegeben. Dieser Verriegelungshebel 102 ist nun mit dem Planetenkranz des Planentengetriebes verbunden (Fig. 3) und wird während des Schließens der Türe nach dem Verschwenken der Klinken 103 in die in Fig. 7 dargestellte Lage verschwenkt, in der er entweder am Gehäuse des Planetengetriebes oder mit einer Schulter an einem Rücken einer der Klinken 103 anliegt. Wenn nun die Endlage des Verriegelungshebels 102 erreicht ist, so ist der Türantrieb gesperrt und kann durch keine noch so große Öffhungskraft, die auf die Türflügel 109 einwirkt, geöffnet werden. Nur durch Aktivieren des Motors 113 in Öffhungsrichtung ist dies möglich: Da das Motordrehmoment nicht in der Lage ist, die Türflügel 109 bzw. deren Verriegelungsbolzen 110 aus den Zinken der Klinken 103 weg zu bewegen, verdreht sich das Planetenrad 102 und damit sein als Verriegelungshebel ausgebildeter Teil in Richtung des Pfeiles F' in Fig. 7, bis die in Fig. 6 dargestellte Lage erreicht ist. Nunmehr schlägt ein Anschlag des Planetenrades 111 (Fig. 3) an eine Rast 112 des Gehäuses oder Wagenkastens, und das gesamte vom Motor gelieferte Drehmoment wird nun auf das Hohlrad 105 und damit über das Zahnrad 106 auf die Spindel 107 übertragen die, unterstützt von der in Öffnungsrichtung wirkenden Feder der Zinken 103, die Türöffnung einleitet.
Auch diese Variante der Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So können die Zinken anders gelagert sein oder auch über einen gemeinsamen Schwenkpunkt verfügen und den Platz für den Verriegelungshebel 102 durch eine entsprechende gekröpfte Ausbildung freimachen. Dass andere Federanordnungen gewählt werden können, wurde schon weiter oben erläutert. Die Ausbildung der Verriegelungsbolzen 110 kann verschiedentlich geändert werden, insbesondere bei schräg verlaufender Schließendbewegung der Türflügel (Schwenkschiebetüren). Insbesondere die Ausbildung als Rollen zur Verringerung der Reibung, oder eine federnde Ausbildung etc. ist möglich. Durch die als Planetengetriebe ausgebildete Kraftteilung bzw. Drehmomentenverzweigung des Motors 113 und die einfache und robuste Ausbildung des Planetenkranzes 102 ist eine kompakte und langlebige Konstruktion gegeben, die auch durch direktes Einwirken auf den als Ver- riegelungshebel ausgebildeten Teil des Planetenkranzes 102 eine leichte Anbringung einer Notöffhungsvorrichtung erlaubt, was bei zahlreichen Anwendungsfällen eine wesentliche Bedingung darstellt. Es muß der Planetenkranz nicht direkt den Verriegelungshebel tragen oder gar einstückig ausgebildet haben, wenn dies auch eine einfache und robuste Konstruktion darstellt.
Es kann auch statt der Verriegelungsbolzen 110 an jedem der Türflügel eine Kontaktbahn mit einer Ausnehmung vorgesehen sein, an der eine an der Stirn des Verriegelungshebels 102 angeordnete Rolle läuft, bis sie in die Ausnehmung gelangt und so das Verschwenken des Verriegelungshebels und damit des Planetenkranzes erlaubt.
Insbesondere bei den beiden letztgenannten Ausführungsformen ist es mechanisch günstig und oft vom Kunden verlangt, dass der jeweilige Zustand offen-geschlossen auch bei Ausfall der Antriebsenergie erhalten bleibt. Dies kann auf einfache Weise durch dadurch erreicht werden, dass eine Druckfeder „von außen" auf den vorspringenden Teil des Planetenkranzes 102 wirkt, die in einer der beiden Endlagen rechts, in der anderen links der Verbindungsgeraden zwischen ihrem wagenkastenfesten Anlenkpunkt und der Drehachse des Planetenkranzes zu liegen kommt.
Selbstverständlich gibt es auch andere Möglichkeiten, so kann eine Zugfeder an der Stirnfläche des Planetenkranzes angreifen und „nach innen" verlaufen, oder es kann eine Feder an einem anderen Bauteil des Antriebes angreifen.

Claims

Patentansprüche:
1. Verriegelungsvorrichtung für eine Schiebetür bzw. Schwenkschiebetur mit mindestens einem Türblatt und einem Antriebsstrang der zumindest einen Motor, ein Getriebe und eine Antriebsspindel umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass im Antriebsstrang eine Momentenverzweigung vorgesehen ist, die bei fixierter Spindel (5) und aktiviertem Motor (2) das dadurch entstehende Reaktionsmoment über ein Verriegelungsgetriebe (4) auf einen Verriegelungsmechanismus (1) leitet.
2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (3) und das Verriegelungsgetriebe (4) Planetengetriebe sind, die durch Planetenräder (13) miteinander verbunden sind.
3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Momentenverzweigung der Motor (2) drehbar oder schwenkbar gelagert ist und das Reaktionsmoment zu einer Verschwenkung des Motorgehäuses führt und der Motor (2) dadurch auf den Verriegelungsmechanismus (1 ) wirkt.
4. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (1) ein mit dem Verriegelungsgetriebe (4) in Wirkverbindung stehendes Zahnrad (9), eine das Zahnrad (9) tragende Verriegelungswelle (10) und drehfest auf der Verriegelungswelle (10) angeordnete Verriegelungsfin- ger (11, 11'), die im verriegelten Zustand in Verriegelungselemente (12, 12') der Türblätter (8, 8') bzw., im Falle einflügeliger Türen, des Türblatts (8) und des Wagenkastens eingreifen, umfaßt.
5. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verriegelungselement (12) in einer Kulisse (14) integral ausgebildet ist.
6. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Anschläge vorgesehen sind, die das Verdrehen der Verriegelungswelle (10) begrenzen.
7. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Verriegelungsgetriebe (4) eine Bremse vorgesehen ist, die bei Beginn der Öffhungs- bewegung eingefallen ist.
8. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Planetengetriebe ist, dessen Planetenkranz zwischen zwei Winkellagen verdrehbar ist und das Verriegelungselement (102) trägt bzw. betätigt, und dass mit dem Verriegelungselement (102) zusammenwirkende Verriegelungsbolzen (110) mit dem Türblatt
> verbunden sind.
9. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Planetenkranz oder am Verriegelungselement (102) eine Feder angreift, deren anderes Ende an einem türfesten Punkt angreift, und dass die Feder zwischen den beiden Endlagen einen Totpunkt durchfahrt.
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