EP1920130B1 - Drehsperre mit einem parallel zur hauptdrehachse schwenkbaren sperrarm - Google Patents

Drehsperre mit einem parallel zur hauptdrehachse schwenkbaren sperrarm Download PDF

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EP1920130B1
EP1920130B1 EP06775832A EP06775832A EP1920130B1 EP 1920130 B1 EP1920130 B1 EP 1920130B1 EP 06775832 A EP06775832 A EP 06775832A EP 06775832 A EP06775832 A EP 06775832A EP 1920130 B1 EP1920130 B1 EP 1920130B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blocking
locking
rotary lock
bearing plate
arm
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP06775832A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1920130A1 (de
Inventor
Thomas BÜRGIN
Gotthard Liehr
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.)
Magnetic Autocontrol GmbH
Original Assignee
Magnetic Autocontrol GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Magnetic Autocontrol GmbH filed Critical Magnetic Autocontrol GmbH
Priority to PL06775832T priority Critical patent/PL1920130T3/pl
Publication of EP1920130A1 publication Critical patent/EP1920130A1/de
Application granted granted Critical
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Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B11/00—Means for allowing passage through fences, barriers or the like, e.g. stiles
    • E06B11/08—Turnstiles; Gates for control of entry or exit of persons, e.g. in supermarkets
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME 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
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/10—Movable barriers with registering means

Definitions

  • the invention relates to a turnstile for people passage control with a about an opposite to the horizontal by about 45 ° downwardly inclined axis of rotation and lockable by means of an unlockable locking mechanism against rotation and releasable in at least one direction of rotation lockable, the at least two inclined to the rotation axis locking arms each of which in the operative position of the system is one in a substantially horizontal, the passage blocking position and the or the other locking arms are moved out of the passage area, wherein the locking arms by a command to the unlockable locking mechanism enabled rotation of the locking unit successively from the passage blocking position into a position releasing the passage are movable and are hinged to a bearing plate of the locking unit, that in the operating condition of the system in its blocking position located Sper when the system is shut down, e.g.
  • Such turnstiles are used at people locks to allow controlled access or exit of persons.
  • the passage is released depending on predetermined criteria for one person by turning the locking device by one indexing step, behind each passing person, the next blocking element in his the passage for a subsequent person initially blocking position is brought.
  • it must be ensured in such systems but also that, for example, as a result of power failure, or deliberate shutdown of the lock or in a dangerous situation, the unhindered passage for as many people as possible, thus an escape route is kept open.
  • the locking of the locking elements known locking positions is effected via lever systems and clamping body, hydraulic or pneumatic brakes, which is very expensive, costly and prone to failure.
  • a roller system running on a cam is required. Hydraulic and pneumatic systems are also subject to high safety requirements. Clamping body, cam discs, pivot bolt as locking elements are not unlocked under load.
  • the object of the invention is to make safe and reliable in a turnstile of the type mentioned, the automatic return of a pivoted from its normal position in its release position locking element and thus the restart of the turnstile after the disappearance of any kind of accident as instantaneous and in to ensure a reliable and uncomplicated way.
  • the device should be as simple as possible in their construction, as a whole functionally reliable and wear.
  • each locking arm is made on the bearing plate by a cross-opening by an interlocking element that at power interruption
  • the locking element located in the blocking position locking arm is mechanically against a spring force from the engagement at the opening and solvable when dissolved Locking a force acting eccentrically on this locking arm this in its storage on the Bearing plate pivoted about a parallel to the main axis of rotation of the locking unit rotation from its normal position to its release position and that when the power supply, the pivoted locking arm is temporarily locked and rotated by turning the bearing plate by less than a step advancing the turnstile of this locking arm by its forced, relative rotation to the bearing plate in its normal position réellebringbar and in this again by the locking element can be locked.
  • the force acting eccentrically on the blocking arm can be a spring force and / or gravity.
  • the locking arms may be pivotally supported by mounting pins in openings of the bearing plate and locked by a locking element relative to the bearing plate.
  • the eccentrically acting on the receiving pin or the locking arm spring is preferably a helical spring. In contrast to a spiral spring, it is less easily destroyed by the rotating movements.
  • the locking element may be a locking pin which projects through an opening of the bearing plate and is moved out of the engagement in the opening by a release lever pivotable in the event of a power failure against a spring force.
  • an opening for the passage of a locking pin is preferably provided in the region of each locking arm, which is releasably displaceable by a pivotable in power failure release lever against a spring force on the locking arm or on a receiving pin of the locking arm and out of engagement in the opening.
  • the unlocking lever can be securely held by a first Elektrohubmagneten against the force of an unlocking spring at a distance from the locking pin.
  • the locking arms are held either directly or preferably pivotably via mounting pins in openings of the bearing plate; on the back of the locking arms or the receiving pin engagement means are provided, on which a spring force can engage eccentrically, the other end is anchored to the back of the bearing plate; the unlocked lock arm is locked by the spring force e.g. a tension spring or coil spring in the opening of the bearing plate about an axis parallel to the main axis of rotation of the locking unit pivotable axis.
  • the spring force e.g. a tension spring or coil spring in the opening of the bearing plate about an axis parallel to the main axis of rotation of the locking unit pivotable axis.
  • a tension spring preferably a coil spring, attack eccentrically, the other end is anchored to the back of the bearing plate.
  • According to another embodiment may be arranged as engagement means on the back of the locking arms or their spigot a friction wheel.
  • a blocking lever When restarting the system, a blocking lever is temporarily brought into positive or non-positive connection with the swung out of the passage area locking arm for the purpose of locking this locking arm; by rotating the locking unit or the bearing plate by less than one indexing step of the locking unit, a relative rotation of the locking arm is forced to the bearing plate and the locking arm thereby returned to its normal position and locked again.
  • the blocking lever preferably has latching notches with which it can reach into form-locking connection with pins projecting from the rear side of the blocking arm or its receiving pin or with a toothed disk arranged on the rear side of the blocking arm or its receiving pin.
  • the notches have a rather flat edge for the insertion of a pin or a toothing and a steep flank on which a pin or a toothing comes into engagement when snapped.
  • a steep flank By acting on the steep flank primarily in the direction of engagement force component of the pin or the toothing can be held with a relatively low leverage in its engagement.
  • the blocking lever can advantageously be actuated by a second electro-lifting magnet for locking the blocking arm pivoted out of the passage region.
  • a direct-drive brushless DC motor without direct drive is preferred.
  • He is subject to less wear than a geared motor.
  • the locking unit can be secured by a directly acting on the drive shaft of the locking unit electromagnetic brake against unauthorized rotation. It provides overload protection and also provides protection against damage e.g. through vandalism.
  • the position control, position control and position query for the blocking unit can be done via a built-in directly on the rotor shaft of the drive motor encoder.
  • This encoder can be a resolver.
  • Fig. 1 shows a three-arm turnstile with a about a horizontal to the horizontal about 45 ° inclined axis of rotation rotatable locking unit 1, of which three locking elements 2, here in the form of locking arms 2, each extend at an angle of 120 °.
  • the blocking unit 1 is according to Fig. 2 mounted on a support plate 3.
  • the locking arms 2 extend in each case at the same angle from a bearing plate 4, to which they are held with their one end in receiving pin 5, which are mounted pivotably in openings of the bearing plate 4.
  • a collar 6 may be formed, via which the bearing plate 4 is rotatably mounted in a circular opening of the support plate 3.
  • each receiving pin 5 is provided in each case by a spring radially outwardly acted but against the force of the spring radially displaceable locking pin 7 (see below and Fig. 5 ), which protrudes in the normal position through a corresponding opening 8, preferably a bore, in the bearing plate 4.
  • a corresponding opening 8 preferably a bore
  • Fig. 3 protrude from the back of the spigot 5 pins 12 as engagement means.
  • a tension spring 13 which is preferably a helical spring and anchored at its other end to the bearing plate 4.
  • a blocking lever 14 is also pivotally mounted, which can come with at its one, longer lever arm notches 15 in engagement with each of the pins 12 of the receiving pin located in the uppermost position 5, in normal operating state of the turnstile but by a Spring 16 is disengaged.
  • the other, shorter arm of the blocking lever 14 is in operative connection with a second Elektrohubmagneten 17, which is normally de-energized.
  • the notches 15 advantageously have a rather flat and a steep edge. The flat edge allows easy insertion of a pin 12, which then comes to rest on the steep flank and so can be kept in engagement with a relatively small leverage force because of the larger force component resulting in the direction of engagement.
  • pins 12 may be provided as engaging means on the back of the spigot 5 (or the locking arms 2 directly) a friction wheel or a toothed disc.
  • each one of the three locking arms 2 projects horizontally into a person passage, while the other two locking arms 2 are pivoted out of the passage in obliquely downwardly facing layers, as shown in Fig. 1 is shown.
  • the horizontal, ie in blocking position standing blocking arm 2 is moved out of its blocking position by triggering an actuating signal by the bearing plate 4 by a (not shown) drive motor by a indexing step, ie by about 120 ° , is filmed.
  • a indexing step ie by about 120 °
  • the drive motor is preferably a brushless DC motor without gear, ie with direct drive and high output torque.
  • the first Elektrohubmagnet 10 de-energized, so he releases the release lever 9, whereupon this is pivoted by the force of the Entriegelungsfeder 11 about its axis of rotation 18 and the locking pin 7 of the blocking position standing in the blocking arm 2 (see Fig. 4 ) is actuated in such a way that it is moved against the force of a spring acting on it radially inwardly and out of its engagement in the opening 8 of the bearing plate 4 and the locking of the respective receiving pin 5 and thus the locking arm 2 is released.
  • this spigot 5 is now including the associated, initially still in the locked position locking arm 2 to one to the main axis of rotation the locking unit pivots 1 parallel axis and thereby automatically moved out of the passage area (see Fig. 5 and 6 ), so that the turnstile can be passed unhindered.
  • the locking arm 2 falls with its receiving pin 5 due to gravity in a vertically downward position (see Fig. 7 ), wherein the pin 12 of the receiving pin 5, on which the tension spring 13 engages, on rotation beyond the lower vertex, the tension spring 13 is tensioned again.
  • the tension spring 13 is preferably a coil spring 13; In contrast to, for example, a spiral spring, it is not destroyed by the rotations and, when the vertex is crossed, also unfolds advantageously a certain braking effect or damping effect.
  • the unlocking lever 9 Upon voltage return or to a control command the unlocking lever 9 is pivoted back by the Elektrohubmagneten 10 in its normal operating position.
  • the second Elektrohubmagnet 17 is now also charged with electricity, he attracts him in operative connection with the lever arm of the blocking lever 14 and pivots the blocking lever 14 about its axis 19 until it at least one of its notches 15 engages one of the pins 12 at the rear of the receiving pin 5 or with the receiving pin 5 or the locking arm 2 otherwise a positive or non-positive connection is established (see Fig. 8 ).
  • the locking unit 1 Since the locking unit 1 only needs to be rotated by half a step in order to return the swung-out locking arm 2, as described, to its operating position, this is done in a particularly safe and reliable manner and without risk of injury to persons.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehsperre zur Personendurchgangskontrolle mit einer um eine gegenüber der Horizontalen um etwa 45° nach unten geneigten Drehachse drehbaren und mittels eines entriegelbaren Sperrmechanismus gegen Drehung sperrbaren und in mindestens einer Drehrichtung zur Drehung freigebbaren Sperreinheit, die mindestens zwei zur Drehachse geneigte Sperrarme aufweist, von denen sich in Betriebsstellung der Anlage jeweils einer in einer im wesentlichen horizontalen, den Durchgang sperrenden Stellung befindet und der oder die anderen Sperrarme aus dem Durchgangsbereich herausbewegt sind, wobei die Sperrarme durch infolge eines Befehls an den entriegelbaren Sperrmechanismus ermöglichtes Drehen der Sperreinheit nacheinander aus der den Durchgang sperrenden Stellung in eine den Durchgang freigebende Stellung bewegbar sind und derart an einer Lagerplatte der Sperreinheit angelenkt sind, dass der sich im Betriebszustand der Anlage in seiner Sperrstellung befindende Sperrarm bei Außerbetriebsetzen der Anlage, z.B. infolge eines Stromausfalls oder einer Stromabschaltung, durch Ansprechen eines Entriegelungsmechanismus aus seiner verriegelten Normalstellung an der Lagerplatte in eine den ungehinderten Personendurchgang zulassende Freigabestellung schwenkbar ist und dieser nach Wegfall des die Entriegelung auslösenden Vorgangs selbsttätig in seine verriegelte Normalstellung zurückkehrt.
  • Solche Drehsperren werden an Personenschleusen eingesetzt, um den kontrollierten Zugang bzw. Abgang von Personen zu ermöglichen. Der Durchgang wird abhängig von zuvor festgelegten Kriterien für jeweils eine Person durch Drehen der Sperrvorrichtung um einen Fortschaltschritt freigegeben, wobei hinter jeder passierenden Person das nächste Sperrelement in seine den Durchgang für eine nachfolgende Person zunächst sperrende Stellung gebracht wird. Es muss bei solchen Anlagen aber auch sicher gestellt sein, dass etwa bei Auftreten einer Störung, z.B. infolge Stromausfalls, oder bei bewusstem Außerbetriebsetzen der Sperre oder in einer Gefahrenlage, der ungehinderte Durchgang für möglichst alle Personen möglich ist, somit ein Fluchtweg offengehalten wird.
  • Bekannte Ein- oder Zweiarmsperren haben sich insofern als nachteilig erwiesen, dass sie aufgrund der vergleichsweise schnellen Drehung, die sie ausführen müssen, eine hohe Aufschlagskraft und damit die Gefahr von Verletzungen speziell für Kinder entwickeln. Es haben sich deshalb vorwiegend die Dreiarmsperren durchgesetzt.
  • Durch die DE-PS 28 25 787 ist eine Drehkreuzanlage bekannt, die drei sich trigonal von einem Lagerteller erstreckende Sperrarme besitzt, die durch Drehen des Drehkreuzes nacheinander in eine den Durchgang sperrende und den Durchgang freigebende Stellung gelangen. Die Sperrarme stehen in ihrer Normalstellung in einem bestimmten Winkel von dem Lagerteller vor, sind aber mit ihm derart gelenkig verbunden, dass der in seiner Sperrstellung befindliche Sperrarm z.B. bei Auftreten eines Stromausfalls oder bei Stromabschaltung in seinem Gelenk entriegelt wird und durch Wirkung der Schwerkraft in eine den ungehinderten Durchgang ermöglichende Freigabestellung verschwenkbar ist. Bei dieser Anlage muss der so entriegelte, also außer Funktion gesetzte Sperrarm für die Wiederaufnahme des Betriebs von Hand in seine normale Betriebsstellung gebracht werden. Dies ist sehr umständlich und zeitaufwendig und wirkt sich insbesondere bei größeren, zu überwachenden Geländen nachteilig aus.
  • Durch das Deutsche Gebrauchsmuster 69 37 378 ist eine ähnliche Drehkreuzanlage bekannt, bei der nach dem Wegklappen eines Sperrarms aus seiner Sperrposition aufgrund z.B. eines Störfalls oder einer beabsichtigten Außerbetriebsetzung für die Wiederaufnahme des Normalbetriebs, dieser Sperrarm ebenfalls manuell in seine Betriebsstellung zurück gebracht werden muss.
  • Durch die DE 44 45 698 C2 und die EP 0 658 680 B1 ist nochmals eine ähnliche Drehkreuzanlage bekannt, bei der aber ein entriegelter, also außer Funktion gesetzter Sperrarm nach Wiederaufnahme des Betriebs durch das Drehen des Drehkreuzes, bzw. des die Sperrarme tragenden Lagertellers, um wenigstens einen Fortschaltschritt durch die Wirkung der Schwerkraft selbsttätig in seine normale Betriebsstellung zurückkehrt, in der er durch Rastmittel gehalten wird. Damit der betreffende Sperrarm auf diese Weise in seine normale Betriebsstellung zurückkehren kann, muss er beim Drehen des Drehkreuzes am Lagerteller eine bestimmte Stellung erreichen. Die Schwerkraft kann ihre volle Wirkung erst bei Erreichen oder Passieren des unteren Scheitelpunktes der Drehung entfalten. Deshalb ist die automatische Rückkehr eines entriegelten Sperrarms bei nur einem Fortschaltschritt des Drehkreuzes nicht wirklich sicher gestellt. So findet sich in den genannten Schriften auch der ausdrückliche Hinweis, dass der Sperrarm seine Betriebsstellung in besonders sicherer Weise dann erreicht, wenn das Drehkreuz um wenigstens zwei Fortschaltschritte weitergeschaltet wird, also wenn der Sperrarm dabei den unteren Scheitelpunkt der Drehung durchläuft. Diese Rückführung des entriegelten Sperrarms mit einem oder zwei Fortschaltschritten birgt wegen der schnellen Bewegung beim Wiedereinrasten des Sperrarms eine gewisse Verletzungsgefahr in sich.
  • Die Verriegelung der Sperrelemente bekannter Sperrlagen wird bewirkt über Hebelsysteme und Klemmkörper, über Hydraulik-oder Pneumatikbremsen, was sehr aufwendig, kostenintensiv und auch störanfällig ist. Zur exakten Positionierung der Sperrelemente in den Sperrlagen ist ein auf einer Kurvenscheibe laufendes Rollensystem erforderlich. Hydraulik- und Pneumatiksysteme unterliegen außerdem hohen Sicherheitsauflagen. Klemmkörper, Nockenscheiben, Schwenkriegel als Verriegelungselemente sind unter Last nicht entriegelbar.
  • Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Drehkreuzanlagen ist der Antrieb mit Hilfe eines Getriebemotors, der je nach Getriebeart unangenehme Geräusche entwickelt und einem hohen Verschleiß unterliegt. Zum Weiterdrehen der Sperreinheit ist ein relativ hoher Kraftaufwand erforderlich. Ein selbsthemmendes Getriebe lässt sich bei Spannungsausfall von außen nicht mehr drehen, was sich im Falle einer Panik sehr nachteilig auswirken kann, und auch selbsthemmungsfreie Getriebe bedürfen bei Spannungsausfall einer hohen äußeren Betätigungskraft, um bewegt werden zu können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Drehsperre der eingangs genannten Art, die selbsttätige Rückkehr eines aus seiner Normalstellung in seine Freigabestellung verschwenkten Sperrelementes sicher und zuverlässig zu machen und damit auch die Wiederinbetriebnahme der Drehsperre nach dem Wegfall eines wie immer gearteten Störfalls möglichst unverzögert und in zuverlässiger und-unkomplizierter Weise sicherzustellen. Die Vorrichtung soll möglichst einfach in ihrem Aufbau, insgesamt funktionssicher und verschleißarm sein.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Verriegelung eines jeden Sperrarms an der Lagerplatte durch ein durch eine Öffnung greifendes Verriegelungselement hergestellt ist, dass bei Stromunterbrechung das Verriegelungselement des in Sperrstellung befindlichen Sperrarms mechanisch gegen eine Federkraft aus dem Eingriff an der Öffnung lösbar ist und bei gelöster Verriegelung eine an diesem Sperrarm exzentrisch angreifende Kraft diesen in seiner Lagerung an der Lagerplatte um eine zur Hauptdrehachse der Sperreinheit parallele Drehachse drehend aus seiner Normalstellung in seine Freigabestellung verschwenkt und dass bei Rückkehr der Stromversorgung der verschwenkte Sperrarm vorübergehend arretierbar ist und durch Drehen der Lagerplatte um weniger als einen Fortschaltschritt der Drehsperre dieser Sperrarm durch seine dabei erzwungene, relative Drehung zur Lagerplatte in seine Normalstellung zurückbringbar und in dieser durch das Verriegelungselement erneut verriegelbar ist.
  • Für die Rückstellung des ausgeschwenkten Sperrarms genügt eine Drehung der Sperreinheit um nur etwa einen halben Fortschaltschritt der Drehsperre, sie vollzieht sich dabei auf eine sehr sichere und zuverlässige und auch sanfte Weise ohne harten Aufschlag beim Einrasten und ohne Verletzungsgefahr für Personen.
  • Die am Sperrarm exzentrisch angreifende Kraft kann eine Federkraft und/oder die Schwerkraft sein.
  • Die Sperrarme können über Aufnahmezapfen in Öffnungen der Lagerplatte verschwenkbar gehalten sein und durch ein Verriegelungselement gegenüber der Lagerplatte verriegelt sein.
  • Die am Aufnahmezapfen bzw. dem Sperrarm exzentrisch angreifende Feder ist vorzugsweise eine Schraubenfeder. Im Gegensatz zu einer Spiralfeder wird sie durch die drehenden Bewegungen weniger leicht zerstört.
  • Das Verriegelungselement kann ein Verriegelungszapfen sein, der durch eine Öffnung der Lagerplatte ragt und durch einen bei Stromausfall verschwenkbaren Entriegelungshebel gegen eine Federkraft aus dem Eingriff in der Öffnung herausbewegt wird.
  • An der Lagerplatte ist vorzugsweise im Bereich eines jeden Sperrarms eine Öffnung für den Durchgriff eines Verriegelungszapfens vorgesehen, der durch einen bei Stromausfall verschwenkbaren Entriegelungshebel gegen eine Federkraft am Sperrarm bzw. an einem Aufnahmezapfen des Sperrarms radial verschiebbar und aus dem Eingriff in der Öffnung lösbar ist. Eine solche Verriegelung ist sehr einfach im Aufbau aber zuverlässig in ihrer Wirkungsweise.
  • Bei Normalbetrieb der Drehsperre kann der Entriegelungshebel durch einen ersten Elektrohubmagneten gegen die Kraft einer Entriegelungsfeder sicher in Abstand zum Verriegelungszapfen gehalten werden.
  • Die Sperrarme sind entweder direkt oder vorzugsweise über Aufnahmezapfen in Öffnungen der Lagerplatte verschwenkbar gehalten; an der Rückseite der Sperrarme bzw. der Aufnahmezapfen sind Eingriffsmittel vorgesehen, an denen eine Federkraft exzentrisch angreifen kann, deren anderes Ende an der Rückseite der Lagerplatte verankert ist; der entriegelte Sperrarm ist durch die Federkraft z.B. einer Zugfeder oder Schraubenfeder in der Öffnung der Lagerplatte um eine zur Hauptdrehachse der Sperreinheit parallele Achse verschwenkbar.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können als Eingriffsmittel an der Rückseite der Sperrarme bzw. deren Aufnahmezapfen mehrere abragende Stifte angeordnet sein; an einem dieser Stifte kann eine Zugfeder, vorzugsweise eine Schraubenfeder, exzentrisch angreifen, deren anderes Ende an der Rückseite der Lagerplatte verankert ist.
  • Nach einer anderen Ausführungsform kann als Eingriffsmittel an der Rückseite der Sperrarme bzw. deren Aufnahmezapfen ein Reibrad angeordnet sein.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform kann als Eingriffsmittel an der Rückseite der Sperrarme bzw. deren Aufnahmezapfen eine gezahnte Scheibe angeordnet sein.
  • Bei Wiederinbetriebsetzen der Anlage wird ein Blockierhebel vorübergehend in form- oder kraftschlüssige Verbindung mit dem aus dem Durchgangsbereich herausgeschwenkten Sperrarm zwecks Arretierung dieses Sperrarms gebracht; durch Drehen der Sperreinheit bzw. der Lagerplatte um weniger als einen Fortschaltschritt der Sperreinheit wird eine relative Verdrehung des Sperrarms zur Lagerplatte erzwungen und der Sperrarm dabei in seine Normalstellung zurückgeführt und erneut verriegelt.
  • Der Blockierhebel weist vorzugsweise Rastkerben auf, mit denen er an von der Rückseite des Sperrarms bzw. dessen Aufnahmezapfens abragenden Stiften oder mit einer an der Rückseite des Sperrarms bzw. dessen Aufnahmezapfens angeordneten, gezahnten Scheibe in formschlüssige Verbindung gelangen kann.
  • Vorteilhafterweise haben die Rastkerben eine eher flache Flanke für das Eingleiten eines Stiftes oder einer Zahnung und eine steile Flanke, an der ein Stift oder eine Zahnung beim Einrasten zur Anlage kommt. Durch die an der steilen Flanke vorrangig in Eingriffsrichtung wirkende Kraftkomponente kann der Stift oder die Zahnung mit einer verhältnismäßig geringen Hebelkraft in seinem Eingriff gehalten werden.
  • Der Blockierhebel kann bei Wiedereinsetzen der Stromversorgung vorteilhaft durch einen zweiten Elektrohubmagneten zur Arretierung des aus dem Durchgangsbereich herausgeschwenkten Sperrarms betätigt werden.
  • Als Antriebsmotor für die Sperreinheit wird ein bürstenloser Gleichstrommotor ohne Getriebe mit Direktantrieb bevorzugt.
  • Er unterliegt einem weniger hohen Verschleiß als ein Getriebemotor.
  • Außerdem kann die Sperreinheit durch eine direkt auf die Antriebswelle der Sperreinheit wirkende Elektromagnetbremse gegen unerlaubtes Verdrehen gesichert sein. Sie stellt einen Überlastschutz dar und bietet auch Schutz vor Beschädigungen z.B. durch Vandalismus.
  • Die Positionssteuerung, Positionsregelung und Positionsabfrage für die Sperreinheit kann über einen direkt auf der Rotorwelle des Antriebsmotors eingebauten Drehgeber erfolgen. Dieser Drehgeber kann ein Resolver sein.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der anhängenden Zeichnung beispielhaft näher beschrieben; es zeigen
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer Drehsperre,
    Fig. 2
    eine perspektivische Vorderansicht der in der Drehsperre nach Fig. 1 zur Anwendung kommenden Sperreinheit,
    Fig. 3
    eine perspektivische Rückansicht der Sperreinheit im Betriebszustand gemäß Fig. 2,
    Fig. 4
    die Ansicht der Sperreinheit gemäß Fig. 2 bei Entriegelung eines Sperrelements,
    Fig. 5
    die Rückansicht der Sperreinheit bei Entriegelung eines Sperrelements,
    Fig. 6
    und 7 die Rückansicht der Sperreinheit bei Verschwenken eines Sperrelements in seine Freigabestellung,
    Fig. 8 und 9
    die Rückansicht der Sperreinheit bei Rückkehr des zuvor verschwenkten Sperrelements in seine normale Betriebsstellung.
  • Fig. 1 zeigt eine dreiarmige Drehsperre mit einer um eine zur Horizontalen um etwa 45° geneigten Drehachse drehbaren Sperreinheit 1, von der sich drei Sperrelemente 2, hier in Form von Sperrarmen 2, zueinander im Winkel von jeweils 120° erstrecken. Die Sperreinheit 1 ist gemäß Fig. 2 auf einer Trägerplatte 3 montiert. Die Sperrarme 2 erstrecken sich im jeweils gleichen Winkel von einer Lagerplatte 4, an der sie mit ihrem einen Ende in Aufnahmezapfen 5 gehalten sind, welche abschwenkbar in Öffnungen der Lagerplatte 4 gelagert sind. Am Umfang der Lagerplatte 4 kann ein Bund 6 ausgebildet sein, über den die Lagerplatte 4 in einer kreisrunden Öffnung der Trägerplatte 3 drehbar gelagert ist. An jedem Aufnahmezapfen 5 ist jeweils ein durch eine Feder radial nach außen beaufschlagter aber gegen die Kraft der Feder radial verschiebbarer Verriegelungszapfen 7 vorgesehen(siehe dazu unten und Fig. 5), der in Normalstellung durch eine entsprechende Öffnung 8, vorzugsweise eine Bohrung, in der Lagerplatte 4 ragt. In dieser in Fig. 2 gezeigten Normalstellung des Verriegelungszapfens 7 hält er den zugehörigen Sperrarm 2 über dessen Aufnahmezapfen 5 in seiner normalen Winkelstellung, welches auch die normale Betriebsstellung der Drehsperre ist. Der sich gerade am ober-sten Scheitelpunkt der drehbaren Lagerplatte 4 befindende Verriegelungszapfen 7 ist gegen die ihn beaufschlagende Federkraft durch einen Entriegelungshebel 9 betätigbar, der durch einen ersten Elektrohubmagneten 10 gegen die Kraft einer Entriegelungsfeder 11 in Normalstellung, d.h. in Abstand zum Verriegelungszapfen 7, gehalten wird.
  • Gemäß Fig. 3 ragen von der Rückseite der Aufnahmezapfen 5 Stifte 12 als Eingriffsmittel ab. An einem der Stifte 12 jedes Aufnahmezapfens 5 greift jeweils eine Zugfeder 13 an, die vorzugsweise eine Schraubenfeder ist und mit ihrem anderen Ende an der Lagerplatte 4 verankert ist. Auf der Rückseite der Trägerplatte 3 ist außerdem ein Blockierhebel 14 verschwenkbar angeordnet, der mit an seinem einen, längeren Hebelarm ausgebildeten Rastkerben 15 in Eingriff mit einzelnen der Stifte 12 des in oberster Position befindlichen Aufnahmezapfens 5 kommen kann, in normalem Betriebszustand der Drehsperre aber durch eine Feder 16 außer Eingriff gehalten wird. Der andere, kürzere Arm des Blockierhebels 14 steht in Wirkverbindung mit einem zweiten Elektrohubmagneten 17, der normalerweise stromlos ist. Die Rastkerben 15 weisen vorteilhaft eine eher flache und eine steile Flanke auf. Die flache Flanke erlaubt ein problemloses Eingleiten eines Stiftes 12, der dann an der steilen Flanke zur Anlage kommt und so wegen der sich in Eingriffsrichtung ergebenden größeren Kraftkomponente mit einer verhältnismäßig geringen Hebelkraft im Eingriff gehalten werden kann.
  • Statt der Stifte 12 können an der Rückseite der Aufnahmezapfen 5 (oder der Sperrarme 2 direkt) ein Reibrad oder eine gezahnte Scheibe als Eingriffsmittel vorgesehen sein.
  • Im Normalbetrieb der Drehsperre ragt jeweils einer der drei Sperrarme 2 horizontal in einen Personendurchgang hinein, während die beiden anderen Sperrarme 2 aus dem Durchgang in schräg nach unten weisende Lagen verschwenkt sind, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn eine Person die Drehsperre betritt und passieren will, wird der horizontal, also in Sperrstellung stehende Sperrarm 2 nach Auslösen eines Betätigungssignals aus seiner Sperrstellung herausbewegt, indem die Lagerplatte 4 durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmotor um einen Fortschaltschritt, d.h. um ca. 120°, gedreht wird. Dabei wird der Durchgang für diese eine Person freigegeben, während gleichzeitig der in Drehrichtung folgende Sperrarm 2 in seine horizontale, also sperrende Lage kommt, der Durchgang für eine folgende Person also zunächst wieder gesperrt ist und erst nach einem weiteren Betätigungssignal erneut freigegeben werden kann. Gegen unbefugtes Drehen ist die Sperreinheit bzw. die Lagerplatte 4 durch eine Elektromagnetbremse gesichert. Diese wirkt vorzugsweise direkt auf die Abtriebswelle des Antriebsmotors bzw. die Antriebswelle der Lagerplatte 4. Wegen des geringeren Drehmoments erreicht man damit einen wirksamen Überlastschutz und auch Schutz z.B. gegen Beschädigung durch Vandalismus. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor ohne Getriebe, d.h. mit Direktantrieb und hohem Abtriebsmoment.
  • Im Falle einer Betriebsstörung, z.B. eines Stromausfalls oder auch einer bewussten Abschaltung, muss dafür gesorgt sein, dass der sich gerade in Sperrstellung befindliche Sperrarm 2 aus seiner horizontalen, sperrenden Stellung, d.h. aus dem Durchgangsbereich, herausbewegt wird und der ungehinderte Durchgang für alle Personen, z.B. auch als Fluchtweg, freigegeben wird.
  • Bei einer Stromunterbrechung wird bei der hier beschriebenen Drehsperre der erste Elektrohubmagnet 10 stromlos, er gibt also den Entriegelungshebel 9 frei, worauf dieser durch die Kraft der Entriegelungsfeder 11 um seine Drehachse 18 verschwenkt wird und den Verriegelungszapfen 7 des in Sperrstellung stehenden Sperrarms 2 (siehe Fig. 4) in der Weise betätigt, dass dieser gegen die Kraft einer ihn beaufschlagenden Feder radial nach innen und aus seinem Eingriff in der Öffnung 8 der Lagerplatte 4 herausbewegt wird und die Verriegelung des betreffenden Aufnahmezapfens 5 und damit des Sperrarms 2 gelöst wird. Durch die an einem seiner Stifte 12 vorzugsweise exzentrisch angreifende Zugfeder 13 wird dieser Aufnahmezapfen 5 nun samt dem zugehörigen, zunächst noch in Sperrstellung befindlichen Sperrarm 2 um eine zur Hauptdrehachse der Sperreinheit 1 parallele Achse verschwenkt und dabei automatisch aus dem Durchgangsbereich herausbewegt(siehe Fig. 5 und 6), so dass die Drehsperre ungehindert passiert werden kann. Der Sperrarm 2 fällt mit seinem Aufnahmezapfen 5 infolge der Schwerkraft in eine senkrecht nach unten weisende Lage (siehe Fig. 7), wobei der Stift 12 des Aufnahmezapfens 5, an dem die Zugfeder 13 angreift, bei der Drehung bis über den unteren Scheitelpunkt hinausgelangt, die Zugfeder 13 wieder gespannt wird. Die Zugfeder 13 ist vorzugsweise eine Schraubenfeder 13; sie wird im Gegensatz zu z.B. einer Spiralfeder durch die Drehungen nicht zerstört und entfaltet beim Überschreiten des Scheitelpunktes vorteilhaft auch eine gewisse Bremswirkung bzw. dämpfende Wirkung.
  • Bei Spannungsrückkehr oder auf einen Steuerbefehl wird der Entriegelungshebel 9 durch den Elektrohubmagneten 10 in seine normale Betriebsstellung zurückgeschwenkt. Der zweite Elektrohubmagnet 17 wird jetzt ebenfalls mit Strom beschickt, er zieht den mit ihm in Wirkverbindung stehenden Hebelarm des Blockierhebels 14 an und verschwenkt dabei den Blockierhebel 14 um seine Achse 19, bis dieser mit wenigstens einer seiner Rastkerben 15 in Eingriff kommt an einem der Stifte 12 an der Rückseite des Aufnahmezapfens 5 oder mit dem Aufnahmezapfen 5 bzw. dem Sperrarm 2 sonst eine form- oder kraftschlüssige Verbindung herstellt wird (siehe Fig. 8). Wird nun die gesamte Sperreinheit 1 durch den nicht dargestellten Antriebsmotor der Drehsperre um etwa einen halben Fortschaltschritt gedreht, so dreht sich der ausgeschwenkte, durch den Blockierhebel 14 festgehaltene Sperrarm 2 zwangsweise relativ zur Sperreinheit 1 bzw. zur Lagerplatte 4, bis er in seine Betriebsstellung gelangt und sein Verriegelungszapfen 7 durch Federkraft wieder in seinen Eingriff an der Lagerplatte 4 greift und den Sperrarm 2 in dieser Stellung erneut verriegelt (siehe Fig. 9). Nach erfolgter Verriegelung des Sperrarms 2 wird der zweite Elektrohubmagnet 17 stromlos geschaltet, und die am Blockierhebel 14 angreifende Feder 16 bewegt diesen in seine Ausgangsstellung zurück. Dies kann unterstützt werden, indem die Drehsperre um einen halben Fortschaltschritt wieder zurückgestellt wird, so dass sich der in einer Rastkerbe 15 eingerastete Stift 12 von dessen steiler Flanke (siehe oben) löst.
  • Da die Sperreinheit 1 nur um einen halben Fortschaltschritt gedreht werden muss, um den ausgeschwenkten Sperrarm 2, wie beschrieben, in seine Betriebsstellung zurückzubringen, geschieht dies auf eine besonders sichere und zuverlässige Weise und ohne Verletzungsgefahr für Personen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Sperreinheit
    2
    Sperrarme
    3
    Trägerplatte
    4
    Lagerplatte
    5
    Aufnahmezapfen
    6
    Bund
    7
    Verriegelungszapfen, Verriegelungselement
    8
    Öffnung
    9
    Entriegelungshebel
    10
    erster Elektrohubmagnet
    11
    Entriegelungsfeder
    12
    Stifte
    13
    Zugfeder, Schraubenfeder
    14
    Blockierhebel
    15
    Rastkerben
    16
    Feder
    17
    zweiter Elektrohubmagnet
    18
    Drehachse
    19
    Achse

Claims (20)

  1. Drehsperre zur Personendurchgangskontrolle mit einer um eine gegenüber der Horizontalen um etwa 45° nach unten geneigten Drehachse drehbaren und mittels eines entriegelbaren Sperrmechanismus gegen Drehung sperrbaren und in mindestens einer Drehrichtung zur Drehung freigebbaren Sperreinheit (1), die mindestens zwei zur Drehachse geneigte Sperrarme (2) aufweist, von denen sich in Betriebsstellung der Anlage jeweils einer in einer im wesentlichen horizontalen, den Durchgang sperrenden Sperrstellung befindet und der oder die anderen Sperrarme (2) aus dem Durchgangsbereich herausbewegt sind, wobei die Sperrarme (2) durch infolge eines Befehls an den entriegelbaren Sperrmechanismus ermöglichtes Drehen der Sperreinheit (1) nacheinander aus der den Durchgang sperrenden Stellung in eine den Durchgang freigebende Stellung bewegbar sind und derart an einer Lagerplatte (4) der Sperreinheit (1) angelenkt sind, dass der sich im Betriebszustand der Anlage in seiner Sperrstellung befindliche Sperrarm (2) bei Außerbetriebsetzen der Anlage, z.B. infolge eines Stromausfalls oder einer Stromabschaltung, durch Auslösen eines Entriegelungsmechanismus aus seiner verriegelten Normalstellung an der Lagerplatte (4) in eine den ungehinderten Personendurchgang zulassende Freigabestellung schwenkbar ist und dieser nach Wegfall des die Entriegelung auslösenden Vorgangs selbsttätig in seine verriegelte Normalstellung zurückbringbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung eines jeden Sperrarms (2) an der Lagerplatte (4) durch ein durch eine Öffnung (8) greifendes Verriegelungselement (7) hergestellt ist, dass bei Stromunterbrechung das Verriegelungselement (7) des in Sperrstellung befindlichen Sperrarms (2) mechanisch gegen eine Federkraft aus dem Eingriff an der Öffnung (8) lösbar ist, dass bei gelöster Verriegelung eine an diesem Sperrarm (2) exzentrisch angreifende Kraft (13) diesen in seiner Lagerung an der Lagerplatte (4) um eine zur Hauptdrehachse der Sperreinheit (1) parallele Drehachse drehend aus seiner Normalstellung in seine Freigabestellung verschwenkt und dass bei Rückkehr der Stromversorgung der verschwenkte Sperrarm (2) vorübergehend arretierbar ist und durch Drehen der Lagerplatte (4) um weniger als einen Fortschaltschritt der Drehsperre dieser Sperrarm (2) durch seine dabei erzwungene, relative Drehung zur Lagerplatte (4) in seine Normalstellung zurückbringbar und in dieser durch das Verriegelungselement (7) erneut verriegelbar ist.
  2. Drehsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Sperrarm (2) exzentrisch angreifende Kraft eine Federkraft (13) ist.
  3. Drehsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Sperrarm (2) exzentrisch angreifende Kraft die Schwerkraft ist.
  4. Drehsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrarme (2) über Aufnahmezapfen (5) in Öffnungen der Lagerplatte (4) verschwenkbar gehalten sind und durch ein Verriegelungselement (7) gegenüber der Lagerplatte (4) verriegelt sind.
  5. Drehsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement ein Verriegelungszapfen (7) ist, der durch eine Öffnung (8) der Lagerplatte (4) ragt und durch einen bei Stromausfall verschwenkbaren Entriegelungshebel (9) gegen eine Federkraft aus dem Eingriff in der Öffnung (8) herausbewegbar ist.
  6. Drehsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lagerplatte (4) im Bereich eines jeden Sperrarms (2) eine Öffnung (8) vorgesehen ist für den Durchgriff eines Verriegelungszapfens (7), der durch einen bei Stromausfall verschwenkbaren Entriegelungshebel (9) gegen eine Federkraft am Sperrarm (2) bzw. an einem Aufnahmezapfen (5) des Sperrarms (2) radial verschiebbar und aus dem Eingriff in der Öffnung (8) lösbar ist.
  7. Drehsperre nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Normalbetrieb der Drehsperre der Entriegelungshebel (9) durch einen ersten Elektrohubmagneten (10) gegen die Kraft einer Entriegelungsfeder (11) in Abstand zum Verriegelungszapfen (7) gehalten ist.
  8. Drehsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrarme (2) direkt oder über Aufnahmezapfen (5) in Öffnungen der Lagerplatte (4) verschwenkbar gehalten sind und an der Rückseite der Sperrarme (2) bzw. der Aufnahmezapfen (5) Eingriffsmittel vorgesehen sind, an denen eine Federkraft (13) exzentrisch angreift, deren anderes Ende an der Rückseite der Lagerplatte (4) verankert ist und dass der entriegelte Sperrarm (2) durch diese Federkraft (13) in der Öffnung der Lagerplatte (4) um eine zur Hauptdrehachse der Sperreinheit (1) parallele Achse verschwenkbar ist.
  9. Drehsperre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingriffsmittel an der Rückseite der Sperrarme (2) bzw. deren Aufnahmezapfen (5) mehrere abragende Stifte (12) angeordnet sind und an einem dieser Stifte (12) eine Zugfeder (13) exzentrisch angreift, deren anderes Ende an der Rückseite der Lagerplatte (4) verankert ist.
  10. Drehsperre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingriffsmittel an der Rückseite der Sperrarme (2) bzw. deren Aufnahmezapfen (5) ein Reibrad angeordnet ist.
  11. Drehsperre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingriffsmittel an der Rückseite der Sperrarme (2) bzw. deren Aufnahmezapfen (5) eine gezahnte Scheibe angeordnet ist.
  12. Drehsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Wiederinbetriebsetzen der Anlage, ein Blockierhebel (14) durch Form- oder Kraftschluss mit dem aus dem Durchgangsbereich herausgeschwenkten Sperrarm (2) zwecks Arretierung dieses Sperrarms (2) vorübergehend verbindbar ist und durch eine durch Drehen der Lagerplatte (4) um weniger als einen Fortschaltschritt der Sperreinheit (1) erzwungene Verdrehung des Sperrarms (2) relativ zur Lagerplatte (4) dieser in seine Normalstellung rückführbar und erneut verriegelbar ist.
  13. Drehsperre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockierhebel (14) Rastkerben (15) aufweist, mit denen er an von der Rückseite des Sperrarms (2) bzw. dessen Aufnahmezapfens (5) abragenden Stiften (12) in formschlüssige Verbindung bringbar ist.
  14. Drehsperre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockierhebel (14) Rastkerben (15) aufweist, mit denen er an einer an der Rückseite des Sperrarms (29 bzw. dessen Aufnahmezapfens (5) angeordneten, gezahnten Scheibe in formschlüssige Verbindung bringbar ist.
  15. Drehsperre nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkerben (15) eine eher flache Flanke für das Eingleiten eines Stiftes (12) oder einer Zahnung und eine steile Flanke aufweisen, an der ein Stift (12) oder eine Zahnung beim Einrasten zur Anlage kommt.
  16. Drehsperre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockierhebel (14) bei Wiedereinsetzen der Stromversorgung durch einen zweiten Elektrohubmagneten (17) zur Arretierung des aus dem Durchgangsbereich herausgeschwenkten Sperrarms (2) betätigbar ist.
  17. Drehsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinheit (1) durch einen Antriebsmotor antreibbar ist, der ein bürstenloser Gleichstrommotor ohne Getriebe, also ein Direktantrieb ist.
  18. Drehsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinheit (1) von einem Antriebsmotor über eine Antriebswelle antreibbar ist und durch eine direkt auf diese Antriebswelle wirkende Elektromagnetbremse gegen unerlaubtes Verdrehen gesichert ist.
  19. Drehsperre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Antriebsmotor direkt auf dessen Rotorwelle ein Drehgeber zur Positionssteuerung, zur Positionsregelung und Positionsabfrage eingebaut ist.
  20. Drehsperre nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehgeber ein Resolver ist.
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