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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Riegelbaugruppe, um zwei im
Verhältnis
zueinander bewegliche Elemente in Eingriff zu bringen.
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Ineinandergreifende
Riegelsysteme sind allgemein bekannt, welche dazu vorgesehen sind,
den Zugang zum Inneren z. B. eines Maschinengehäuses zu verhindern, es sei
denn, die Riegelbaugruppen sind außer Eingriff gebracht worden,
nachdem die umschlossene Maschine abgeschaltet worden ist, oder
um zu verhindern, dass sich die Türen z. B. eines Eisenbahnwagens öffnen, es
sei denn, die Riegelbaugruppen sind außer Eingriff gebracht worden, nachdem
der Wagen zum Stehen gekommen ist. Die bekannten Riegelbaugruppen
weisen zwei Komponenten auf, von denen eine Komponente mit einem Element
einer Einfassung, z. B. einem Türrahmen, verbunden
ist, und die andere Komponente mit einem anderen Element der Einfassung,
z. B. einer Tür verbunden
ist. Die erste Komponente weist einen Riegel auf, der zwischen einer
verriegelten und einer entriegelten Position verschiebbar ist, und
die zweite Komponente weist eine Buchse auf, in welche sich der
Riegel erstrecken kann, wenn die beiden Komponenten in einer geeigneten
Position relativ zueinander sind und der Riegel in die verriegelte
Position bewegt ist. Die Position des Riegels wird z. B. durch Handhabung
eines Sicherheitsschlüssels
oder durch Einschalten einer Verriegelungsschaltung gesteuert, um
die Öffnung
der Einfassung zu verhindern, ausgenommen in vorbestimmten sicheren
Umständen.
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Es
ist bekannt, Riegelbaugruppen vorzusehen, welche durch Schlüssel betätigt werden,
wobei die Betätigungsschlüssel durch
den durch den Schlüssel
betätigten
Mechanismus gefangen sind, es sei denn, die zugeordneten Komponenten
der Riegelbaugruppe sind in einer vorbestimmten Konfiguration, in
welcher angenommen wird, dass die Komponenten miteinander verriegelt
sind. In einer Rie gelbaugruppe z. B. für ein Maschinengehäuse kann
der gleiche Schlüssel
benutzt werden, um sowohl die Maschineneinschaltung wie auch die
Riegelposition zu steuern. Der Schlüssel ist in der Riegelbaugruppe gefangen,
es sei denn, der Riegel ist ausgefahren worden, wobei die Erwartung
besteht, dass, wenn der Riegel ausgefahren ist, die Gehäusetür verriegelt verschlossen
ist. Wenn die Tür
verriegelt worden ist, kann der Schlüssel aus der Riegelbaugruppe
entfernt und dazu verwendet werden, die Maschine einzuschalten.
Eines der Probleme mit solchen Riegelbaugruppen besteht darin, dass,
wenn ein Schlüssel
betätigt
worden ist, um den Riegel auszufahren, in Umständen, in welchen vorausgesetzt
wird, dass die beiden Komponenten der Riegelbaugruppe durch den Riegel
in Eingriff miteinander sind, aber tatsächlich die beiden Komponenten
nicht in Eingriff sind, unsichere Bedingungen vorherrschen können trotz
der Tatsache, dass der Riegel ausgefahren ist. Es wird natürlich angemerkt,
dass in einer Riegelbaugruppe mit zwei Komponenten es nicht ausreichend
ist, einfach zu gewährleisten,
dass der Riegel ausgefahren ist, da es möglich ist, dass der Riegel,
wenn er ausgefahren ist, nicht mit der anderen Komponente der Baugruppe
in Eingriff steht. Ähnliche
Probleme können
entstehen z. B. mit Fahrzeugtüren,
wo es nicht ausreicht, nur das Riegelausfahren zu erfassen, um zu
prüfen,
ob eine Tür
verriegelt verschlossen ist oder nicht. Es ist auch notwendig, sicher
zu sein, dass die Tür
verschlossen ist, um mit dem ausgefahren Riegel in Eingriff zu kommen.
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In
einer bekannten ineinander greifenden Riegelbaugruppe trägt eine
erste Komponente der Baugruppe einen durch einen Schlüssel betätigten Verriegelungsmechanismus
und die zweite Komponente der Baugruppe einen Riegel oder Haken.
Der Schlüssel
wird in der ersten Komponente zurückgehalten, es sei denn, er
ist in eine Schlüssel-Freigabe-Position
gedreht worden. Der Schlüssel
ist daran gehindert, in die Schlüssel-Freigabe-Position
gedreht zu werden, es sei denn, der Riegel oder Haken ist ausgefahren
worden von der zweiten Komponente in einen Eingriff mit der ersten
Komponente. Solch eine Anordnung funktioniert zufriedenstellend,
aber jede der beiden Komponenten trägt einen relativ komplexen
Mechanismus, was in einigen Anwendungen ungünstig ist. Darüber hinaus
ist es schwierig, für
eine Not-Freigabefunktion zu sorgen, welche es Personen, die in
einem Gehäuse
gefangen sind, ermöglicht,
das Gehäuse
ohne Benutzung der Schlüssel
zu verlassen.
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DE
87 04 036 U offenbart einen magnetisch betätigbaren Klinkenmechanismus
zur Benutzung mit einem Riegel, welcher sich von einem ersten Element
aus erstreckt. Der Klinkenmechanismus ist derart aufgebaut, dass
der Riegel von dem ersten Element nur ausfahren kann, wenn das erste
Element mit einem zweiten Element ausgerichtet ist.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben dargestellten
Probleme zu vermeiden oder zu verringern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Riegelbaugruppe vorgesehen, um zwei im Verhältnis zueinander
bewegliche Elemente miteinander in Eingriff zu bringen, wobei die
Baugruppe eine erste Komponente (1, 2; 16),
die bei Anwendung mit dem einen Element verbunden wird, und eine
zweite Komponente (11; 14), die bei Anwendung
mit dem anderen Element verbunden wird, umfasst, wobei die erste
Komponente einen Riegel (4; 19, 21) einschließt, der
zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Position verschoben
werden kann, und die zweite Komponente Mittel (13; 32)
umfasst, um den Riegel in Eingriff zu nehmen, um die Elemente, mit
denen die Komponenten verbunden sind, miteinander in Eingriff zu
bringen, wenn sich die erste Komponente in einer vorher festgelegten
Position im Verhältnis
zu der zweiten Komponente befindet und sich der Riegel (4; 19, 21)
in der verriegelten Position befindet, wobei die erste Komponente
einen magnetisch lösbaren Klinkenmechanismus
umfasst, angeordnet, um den Riegel in einer entriegelten Position
zu arretieren, und die zweite Komponente wenigstens eine Quelle eines
magnetischen Flusses (12; 33) umfasst, angeordnet,
um die Klinke zu lösen,
wenn sich die erste Komponente in der vorher festgelegten Position
im Verhältnis
zu der zweiten Komponente befindet, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass der magnetisch lösbare
Klinkenmechanismus zwei Dauer magnete (3; 25, 26)
umfasst, jeder zu einer Klinkeneinrückposition vorgespannt, und
die wenigstens eine Quelle eines magnetischen Flusses zwei Dauermagnete (12; 33)
umfasst, jeder angeordnet, um einen jeweiligen Dauermagnet (3; 25, 26)
des Klinkenmechanismus zu einer Klinkenausrückposition zu verschieben.
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Der
magnetisch lösbare
Klinkenmechanismus kann ein oder mehrere Dauermagnete aufweisen,
welche zu einer Klinkeneinrückposition
vorgespannt sind, und die magnetischen Einrichtungen können ein
oder mehrere Dauermagnete aufweisen, angeordnet, um den oder jeden
Dauermagnet des Klinkenmechanismus zu einer Klinkenausrückposition
zu verschieben, wenn die erste Komponente in der vorbestimmten Position
relativ zu der zweiten Komponente ist. Es können z. B. zwei parallele Stabmagnete
in der ersten Komponente vorgesehen sein, und zwei Dauerstabmagnete
können
in der zweiten Komponente vorgesehen sein, wobei die Dauermagnete
jeder Komponente die gleiche Polarität aufweisen, derart, dass die
Dauermagnete der ersten Komponente nur verschoben werden können durch
Aussetzung zu magnetischen Feldern, welche durch zwei weitere Dauermagnete
oder Quellen magnetischen Flusses, welche ein zu den zwei Dauermagneten äquivalentes
Magnetfeld erzeugen, erzeugt werden. Dies erschwert es dem Klinkenmechanismus,
in einer nicht autorisierten Art und Weise ausgerückt zu werden.
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Der
mindestens eine Dauermagnet des Klinkenmechanismus kann zu der Klinkeneinrückposition durch
eine Feder oder durch einen weiteren Dauermagnet vorgespannt sein.
Der Riegel und der oder jeder Dauermagnet können jeweils Schlitze definieren
und ein Arretierelement kann zwischen dem Riegel und der oder jedem
Dauermagnet angeordnet sein, um hierdurch entweder in den Riegelschlitz oder
in den benachbarten Magnetschlitz einzugreifen. Wenn das Arretierelement
in den Magnetschlitz eingreift, ist der Riegel frei, sich zwischen
der verriegelten und entriegelten Position zu bewegen. Wenn das
Arretierelement in den Riegelschlitz eingreift, wird der Riegel
in der entriegelten Position zurückgehalten.
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Der
Riegel kann ein zylindrisches Element aufweisen, das verschiebbar
in einer zylindrischen Bohrung aufgenommen ist. Alternativ können ein oder
mehrere schwenkbar angebrachte Arretierarme vorgesehen sein, wobei
ein Ende des oder jedes Arretierarms einen Riegel definiert. Der
schwenkbar angebrachte Arretierarm kann mechanisch an ein Solenoid
gekoppelt sein, das erregt werden kann, um den Arretierarm zu schwenken,
und es kann ein Schalter vorgesehen sein, um die schwenkbare Position
des Arretierarms zu erfassen.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nunmehr beispielsweise beschrieben unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen gezeigt ist:
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1 eine
teilweise weggeschnittene Ansicht einer Komponente einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einem Riegel, welcher einen Teil
dieser Komponente in einer entriegelten zurückgezogenen Position bildet;
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2 eine
Endansicht in Richtung der Pfeile 2-2 der Baugruppenkomponente,
gezeigt in 1;
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3 eine
teilweise weggeschnittene Ansicht der Komponente der 1,
nachdem sie in eine Position bewegt worden ist, in welcher sie mit
einer zweiten Komponente der Baugruppe in Eingriff steht;
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4 der
Mechanismus einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung, welche in einem Klinkenmechanismus einer Eisenbahnwagentür installiert
werden kann;
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5 eine
Ansicht in Richtung der Pfeile 5-5 der 4 der zweiten
Ausführungsform;
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6 und 7 Ansichten ähnlich zu
den 4 und 5 nach Verschließen der
Eisenbahnwagentüren;
und
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8 und 9 Ansichten ähnlich zu
den 6 und 7, nachdem die verschlossenen
Eisenbahnwagentüren
in den verschlossenen Konfigurationen arretiert worden sind.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 3 weist
die dargestellte Riegelbaugruppe eine erste Komponente mit einem
Gehäuse 1 auf,
dessen Endabschnitt 2 gleitbar ein Paar von Dauerstabmagneten 3 und
einen Arretierriegel 4 aufnimmt. Die axiale Position des
Arretierriegels 4 kann durch einen Schlüssel (nicht gezeigt) gesteuert
werden, der in einen Arretierschlüsselmechanismus 5 eingeführt werden
kann, dessen obere Seite durch eine Deckplatte 6 abgedeckt
ist, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Symbol A
trägt.
Bei einer praktischen Anwendung würde ein Schlüssel, der
ebenfalls das Symbol A trägt,
vorgesehen sein, um eine axiale Verschiebung des Riegels 4 zu
ermöglichen. Die
Einrichtung, durch welche die Drehung eines Schlüssels, der in den Schlüsselmechanismus 5 eingeführt ist,
eine axiale Verschiebung des Riegels 4 verursachen würde, ist
nicht direkt relevant für
die vorliegende Erfindung, aber es wird angemerkt, dass viele mechanische
Anordnungen möglich
sind, z. B. Drehung eines Schlüssels
in dem Schlüsselmechanismus 5 könnte eine
Drehung eines Stiftes bewirken, der in einen spiralförmigen Schlitz
(nicht gezeigt) im Riegel 4 eingreift, um hierdurch die
axiale Position des Riegels zu steuern.
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Jeder
der beiden Stabmagnete 3 ist in einer zylindrischen Bohrung
aufgenommen und ist gegen das linke Ende dieser Bohrung (wie in 1 zu
sehen) durch eine jeweilige Feder 7 vorgespannt. Die Dauermagnete
definierten jeweils eine Aussparung in Form eines Schlitzes 8,
welcher in der in 1 gezeigten Position relativ
zu einem Arretierelement in Form einer Kugel 9 axial verschoben
ist. In der in 1 gezeigten Position der Komponenten
greifen die Kugeln 9 in eine Aussparung ein, welche durch
einen im Riegel 4 vorgesehenen Umfangsschlitz 10 definiert
ist. Wenn die Komponenten in den in 1 gezeigten
Positionen sind, kann der Riegel 4 nicht aus dem Gehäuseendabschnitt 2 ausgefahren
werden als Ergebnis des Eingriffs zwischen den Kugeln 9 und dem
Schlitz 10.
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Unter
Bezugnahme auf 3 weist die Riegelbaugruppe
eine zweite Komponente 11 auf, in welcher zwei Stabmagnete 12 angeordnet
sind. Wie in 3 gezeigt ist, sind die Polaritäten der
Stabmagnete 12 gleich und entgegengesetzt zu den Polaritäten der
Stabmagnete 3. Wenn die Stabmagnete 12 mit den
Stabmagneten 3 ausgerichtet sind, werden daher die Stabmagnete 3 durch
die Stabmagnete 12 zurückgestoßen, wobei
die Federn 7 zusammengedrückt werden, bis die Stabmagnete 3 die
in 3 gezeigten Positionen einnehmen. Die Arretierkugeln 9 können sich
dann frei in die Schlitze 8 in den Stabmagneten 3 bewegen.
Wenn die Stabmagnete 3 in der in 3 gezeigten
Position sind, kann die Betätigung
eines Schlüssels
in der Schlüsselbaugruppe ein
Ausfahren des Riegels 4 aus dem Gehäuseendabschnitt 2 verursachen,
um mit einer Buchse 13 in Eingriff zu kommen, welche durch
die zweite Riegelbaugruppenkomponente 11 definiert ist.
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Wenn
daher das Gehäuse 1, 2 z.
B. an einem Maschinengehäusetürrahmen
und die Komponente 11 an einer Maschinengehäusetür angebracht
ist, kann die Tür
in einem verschlossenen Zustand durch Anordnung der Komponenten,
wie in 3 gezeigt, arretiert werden. Um die Tür zu öffnen, ist
es erforderlich, den Riegel 4 durch Einführen eines
geeigneten Schlüssels
zurückzuziehen.
Wenn der Riegel 4 zurückgezogen
worden ist, kann die Tür
geöffnet
werden, wobei die Dauermagnete 3 von den Dauermagneten 12 wegbewegt
werden, wodurch sich die Dauermagnete 3 in 3 unter
dem Einfluss der Feder 7 nach links bewegen. Dies zwingt
die Arretierkugeln 9 in Eingriff mit dem Schlitz 10,
wodurch ein nachfolgendes Ausfahren des Riegels 4 verhindert
wird, es sei denn, die in 1 gezeigten
Komponenten der Baugruppe sind zu der Position relativ zu der Komponente 11 der 3,
wie in 3 gezeigt, zurückgeführt.
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Es
wäre möglich, die
Dauermagnete 3 zu den in 3 gezeigten
Positionen zu verschieben, indem zwei Stabmagnete mit geeigneter
Polarität
gegen den Endabschnitt 2 des Gehäuses der ersten Komponente
gehalten werden. Unter der Voraussetzung, dass die Magnete derart
angeordnet sind, dass sie sich voneinander abstoßen, müssten die Magnete in Position
gehalten werden, wenn der Schlüssel betätigt wurde,
z. B. indem die Magnete in Position durch Verwendung eines Klebebandes
gehalten werden. Dies könnte
erfolgen, aber eine unautorisierte Betätigung könnte schwierig verheimlicht
werden. Es ist daher unwahrscheinlich, dass unter normalen Umständen eine
Maschinenbedienungsperson sich über den
Arretiermechanismus hinwegsetzen würde.
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Mit
einer in den 1 bis 3 illustrierten Anordnung
wäre es
relativ leicht, ein elektrisches Ausgangssignal vorzusehen, welches
den Status des magnetisch entriegelbaren Klinkenmechanismus anzeigt.
So könnte
z. B. ein magnetisch ansprechender Reed-Schalter benachbart zu den
Stabmagneten 3 positioniert werden, um ein Ausgangssignal
zu erzeugen, welches die Position der Dauermagnete relativ zum Gehäuse anzeigt.
Solch ein Ausgangssignal könnte
benutzt werden, um eine Fernanzeige des Status der Riegelbaugruppe
oder ein Steuereingangssignal zu einem zugeordneten Gerät zu schaffen.
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Die
Betätigung
des Riegels kann durch mechanische, elektromechanische oder pneumatische/hydraulische
Einrichtungen erzielt werden, wenn die Anwendung in eine andere
Ausrüstung
integriert werden soll, wie z. B. automatische Schiebetüren, wie
man sie z. B. in Zügen
findet. Solch ein Ausführungsbeispiel
ist in den 4 bis 9 dargestellt.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 bis 9 zeigen
die 4 und 5 den Mechanismus, bevor die
Türen verschlossen
worden sind, die 6 und 7 zeigen
den Mechanismus, nachdem die Türen verschlossen
worden sind, aber in der verschlossenen Position nicht arretiert
sind, und die 8 und 9 zeigen
den Mechanismus, nachdem die Türen verschlossen
und arretiert worden sind.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 und 5 sind Platten 14 an
entsprechenden Schiebetüren (nicht
gezeigt) eines Eisenbahnwagens montiert, wobei die Türen in Richtung
der Pfeile 15 aufeinander zu zu einer verschlossenen Position
verschiebbar sind. Die Platten 14 sind verschiebbar vor
einem Arretiermechanismus, der auf einer Rückplatte montiert ist, welche
an einem Rahmen der Wagentür
befestigt ist. Die Rückplatte 16 trägt ein Gehäuse, welches
ein Solenoid 17, eine Schalteinheit 18 und einen
Riegelmechanismus, welcher einen ersten Arretierarm 19, verschwenkbar
um einen Stift 20, und einen zweiten Arretierarm 21,
verschwenkbar um einen Stift 22, aufnimmt. Die fern von
den Stiften 20 und 22 angeordneten Enden der Arme 19 und 21 sind
in Schlitzen aufgenommen, welche durch die Gehäuseelemente 23 und 24 bestimmt
sind. Anker 25 und 26, welche jeweils einen Dauermagnet
beinhalten, sind in Bohrungen aufgenommen, welche in den Gehäuseelementen 23 und 24 bestimmt
sind. Ein kleiner Dauermagnet 27 ist benachbart zu einem
Ende des Ankers 25 angeordnet, um den Anker zu veranlassen,
sich in Aufwärtsrichtung,
wie in 4 gezeigt, zu bewegen. In ähnlicher Weise ist ein kleiner
Dauermagnet 28 benachbart zum Anker 26 angeordnet,
um normalerweise den Anker 26 in Aufwärtsrichtung, wie in 4 gezeigt,
vorzuspannen.
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In
der in den 4 und 5 gezeigten Konfiguration
sind die Arretierarme 19 und 21 in die Gehäuseelemente 23 und 24 zurückgezogen
und behindern daher eine Bewegung der Platten 14 hinter die
Arretierarmanordnung nicht.
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Die
Anker 25 und 26 sind im Allgemeinen zylindrisch,
aber auf halbem Wege entlang der Länge der Anker sind Aussparungen
ausgebildet, die durch Nuten 29 definiert sind. Arretierkugeln 30 sind
in den Gehäuseelementen 23 und 24 aufgenommen
und greifen in Aussparungen 31 ein, die in den Arretierarmen
definiert sind. Die Arretierarme sind somit in der in den 4 und 5 gezeigten
Position verriegelt und können
sich nicht von diesen Positionen aus bewegen als Ergebnis eines
Eingriffs zwischen den Kugeln 30 und den Aussparungen 31.
Die Kugeln 30 sind nicht mit den Nuten 29 in den
Ankern 25 und 26 ausgerichtet, und sind daher
gehindert, außer
Eingriff mit den Aussparungen 31 zu kommen.
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Unter
Bezugnahme auf die 6 und 7 ist die
Konfiguration der Arretierbaugruppe gezeigt, nachdem die Wagentüren verschlossen
worden sind und als Ergebnis die Platten 14, welche von
den Türen
getragen werden, sich derart bewegt haben, dass die Öffnungen 32,
definiert in den Platten 14, mit den fern von den Stiften 20 und 22 angeordneten
Enden der Arretierarme 19 und 21, ausgerichtet sind.
Zusätzlich
sind die von der Platte 14 getragenen Magnete 33 axial
mit den Ankern 25 und 26 ausgerichtet. Demzufolge
werden die Anker 25 und 26 durch magnetische Anziehung
in Richtung der Magnete 33 und weg von den Magneten 27 und 28 gezogen.
Dies richtet die Nuten 29 mit den Aussparungen 31 aus, was
bedeutet, dass die Kugeln 30 außer Eingriff mit den Aussparungen 31 kommen
können.
Wie in 6 und 7 gezeigt, sind die Kugeln 30 noch
in Eingriff in den Aussparungen 31, aber es wird angemerkt, dass
die Arretierarme 19 und 21 von der in den 6 und 7 gezeigten
Position verschoben werden können,
da eine solche Bewegung die Kugeln 30 einfach außer Eingriff
mit den Aussparungen 31 in die Nuten 29 stoßen würde.
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8 und 9 zeigen
die Baugruppe nach Ausfahren eines Ankers 34 des Solenoids 17.
Dies veranlasst den Arretierarm 19, sich im Uhrzeigersinn zu
drehen, wie in 8 gezeigt, und den Arretierarm 21,
sich im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, wie in 8 gezeigt.
Die fern von den Stiften 20 und 22 angeordneten
Enden der Arretierarme tragen Riegel 35, 36, welche
sich durch die Öffnungen 32 in
den Platten 14 erstrecken als Ergebnis der Schwenkbewegung
der Arme 19, 21. Die Riegel 35, 36 arretieren somit
die Wagentüren
in der verschlossenen Position. Der einzige Weg, wie die Türen geöffnet werden können, besteht
darin, den Anker 34 des Solenoids 17 zurückzuziehen,
entweder durch Einschalten des Solenoids, um eine Feder (nicht gezeigt),
angeordnet, um normalerweise den Anker 34 auszufahren, zusammenzudrücken, oder
durch Ziehen eines Not-Hinwegsetzungs-Stiftes 37,
welcher mit einer manuellen Freigabeleitung (nicht gezeigt) verbunden ist.
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In
der Ausführungsform
der 4 bis 9 sind die Arretierkugeln angeordnet,
um in Aussparungen 31 einzugreifen, welche durch Bohrungen
definiert sind, die sich durch die Arretierarme 19, 21 erstrecken.
Die Aussparungen 31 könnten
eher definiert werden durch Vertiefungen in den Oberflächen der
Arretierarme als durch Bohrungen, die sich durch die Arretierarme
erstrecken. Darüber
hinaus könnten die
Arretierkugeln 30 ersetzt werden durch Klinkenarme, welche
durch Eingriff mit den Ankern 25, 26 verschwenkbar
sind zwischen verriegelten Positionen, in welchen die Enden der
Klinkenarme in die Aussparungen 31 eingreifen, und entriegelten
Positionen, in welchen die Enden der Klinkenarme in den Nuten 29 aufgenommen
sind. Man geht davon aus, dass schwenkbare Klinkenarme sich weniger
wahrscheinlich in den Aussparungen 31 verklemmen als Arretierkugeln.