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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verriegelungssystem, insbesondere Verriegelungssystem eines Türöffners oder Schlosses, mit einem Gehäuse, einer mit einer Schlossfalle oder dergleichen zusammenwirkenden, im Gehäuse insbesondere verschwenkbar gelagerten Verriegelung, einem Stellglied und zwischen der Verriegelung und dem Stellglied angeordneten Kraftübertragungselementen, die im Gehäuse zwischen einer Verriegelungsposition, in der sie die Verriegelung verriegeln, und einer Freigabeposition verschieblich gelagert sind, in der sie die Verriegelung freigeben.
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Derartige insbesondere bei Türöffnern oder Schlössern vorgesehene Verriegelungssysteme neigen bei höherer Belastung häufig zum Klemmen. Zudem sind die bisher üblichen Verriegelungssysteme angesichts der aufzubringenden hohen Kräfte und der erforderlichen Stabilität relativ groß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verriegelungssystem der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die zuvor erwähnten Nachteile beseitigt sind. Dabei soll das Verriegelungssystem bei einfacherem und kompakterem Aufbau insbesondere eine höhere Funktionssicherheit gewährleisten sowie eine längere Lebensdauer aufweisen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verriegelungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
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Das erfindungsgemäße Verriegelungssystem, insbesondere Verriegelungssystem eines Türöffners oder Schlosses, umfasst ein Gehäuse, eine mit einer Schlossfalle oder dergleichen zusammenwirkende, im Gehäuse insbesondere verschwenkbar gelagerte Verriegelung, ein Stellglied und zwischen der Verriegelung und dem Stellglied angeordnete Kraftübertragungselemente, die im Gehäuse zwischen einer Verriegelungsposition, in der sie die Verriegelung verriegeln, und einer Freigabeposition verschieblich gelagert sind, in der sie die Verriegelung freigeben. Dabei sind als Kraftübertragungselemente zumindest zwei jeweils als Wälzkörper ausgeführte, aufeinander abrollende Kraftübertragungselemente vorgesehen, wobei eines dieser Kraftübertragungselemente durch eine jeweilige Beaufschlagung durch das aktivierte Stellglied zur Überführung der Kraftübertragungselemente in deren Verriegelungsposition relativ zu dem wenigstens einen unmittelbar angrenzenden weiteren Kraftübertragungselement versetzt positioniert ist, so dass eine sich in Bewegungsrichtung des Stellgliedes erstreckende Kraftkomponente erzeugt wird und das durch das Stellglied beaufschlagbare Kraftübertragungselement bei deaktiviertem Stellglied zur Freigabe der Verriegelung zumindest im Wesentlichen in Bewegungsrichtung des Stellgliedes ausweichen kann.
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Aufgrund dieser Ausbildung ergibt sich ein relativ einfacher, kompakter und entsprechend kostengünstiger Aufbau. Zudem gewährleistet das erfindungsgemäße Verriegelungssystem nicht nur eine höhere Funktionssicherheit, es weist auch eine längere Lebensdauer auf. Die aufgebrachten Kräfte sind einfach berechenbar und damit beherrschbar. Als Wälzkörper können verschleißfeste Normteile eingesetzt werden, womit sich die Lebensdauer des Verriegelungssystems entsprechend erhöht. Mit der höheren Genauigkeit und Oberflächengüte solcher Normalteile ergibt sich entsprechend auch wieder eine höhere Funktionssicherheit. Es sind insgesamt relativ wenige Bauteile erforderlich. Es ergeben sich insgesamt geringere Fertigungstoleranzen. Zudem ist das kostengünstig herstellbare erfindungsgemäße Verriegelungssystem universell einsetzbar.
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Das Verriegelungssystem ist darüber hinaus relativ reibungsarm, da das mechanische Zusammenwirken der Wälzkörper über Abrollbewegungen erfolgt und nahezu ausschließlich Rollreibungskräfte auftreten.
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Gemäß einer vorteilhaften praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems weist dieses nur zwei jeweils als aufeinander abrollende Wälzkörper ausgeführte Kraftübertragungselemente auf. Durch die entsprechend geringe Anzahl von Bauteilen erhöhen sich nicht nur die Funktionssicherheit und Lebensdauer, das Verriegelungssystem ist auch entsprechend kostengünstiger herstellbar.
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Dabei ist das eine an das durch das Stellglied beaufschlagbare Kraftübertragungselement unmittelbar angrenzende weitere Kraftübertragungselement bevorzugt zwischen dem durch das Stellglied beaufschlagbaren Kraftübertragungselement und der Verriegelung angeordnet.
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Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform weist das Verriegelungssystem nur drei jeweils als aufeinander abrollende Wälzkörper ausgeführte Kraftübertragungselemente auf. Damit ist bei weiterhin relativ begrenzter Anzahl von Bauelementen und entsprechend kostengünstigem Aufbau die Funktionssicherheit entsprechend erhöht.
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In diesem Fall ist das durch das Stellglied beaufschlagbare Kraftübertragungselement bevorzugt zwischen den beiden unmittelbar angrenzenden weiteren Kraftübertragungselementen angeordnet.
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Zweckmäßigerweise ist eines der beiden unmittelbar an das durch das Stellglied beaufschlagbare Kraftübertragungselement angrenzenden Kraftübertragungselemente zwischen dem durch das Stellglied beaufschlagbaren Kraftübertragungselement und der Verriegelung angeordnet.
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Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems sind die Kraftübertragungselemente jeweils als insbesondere gehärtete Stahlrollen ausgeführt. Mit solchen gehärteten Stahlrollen können für die Kraftübertragungselemente verschleißfeste Normteile eingesetzt werden, womit sich infolge der Genauigkeit und Oberflächengüte solcher Normteile eine höhere Funktionssicherheit und geringere Fertigungstoleranzen ergeben.
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Das Stellglied umfasst bevorzugt einen Elektromagneten. Alternativ oder zusätzlich kann das Stellglied jedoch beispielsweise auch ein elektromechanisches Betätigungselement, einen Elektromotor, ein hydraulisches Betätigungselement, ein pneumatisches Betätigungselement und/oder dergleichen umfassen.
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Die Verriegelung kann insbesondere einen um eine Achse schwenkbar am Gehäuse gelagerten Hebel, einen linear geführten Schieber oder dergleichen umfassen.
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Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems umfasst die Verriegelung eine insbesondere mit einer Schlossfalle zusammenwirkende Türöffnerfalle.
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Zudem ist von Vorteil, wenn die um eine Achse schwenkbar im Gehäuse gelagerte Verriegelung mit einem zur Schwenkachse exzentrischen Ansatz versehen ist, durch den das unmittelbar angrenzende Kraftübertragungselement mit einem jeweiligen Verschwenken der Verriegelung in deren Freigabeposition gegen das durch das Stellglied beaufschlagbare Kraftübertragungselement gedrückt wird, so dass das durch das Stellglied beaufschlagbare, relativ zum durch die Verriegelung beaufschlagbaren Kraftübertragungselement versetzt positionierte Kraftübertragungselement bei deaktiviertem Stellglied zumindest im Wesentlichen in Bewegungsrichtung des Stellglieds aus seiner Verriegelungsposition herausgedrängt wird. Dagegen ist die Verriegelung bei aktiviertem Stellglied durch die in ihrer Verriegelungsposition gehaltenen Kraftübertragungselemente daran gehindert, aus ihrer Verriegelungsposition in ihre Freigabeposition verschwenkt zu werden, da das vom aktivierten Stellglied beaufschlagte Kraftübertragungselement nicht mehr in Bewegungsrichtung des Stellglieds ausweichen kann und entsprechend das an die Verriegelung angrenzende Kraftübertragungselement die Verriegelung über deren exzentrischen Ansatz blockiert.
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Dabei wird das unmittelbar an die Verriegelung angrenzende Kraftübertragungselement bei deaktiviertem Stellglied mit einem jeweiligen Verschwenken der Verriegelung in deren Freigabeposition durch deren exzentrischen Ansatz bevorzugt zumindest im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung des Stellglieds gegen das durch das Stellglied beaufschlagte Kraftübertragungselement gedrückt.
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Zusätzlich oder anstelle des Stellglieds kann eine als Überlastsicherung dienende Federeinheit oder dergleichen vorgesehen sein, durch die das Kraftübertragungselement federnd in seiner Verriegelungsposition gehalten ist.
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Von Vorteil ist zudem, wenn sich das durch das Stellglied beaufschlagbare Kraftübertragungselement bei ihre Verriegelungsposition einnehmenden Kraftübertragungselementen auf einem Absatz des Gehäuses abstützt und dadurch relativ zu dem wenigstens einen unmittelbar angrenzenden weiteren Kraftübertragungselement versetzt positioniert ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verriegelungssystems mit zwei jeweils als Wälzkörper ausgeführten, aufeinander abrollenden Kraftübertragungselementen, wobei die Kraftübertragungselemente durch das aktivierte Stellglied in deren Verriegelungsposition gehalten sind,
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2 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht des Verriegelungssystems gemäß 1, wobei die Kraftübertragungselemente bei deaktiviertem Stellglied deren Freigabeposition einnehmen,
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3 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht des Verriegelungssystems gemäß 1 mit einer als Überlastsicherung dienenden Federeinheit,
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4 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verriegelungssystems mit drei jeweils als Wälzkörper ausgeführten, aufeinander abrollenden Kraftübertragungselementen, wobei die Kraftübertragungselemente durch das aktivierte Stellglied in deren Verriegelungsposition gehalten sind, und
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5 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht des Verriegelungssystems gemäß 4, wobei die Kraftübertragungselemente bei deaktiviertem Stellglied deren Freigabeposition einnehmen.
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Die 1 bis 5 zeigen beispielhafte Ausführungsformen eines Verriegelungssystems 10, bei dem es sich beispielsweise um ein Verriegelungssystem eines Türöffners oder Schlosses handeln kann.
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Dabei umfasst das Verriegelungssystem 10 jeweils ein Gehäuse 12, eine mit einer Schlossfalle oder dergleichen zusammenwirkende, im Gehäuse 12 insbesondere verschwenkbar oder verschiebbar gelagerte Verriegelungsfalle 14, ein Stellglied 16 und zwischen der Verriegelungsfalle 14 und dem Stellglied 16 angeordnete Kraftübertragungselemente 18, die im Gehäuse 12 zwischen einer Verriegelungsposition, in der sie die Verriegelungsfalle 14 verriegeln (vgl. die 1 und 4) und einer Freigabeposition verschieblich gelagert sind, in der sie die Verriegelungsfalle 14 freigeben (vgl. die 2 und 5).
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Dabei sind jeweils zumindest zwei als Wälzkörper ausgeführte, aufeinander abrollende Kraftübertragungselemente 18 vorgesehen, von denen eines, nämlich jeweils das Kraftübertragungselement 18 0, durch eine jeweilige Beaufschlagung durch das aktivierte Stellglied 16 zur Überführung der Kraftübertragungselemente 18 in deren Verriegelungsposition relativ zu dem wenigstens einen unmittelbar angrenzenden weiteren Kraftübertragungselement 18 1 (vgl. die 1 und 2) bzw. 18 1 und 18 2 (vgl. die 4 und 5) versetzt positioniert ist, so dass eine sich in Bewegungsrichtung des Stellglieds 16 erstreckende Kraftkomponente erzeugt wird und das durch das Stellglied 16 beaufschlagbare Kraftübertragungselement 18 0 bei deaktiviertem Stellglied 16 zur Freigabe der Verriegelungsfalle 14 zumindest im Wesentlichen in Bewegungsrichtung des Stellgliedes 16 ausweichen kann.
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Dabei weist das in den 1 bis 3 dargestellte Verriegelungssystem 10 nur zwei jeweils als aufeinander abrollende Wälzkörper ausgeführte Kraftübertragungselemente 18 0, 18 1 auf. Dabei ist das eine an das durch das Stellglied 16 beaufschlagbare Kraftübertragungselement 18 0 unmittelbar angrenzende weitere Kraftübertragungselement 18 1 zwischen dem durch das Stellglied 16 beaufschlagbaren Kraftübertragungselement 18 0 und der Verriegelungsfalle 14 angeordnet.
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Demgegenüber weist das in den 4 und 5 dargestellte, ein weiteres Ausführungsbeispiel darstellende Verriegelungssystem 10 drei jeweils als aufeinander abrollende Wälzkörper ausgeführte Kraftübertragungselemente 18 0, 18 1, 18 2 auf.
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In diesem Fall ist das durch das Stellglied 16 beaufschlagbare Kraftübertragungselement 18 0 zwischen den beiden unmittelbar angrenzenden weiteren Kraftübertragungselementen 18 1, 18 2 angeordnet.
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Wie den 4 und 5 zudem entnommen werden kann, ist eines, nämlich das Kraftübertragungselement 18 1, der beiden unmittelbar an das durch das Stellglied beaufschlagbare Kraftübertragungselement 18 0 angrenzenden Kraftübertragungselemente 18 1, 18 2 zwischen dem durch das Stellglied 16 beaufschlagbaren Kraftübertragungselement 18 0 und der Verriegelungsfalle 14 angeordnet.
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Die Kraftübertragungselemente 18 der verschiedenen Ausführungsformen des Verriegelungssystems können jeweils als insbesondere gehärtete Stahlrollen ausgeführt sein.
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Das jeweilige Stellglied 16 kann insbesondere einen Elektromagneten umfassen. Es sind jedoch grundsätzlich auch beliebige andere Stellglieder denkbar. So kann das Stellglied 16 alternativ oder zusätzlich beispielsweise auch ein elektromagnetisches Betätigungselement, einen Elektromotor, ein hydraulisches Betätigungselement, ein pneumatisches Betätigungselement und/oder dergleichen umfassen.
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Die jeweilige Verriegelungsfalle 14 kann beispielsweise einen um eine Achse 20 schwenkbar am Gehäuse 12 gelagerten Hebel umfassen.
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Die jeweilige Verriegelungsfalle 14 kann beispielsweise eine insbesondere mit einer Schlossfalle oder dergleichen zusammenwirkende Türöffnerfalle umfassen.
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Wie den 1–5 zudem entnommen werden kann, kann die um eine Achse 20 schwenkbar am Gehäuse 12 gelagerte Verriegelungsfalle 14 mit einem zur Schwenkachse 20 exzentrischen Ansatz 22 versehen sein, durch den das unmittelbar angrenzende Kraftübertragungselement 18 1 mit einem jeweiligen Verschwenken der Verriegelungsfalle 14 in deren Freigabeposition gegen das durch das Stellglied 16 beaufschlagbare Kraftübertragungselement 18 0 gedrückt wird, so dass das durch das Stellglied 16 beaufschlagbare, relativ zum durch die Verriegelungsfalle 14 beaufschlagten Kraftübertragungselement 18 1 versetzt positionierte Kraftübertragungselement 18 0 bei deaktiviertem Stellglied zumindest im Wesentlichen in Bewegungsrichtung des Stellglieds 16 aus seiner Verriegelungsposition herausgedrängt wird. Dagegen ist die Verriegelungsfalle 14 bei aktiviertem Stellglied 16 durch die in ihrer Verriegelungsposition gehaltenen Kraftübertragungselemente 18 daran gehindert, aus ihrer Verriegelungsposition in ihre Freigabeposition verschwenkt zu werden, da das vom aktivierten Stellglied 16 beaufschlagte Kraftübertragungselement 18 0 nicht mehr in Bewegungsrichtung des Stellglieds ausweichen kann und entsprechend das an die Verriegelungsfalle 14 angrenzende Kraftübertragungselement 16 1 die Verriegelungsfalle 14 über deren exzentrischen Ansatz 22 blockiert.
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Dabei wird in den vorliegenden Fällen das unmittelbar an die Verriegelungsfalle 14 angrenzende Kraftübertragungselement 18 1 bei deaktiviertem Stellglied 16 mit einem jeweiligen Verschwenken der Verriegelungsfalle 14 in deren Freigabeposition durch deren exzentrischen Ansatz 22 jeweils zumindest im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung des Stellglieds 16 gegen das durch das Stellglied 16 beaufschlagbare Kraftübertragungselement 18 0 gedrückt.
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Wie in der 3 dargestellt, kann ein jeweiliges Verriegelungssystem 10 als Überlastsicherung zudem eine Federeinheit 24 umfassen, durch die das Kraftübertragungselement 18 0 federnd in seiner Verriegelungsposition gehalten ist.
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Wie aus den verschiedenen Darstellungen ersichtlich, kann sich das durch das Stellglied 16 beaufschlagbare Kraftübertragungselement 18 0 bei ihre Verriegelungsposition einnehmenden Kraftübertragungselementen 18 auf einem Absatz 26 des Gehäuses 12 abstützen und dadurch relativ zu dem wenigstens einen unmittelbar angrenzenden weiteren Kraftübertragungselement 18 1, 18 2 versetzt positioniert werden.
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1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems 10 mit zwei jeweils als Wälzkörper ausgeführten, aufeinander abrollenden Kraftübertragungselementen 18 in einer Phase, in der die Kraftübertragungselemente 18 durch das aktivierte Stellglied 16 in deren Verriegelungsposition gehalten sind. Durch den Versatz der Rollen bzw. Kraftübertragungselemente 18 wird die Kraft nicht über den Kugelscheitelpunkt übertragen, sondern erfährt eine Querkraft in Richtung der Bewegungsrichtung des Stellglieds 16.
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2 zeigt das Verriegelungssystem 10 gemäß 1 in einer Phase, in der die Kraftübertragungselemente 18 bei deaktiviertem Stellglied 16 deren Freigabeposition einnehmen.
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3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verriegelungssystems 10 mit einer als Überlastsicherung vorgesehenen Federeinheit 24.
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4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems 10 mit drei jeweils als Wälzkörper ausgeführten, aufeinander abrollenden Kraftübertragungselementen 18 in einer Phase, in der die Kraftübertragungselemente durch das aktivierte Stellglied 16 in deren Verriegelungsposition gehalten sind. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht in der hohen Qualität und Härte der hinteren Anlagefläche des mittleren Kraftübertragungselements 18 0.
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5 zeigt das Verriegelungssystem 10 gemäß 4 in einer Phase, in der die Kraftübertragungselemente 18 bei deaktiviertem Stellglied 16 deren Freigabeposition einnehmen.
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Die 6 und 7 zeigen eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems 10, bei dem die Verriegelungsfalle 14 linear verschiebbar ausgeführt ist.
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Das jeweilige erfindungsgemäße Verriegelungssystem zeichnet sich sowohl durch eine kompakte Bauweise als auch eine hohe Funktionssicherheit aus. Die aufzubringenden Kräfte sind leicht berechenbar und damit beherrschbar. Mit den gehärteten Stahlrollen als Kraftübertragungselemente können verschleißfeste Normteile eingesetzt werden. Durch die Genauigkeit und Oberflächengüte solcher Normteile ergibt sich eine relativ hohe Funktionssicherheit. Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Verriegelungssystem 10 durch eine geringe Anzahl von Bauteilen aus, womit das System insbesondere kostengünstiger herstellbar ist. Zudem ergeben sich geringere Fertigungstoleranzen. Schließlich ist das relativ kostengünstig herstellbare erfindungsgemäße Verriegelungssystem 10 universell einsetzbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verriegelungssystem
- 12
- Gehäuse
- 14
- Verriegelungsfalle
- 16
- Stellglied
- 18
- Kraftübertragungselement
- 180
- durch Stellglied beaufschlagbares Kraftübertragungselement
- 181
- weiteres Kraftübertragungselement
- 182
- weiteres Kraftübertragungselement
- 20
- Achse
- 22
- exzentrischer Ansatz
- 24
- Federeinheit
- 26
- Absatz
