EP0410299B1 - Locking device and turnstile comprising such a locking device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperreinrichtung zum steuerbaren, richtungsabhängigen Sperren bzw. Blockieren der Rotationsbewegung eines Elements, insbesondere eines Drehkreuzes, dessen Bewegung richtungsabhängig gesperrt bzw. blockiert werden soll, wobei eine Welle koaxial von zwei gegenläufig sperrenden Freiläufen umgeben ist, von denen jeweils ein Teil drehsicher mit der Welle verbunden ist und der jeweils andere, nur in einer Drehrichtung um die Welle drehbare Teil mittels einer Bremseinrichtung in seiner Drehung gehindert oder freigegeben werden kann.The invention relates to a locking device for controllable, direction-dependent locking or blocking of the rotational movement of an element, in particular a turnstile, the movement of which is to be locked or blocked depending on the direction, a shaft being coaxially surrounded by two oppositely locking freewheels, each of which a part is secured against rotation is connected to the shaft and the other part, which can only be rotated in one direction of rotation about the shaft, can be prevented or released in its rotation by means of a braking device.

Aus der DE-A-27 46 896 ist eine elektrisch steuerbare Sperrvorrichtung für eine Drehkreuz-Personenschleuse bekannt, bei der eine Sperrwelle mit den drehbaren Teilen zweier gegenläufig sperrender Richtgesperre verbunden ist, die je für sich mittels elektromagnetisch betätigbaren Arretiervorrichtungen in Freilaufrichtung blockierbar sind. Dabei sind die beiden Richtgesperre in Form von stufenlosen Klemmrichtgesperren koaxial auf der Sperrwelle angeordnet, wobei jeweils ein Teil jedes Klemmrichtgesperres drehsicher mit der Sperrwelle verbunden ist und der jeweils andere, nur in einer Drehrichtung um die Sperrwelle drehbare Teile jedes Klemmrichtgesperres formschlüssig drehsicher jeweils mit einem axial beweglichen, als Ringscheibe ausgebildeten Anker in Verbindung steht, der den beweglichen Teil einer elektromagnetischen Kupplung bildet und von einem ringförmigen, konzentrisch zur Sperrwelle feststehend in einem Blockgehäuse angeordneten Elektromagneten arretierbar ist, welcher den feststehenden Teil der Kupplung bildet.From DE-A-27 46 896 an electrically controllable locking device for a turnstile security gate is known, in which a locking shaft is connected to the rotatable parts of two oppositely locking directional locks, each of which can be locked in the freewheeling direction by means of electromagnetically actuated locking devices. The two directional locks are arranged in the form of stepless clamping directional locks coaxially on the locking shaft, with each part of each clamping directional locking device being non-rotatably connected to the locking shaft and the other part of each clamping directional locking device, which can only be rotated in one direction of rotation, is positively rotationally secure, each with an axial movable, designed as an annular disc armature is connected, which forms the movable part of an electromagnetic clutch and from an annular, concentric to Locking shaft fixed in a block housing arranged electromagnet can be locked, which forms the fixed part of the clutch.

Eine andere Sperrvorrichtung ist aus der US-A-39 98 008 bekannt. Bei dieser Sperrvorrichtung steht eine mit den Drehkreuzarmen direkt verbundene Sperrwelle über ein Zahnradgetriebe mit mehreren Zahnrädern und Zahnritzen sowie zwei gegenläufig sperrenden Richtgesperren konventioneller Bauart in getrieblicher Verbindung.Another locking device is known from US-A-39 98 008. In this locking device, a locking shaft directly connected to the turnstile arms is in a gear connection via a gear transmission with several gears and tooth gears as well as two counter-rotating directional locks of conventional design.

Der Einsatz von Freiläufen bei Durchgangssperrvorrichtungen ist auch in der DE-U-18 75 256 vorgeschlagen worden. Dort enthält ein Drehlager für Sperrstangen einen Freilauf, der die Bewegung der Sperrarme eines Drehkreuzes zunächst in beiden Drehrichtungen erlaubt. Um diese mit einem Freilauf ausgestattete Durchgangssperre für die eine oder andere Drehrichtung wirksam machen zu können, wird mittels einer Sperrscheibe und eines Sperrstiftes jeweils eine Drehrichtung des Freilaufes gesperrt bzw. in einer Mittelstellung dafür gesorgt, daß beide Sperrstellungen aufgehoben und eine freie Drehbarkeit gewährleistet ist.The use of freewheels in passage blocking devices has also been proposed in DE-U-18 75 256. There, a pivot bearing for locking bars contains a freewheel, which initially allows the movement of the locking arms of a turnstile in both directions of rotation. In order to make this passage lock equipped with a freewheel effective for one or the other direction of rotation, a direction of rotation of the freewheel is blocked by means of a locking disk and a locking pin or, in a central position, it is ensured that both locking positions are released and free rotation is ensured.

Anstatt von Freilaufkonstruktionen wird in der GB-A-21 89 838 empfohlen, zwei einander entgegengesetzt sperrende Schlingfederbremsen einzusetzen.Instead of free-wheel constructions, GB-A-21 89 838 recommends using two opposing wrap spring brakes.

Drehkreuze mit steuerbaren Sperreinrichtungen, die bei Katastrophenfällen und dgl. den Durchgang auch in beiden Richtungen und ohne Behinderung der durchgehenden Personen freigeben, sind beispielsweise auch aus der EP-A-0 173 830 oder der DE-A-29 15 190 bekannt, wobei mit Schwenkhebeln und Sperrklinken gearbeitet wird.Turnstiles with controllable locking devices which, in the event of a catastrophe and the like, also allow passage in both directions and without obstructing people passing through, are also known, for example, from EP-A-0 173 830 or DE-A-29 15 190, with Swivel levers and pawls is worked.

Klinken- und Rastmechanismen ermüden jedoch mit der Zeit und benötigen regelmäßige Wartungen und Sicherheitskontrollen. Dies gilt insbesondere dann, wenn es verhältnismäßig häufig zu versehentlichen oder auch mißbräuchlichen Fehlbedienungen kommt. Außerdem führen sie zu einem außerordentlich massiven, platzaufwendigen Aufbau, der auch zu einer großen Bauhöhe der Drehkreuze führt.However, latch and locking mechanisms wear out over time and require regular maintenance and security checks. This applies in particular if accidental or improper operating errors occur relatively frequently. In addition, they lead to an extraordinarily massive, space-consuming construction, which also leads to a large overall height of the turnstiles.

Nachteil aller vorgenannten Sperreinrichtungen und Drehkreuze mit derartigen Sperreinrichtungen ist, daß sie entweder sehr kompliziert und fehleranfällig sind oder daß eine sehr ungünstige Kraftübertragung erfolgt und damit auch bei an sich beabsichtigter freier Durchquerbarkeit der Sperrvorrichtung bzw. Drehkreuze diese sehr mühsam ist.The disadvantage of all the above-mentioned locking devices and turnstiles with such locking devices is that they are either very complicated and prone to errors, or that a very unfavorable power transmission takes place and is therefore very tedious even if the locking device or turnstiles are intended to be freely traversable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Sperreinrichtung sowie ein Drehkreuz unter Verwendung einer derartigen Sperrvorrichtung vorzuschlagen, mit denen eine -erleichterte Durchquerbarkeit ermöglicht wird, ohne auf die Vorteile verzichten zu müssen.The object of the present invention is therefore to propose a generic locking device and a turnstile using such a locking device, with which an easier cross-passage is made possible without having to forego the advantages.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Welle eine Antriebswelle ist, die mit einem Antrieb mit umkehrbarer Drehrichtung verbunden ist, und daß die Antriebswewelle über ein Getriebe mit einer weiteren Welle gekoppelt ist, die die Drehkreuzwelle bildet.
Bei einem Drehkreuz wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine derartige Sperrvorrichtung eingesetzt wird.This object is achieved in that the shaft is a drive shaft which is connected to a drive with reversible direction of rotation, and in that the drive shaft is coupled via a gearbox to another shaft which forms the turnstile shaft.
With a turnstile, this object is achieved in that such a locking device is used.

Grundsätzlich ist es bereits bekannt, ein Drehkreuz mit einem motorischen Antrieb zu versehen, beispielsweise aus der EP-A-0 331 770 oder der EP-A-0 363 618.In principle, it is already known to provide a turnstile with a motor drive, for example from EP-A-0 331 770 or EP-A-0 363 618.

Gerade im Zusammenwirken mit der Konstruktion mit den beiden gegenläufig sperrenden Freiläufen bzw. Klemmrichtgesperren wird jedoch ein besonderer Vorteil erreicht. Die etwa in der DE-A-27 46 896 nur als Sperrwelle und identisch mit der Drehkreuzwelle vorgesehene einzige Welle muß bei einer Drehung den gesamten Mechanismus bewegen. Im vorliegenden Falle dagegen kann über zwischengeschaltete Getriebe sowie entsprechende Anpassung des Motors auf einfachste Weise Antrieb einerseits sowie Blockierung andererseits miteinander koordiniert werden.Especially in cooperation with the construction with the two oppositely locking freewheels or However, a particular advantage is achieved in clamping directional locks. The only shaft provided in DE-A-27 46 896 only as a locking shaft and identical to the turnstile shaft must move the entire mechanism upon rotation. In the present case, however, the transmission on the one hand and the blocking on the other hand can be coordinated with one another in the simplest way via intermediate gears and corresponding adaptation of the motor.

Bei einem Einsatz in Drehkreuzen wird die Antriebswelle mit der Drehkreuzwelle verbunden. Wird durch die Bremseinrichtung die Drehung der Bremswelle verhindert, so wird durch den einseitig sperrenden Freilauf zwischen der Bremswelle und der Antriebswelle auch die Drehung dar Antriebswelle in einer Richtung verhindert, in der anderen jedoch freigegeben. Dies bedeutet, daß das Drehkreuz den Durchgang in einer Richtung freigibt und in der anderen Richtung sperrt. Dadurch wird die normale Funktion sichergestellt, daß Räume nur durch einen Eingang betreten und durch einen Ausgang wieder verlassen werden können.When used in turnstiles, the drive shaft is connected to the turnstile shaft. If the brake device prevents the rotation of the brake shaft, the one-way locking free-wheeling between the brake shaft and the drive shaft also prevents rotation of the drive shaft in one direction, but releases it in the other. This means that the turnstile clears the passage in one direction and blocks it in the other direction. This ensures the normal function that rooms can only be entered through an entrance and exited again through an exit.

Wird dagegen die Bremswelle von der Bremseinrichtung freigegeben, so daß sie sich beliebig drehen kann, so ist der Freilauf ohne Wirkung und auch die Antriebswelle kann sich in beiden Richtungen drehen bzw. der Antrieb in beide Richtungen wirken. Bei einem Drehkreuz ist damit der Durchgang in beiden Richtungen ohne Behinderung der durchgehenden Personen freigegeben und kann über den in beide Drehrichtungen arbeitenden Motor entsprechend unterstützt werden.If, on the other hand, the brake shaft is released by the braking device so that it can rotate as desired, then the freewheel has no effect and the drive shaft can also rotate in both directions or the drive can act in both directions. With a turnstile, the passage in both directions is cleared without obstruction of the people passing through and can be supported accordingly by the motor working in both directions of rotation.

Eine solche Einrichtung wäre etwa bei Drehkreuzen denkbar, die ständig nur in einer Richtung den Durchgang freigeben sollen und nur bei Katastrophenfällen beidseitigen Durchgang ermöglichen sollen. Ein Einsatz etwa bei Eingängen in Supermärkten würde sich anbieten.Such a facility would be conceivable, for example, for turnstiles that are only supposed to open the passage in one direction at a time and only in the event of disasters allow passage on both sides. Use for example at entrances to supermarkets would be an option.

Dabei könnte die Bremseinrichtung aus Sicherheitsgründen so geschaltet sein, daß sie stromlos die Drehung der Bremswelle freigibt.For safety reasons, the braking device could be switched so that it releases the rotation of the brake shaft when de-energized.

Weitere Einsatzmöglichkeiten ergeben- sich beispielsweise bei Schiebetoren. In diesem Falle würde die antreibbare Welle mit einem Zahnstangenantrieb gekoppelt. Würde die Bremswelle freigegeben, so könnte das Schiebetor beliebig auf- und zugeschoben werden. Würde die Bremswelle eingeschaltet, so wäre nach wie vor eine Bewegung des Schiebetores in einer Richtung möglich, beispielsweise in Schließrichtung, ein Öffnen würde jedoch wirksam verhindert. Als Einsatz würden sich beispielsweise Sicherheitstüren und -tore anbieten, die normalerweise frei für jeden Benutzer geöffnet werden können, nach dem Eintreten einer vorgegebenen Situation jedoch nur noch geschlossen werden können. In sicherheitsgefährdeten Bereichen könnte in diesem Falle das Verlassen des Geländes verhindert werden, umgekehrt könnte das Betreten bei Katastrophenfällen verhindert werden.Further possible uses arise, for example, with sliding gates. In this case, the drivable shaft would be coupled to a rack and pinion drive. If the brake shaft were released, the sliding gate could be opened and closed as required. If the brake shaft were switched on, the sliding gate would still be able to move in one direction, for example in the closing direction, but opening would be effectively prevented. Security doors and gates, for example, would be suitable for use, which can normally be opened freely for every user, but can only be closed after a given situation has occurred. In this case, leaving the site could be prevented in areas where there is a risk of security, and conversely entry in the event of a disaster could be prevented.

Auch im Bereich des Arbeitsschutzes ist ein Einsatz solcher Sperreinrichtungen möglich. So besteht beispielsweise bei Maschinen gelegentlich die Gefahr, daß die Bedienungspersonen noch hineingreifen, wenn dies aus Sicherheitsaspekten unerwünscht ist. Als Beispiel sei auf Pressen hingewiesen, in denen eine Bedienungsperson ein möglicherweise nicht vollständig korrekt liegendes Objekt zurechtrücken möchte. Um dies zu verhindern, können Sicherheitsklappen oder -schranken vorgeschaltet werden, die sich normalerweise frei wegschieben lassen, bei vorgegebenen Situationen jedoch nur noch in eine Richtung bewegt werden können.Such locking devices can also be used in occupational safety. With machines, for example, there is occasionally a risk that the operators will still reach in if this is undesirable for safety reasons. As an example, reference should be made to presses in which an operator wants to adjust an object that may not be completely correct. To prevent this, safety flaps or barriers can be installed upstream, which are normally Let it slide freely, but can only be moved in one direction in given situations.

Durch die Erfindung wird eine Art abschaltbarer mechanischer Gleichrichter geschaffen, der Bewegungen nur noch in eine Richtung gestattet.The invention provides a type of mechanical rectifier which can be switched off and which only permits movements in one direction.

Die Bremseinrichtung ist in der Lage, die Drehung in beide Richtungen unabhängig voneinander zu blockieren. Der eine Freilauf wird durch eine Bremswelle, der andere durch eine weitere Bremswelle gesteuert.The braking device is able to block rotation in both directions independently of one another. One freewheel is controlled by a brake shaft, the other by another brake shaft.

Mit einer solchen Konstruktion kann die Sperreinrichtung vier verschiedene Funktionen ausführen.With such a construction, the locking device can perform four different functions.

Werden beide Bremswellen an ihrer Drehung gehindert so bewirken die beiden gegensinnig sperrenden Freiläufe, daß die antreibbare Welle nicht mehr gedreht werden kann.If both brake shafts are prevented from rotating, the two oppositely locking freewheels mean that the drivable shaft can no longer be rotated.

Wird eine der beiden Bremswellen freigegeben, so bewirkt der jeweils nicht zugeordnete Freilauf, daß eine Drehung der antreibbaren Welle in einer Richtung möglich wird.If one of the two brake shafts is released, the respectively unassigned freewheel causes rotation of the drivable shaft in one direction.

Die andere Richtung bleibt gesperrt. Dadurch kann eine Bewegung des Elements in einer Richtung erfolgen, beispielsweise das Drehkreuz in einer Richtung passiert werden, während es in der anderen Richtung verriegelt ist.The other direction remains blocked. As a result, the element can be moved in one direction, for example the turnstile can be passed in one direction while it is locked in the other direction.

Werden beide Bremswellen freigegeben, so ist wie in der obengenannten vereinfachten Ausführung ein freies Drehen der antreibbaren Welle und damit ein Bewegen in beide Richtungen, etwa ein beidseitiges Passieren des Drehkreuzes möglich.If both brake shafts are released, free rotation of the drivable shaft and thus movement in both directions, such as passing the turnstile on both sides, is possible, as in the abovementioned simplified embodiment.

Von besonderem Vorteil ist es, daß die Bremswellen von einer Bremsscheibe gebildet werden, die eine zentrale Ausnehmung besitzt, durch welche die Antriebswelle verläuft. Dadurch, daß der Freilauf die Antriebswelle koaxial umgibt, entsteht ein besonders platzsparender Aufbau und die Anforderungen lassen sich mit den in großen Stückzahlen auf dem Markt befindlichen Freilauf-Konstruktionen problemlos erfüllen.It is particularly advantageous that the brake shafts are formed by a brake disc which has a central recess through which the drive shaft runs. The fact that the freewheel coaxially surrounds the drive shaft creates a particularly space-saving structure and the requirements can be easily met with the freewheel designs available in large quantities on the market.

Eine derartige Konstruktion ist auch besonders zuverlässig und geeignet für eine Kraftübertragung. Die Bremsscheiben bieten von der Seite her, also parallel zur Achsrichtung der antreibbaren Welle, große Angriffsflächen, an denen Bremseinrichtungen eingreifen können. Darüber hinaus ist die Angriffsfläche auch noch ringförmig um die ggf. festzuhaltende antreibbare Welle angeordnet, so daß auch eine symmetrische Haltekraft entsteht. Bei einem Versuch, gewaltsam das Element in eine nicht gewünschte Richtung zu bewegen, beispielsweise das Drehkreuz in einer nicht gewünschte Richtung zu drehen, müssen daher enorme Kräfte aufgewendet werden, und ein Aushebeln, Abbrechen oder Wegdrücken ist praktisch unmöglich.Such a construction is also particularly reliable and suitable for power transmission. From the side, i.e. parallel to the axial direction of the drivable shaft, the brake disks offer large contact surfaces on which braking devices can engage. In addition, the engagement surface is also arranged in a ring around the drivable shaft that may be to be held, so that a symmetrical holding force also arises. In an attempt to force the element in an undesired direction, for example to turn the turnstile in an undesired direction, enormous forces must therefore be applied and levering, breaking off or pushing away is practically impossible.

Als Bremseinrichtung würden vorzugsweise elektromagnetische Bremsen eingesetzt. Wenn die Bremseinrichtung elektromagnetisch betätigbar ist, so kann je nach Schaltung der Elektromagneten die Bremswirkung entweder bei Erregung oder bei Entregung der Magnete erfolgen, wobei ggf. zusätzliche Druckfedern vorgesehen sein können, die den elektromagnetischen Kräften entgegenwirken.Electromagnetic brakes would preferably be used as the braking device. If the braking device can be actuated electromagnetically, depending on the switching of the electromagnets, the braking effect can take place either when the magnets are energized or when they are de-energized, additional compression springs being able to counteract the electromagnetic forces.

Besonders bevorzugt weist die eine oder eine der Bremseinrichtungen eine stromlos entriegelnde Magnetbremse auf. Dies bedeutet, daß im Katastrophenfall, wenn möglicherweise ein Stromausfall vorliegt, eine Bewegung in zumindest eine vorgegebene Richtung problemlos möglich ist, etwa das Drehkreuz in zumindest eine vorgegebene Richtung problemlos durchquerbar bleibt. Etwa gefährdete Räume können auf diese Weise verlassen werden.The one or one of the braking devices particularly preferably has a magnetic brake that unlocks when de-energized. This means that in the event of a disaster, if Possibly there is a power failure, movement in at least one predetermined direction is possible without problems, for example the turnstile remains easily traversable in at least one predetermined direction. Any rooms that are at risk can be left in this way.

Alternativ besteht die Möglichkeit, daß die oder eine der Bremseinrichtungen eine stromlos verriegelnde Federdruckbremse aufweist. Auch eine Permanentmagnetbremse würde sich anbieten. Mit einer solchen Konstruktion kann erreicht werden, daß das Betreten bestimmter Räume bei Stromlosigkeit verhindert wird. Dies könnten beispielsweise einbruchsgefährdete Räume sein.Alternatively, there is the possibility that the or one of the braking devices has a current-free locking spring pressure brake. A permanent magnet brake would also be an option. With such a construction can be achieved that the entry into certain rooms is prevented when there is no power. For example, these could be burglary-prone rooms.

Eine besonders bevorzugte Lösung besitzt je eine stromlos entriegelnde Bremse und eine stromlos verriegelnde Bremse als Bremseinrichtung. Mit einer solchen Konstruktion kann genau eine definierte Bewegungsrichtung für den Katastrophenfall vorgegeben werden, beispielsweise eine definierte Ausgangsrichtung bei Drehkreuzen.A particularly preferred solution has a de-energizing unlocking brake and a de-energizing locking brake as the braking device. With such a construction, exactly one defined direction of movement can be specified in the event of a disaster, for example a defined starting direction for turnstiles.

Die Bremseinrichtung(en) wird bevorzugt von einer Steuerungsvorrichtung gesteuert, der äußere Daten von einem Befehlsgeber zugeführt werden.The braking device (s) is preferably controlled by a control device to which external data are supplied by a command generator.

Durch den motorischen Antrieb wird außerdem eine weitgehend gleichförmige Winkelbewegung des Drehkreuzes bzw. der Sperreinrichtung von einer Sperrstellung zur nächsten sowie eine sicherer Überführung des Drehkreuzes an die jeweils folgende Position gewährleistet. Die Drehkreuze selbst können auch sehr massiv ausgeführt werden.The motor drive also ensures a largely uniform angular movement of the turnstile or the locking device from one locked position to the next, and a reliable transfer of the turnstile to the following position. The turnstiles themselves can also be made very solid.

Der Antrieb erfolgt vorzugsweise über einen Elektromotor, der mit einem Bruchteil seiner Nennleistung (etwa 1/10 seiner Nennleistung) betrieben wird. Dadurch kann bei Drehkreuzen oder auch Schiebetoren verhindert werden, daß in der Bewegungsrichtung des Elements stehende Personen oder Objekte beiseite geschoben oder verletzt werden, falls sie sich zu langsam oder überhaupt nicht bewegen.It is preferably driven by an electric motor with a fraction of its nominal power (about 1/10 of its nominal power) is operated. In turnstiles or sliding gates, this can prevent people or objects standing in the direction of movement of the element from being pushed aside or injured if they move too slowly or not at all.

Eine besonders zweckmäßige Ausführung wird erreicht, wenn im Stromkreis des Motors ein Frequenzumformer angeordnet ist, dem von der Steuerungsvorrichtung Signale zugeführt werden. Über den Frequenzumformer kann der gesamte Bewegungsablauf des Elementes gesteuert und den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden, um beispielsweise der Geometrie der Bewegung Rechnung zu tragen, beispielsweise bei Drehkreuzen mit geneigt verlaufender Drehachse. Günstig ist es, wenn auch der Stromkreis der Bremseinrichtung einem Frequenzumformer angeschlossen ist, so daß auch eine präzise Steuerung der Bremse erfolgen kann. Der Frequenzumformer kann durch Signale der Steuerungsvorrichtung beeinflußt werden.A particularly expedient embodiment is achieved if a frequency converter is arranged in the circuit of the motor, to which signals are supplied by the control device. The entire movement sequence of the element can be controlled and adapted to the respective conditions via the frequency converter, for example to take into account the geometry of the movement, for example in turnstiles with an inclined axis of rotation. It is advantageous if the circuit of the braking device is also connected to a frequency converter, so that the brake can also be precisely controlled. The frequency converter can be influenced by signals from the control device.

Eine weitere günstige Möglichkeit besteht darin, Drehfeldmagnetmotoren einzusetzen. Dies sind Motoren, die nicht für eine bestimmte Leistung, sondern für ein Drehmoment im Stillstand ausgelegt werden. Sie sind elektrisch so bemessen, daß sie bei Nennspannung mit fest gebremster Welle in Dauer- bzw. Aussetzbetrieb eingeschaltet bleiben können und dabei ihr größtes Drehmoment, das sogenannte Stillstandsmoment, entwickeln. Diese Motoren sind an sich bekannt und in Form eines Drehstromwicklermotors beispielsweise in der DE-C-38 33 787 erwähnt.Another inexpensive option is to use three-phase magnetic motors. These are motors that are not designed for a specific output, but for a torque at standstill. They are dimensioned electrically so that they can remain switched on in continuous or intermittent operation at nominal voltage with a braked shaft and develop their greatest torque, the so-called standstill torque. These motors are known per se and are mentioned in the form of a three-phase winding motor, for example in DE-C-38 33 787.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Anwendungsfall der Erfindung näher beschrieben. Dabei ist ein Einsatz der Sperreinrichtung in einem Drehkreuz näher erläutert.

Fig. 1

zeigt in schematischer Darstellung eine Prinzipskizze eines Drehkreuzes mit Einsatz der erfindungsgemäßen Sperreinrichtung,

Fig. 2

zeigt eine nähere Darstellung der Bremseinrichtung.

An application of the invention is described in more detail below with reference to the drawing. The use of the locking device in a turnstile is explained in more detail.

Fig. 1

shows a schematic representation of a basic sketch of a turnstile using the locking device according to the invention,

Fig. 2

shows a closer representation of the braking device.

Das Drehkreuz 10 besitzt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Bügel 11, die drehsicher an einer Drehkreuzwelle 12 montiert sind. Die Drehkreuzwelle 12 steht lotrecht, die drei Bügel 11 schließen miteinander jeweils einen Winkel von 120° ein.In the exemplary embodiment shown, the turnstile 10 has three brackets 11 which are mounted on a turnstile shaft 12 in a rotationally secure manner. The turnstile shaft 12 is perpendicular, the three brackets 11 each enclose an angle of 120 °.

Vorgesehen ist ein Antrieb 20, der einen Motor 21 aufweist. Der Motor 21 treibt eine Antriebswelle 22. Es handelt sich um einen Elektromotor 21 mit einer Stromversorgung bzw. Spannungsquelle 23, die auch ggf. über einen Transformator an den Motor angeschlossen sein kann.A drive 20 is provided which has a motor 21. The motor 21 drives a drive shaft 22. It is an electric motor 21 with a power supply or voltage source 23, which can also be connected to the motor via a transformer if necessary.

Die Antriebswelle 22 führt vom Motor 21 zu einem Getriebe 24. Das Getriebe 24 ist in dem Beispiel ein Winkelgetriebe mit zwei Kegelrädern 25, 26. Das Kegelrad 25 sitzt auf der Antriebswelle 22 des Motors 21 und dreht sich mit dieser. Das Kegelrad 26 sitzt sicher auf der Drehkreuzwelle 12. Der Motor 21 treibt also über das Winkelgetriebe 24 das Drehkreuz 10. Alternativ kann auch ein Schneckengetriebe vorgesehen werden, dessen Platzbedarf besonders gering ist.The drive shaft 22 leads from the motor 21 to a gearbox 24. The gearbox 24 in the example is an angular gearbox with two bevel gears 25, 26. The bevel gear 25 sits on the drive shaft 22 of the motor 21 and rotates with it. The bevel gear 26 sits securely on the turnstile shaft 12. The motor 21 thus drives the turnstile 10 via the angular gear 24. Alternatively, a worm gear can also be provided, the space requirement of which is particularly small.

Vorgesehen ist außerdem eine Steuerungsvorrichtung 30.A control device 30 is also provided.

Ein äußerer Befehlsgeber 34, beispielsweise eine Bedienungsperson in einer Zentrale oder auch eine automatische Warnfunktion im Katastrophenfall bzw. ein nicht dargestellter Magnetkartenleser kann der Steuerungsvorrichtung 30 Informationen geben. Insbesondere wird dabei festgelegt, welche der beiden möglichen Drehrichtungen des Drehkreuzes 10 als Durchgangsrichtung und welche als Sperrichtung betrieben werden soll. Außerem kann die Steuerungsvorrichtung 30 in Meldelampen 35 oder anderen Anzeigevorrichtungen jeweils Informationen über ihren Betriebszustand nach außen geben.An external command transmitter 34, for example an operator in a control center or an automatic warning function in the event of a catastrophe or a magnetic card reader (not shown) can provide the control device 30 with information. In particular it is determined which of the two possible directions of rotation of the turnstile 10 is to be operated as the direction of passage and which as the direction of blocking. In addition, the control device 30 can give information about its operating state to the outside in signal lamps 35 or other display devices.

Mit den bei ihr vorliegenden Informationen wirkt sie u.a.auf ein Wechselschütz 36 über eine Leitung 37 ein, das die Drehrichtung des Motors 21 bestimmt und ihn mit der Stromversorgung verbindet.With the information available to it, it interacts with an interchangeable contactor 36 via a line 37, which determines the direction of rotation of the motor 21 and connects it to the power supply.

Außerdem betätigt die Steuerungsvorrichtung 30 die Bremseinrichtungen 40 und 41. Diese werden über Leitungen 43, 44 angesprochen.In addition, the control device 30 actuates the braking devices 40 and 41. These are addressed via lines 43, 44.

Die Bremseinrichtungen 40 und 41 weisen je eine Bremswelle 45 bzw. 46 auf. Die Bremswellen 45, 46 werden dabei durch Bremsscheiben gebildet. Diese Bremsscheiben sind axial durchbohrt; durch die zentral angeordneten Bohrungen erstreckt sich die Antriebswelle 22. Beide Bremswellen 45, 46 (bzw. Bremsscheiben) sind daher parallel angeordnet. Zwischen den Bremswellen 45, 46 und der Antriebswelle 22 ist jeweils ein Freilauf 55, 56 eingeschaltet, der einseitig sperrt. Dabei sperren die beiden Freiläufe 55, 56 gegensinnig; d.h. einer der beiden Freiläufe sperrt im und der andere gegen den Uhrzeigersinn.The braking devices 40 and 41 each have a brake shaft 45 and 46, respectively. The brake shafts 45, 46 are formed by brake disks. These brake discs are drilled axially; The drive shaft 22 extends through the centrally arranged bores. Both brake shafts 45, 46 (or brake disks) are therefore arranged in parallel. Between the brake shafts 45, 46 and the drive shaft 22, a freewheel 55, 56 is switched on, which locks on one side. The two freewheels 55, 56 lock in opposite directions; i.e. one of the two freewheels locks clockwise and the other counterclockwise.

Beispiele für geeignete Freilauf-Konstruktionen sind in verschiedenen Ausgaben von Lueger, Lexikon der gesamten Technik, beschrieben. Es handelt sich um Klemmgesperre, Einwegkupplungen mit selbstsperrender Kraftschlüssigkeit, die zwei drehbare Teile (Wellen) in einem Drehsinn relativ zueinander kuppeln, während bei entgegengesetztem Relativdrehsinn die Teile selbsttätig gelöst werden.Examples of suitable freewheel designs are described in various editions of Lueger, Lexicon of Technology. It is a locking mechanism, one-way clutches with self-locking frictional engagement, which couple two rotatable parts (shafts) in a direction of rotation relative to each other, while the parts are released automatically in the opposite direction of rotation.

Eine etwas deutlichere Darstellung ist hierzu in Fig. 2 angegeben. Die Bremsscheiben bzw. Bremswellen 45 und 46 werden von nicht näher dargestellten Bremskräften an ihrer Drehung gehindert bzw. freigegeben. Diese Bremskräfte werden im Falle der Bremseinrichtung 40 von einer stromlos entriegelnden Magnetbremse und im Falle der Bremseinrichtung 41 von einer stromlos verriegelnden Federdruckbremse ausgeübt.A somewhat clearer representation is given in FIG. 2. The brake discs or brake shafts 45 and 46 are prevented or released from their rotation by braking forces, not shown. In the case of the braking device 40, these braking forces are exerted by an electrolessly unlocking magnetic brake and in the case of the braking device 41 by an electrolessly locking spring pressure brake.

Auch andere elektromagnetisch wirkende stromlose entbzw. verriegelnde Bremsen wären einsetzbar.Also other electromagnetically acting electroless or. locking brakes could be used.

Auf der Drehkreuzwelle 12 sitzt außerdem ein Schalter 50, der weitere Informationen über eine Leitung 51 an die Steuerungsvorrichtung 30 abgibt. Der Schalter 50 stellt u.a. fest, ob sich die Bügel 11 des Drehkreuzes 10 gerade in einer der um 120° zueinander versetzten Raststellungen befinden. Er ermittelt auf diese Weise, ob beispielsweise ein Durchquerungsvorgang des Drehkreuzes 10 durch die Person beendet ist. Aufgrund dieser Informationen schaltet die Steuerungsvorrichtung 30 den Motor 21 ab.On the turnstile shaft 12 there is also a switch 50 which outputs further information to the control device 30 via a line 51. The switch 50 provides, inter alia, whether the brackets 11 of the turnstile 10 are currently in one of the locking positions offset by 120 ° to one another. In this way, he determines whether, for example, a crossing process of the turnstile 10 by the person has ended. On the basis of this information, the control device 30 switches off the motor 21.

Die Funktion des Drehkreuzes 10 ist wie folgt:The function of the turnstile 10 is as follows:

Abhängig von der Befehlsgabe (bei 34) durch einen Drucktaster, Schlüsselschalter, Kartenleser, Kodegerät oder bei Dauerfreigabe stellt die Steuerungsvorrichtung 30 die Bremseinrichtungen 40 und 41 in eine der vier folgenden Möglichkeiten ein:

• 1. Die Federdruckbremse 56 wird stromlos verriegelt und die Magnetbremse 55 unter Strom verriegelt. Das Drehkreuz ist damit in Grundstellung, da beide Bremsscheiben in Bremsstellung sind und die ihnen zugeordneten Freiläufe 55, 56 eine Drehung der Antriebswelle 22 nicht ermöglichen können, da jede der beiden Bremseinrichtungen eine Drehrichtung blockiert.
• 2. Durch erneute Betätigung, beispielsweise Einlesen einer zugangsberechtigenden Magnetkarte, wird das Drehkreuz 10 für eine definierte Eingangs-Situation freigegeben. Dies bedeutet beispielsweise, daß die Federdruckbremse unter Strom die Bremswelle bzw. Bremsscheibe 46 freigibt, die Magnetbremse unter Strom dagegen die ihr zugeordnete Bremswelle 45 sperrt. Die Antriebswelle 22 wird durch den Freilauf der Magnetbremse nun in einer Drehrichtung freigegeben, ohne durch den Freilauf der Federdruckbremse gesperrt zu werden.
• 3. Umgekehrt könnte durch stromloses Blockieren der Federdruckbremse und stromloses Freigeben der Magnetbremse genau die umgekehrte Drehrichtung der Antriebswelle 22 und damit des Drehkreuzes 10 durch den Freilauf der Federdruckbremse erlaubt werden. Dadurch entstünde eine definierte "Ausgangs"-Situation.
• 4. Durch stromloses Freigeben der Magnetbremse und gleichzeitiges Freigeben der Federdruckbremse unter Strom könnte auch eine Drehung des Drehkreuzes in beide Richtungen - gegebenenfalls motorunterstützt - möglich werden.

Depending on the command (at 34) by a push button, key switch, card reader, code device or in the event of permanent release, the control device 30 sets the braking devices 40 and 41 in one of the four following ways:

• 1. The spring pressure brake 56 is locked without current and the magnetic brake 55 locked under current. The turnstile is now in the basic position, since both brake discs are in the braking position and they are assigned freewheels 55, 56 cannot enable rotation of the drive shaft 22, since each of the two braking devices blocks a direction of rotation.
• 2. The turnstile 10 is released for a defined input situation by actuating it again, for example reading in a magnetic card authorizing access. This means, for example, that the spring-applied brake releases the brake shaft or brake disk 46 while the brake is energized, while the magnetic brake blocks the brake shaft 45 assigned to it under power. The drive shaft 22 is now released in one direction of rotation by the freewheeling of the magnetic brake without being blocked by the freewheeling of the spring pressure brake.
• 3. Conversely, currentless blocking of the spring pressure brake and currentless release of the magnetic brake could allow the reverse direction of rotation of the drive shaft 22 and thus of the turnstile 10 through the free running of the spring pressure brake. This would result in a defined "initial" situation.
• 4. By de-energizing the magnetic brake and simultaneously releasing the spring pressure brake under current, the turnstile could also be rotated in both directions - if necessary with the aid of a motor.

Sollte - beispielsweise im Katastrophenfall - ein Stromausfall eintreten, würde sich automatisch bei den beiden Bremseinrichtungen 40, 41 eine Einstellung wie in der "Ausgangs"-Situation gemäß Punkt 3 ergeben. Auch ohne gesonderte Betätigung des Drehkreuzes könnte damit - ohne Motorunterstützung - das Drehkreuz in Ausgangsrichtung durchquert werden.Should a power failure occur, for example in the event of a disaster, the two braking devices 40, 41 would automatically be set as in the “starting” situation according to item 3. Even without a separate actuation of the turnstile, the turnstile could be traversed in the exit direction without motor support.

Ist nur eine der beiden Drehrichtungen durch die Freiläufe bzw. Bremseinrichtungen ermöglicht, kann ein Benutzer, der in dem Drehkreuz 10 steht, dieses zwar gegen die Motorkraft per Hand oder durch Stehenbleiben anhalten, wenn wie bevorzugt der Antrieb 20 einen Elektromotor 21 aufweist, der nur mit einem Bruchteil seiner Nennleistung betrieben wird. Ein Drehen gegen die freigegebene Richtung ist jedoch nicht möglich, da bei einem Versuch der entsprechende Freilauf sofort blockieren würde.If only one of the two directions of rotation is made possible by the freewheels or braking devices, a user standing in the turnstile 10 can stop it against the motor force by hand or by stopping, if, as is preferred, the drive 20 has an electric motor 21 which only is operated with a fraction of its nominal power. However, turning against the released direction is not possible, since the corresponding freewheel would block immediately if attempted.

Die Drehbewegung würde fortgesetzt, wenn der Benutzer das Drehkreuz 10 wieder losläßt.The rotation would continue when the user releases the turnstile 10 again.

Über einen (nicht dargestellten) Wahlschalter, der ebenfalls bei 34 auf die Steuerungsvorrichtung 30 einwirkt, ist es dem Betreiber möglich, je nach Bedarf das Drehkreuz 10 so einzustellen, daß sowohl der Eingang als auch der Ausgang nur von berechtigten Personen durch den vorgesehenen Befehlsgeber benutzt werden können. Es können auch nur der Eingang oder nur der Ausgang den berechtigten Personen vorbehalten bleiben und die andere generell nicht gesperrte Richtung von jedem benutzt werden.Via a selector switch (not shown), which also acts on the control device 30 at 34, the operator is able to adjust the turnstile 10 as required so that both the input and the output are used only by authorized persons by the intended command transmitter can be. Only the entrance or only the exit can be reserved for authorized persons and the other generally unblocked direction can be used by everyone.

Claims (9)

1. Locking arrangement for controllable and direction-dependent locking or blocking of the rotational movement of an element, particularly a turnstile (10), the movement of which is to be locked or blocked depending upon the direction thereof, wherein a shaft (22) is surrounded coaxially by two free wheels (55, 56) which lock in opposite directions and of which in each case one part is connected to the shaft (22) so as to be fixed against rotation and the other part, which is rotatable about the shaft (22) in only one direction of rotation, can be hindered in its rotation or released by means of a braking arrangement (40, 41), characterised in that the shaft (22) is a drive shaft which is connected to a drive (20) with reversible direction of rotation, and that the drive shaft (22) is coupled by means of a gear unit (24) to a further shaft (12) which forms the shaft (12) of the turnstile.
2. Locking arrangement according to Claim 1, characterised in that the or one of the braking arrangement(s) (40, 41) has a brake, particularly a magnetic brake, which unlocks without current.
3. Locking arrangement according to Claim 1 or 2, characterised in that the or one of the braking arrangement(s) (40, 41) has a brake, which locks without current.
4. Locking arrangement according to Claim 2 and 3, characterised in that one braking arrangement has a brake, particularly a magnetic brake, which unlocks without current, and the other braking arrangement has a brake which locks without current.
5. Locking arrangement according to one of the preceding claims, characterised in that the braking arrangement(s) (40, 41) is/are controlled by a control device (30) to which external data relating to the direction of locking or the direction of passage are delivered by a command transmitter (at 34).
6. Locking arrangement according to one of the preceding claims, characterised in that the drive (20) has a rotating field magnet motor or an electric motor (21) which is only operated at a fraction of its rated power.
7. Locking arrangement according to Claim 6, characterised in that a frequency converter to which signals are delivered by the control device (30) is arranged in the electric circuit of the motor (21).
8. Locking arrangement according to one of the preceding claims, characterised in that a signal emitter (50) is provided which in the event of an impulse for movement in the particular direction of passage emits an electrical signal to the turnstile (19) which indirectly or directly actuates the drive motor (21).
9. Locking arrangement according to Claim 8, characterised in that for opening the braking arrangement(s) (40, 41) there is provided a switch with contact-free operation which can be actuated by approaching the turnstile (10) in the particular direction of passage or a switch which is arranged before the turnstile in the particular direction of passage and has a lock which can be actuated mechanically or electronically, particularly by a magnetic card.

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