DE2362016A1

DE2362016A1 - Abfuellvorrichtung fuer teigige medien, insbesondere fuer wurstbraet

Info

Publication number: DE2362016A1
Application number: DE2362016A
Authority: DE
Inventors: Karl Schnell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-13
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1975-06-19
Also published as: DE2362016B2

Description

Patentanwalt DIPL.-ING.BERTHOLD SCHMID STUTTGART 1 ■ FALBENHENNENSTRAS S E 17 · FERNSPRECHER (0711) 608893

UNSER ZEICHEN

11 211/B/wi

Karl Schnell

7o65 Winterbach

Abfüllvorrichtung für teigige Medie'n, insbesondere

für Wurstbrät

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abfüllvorrichtung für teigige Medien,, insbesondere für Wurstbrät, mit einer Abfüllmaschine und einer in diese fördernde Füll· pumpe ο Letztere pumpt einen kontinuierlichen Medien·=

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strom zur Abfüllmaschine, die ihrerseits intermittierend arbeitet. Dies hat naturgemäß Druckschwankungen und Stauungen im Verbindungsweg zwischen Füllpumpe und Abfüllmaschine zur Folge. Im Extremfalle können sogar Beschädigungen der einen und/oder anderen Einheit die Folge sein.

.Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird nun darin gesehen, eine Abfüllvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher derartige Störungen nicht vorkommen und Beschädigungsgefahren insoweit ausgeschlossen sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer solchen Abfüllvorrichtung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwischen die Abfüllmaschine und die Füllpumpe eine Puffervorrichtung geschaltet ist. Wenn also die Füllpumpe mehr fördert als von der Abfüllvorrichtung momentan verarbeitet werden kann, so gelangt diese Menge in die Puffervorrichtung, XTo sie dann später wieder entnommen werden kann.

Eine besonders' bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtung einen Zylinder mit darin gegen eine insbesondere annähernd" konstante Gegenkraft verschiebbarem Kolben besitzt und einer

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der beiden Zylinderräume sowohl mit der Druckseite der Füllpumpe als auch dem Einlaß der Wurstfüllmaschine verbunden ist. Die konstante Gegenkraft bewirkt_s daß in der Verbindung zwischen der Pumpe und der Abfüllmaschine stets der gleiche Druck herrscht, so daß ein maßgenaues Portionieren von dieser Seite her gesehen nicht in Frage gestellt ist. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben mit einem Betätigungsorgan für einen Schalter des Füllpumpenantriebs verbunden ist, wobei der Abschaltung des Pumpenantriebs,, der annähernd gefüllte Zylinder und der Einschaltung der nahezu entleerte Zylinder zugeordnet sind. Die von der Füllpumpe geförderte und von der Abfüllmaschine momentan nicht aufzunehmende übermenge tritt in den Zylinder ein und verschiebt dabei den Koleben gegen die an seiner anderen Seite anstehende Gegenkraft. Wenn der Zylinder gefüllt oder nahezu gefüllt ist, und sich der Kolben beispielsweise in seiner unteren Endlage befindet, betätigt er auf mechanischem oder auch anderem Wege einen Schalter, -welcher den Stromkreis des Pumpenantriebs unterbricht. Anschließend schiebt die ständig am Kolben angreifende Kraft letzteren wieder nach oben, wobei das in die Puffervorrichtung bzw. den Zylinder eingetretene Medium ausgestoßen wird. Wenn der Kolben seine ober oder annähernd obere Endlage erreicht hat, wird wiederum auf mechanische oder andere Art der Schalter

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in seine Ausgangslage zurück bewegt und damit der Pumpenantrieb eingeschaltet. Es ist ohne weitere möglich, anstelle der Abschaltung des Pumpenantriebs über die Kolbenbewegung lediglich eine Kupplung zwischen Pumpenantrieb und Pumpe zu öffnen und zu schließen. Genauso gut kann der Kolben statt auf einen elektrischen Schalter auf eine andere Schalt- oder Steuereinrichtung einwirken, welche in gleicher Weise die Unterbrechung des Förderstromes bis zum Entleeren oder Teilentleeren des PufferZylinders zur Folge hat. Insbesondere ist es möglich, eine Pumpe mit veränderbarer Fördermenge pneumatisch, elektrisch, hydraulisch oder mechanisch auf Nullförderung einerseits und die gewünschte Fördermenge andererseits zu stellen. Hierbei könnte dann der Kolben wiederum direkt die Verstellung übernehmen oder aber indirekt indem er einen Stromkreis öffnet oder schließt bzw. einen hydraulischen oder pneumatischen Steuerdruck verändert.

Der Kolben ist gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal zur Erzeugung der Gegenkraft an seiner vom teigigen Medium abgewandten Seite hydraulisch oder insbesondere pneumatisch druckbeaufschlagt. Das abzufüllende Medium steht beispielsweise an der Oberseite und der hydraulische oder pneumatische Druck an der Unterseite des Kolbens an. Sofern kein fliegender Kolben vorgesehen ist, wird man den pneumatischen oder hydraulischen Druck der die Kolbenstange aufnehmenden Zylinderseite

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zuleiten..

Ein anderes EriAndungsmertaial .kennzeichnet sich dadurch., . daß der hydraulische oder pneumatische, Brück regelbar ist, das Druckmedium dem Zylinder der. Puff er Vorrichtung« insbesondere über mindestens ein einstellbares. Druckminderventil zufließt. Letzteres gibt eineji genau ,dosierten koinstanten und insbesondere einstellbaren Druck, ab, welcher eine stets gleichbleibende~Gegenkraft am. Kolben der Puffervorrichtung _s gewährleistet. Eine Weiterbildung, dieser ,Ausgestaltung, besteht darin, daß das Druckmedium, vorzugsweise die Druckluft, dem Zylinder der,Puffervorrichtung wahlweise über eines von zwei einstellbaren, vorzugsweise" elektrisch steuerbaren Druckminderventilen zuführbar ist. Dies gibt . die Möglichkeit,, bei Ausfall eines. Dr uckminder vent ils oder zu dessen Wartung auf das jeweils andere umzuschalten, Gleichzeitig eröffnet sich, dann noah ein besonderer Vorteil, wenn die Druckminderventile auf unterschiedliehe Druckwerte eingestellt sind, wobei in der P.üllphase des Zylinders der Puffervorrichtung dasjenige mit niederem Druck und in der Entleerphase des Zylinders dasjenige mit höherem Druck mit dem Zylinder der Puffervorrichtung verbunden ist. Höherer Druck bedeutet selbstverständlich auch größere Kraft bzw, Gegenkraft am Kolben der Puffervorrichtung. Andererseits müssen beim Entleeren der Puffervorrichtung deren innere Verluste ausgeglichen werden. Man kann.nun die-beiden Drücke so wählen, daß beim Füllen der Puffervorrichtung, also bei

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fördernder Pumpe und beim Entleeren der Puffervorrichtung und Nullförderung der Pumpe am Einlaß der Abfüllmaschine stets der gleiche Druck herrscht- Die Druckdifferenz zwischen den Ausgangsdrücken der beiden. Druckminderventile ist also so zu'bemessen, daß sie zur Überwindung der inneren Verluste der Puffervorrichtung gerade ausreicht,

Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß der Sehalter des Füllpumpenantriebs gleichzeitig auch Umschalter für die Druckminderventile ist, wobei letztere als Magnetventile ausgebildet sind. Der Schalter muß selbstverständlich mehrere Kontaktpaare besitzen und zwar sowohl Arbeits- als auch Ruhekontakte,

Eine andere Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben an seiner vom abzufüllenden Medium abgewandten Seite mit dem einen Ende einer Kolbenstange verbunden ist, deren anderes Ende einen im selben Zylinder oder einem Verlängerungszylinder verschiebbaren Hilfskolben trägt, wobei dessen vom Kolben abgewandte Seite druckluftbeaufschlagt ist. Sowohl der Kolben als auch der koaxial zu ihm angeordnete Hilfskolben sind gegenüber dem Zylinder bzw. bei Verwendung von zwei in Verlängerung voneinander stehenden Zylindern, in ihrem Zylinder jeweils abgedichtet. Eine Schmierung des Kolbens ist in der Regel zumindest beim Abfüllen von Wurtbrät nicht notwendig, weil dieses die Schmierung übernehmen

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kann. Beim Hilfskolben kann hingegen eine Schmierung vorgesehen werden, insbesondere dann, wenn er mit Hilfe von Druckluft zurückgeschoben wird. Das hierfür verwendete Schmiermittel darf aber- dem Abfüllmedium unter keinen Umständen zugemischt werden. Desweiteren gilt es auch, ein übertreten des Druckmediums, also der Druckluft oder des Drucköls in den mit Abfüllmedium gefüllten Zylinderraum zu verhindern. Da ein einwandfreies Abstreifen der Zylinderwandung nicht loo %±g gewährleistet ist, kann man dem zuletzt erwähnten Erfordernis dadurch gerecht werden, daß man den Kolben und den Hilfskolben soweit voneinander entfernt, daß der Hilfskolben über seinen gesamten Verschiebebereich niemals entlang dem Teil der Zylinderwandung verschoben wird, entlang dem der Kolben der Puffervorrichtung gleitet. Der zwischen dem Kolben und dem Hilfskolben gelegene Zylinderraum kann nötigenfalls mit einer entsprechenden Entlüftung versehen werden. -

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß in Verlängerung der Kolbenstange¹ eine den'Zylinderboden dichtend durchsetzende Steuerst'ange angeordnet ist, wobei insbesondere das freie Steuerstangenende als'Betätigungsorgan für -den Schalter des Füllpumpenantriebs ausgebildet ist. Etwa am Ende der Abwärts- und der Aufwärtsbewegung verschwenkt oder verschiebt die Steuerstange einen Betätiger des Schalters oder aber ein zwischen letzteres und die Steuerstange ge-

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schaltetes Übertragungsorgan. Der Abwärtsbewegung kann dabei eine Hin- und der'· Aufwärtsbewegung der Steuerstange eine-Herverschwenkung oder -verschiebung des Schalterbetätigers oder des Übertragungsorgans zugeordnet Tverden. - -

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin^ daß das freie Ende der Steuerstange eine Verdickung, einen '- '■-'■ Ansatz oder dgl* besitzt, die zwischen zwei geneigt stehenden Flanken eines doppelarmigen Schwenkhebels hin und her Verschiebbar ist, wobei die Achse des Schwenkhebels mit dem Schältermechanismus verbunden ist oder Teil desselben bildet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigeni

Figur 1 einen vertikalen Längsmittelschnitt durch die erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung,
Figur 2 einen pneumatischen Steuerplan.

Die Rohrleitung 1 verbindet eine nicht dargestellte Füllpumpe mit einer ebenfalls nicht gezeigten Abfüllmaschine. An der Rohrabzweigung 2 ist der Zylinder 3 einer Puffervorrichtung h angesetzt. Die Flanschverbindung ist ganz allgemein mit 5 bezeichnet. Im Zylinder 3 der Puffervorrichtung 4 ist ein

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Kolben 6 in Richtung des Doppelpfeils 7 auf und ab verschiebbar. Er trägt einen, an der Zylinderinnenwand anliegenden Dichtring 8. In den Kolben 6 ist von unten her eine Kolbenstange 9 eingeschoben und beispielsweise mit Hilfe eines Stiftes Io gesichert. Das freie oder untere Ende 11 der·- Kolbenstange 9 steckt in einem Hilfskolben 12', der dadurch eine koaxiale Lage zum Kolben 6 erhält. Der Hilfskolben ist in einem Verlängerungszylinder 13 ebenfalls in Richtung des Doppelpfeils 7 auf und ab verschiebbar. Beide sind über eine Planschverbindung 14 gegenseitig gehalten. Es ist ohne weiteres denkbar, den Zylinder 3 und den Verlängerungszylinder 13 einstückig zu fertigen. Bei getrennter Herstellung kann man den Innendurchmesser des Verlängerungszylinders 13 etwas größer wählen als denjenigen des Zylinders 3, wobei für den Hilfskolben 12 und den Kolben 6 sinngemäß das selbe gilt. Der Zylinderboden 15 ist ebenfalls über eine Planschverbindung 16 abnehmbar ausgebildet, obwohl auch er einstückig mit dem Verlängerungszylinder 13 bzw. einem Gesamtzylinder hergestellt werden könnte. Er wird von einer Steuerstange

17 durchsetzt, wobei der Durchtritt mittels eines Ringes

18 abgedichtet ist. An ihrem freien Ende trägt die Steuerstange 17 einen aus einem zylinderischen Mittelstück und zwei aufgesetzten Kegelstümpfen bestehenden aufgesteckten Ansatz 19, der mit einem im Sinne des Doppelpfeils 2o um die Achse 21 eines Schalters 22 drehbaren Schwenkhebel 23 zusammenwirkt. In Figur 1 ist die untere Endlage des Ansatzes 19 und damit auch des Hilfskolbens 12 und des Kolbens

6 mit festen Linien eingezeichnet, während mit strichpunktierten Linien die beiden Schaltlagen des Ansatzes ±9 symbolisiert sind. Die Punktion dieser Einrichtung wird nachstehend noch beschrieben.

Wenn die Füllpumpe mehr fördert als die Abfüllmaschine momentan ausstoßen kann, so entweicht das überflüssige Füllgut in den Zylinder 3 und verschiebt dabei den Kolben 6 in Richtung des Pfeils 2k nach unten. Der Zylinderraum 25 des Verlängerungszylinders 13 bzw. eines gemeinsamen Zylinders der erfindungsgemäßen Puffervorrichtung 4 ist über eine Leitung 26 mit einer Druckluftquelle verbunden. Schematisch geht diese Verbindung aus Fig. 2 hervor, die nachfolgend noch erläutert wird. Der Druck im Zylinderraum 25 ist auf denjenigen in der Rohrleitung 1 abgestimmt, d. h. der Kolben 6 und die mit ihm verbundenen Teile bleiben trotz des im Zylinderraum 25 herrschenden Druckes an Ort und Stelle wenn die Abfüllmaschine die von der Füllpumpe gelieferte Menge voll übernehmen kann. Bei zu starker Förderung wandert der Kolben bzw. das gesamte mit ihm verschiebbare System in Richtung des Pfeils 24 nach unten. Sobald der Ansatz 19 die untere strichpunktierte Lage 27 erreicht hat, drückt er gegen die Flanke 28 des Schwenkhebels 23 und verschwenkt diesen im Uhrzeigersinne. Dies hat ein öffnen eines Kontaktpaares im Schalter 22 zur Folge, wobei dieses Kontaktpaar den Stromfluß des Pumpenantriebsmotors unterbricht. Durch die Abschaltung des Pumpenantriebsmotors unterbleibt die weitere Förderung des Mediums. Da aber der Druck im Zylinder-

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raum 25 aufrechterhalten wird, und die Abfüllmaschine .weiterläuft, kann sich die am Hilfskolben 12 ängreifeiide pneumatische Kraft.auswirken, welche über den Hilfskolben, die Kolbenstange 9 und den Kolfeen 6 das im I-nnern des Zylinders 3 angesammelte Medium· ausschiebt* Sobald der Ansatz 19 die obere strichpunktierte £gg# 29 erreicht hat, trifft er auf der Flanke 3o des andere» Hebelarms des Schwenkhebels 23 auf unä i?wsciiw®ttkt letzteren im (Jegenuhr zeiger sinne* Dadurch werden die Kontakte des Sehalters wieder geschlossen und der Antrieb der' Pumpe wieder eingeschaltet«

Beim Au&schieben des Mediums aus dem Zylinder 3 müssen die Reibungskräfte des Kolbe&s^: 6 des- Hilfsfcolbens 12 und der Kolbenstange 1? überwunden werden^ Andererseits ist es für eirt gleichmäßige PortiOMieifeß wichtig, daß der Druck in der Rohrleitung 1 stet;^ konstant gehalten wird»: Würde man di.e Reibungsverluste nicht kompensieren,; so hätte diies automatisch, ein Abfällen des Druckes: in der Rohrl.ei.tung 1 zur Folge, was wie gesagt unerwünscht ist. Demnach ist es also· erforderlich, daß der Druck im Zylinderraum 25 beim Entleeren des Zylinders 3 größer ist als beim Füllen desselben.- Dies erreicht man f ο 1 ge nd ermaß en..

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Die Druckluft strömt dem Zylinderraum 25 nicht unmittelbar zu, vielmehr wird sie über zwei Druckminderventile 31 und 32 wechselweise geleitet. Diese sind auf unterschiedliche Drücke eingestellt. Im speziellen Ausführungsbeispiel ist für das Druckminderventil 31 ein Ausgangsdruck von 2,5 atü und für das Druckminderventil 32 ein solcher von 3 atü vorgesehen. Demnach wird also dem Zylinderraum während der Füllphase die Druckluft über das Druckminderventil 31 und während der Entleerphase über das Druckminderventil 32 zugeführt. Beide besitzen eine Einstellvorrichtung 33 bzw. 3^ (Fig. 2). Es handelt sich hierbei wie gesagt um magnetisch steuerbare Druckminderventile. Das öffnen und Schließen ihrer Stromkreise erfolgt ebenfalls mit Hilfe des Schalters 22 und der Steuerstange 17j also letztlich durch den Kolben der Puffervorrichtung. Der Schalter 22 muß also noch eine entsprechende Anzahl von Kontakten besitzen, um die Stromkreise dieser Druckminderventile öffnen und schließen zu können.

Die Druckluft wird den beiden Druckminderventilen 31 und 32 über die Leitung 35, 36 zugeführt, wobei der Vordruck beispielweise 6 atü beträgt. Ein Steuerschieber 37 verbindet wechselweise das Druckminderventil 31 und das Druckminderventil 32 mit einem an sich bekannten

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Relaisventil 38. Die Zuführungsleitung ist mit 39 bezeichnet. Die Umschaltung des Steuerschiebers kann ebenfalls elektrisch über den Schalter 22 erfolgen, der zu diesem Zwecke noch ein weiteres Kontaktpaar haben kann_o Die Umsteuerung ist aber auch auf andere, beispielsweise pneumatische Art, möglich. Dem Relaisventil 38 wird gleichzeitig auch noch der Vordruck (6 atü).über die Leitung 4o zugeführt. Außerdem ist es noch mit einem Manometer 4l verbunden. Vom Relaisventil führt eine Verbxndungsleitung 42 zum Zylinderraum 25 bzw. der in Figur 1 eingezeichneten Leitung 26. Die in Figur 2 strichpunktiert eingezeichneten Leitungen dienen speziellen Steuerzwecken, deren Einzelheiten nicht erfindungswesentlich sind. Sie könnten auch entfallen.

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Claims

Ansprüche

1. Abfüllvorrichtung für teigige Medien, insbesondere für Wurstbrät, mit einer Abfüllmaschine und einer in diese fördernde Füllpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Abfüllmaschine und Füllpumpe eine Puffervorrichtung (1) geschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtung (1) einen Zylinder (3) mit darin gegen eine insbesondere annähernd konstante Gegenkraft verschiebbarem Kolben 6 besitzt und einer der beiden Zylinderräume sowohl mit der Druckseite der Füllpumpe als auch dem Einlaß der Wurstfüllmaschine verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben mit einem Betätigungsorgan 19 für einen Schalter (22) des Füllpumpenantriebs verbunden ist, wobei der Abschaltung des Pumpenantriebs der annähernd gefüllte Zylinder und der Einschaltung der nahezu entleerte Zylinder zugeordnet sind.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) zur Erzielung der Gegenkraft an seiner vom teigigen Medium abgewandten Seite hydraulisch oder insbesondere pneumatisch druckbeaufschlagt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4," dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische oder pneumatische Druck regelbar ist, das Druckmedium dem Zylinder (3, 13) der Puffervorrichtung (1) insbesondere über mindestens ein einstellbares Druckminderventil (31, 32) zufließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium vorzugsweise die Druckluft dem Zylinder (3, 13) der Puffervorrichtung (1) wahlweise über eines von zwei einstellbaren, vorzugsweise elektrisch steuerbaren Druckminderventilen (31_S 32) zuführbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckminderventile (31, 32) auf unterschiedliche Druckwerte eingestellt sind, wobei in der Füllphase des Zylinders (3) der Puffervorrichtung (1) dasjenige mit niederem Druck und in der Entleerphase dee Zylinders (3) dasjenige mit höherem Druck mit den Zylinderraum (25) der Puffervorrichtung verbunden ist.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (22) des Püllpumpenantriebs gleichzeitig auch Umschalter für die Druckminderventil (31» 32) ist, wobei die Druckminderventile als Magnetventile ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) an seiner vom abzufüllenden Medium abgewandten Seite mit dem einen Ende einer Kolbenstange (9) verbunden ist, deren anderes Ende (11) einen im Zylinder oder einem Verlängerungszylinder (13) verschiebbaren Hilfskolben (12) trägt, wobei dessen vom Kolben (6) abgewandte Seite druckbeaufschlagt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß in Verlängerung der Kolbenstange (9) eine den Zylinderboden (15) dichtend durchsetzende Steuerstange (17) angeordnet ist, wobei insbesondere das freie Steuerstangenende als Betätigungsorgan für den Schalter (22) des Füllpumpenantrieb ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Steuerstange (17) eine Verdickung, einen Ansatz (19) oder dgl. besitzt, die zwischen zwei

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geneigt stehenden Planken (28 bzw. 3o) eines doppelarmigen Schwenkhebels (23) hin und her verschiebbar ist, wobei die Achse (21) des Schwenkhebels mit dem Schaltermechanismus verbunden ist oder Teil desselben bildet.

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