DE2451407A1

DE2451407A1 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE2451407A1
Application number: DE19742451407
Authority: DE
Inventors: Jyusuke Yaguinuma
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 1973-10-29
Filing date: 1974-10-29
Publication date: 1975-05-07
Also published as: DE2451407B2; JPS5069281U; DE2451407C3; US3967078A; JPS5414942Y2

Description

PATENTANWALT DR. GERHARD SCKAEFER DIPLOMPHYSIKER

8023 München - Pullach Seitnerstraße 13 Telefon 7 93 09 01

COPAL COMPANY LIMITED No.16-20, Shimura 2-ohome Itabashi-ku, Tokyo / Japan

Schaltvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für die automatische und manuelle Betätigung eines Schalters mittels eines Schalthebels, der durch eine Schaltnockenscheibe betätigbar 1st, wobei eine mit einer bestimmten Geschwindigkeit rotierende Scheibe und koaxial zu dieser ein Zeiteinstellglied vorgesehen sind.

Eine derartige Schaltvorrichtung ist insbesondere zum Einbau in Fernsehapparate, Radios und dgl. vorgesehen. Sie kann verwendet werden sowohl als automatischer oder von Hand zu betätigender Schalter für. das Abspielen von Musik oder die Erzeugung eines Alarmsignals. "x

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Im allgemeinen wird ein derartiger Schalter in der Weise betätigt, daß er automatisch durch einen Uhrmechanismus zu einer vorbestimmten, festgesetzten Zelt geschlossen und nach einer bestimmten Zeitspanne wieder geöffnet wird. Zu vorbestimmten Zeiten wird dies an den folgenden Tagen wiederholt. Es ist außerdem erwünscht, daß der Zeitschalter auch manuell zu bestimmten Zeiten geschlossen und geöffnet werden kann. Weiterhin wird ein solcher Zeitschalter als sogenannter Wecker (sleep timer) verwendet, bei welchem der Schalter vor der Schlafenszeit für eine bestimmte Zeitdauer geschlossen ist und dann geöffnet wird, bis die vorbestimmte Zeit für das Schließen des Schalters erreicht ist.

Alle vorbekannten Schalter dieser Art sind mit einer Vielzahl von Schaltern versehen, von denen jeder ausschließlich dazu dient, automatisch durch Uhrmechanismus oder manuell oder als Wecker betätigt zu werden, was einen komplizier ten mechanischen wie auch elektrischen Aufbau und damit hohe Kosten mit sich bringt, wobei sein Betrieb kompliziert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden und einen Schalter zu schaffen, der einfach und billig im Aufbau und einfach zu betätigen ist und bei dem ein einziges Schaltglied und ein Schalter vorgesehen sind, wobei eine automatische und eine manuelle Steuerung wie auch eine Steuerung als Wecker möglich sind.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schaltnockenscheibe verschiedene Nockenbahnen aufweist, durch die der Schalthebel in Stellungen bringbar ist, in denen er den Schalter betätigt, wobei die Stellung des Schalthebels ferner von der Lage der Scheibe abhängt, die axial gegenüber dem Zeiteinstellglied verschiebbar ist.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung ist ein Zahnrad vorgesehen, das durch Reibung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit angetrieben wird, und ein Sektorzahnrad mit einer Schaltnockenscheibe, wobei das Sektorzahnrad so angeordnet ist, daß es mit dem Zahnrad kämmt, wenn die dritte Nockenbahn der Schaltnockenscheibe in Eingriff mit dem Schalthebel steht in der einen Stellung, wodurch die Schaltnockenscheibe in ihre erste Stellung geschaltet werden kann durch das Zahnrad, das in Eingriff mit dem Sektorzahnrad steht und dem Schalthebel ermöglicht, sich zwischen seiner mittleren und einer zweiten Endstellung zu bewegen, wodurch die Schaltvorrichtung als Wecker (sleep timer) verwendet werden kann.

An Hand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltmechanismus, teilweise im Schnitt;

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2).

Fig. 2 eine der Pie· 1 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

In der in Pig. 1 dargestellten Ausführungsforrc ist eine Geheibe 1 vorgesehen, die auf einer Fläche mit einem Vorsprung la versehen ist. Die Scheibe 1 wird durch einen (nicht dargestellten) Uhrmechanismus in der durch den Pfeil angezeigten Richtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, beispielsweise mit einer Umdrehung in 24 Stunden, gedreht. 3ie ist axial verschiebbar gelagert und wird durch eine Feder 2 nach links gezogen. Koaxial zur Scheibe 1 und nahe dieser ist ein scheibenförmiges Zeiteinstellglied 3 niit einer Ausnehmung 3a gelagert, so daß die Scheibe 1 durch die Feder 2 gegen das Zeiteinstellglied 3 gedrückt wird. Mit der Winkelstellung des Zeiteinstellgliedes 3 ist die Betriebszeit einstellbar. Der Vorsprung la der Scheibe 1 ist mit einer geneigten Führungskante versehen und liegt normalerweise an der Fläche des Zeiteinstellgliedes 3 an. Hierdurch wird die Scheibe 1 in geringem Abstand vom Zeiteinstellglied 3 gehalten. Wenn jedoch bei Drehung der Scheibe 1 deren Vorsprung la in die Ausnehmung 3& des Zeiteinstellgliedes 3 einrastet, wird die Scheibe 1 axial gegen das Zeiteinstellglied 3 bewegt und liegt an ihr an. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit, die durch die Länge der Ausnehmung 3a bestimmt ist, kommt der Vorsprung la außer Eingriff mit der Ausnehmung 3a» •so daß die Scheibe 1 wieder vom Zeiteinstellglied 3 wegbewegt

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wird und die normale Stellung einnimmt. Auf einer V,^relle 6 ist ein Schalthebel 5 mit radial sich erstreckenden Armen 5a, 5b und 5c drehbar gelagert. Er wird durch eine Feder 7 in Uhrzeigerrichtung gespannt. Der abgebogene Ansatz 5c ist - wie dargestellt - nahe der Scheibe 1 angeordnet. Der Arm 5b ist nahe dem Betätigungsglied 4a eines Mikroschalters 4 angeordnet, so daß der Schalter 4 durch den ^Arm 5b betätigt wird, wenn der Schalthebel 5 im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Auf einer Welle 9 ist eine Schaltnockenscheibe 8 mit Nockenbahnen 8a, 8b und 8c drehbar gelagert und durch eine Feder im Gegenuhrzeigersinn gespannt. Die Nockenbahnen 8a, 8b und 8c sind so angeordnet, daß der Arm 5b in einer Stellung entfernt vom Betätigungsglied 4a des Schalters 4 im Gegenuhrzeigersinn der Drehung des Schalthebels 5 festgestellt ist, wenn die Nockenbahn 8a in Berührung mit dem Arm 5a ist. Der Arm 5b ist bewegbar zwischen einer Stellung, in der er das Betätigungsglied 4a des Schalters 4 berührt und betätigt, und einer im Uhrzeigersinn der Bewegung des Schalthebels 5 vom Betätigungsglied 4a entfernten Stellung, wenn die Nockenbahn 8b der Schaltnockenscheibe 8 am Arm 5& anliegt. Wenn die Nockenbahn 8c am Arm 5a anliegt, wird der Arm 5b in der Stellung festgestellt, in der der Arm 5b das Betätigungsglied 4a des Schalters 4 betätigt. Die Stellung des Arms 5c des Schalthebels 5 ist so bestimmt, daß, wenn die Nockenbahn 8a in Eingriff mit dem Arm 5a steht, der Arm 5c von

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der Scheibe 1 weggehalten wird, wenn diese durch den Vorsprung la im Abstand vom Zeiteinstellglied 3 gehalten wird, so daß der Schalthebel 5 vollständig unabhängig von der Betätigung der Scheibe 1 ist. V/enn jedoch die Nockenbahn 8b dem Arm 5a gegenübersteht, liegt der Arm 5c an der Scheibe an, wenn diese durch den Vorsprung la im Abstand vom Zeiteinstellglied ;> gehalten wird. Der Arm 5b betätigt dann das Betätigungsglied 4a des Schalters 4, wobei ein bestimmter Abstand zwischen der Nockenbahn 8b und dem Arm 5a eingehalten ist. Wenn die Scheibe 1 infolge ihrer Drehung durch Eingriff des Vorsprungs la in die Ausnehmung j5a entsprechend der eingestellten Betätigungszeit zum Zeiteinstellglied 3 bewegt wird, kann der Arm 5c der Bewegung der Scheibe 1 wegen des Abstandes zwischen der Nockenbahn 8b und dem Arm 5a folgen, so daß der Arm 5b sich im Uhrzeigersinn bewegt und außer Eingriff mit dem Betätigungsglied 4a kommt, um den Schalter 4 zu öffnen. Wenn die Nockenbahn 8c sich gegenüber dem Arm 5a befindet, liegt er am Arm 5a an oder er wird nahe dem Arm 5a bewegt, während der Arm 5c an der Scheibe 1 anliegt, die durch den Vorsprung la im Abstand vom Zeiteinstellglied 3 gehalten wird. Hierdurch wird der Arm 5t> in einer Stellung gehalten, in der er weiterhin den Schalter 4 betätigt, unabhängig von der Bewegung der Scheibe 1 zur Betätigungszeit, da die Nockenbahn 8c am Arm 5a anliegt, oder wegen der Tatsache, daß der Sehalthebel 5 in einer Ssllung festgestellt ist, in der der Arm 5b weiterhin den Schalter

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betätigt) denn die Nockeribahn 8c liegt sofort nach der Bewegung der Scheibe 1 zum Zeiteinstellglied j5 in der Betätigungszeit am Arm 5a an. Hierdurch wird vermieden, daß der Arm 5h sich von der Stellung wegbewegt, in der er den Schalter 4 betätigt.

Mit der Schaltnockenscheibe 8 ist ein Sektorzahnrad 8d fest verbunden, das mit dem Zahnrad 11 kämmt. Dieses ist mit Reibung auf einer Welle 12 gelagert, die sich mit einer bestimmten Rotationsgeschwin&igkeit Im Uhrzeigersinn - wie dargestellt - dreht, so daß die Schaltnockenscheibe 8 während der Zeit, in der das Sektorzahnrad 8d mit dem Zahnrad 11 kämmt, im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird.

Das Sektorzahnrad 8d ist mit einem auf ihm befestigten Stift 8e versehen. Die Drehung des Sektorzahnrades 8d und damit der Schaltnockenscheibe 8 ist durch einen Ansehlag 1J> begrenzt. An ihm ist eine Blattfeder 14 mit aufgebogenen Teilen 14a und 14b befestigt. Die Feder 14 dient dem zeitweiligen Halt der Schaltnockenscheibe 8 in einer Stellung, in der die Nockenbahn 8b zum Arm 5a des Schalthebels 5 zeigt. Dies geschieht durch Anschlag des Stiftes 8e gegen den aufgebogenen Teil 14a der Feder 14, wenn die Schaltnockenseheibe 8 durch die Feder 10 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, nachdem das Sektorzahnrad 8d außer Eingriff mit dem Zahnrad 11 gekommen ist. Die Schaltnockenscheibe 8 wird zeitweilig in einer Stellung

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gehalten, in der¹ die I;o-j kenbahn Sc am Arm 5a anliegt, wenn der Jtift 2ο mit- dem gebogenen Teil 14b der Feder 14 in Eingriff steht, wenn die .jchalcnockencjheibe G im 3egenuhrzeigersinn von Hand gedreht wird, um den Stift 3e in den gebogenen Teil 14b zu bringen.

V.'enn die Schaltnockenseheibe 3 von Hand vielter im Gegenuhrzeigersinn gedreht und vom Anschlag Ij angehalten wird, wenn dieser in Eingriff mit dem Stift Se steht, kommt die EFockenbahn 8a wieder in Berührung mit dem Arm 5a, so daß der Arm 5c von der Scheibe 1 weggehalten wird und von deren Betätigung getrennt ist.

Im folgenden soll der Betrieb der erfindungsgemaSen Vorrichtung beschrieben werden, beginnend mit dem in Pig. I dargestellten Zustand und unter der Annahme, daß der Schalter 4 ein normalerweise geschlossener Schalter ist. Das Sektorsahnrad 3d kämmt mit dem Zahnrad 11 und der Schalthebel 5 ist so angeordnet, daß der Arm 5a die Nockenbahn 3a der Schaltnoekenseheibe 8 berührt, so daß der Arm 5h in Brehrichtung des Schalthebels 5 vom Schalter 4 weggehalten wird. Hierdurch bleibt der Sehalter 4 geschlossen und der Arm 5c wird von der Scheibe 1 weggehalten. Wenn das Sektorzahnrad 8d durch das Zahnrad 11 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird und außer Eingriff mit diesem kommt, wird die Schaltnockenscheibe 8 durch die IJirkung der Feder 10 in derselben Richtung

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v/eitergodroht und dor Stift Te wird uuroh αοη aufgebogenen Teil l4a der Feder 14 festgehalten, so daß dio Schaltnocken-Gcheibo i> in einer "teilung gehalten wird, in der d:.e IJockenbahn % dem Arm ^:ja. des Schalthebels 5 gegenübersteht. Daher kann sich der Schalthebel 5 durch die Wirkung der Feder 10 im Uhrzeigersinn drehen. Wenn daher die Geheibe 1 durch den Vorsprung la vom Zeiteinstellglied 3 weggehalten wird, liegt der Arm 5^{C a}". der Scheibe 1 an. Dabei bleibt zwischen dem Arm 5a und dem NockenteJ.l 8b ein Abstand, so daß der Arm 5b in einer Stellung gehalten wird, in der er weiterhin den Schalter 4 betätigt, d.h. öffnet. Durch geeignete Einstellung der Anfangssteilung des Eingriffs des Sektorzahnrades 8d mit dem Zahnrad 11 kann daher der Schaltmechanismus nach der Erfindung als Wecker dienen, durch den das Fernsehen oder das Radio, das einen solchen Schaltmechanismus aufweist, für eine bestimmte Zeitspanne während der Schlafenszeit fortgesetzt wird und danach automatisch gestoppt wird. Nach dem öffnen des Schalters 4 dreht sich die Scheibe 1 weiter und " wenn der Vorsprung la während der eingestellten Betriebszeit in die Ausnehmung J5a des Zeiteinstellgliedes 3 eingreift, -wird die Scheibe 1 durch die 'Jirkung der Feder 2 gegen das Zeiteinstellglied 3 bewegt. Der Arm 5o kann" dann der Bewegung der Scheibe 1 folgen wegen des Abstandes, der zwischen der Nöckenbahn 8b und dem Arm 5a des Schalthebels 5 besteht. Dadurch kann sich der Schalthebel 5 im Uhrzeigersinn, drehen, bis der Arm 5a an der Nockenbahn 8b anliegt. Hierdurch wird der Arm 5b

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vom Schalter 4 wegbewegt und dieser geschlossen. In diesem Falle kann die Drehung des Schalthebels 5 im Uhrzeigersinn durch -die Scheibe 1 aufgehalten werden* an der der Arm 5c anliegt, an Stelle der Anlage des Arms 5a an der Nockenbahn 8b. Wenn die Schaltnockenscheibe 8 in dieser Stellung gehalten wird, kommt nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit durch Drehung der Scheibe 1 der Vorsprung la außer Eingriff mit der Ausnehmung 3a, so daß die Scheibe 1 vom Zeiteinstellglied 3 wegbewegt wird. Hierdurch wird der Arm 5c in Gegenuhrzeigerrichtung weggedrückt und der Arm 5b bewegt sich in eine Stellung, in der er das Betätigungsglied 4a betätigt, d.h. den Schalter 4 öffnet. Danach wird der Schalter 4 Jedesmal automatisch zur eingestellten Betriebszeit geschlossen und geöffnet, wenn die Scheibe 1 eine Umdrehung vollführt. Dieser Vorgang ist die automatische Steuerung durch die Schaltvorrichtung.

Wenn die Schaltnockenscheibe 8 von Hand aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung im Gegenuhrzeigersinn in eine Stellung gedreht wird, in der die Nockenbahn 8c gegenüber dem Arm 5a steht und in dieser Stellung festgestellt wird, kommt das Sektorzahnrad 8d außer Eingriff mit dem Zahnrad 11, nachdem dieses während seines Eingriffs mit dem Sektorzahnrad 8d gegen die Reibungskraft relativ zur Welle 12 sich verschoben hat. Die Sohaltnockenscheibe 8 wird trots der Wirkung der Feder 10 in dieser Stellung gehalten durch Eingriff des

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Stiftes 8e mit dem aufgebogenen Teil l4b der Feder 14. In dieser Stellung betätigt der Arm 5b weiterhin den Schalter 4, d.h. öffnet ihn, da der Arm 5c infolge des Eingriffs der Nockenbahn 8c mit dem Arm 5a nicht beeinflußt wird und das Zahnrad 11 wird außer Eingriff mit dem Sektorzahnrad 8d gehalten. Dieser Vorgang ist die manuelle Betätigung, durch die der Schalter 4 offengehalten wird.

Wenn die Schaltnockenscheibe 8 manuell im Gegenuhrzeigersinn weitergedreht wird, bis der Stift 8e durch den Anschlag I^ festgehalten wird, so daß der Arm 5a in Eingriff mit der Nockenbahn 8b steht, wird der Schalthebel 5 gegen die Wirkung der Feder 7 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Der Arm 5b kommt dadurch außer Eingriff mit dem Betätigungsglied 4a des Schalters 4 und wird in dieser Stellung gehalten, wodurch der Schalter 4 geschlossen bleibt, da in dieser Stellung das Sektorzahnrad 8d im Abstand vom Zahnrad 11 und der Arm 5c im Abstand von der Scheibe 1 gehalten wird. Dieser Vorgang ist das manuelle Schließen des Schalters 4.

Die Feder 10 kann entfallen, um einen genauen Betrieb des Schaltmechanismus zu erhalten. In diesem Falle ist die Endstellung des Sektorzahnrades 8d so eingestellt, daß die Nockenbahn 8b in eine Stellung kommt, in der diese gegen den Arm 5a zeigt, wenn das Sektorzahnrad 8d außer Eingriff mit dem Zahnrad 11 kommt, wenn dieses sich dreht. Mit dieser

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Anordnung wird dor -Schalthebel 5 während der Zeit im Uhrzeigersinn gedreht, in der das Sektorzahnrad 8d noch in Eingriff mit dem Zahnrad 11 steht, so daß der Schalter 4 geschaltet
wird. Diese Bedingung ist jedoch zulässig, wenn eine genaue
Punktion des Schaltmechanismus erzielt werden soll.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen ähnlich der in Fig. 1 dargestellten ist. Lediglich der Arm 5b ist V-förmig an Stelle abgerundet und der Schalter ist ein normalerweise offener Schalter. Der Betrieb ist derselbe wie der der Ausführungsform nach Fig. 1.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die erfindungsgemäße
Schaltvorrichtung einen einfachen Aufbau hat und daher billig herzustellen ist. Sie arbeitet genau als automatische
wie auch als manuelle Steuervorrichtung für Fernsehen, Radio oder dgl. sowie als Wecker. Alle diese Funktionen werden erreicht durch das Vorsehen eines einzigen schwenkbaren Hebels 5, der mit der Schaltnockenscheibe 8 zusammenwirkt, und dem Schalter 4, ohne daß eine hohe Genauigkeit der Bearbeitung oder eine komplizierte elektrische Schaltung benötigt
wird.

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Claims

Patentansprüche

1. !Schaltvorrichtung für die automatische und manuelle Betätigung eines Schalters mittels eines Schalthebels, der durch eine Schaltnockenscheibe betätigbar ist, wobei eine mit einer bestimmten Geschwindigkeit rotierende Scheibe und koaxial zu dieser ein Zeiteinstellglied vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß-die Schaltnockenscheibe (8) verschiedene Nockenbahnen (8a, 8b, 8c)aufweist, durch die der Schalthebel (5) in Stellungen bringbar ist, in denen er den Schalter (4) betätigt, wobei die Stellung des Schalthebels (5) ferner von der Lage der Scheibe (1) abhängt, die axial gegenüber dem Zeiteinstellglied (3) verschiebbar ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnockenscheibe (8) manuell drehbar ist in eine erste Stellung, in der eine erste Nockenbahn (8b) gegen den Schalthebel (5) gerichtet ist, dessen Bewegung das Schalten des Schalters (4) zuläßt in eine zweite Stellung, in der eine zweite Nockenbahn (8c) in Eingriff mit dem Schalthebel (5) steht und diesen feststellt, wobei der Schalter (4) geschaltet ist, und in eine dritte Stellung, in der eine dritte Nockenbahn (8a) mit dem Schalthebel (5) in Eingriff steht, in der der Schalter (4) geschaltet 1st, wobei die Scheibe (1) axial bewegt wird,

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wenn die durch das Einstellglied (3) eingestellte Betätigungszeit erreicht ist und sie so mit dem Schalthebel (5) gekoppelt ist, daß der Schalthebel (5) durch die Scheibe (1) in einer Zwischenstellung gehalten wird, wenn die Schaltnockenscheibe (8) in der ersten Stellung ist und den Schalter (4) schaltet, und der Schalthebel (5) in die zweite Endstellung geschaltet ist, wenn die Scheibe (1) in ihrer ersten Stellung 1st, um den Schalter (4) umzuschalten.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Zahnrad (11), das durch Reibung in einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht wird, und ein Sektorzahnrad (8d), das einstückig mit der Schaltnockenscheibe (8) ausgebildet ist, wobei das Sektorzahnrad (8d) so angeordnet 1st, daß es mit dem Zahnrad (11) kämmt, wenn die dritte Nockenbahn (8b) der Schaltnockenscheibe (8) in Eingriff mit dem Schalthebel (5) steht, um den Schalter (4) in die eine Schaltstellung zu bringen.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch J, gekennzeichnet, durch einen Stift (8e), der an der Schaltnockenscheibe (8) befestigt ist, sowie eine feststehende Feder (14), die so ausgebildet ist, daß sie federnd in Eingriff mit dem Stift (8e) bringbar ist und diesen lösbar feststellt, wenn dl© Schaltnockenscheibe (8) in die erste bzit. zweite Stellung geschaltet wird.

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