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österreichische PATENTSCHRIFT Nr. 11092. . JOHN HENRY SPANGLER iN GRAFTON (PENNSYLVANIEN
V. ST. v. A.).
Elektrisch betätigte Weichenstellvorrichtung.
Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf elektrische Weichen. ist besonders geeignet für Strassenbahnen und bezweckt, die Herstellung einer mit der gebräuchlichen Weichenzungo in Verbindung stehenden elektrisch-mechanischen Vorrichtung, die von dem Führer des elektrischen Wagens betätigt werden kann, ein sicheres und leichtes Öffnen und Schliessen der Weiche, sowie ein zuverlässiges Festhalten der Weichenzunge in der gegebenen Stellung beim Übergang der Wagen sichert. Diese Vorteile werden bei dieser Weiche erzielt durch einen einfachen, elektrisch betriebenen Mechanismus mit federnden Verbindungen, durch die das Stellen der Weiche verhindert wird, wenn harte Gegenstände sich in der Weiche eingeklemmt haben, wodurch ein Brechen der Teile vermieden und verhindert wird, dass der Mechanismus ausser Ordnung kommt.
Der Mechanismus macht ferner ein Sperren der Woichenzungo durch Schnee, Eis oder Schmutz u. dgl. unmöglich, da er so eingerichtet ist, dass derartige Hindernisse selbsttätig weggeräumt werden.
Die Bewegung dieser Art von Weichen war bisher eine plötzliche und der dadurch verursachte starke Stoss war von entschiedenem Nafheil ; ferner waren die, die Weichenzunge bewegenden, ! Elektromagnete gewöhnlich im Boden neben oder nahe der Weichenzunge angebracht, wodurch bei feuchtem Wetter Anlass zu Kurzschluss gegeben wurde.
Diese Nachtoile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden, welche im wesentlichen darin besteht, dass ein Stromunterbrecher in dem über dem Geleise befindlichen Hauptleitungsdraht an einer geeigneten Stelle in der Nähe der Weiche eingeschaltet und eine Leitung in der Art über dem Geleise angeordnet ist, dass, wenn der Kontroller des Wagens in Wirkung ist. während die Kontaktrolle in Berührung mit dem Strombrecher kommt, ein Mechanismus in Wirkung tritt, durch welchen die Weichenzunge selbsttätig eingestellt wird.
Ferner gestattet diese Erfindung, dass die Weichenzunge in ihrer Stellung festgehalten wird, während des Überganges der Kontaktrolle über den Stromunterbrecher, wenn der Kontroller nicht in Tätigkeit gesetzt oder nur ebensoviel Kraft angewendet wird, um den Wagen den Stromunterbrecher passieren zu lassen. Die Erfindung besteht ferner in einer neuen Anordnung der Elektromagnete und der Schaltung eines Luftcylinders zwischen diesen und dem Weichenmechanismus, durch welche die plötzliche Wirkung des Stromes vermieden und eine allmähliche, elastische Bewegung der Weichenzunge erzielt wird.
In den beiliegenden Zeichnungen ist Fig. 1 der Grundriss eines Teiles der Schienen- geloiso und einer Weiche, Fig. 2 eine Vorderansicht der Anordnung der Elektromagnete und des Mastes für das Betriebskabel, Fig. 3 eine Seitenansicht und teilweiser Vertikalschnitt dieser Anordnung, Fig. 4 ein VertikaHängenschnitt des Kastens für den Mechanismus, Fig-. 5 ein Grundriss des letzteren, Fig. (i ein Vertikalquerschnitt des'Kastens mit
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Die Spanndrähte 5 sind an den Pfosten 1, 2, 3 und 4 befestigt und tragen den Leitungs-(Trolley)-Draht 6. Die Stromunterbrecher 7 und 8 sind mit letzterem direkt und durch den toten Draht 9 unter sich verbunden (Fig. 1) und über dem Teil 12 des Go- leises, von dem die Weiche 13 abzweigt, angeordnet. Der Stromunterbrecher 8 ist durch Zugdrähte 10, in denen Isolatoren 11 eingeschaltet sind, mit den Pfosten 1 und 3 verbunden (Fig. 1). Der Draht 9 ist an seinem Ende mittelt eines Nebenstromdrahtes 15 mit dem Sicherungskasten 19 und dieser, wie später beschrieben, mit den Elektromagneten (Solenoide) verbunden.
Der Nebenleitungsdraht 16 verbindet den Hauptleitungsdraht 6 mit den Elektromagneten und schliesst somit den Stromkreis, wenn die Kontaktrolle auf dem Draht 9 lauft, und der Kontroller in Wirkung ist. Der Nebenleitungsdraht 17 ist bei 17a und 17b mit der Hauptleitung verbunden und ebenso wie die Drähte 5, 9, 15 und 16 mit Isolatoren 18 versehen.
Am oberen Ende des Pfostens 1 ist der Sicherungskasten 19 mit Klammern 18 (Fig. 2 und 3) befestigt und durch den Leitungsdraht 20 mit dem, in dem isolierten, durch Klammern 23II an dem Pfosten 1 befestigten Kasten 23 befindlichen und durch die an der Hinterwand dieses Kastens angebrachte Konsole 22 getragenen Solenoid verbunden. Der Kern 24 des Solenoids ist unten mit dem Anker 25 und dieser mit dem Glied 26 verbunden, das sich in dem auf dem Boden des Kastens sitzenden Joch 27 bewegt. Unter dem Kasten 23, mit diesem fest verbunden oder aus einem Stück mit demselben gemacht, ist der Luftcylinder 28 angebracht.
Derselbe hat in seiner Achse eine Bodenöffnung mit Schraubengewinde und auf dieses passend eine Flanschenmuffe 29 mit Gewinde, in das die Röhre 30 eingeschraubt ist, weiche die Einhängvorrichtung für das Betriebskabel erhält. Weiter unten ist die Röhre 32 angeordnet und mit der Röhre 30 durch eine das Kabel führende Röhre 31 verbunden. In der Röhre 32 befindet sich die unten näher beschriebene Vorrichtung zur mechanischen Bewegung der Weichenzungen. diese Röhre 32 ist mit dem Kniestück 34, in dem die Seilrolle 35 gelagert ist, verbunden und das Kniestück ebenso durch die Röhre 36 mit dem die Seil rolle 38 tragenden Kästchen 37, das an dem den Weichenstellmechanismus enthaltenden Kasten 48 be- festigt ist.
Das Kabel (Kette oder Stange) 39 ist an dem in der Röhre 30 bctindlichrll Wirbel 39Il, der unten an der Kolbenstange 40 des Luftcvlinders 28 mit eingeschalteten Isolator 41 angehängt ist, befestigt und durch die beschriebene Röhrenleitung über die
Rolle 36 nach der Rolle 38 in dem Kästchen 37 geführt (Fig. 7 und 11). Der Kolben
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und 44, welche an der Kolbenstange 40 durch Muttern 45 befestigt sind und hat ein@ Ventilöffnung 46, dessen Klappe 47 diese Öffnung beim Aufwärtsgehen des Kolbens schliesst Am oberen Ende des Cylinders 28 ist ein Auslassventil t7 angebracht.
DerMechanismus zum Stellen der Weichenzunge (Fig. 1, 4,o,Hund7)betind't sich in dem mit einem abnehmbaren Deckel 49 versehenen Kasten 4s', dessen eine Schmalseite eine Öffnung 50 mit Stopfbüchse 51 zum Durchgang der Zugstange M hat. welche durch Muttern. 53 mit einem Ansatz 54 der Weichenzunge 14 versehen ist. Da- Znngenlager an der Schiene ist mit einem Schlitz a. i und die aufrechten Rippen do Schienen mit Öffnungen 56, 56II versehen, um ein Verschieben der Zugstange und der
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im Eingriff gehalten wird.
Das untere Ende des Hebels ist durch das Glied 65 mit dem Kabel (Kette oder Stange) 39 verbunden, während das obere Ende des Hebels durch einen Drehzapfen mit der die Spiralfeder 68 tragenden Stange 67 verbunden ist. Diese Stange ist in dem an dem Winkel 10 befestigten Bügel 69 montiert. Der Winkel 70 ist an der Seitenwand des Kastens festgemacht. Die Bewegung des Hebels wird durch die an den Winkeln 72 und 73, welche am Boden des Kastens befestigt sind, angebrachten Stellschrauben 71 begrenzt.
Das innere Ende der Stange 52 ist mit der Muffe 74 verbunden, deren Flansche 75 gegen die Flansche 76 der Muffe 77 stosst. Beide Muffen sind auf dem mit einem Schlitz versehenen Teil der Zugstange 7A'verschieblich, und auf diesem Teil der Zugstange ist die mit einer Flansche 80 versehene Muffe 79 montiert. Die Flanschen 75, 7a und 80 sind durch Bolzen 81 so verbunden, dass sich die Muffen zusammenschieben lassen. Die beiden Muffen haben jede einen durch den Schlitz der Zugstange 78 gehenden Führungsstift 83, und eine Bufferfeder 8 : ! ist zwischen den Flanschen 76 und RO auf den Muffen 77 und 79 angebracht.
Die Stange 77 endigt in einem hufeisenförmigen Schieber 84, in dem
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ein Paar Friktionsrollen 85 und85''montiertsind, die in) Eiogtfi mit den seitlichen Ansätzen 60 der Scheibe 59 stehen. Der Schieber 81'bewegt sich in den oben in den Ständern 57 angebrachten Schlitzen 58 und an den oben auf den Ständern montierten
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In einem Drehzapfen, der durch die Lappen 89 des am Boden des Kastens 48 befestigen Trägers 88 geht, hängt der Schliesshebel 90, der durch die am Träger angebrachte Feder 91 ausser, und durch den Ansatz 941 des Hebels 94 in Betriebsstellung gebracht wird (Fig. 5). Dieser Hebel dreht sich um die Drehzapfen 95, geht durch einen Schlitz des Trägers 88 und ist durch seinen Drehzapfen 97 mit der gebogenen Stange 96 verbunden, welche quer durch den Kasten geht, mit dem oberen Arm des Hebels 62 mittels eines Anhaltes 98 verbunden ist, an ihrem Ende mit der Feder 100 versehen und auf dem Lager 99 verschiebbar ist.
Die beschriebenen Vorrichtungen arbeiten nun in folgender Weise : Ist die Weichen zunge in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, wenn die Kontaktrolle (Trolley) über den Stromunterbrecher 7 auf den toten Draht 9 übergeht, und der Motorwagenführer öffnet den Kontrollor, so wird der Stromkreis für den Weichenstellapparat folgendermassen geschlossen : Hauptleitungsdraht 6, Zweigleitung 16, Sicherungskasten, Magnete (Solenoid), Draht 15, tote Leitung 9, Kontaktrolle, Kontroller und Erdleitung. Durch diesen Strom werden die Solenoide betätigt, indem der Kern derselben mit dem Anker 25 und dem Kabel 39 nach oben und durch dieses der Hebel 62 angezogen wird. Dieser dreht das Sperrad 61 und dadurch die Scheibe 59, bis letztere mittels einer ihrer Einschnitte 93 durch den Ansatz 92 der Schliessfalle 90 festgehalten wird.
Der Hebel 62 bewegt gleichzeitig die Stange 96 und bringt den Hebel 94 zum Eingriff mit dem Hebel 90.
Beim Drehen der Scheibe 59 greift einer ihrer Ansätze 60 an einer der Friktionsrollen 85 oder 851 an, und die Weichenzunge wird durch ihre Zugstangen 78, 52 ein-oder ausgestellt. Greift z. B. einer der Ansätze 60 an der Rolle 85 an, so wird die Stange 78 mit der Stange 52 nach innen gezogen. Wird nun der Stromkreis beim Übergang der Kontaktrolle über den Stromunterbrecher 8 gebrochen, so wird der Anker 25 ausgelöst und fällt vermöge seines Eigengewichtes mit seinem Kolben in normale Lage nieder, das Kabel 39 geht zurtick, und sämtliche Hebel und Fallen werden durch ihre betreffenden Federn in Normalstellung zurückgebracht.
Die vorstehend im allgemeinen beschriebene Tätigkeit des Apparates soll nun durch die Beschreibung der Wirkung einzelner Teile in folgendem näher angeführt'werden :
Wenn der Magnet, wie oben beschrieben, sich hebt, so wird damit auch der Kolben 42
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Das Anziehen des Hebels 62 durch das Kabel 89 wirkt auf den in dem Kasten 48 befindlichen Mechanismus zunächst in der Art, dass der durch die Feder 64 angedrückte Daumen 63 das Sperrad 61 in Drehung setzt ; zugleich wird die Feder 69 zusammengepresst, um, sobald der Zug auf das Kabel aufhört, den Hebel 62 in normale Stellung zurückzubringen (Fig. 8). Durch und mit dem Sperrad wird die Scheibe 59 gedreht und
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Die Verbindung der Stangen 78 und 52 (Fig. 4 und 5) durch Flanscheumuffen und die Bufforfeder 82 haben den Zweck, ein Zusammendrücken dieser Stangen zu gestatten, wenn der Bewegung der Weichenzunge irgend ein ungewöhnliches Hindernis entgegensteht, während andererseits die Bnfferfeder stark genug ist, um eine gleichzeitige Bewegung der Zugstangen 78 und 52 zu ermöglichen, so lange die Bewegung der Weichenzungen nicht in ausserordentlicher Weise aufgehalten wird. Auf keinem Fall kann der Apparat durch
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Vorrichtung die Weichenzunge selbsttätig verstellt und festgehalten wird, während der
Hebelmechanismus selbsttätig in seine Anfangsstellung zurückgeht und nur durch wieder- holte Betätigung des Apparates verstellt werden kann.
Die Anordnung eines Isolators zwischen dem Kolben des Luftcylinders und dem Kabel 39
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In Fig. 3 ist der'Mechanismus für eine Signalvorrichtung (105) gezeigt, welche durch die in dom Bügel 84 (Fig. 5 und 6) angeordneten Friktionsrollen betätigt wird und den Gegenstand eines besonderen Patentgesuches bildet.
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Austrian PATENT LETTER No. 11092.. JOHN HENRY SPANGLER IN GRAFTON, PENNSYLVANIA
V. ST. v. A.).
Electrically operated point setting device.
The present invention relates to electrical switches. is particularly suitable for trams and aims to produce an electro-mechanical device connected to the common switch tongue, which can be operated by the driver of the electric car, a safe and easy opening and closing of the switch, as well as a reliable hold on the switch tongue Secures in the given position at the transition of the car. These advantages are achieved with this switch by a simple, electrically operated mechanism with resilient connections, by means of which the switch is prevented from setting when hard objects have become trapped in the switch, thereby preventing the parts from breaking and preventing the mechanism gets out of order.
The mechanism also makes the Woichenzungo locked by snow, ice or dirt and the like. Like. Impossible, because it is set up so that such obstacles are automatically cleared away.
The movement of this type of switch has hitherto been sudden, and the strong jolt it caused was of decisive importance; also were those who moved the switch tongue! Electromagnets are usually placed in the ground next to or near the switch tongue, causing a short circuit in wet weather.
These disadvantages are avoided by the present invention, which essentially consists in switching on a circuit breaker in the main line wire located above the track at a suitable point near the switch and arranging a line over the track in such a way that, if the controller of the car is in effect. while the contact roller comes into contact with the breaker, a mechanism comes into effect by which the switch tongue is automatically adjusted.
Furthermore, this invention allows the switch tongue to be held in place during the transition of the contact roller over the circuit breaker, when the controller is not in operation or only as much force is being applied to let the car pass the circuit breaker. The invention also consists in a new arrangement of the electromagnets and the switching of an air cylinder between these and the switch mechanism, by means of which the sudden effect of the current is avoided and a gradual, elastic movement of the switch tongue is achieved.
In the accompanying drawings, FIG. 1 is the plan view of part of the rail geloiso and a switch, FIG. 2 is a front view of the arrangement of the electromagnets and the mast for the operating cable, FIG. 3 is a side view and partial vertical section of this arrangement, FIG a vertical hanging section of the box for the mechanism, Fig-. 5 is a plan of the latter, Fig. (I a vertical cross-section of the box with
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The tension wires 5 are attached to the posts 1, 2, 3 and 4 and carry the line (trolley) wire 6. The circuit breakers 7 and 8 are connected to the latter directly and through the dead wire 9 between them (Fig. 1). and arranged over the part 12 of the gully from which the switch 13 branches off. The circuit breaker 8 is connected to the posts 1 and 3 by pull wires 10 in which insulators 11 are switched on (FIG. 1). The wire 9 is connected at its end by means of a bypass wire 15 to the fuse box 19 and this, as described later, is connected to the electromagnets (solenoids).
The secondary line wire 16 connects the main line wire 6 to the electromagnet and thus closes the circuit when the contact roller runs on the wire 9 and the controller is in effect. The secondary line wire 17 is connected to the main line at 17a and 17b and, like wires 5, 9, 15 and 16, is provided with insulators 18.
At the upper end of the post 1, the fuse box 19 is fastened with clips 18 (FIGS. 2 and 3) and through the conductor wire 20 with the box 23 located in the insulated box 23 attached to the post 1 by clips 23II and through the on the rear wall this box attached console 22 connected solenoid. The core 24 of the solenoid is connected at the bottom to the armature 25 and this to the member 26, which moves in the yoke 27 sitting on the bottom of the box. The air cylinder 28 is attached under the box 23, firmly connected to it or made from one piece with the same.
The same has in its axis a bottom opening with screw thread and on this fitting a flange sleeve 29 with thread, into which the tube 30 is screwed, which receives the suspension device for the operating cable. The tube 32 is arranged further below and is connected to the tube 30 by a tube 31 guiding the cable. In the tube 32 is the device described in more detail below for the mechanical movement of the switch blades. This tube 32 is connected to the elbow 34 in which the pulley 35 is mounted, and the elbow is also connected through the tube 36 to the box 37 carrying the pulley 38, which is attached to the box 48 containing the switch mechanism.
The cable (chain or rod) 39 is attached to the vortex 39Il in the tube 30, which is attached to the bottom of the piston rod 40 of the air valve 28 with the insulator 41 switched on, and through the tube line described above
Roller 36 out after roller 38 in box 37 (FIGS. 7 and 11). The piston
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and 44, which are fastened to the piston rod 40 by nuts 45 and has a valve opening 46, the flap 47 of which closes this opening when the piston goes up. An outlet valve t7 is attached to the upper end of the cylinder 28.
The mechanism for setting the switch tongue (Fig. 1, 4, o, dog 7) is located in the box 4s' provided with a removable cover 49, one narrow side of which has an opening 50 with a stuffing box 51 for the tie rod M to pass through. which by nuts. 53 is provided with a shoulder 54 of the switch tongue 14. The Zngenlager on the rail is with a slot a. i and the upright ribs do rails are provided with openings 56, 56II to allow the drawbar and the
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is held in engagement.
The lower end of the lever is connected to the cable (chain or rod) 39 by the link 65, while the upper end of the lever is connected to the rod 67 carrying the coil spring 68 by a pivot. This rod is mounted in the bracket 69 attached to the bracket 10. The angle 70 is attached to the side wall of the box. The movement of the lever is limited by the set screws 71 attached to brackets 72 and 73, which are attached to the bottom of the box.
The inner end of the rod 52 is connected to the sleeve 74, the flanges 75 of which abut against the flanges 76 of the sleeve 77. Both sleeves are displaceable on the part of the pull rod 7A ′ provided with a slot, and the sleeve 79 provided with a flange 80 is mounted on this part of the pull rod. The flanges 75, 7a and 80 are connected by bolts 81 so that the sleeves can be pushed together. The two sleeves each have a guide pin 83 passing through the slot in the pull rod 78 and a buffer spring 8:! is mounted between the flanges 76 and RO on the sleeves 77 and 79.
The rod 77 ends in a horseshoe-shaped slide 84 in which
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a pair of friction rollers 85 and 85 ″ are mounted, which are in position with the lateral lugs 60 of the disk 59. The slide 81 ′ moves in the slots 58 made at the top in the uprights 57 and in the slots 58 mounted on top of the uprights
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The locking lever 90 hangs in a pivot that goes through the tabs 89 of the bracket 88 attached to the bottom of the box 48 and is brought into the operating position by the spring 91 attached to the bracket and brought into the operating position by the shoulder 941 of the lever 94 (Fig. 5). This lever rotates around the pivot 95, passes through a slot in the bracket 88 and is connected by its pivot 97 to the curved rod 96 which goes across the box, is connected to the upper arm of the lever 62 by means of a stop 98, is provided at its end with the spring 100 and is displaceable on the bearing 99.
The devices described now work in the following way: If the switch tongue is in the position shown in Fig. 1, when the contact roller (trolley) passes over the circuit breaker 7 to the dead wire 9, and the driver opens the controller, the circuit will be closed for the switch machine as follows: main line wire 6, branch line 16, fuse box, magnets (solenoid), wire 15, dead line 9, contact roller, controller and earth line. The solenoids are actuated by this current in that the core of the same with the armature 25 and the cable 39 is pulled upwards and the lever 62 is pulled through this. This rotates the ratchet wheel 61 and thereby the disk 59 until the latter is held in place by means of one of its incisions 93 through the shoulder 92 of the latch 90.
The lever 62 simultaneously moves the rod 96 and brings the lever 94 into engagement with the lever 90.
When the disk 59 rotates, one of its lugs 60 engages one of the friction rollers 85 or 851, and the switch tongue is engaged or disengaged by its tie rods 78, 52. Attacks z. B. one of the lugs 60 on the roller 85, the rod 78 is pulled with the rod 52 inward. If the circuit is broken when the contact roller passes over the circuit breaker 8, the armature 25 is triggered and, by virtue of its own weight, falls down with its piston in the normal position, the cable 39 returns, and all levers and latches are in by their respective springs Normal position returned.
The activity of the apparatus described in general above will now be specified in more detail by describing the action of individual parts in the following:
When the magnet rises, as described above, so does the piston 42
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The pulling of the lever 62 by the cable 89 acts on the mechanism located in the box 48, initially in such a way that the thumb 63 pressed by the spring 64 sets the ratchet wheel 61 in rotation; at the same time the spring 69 is compressed in order to return the lever 62 to the normal position as soon as the tension on the cable ceases (FIG. 8). The disk 59 is rotated by and with the ratchet wheel
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The connection of the rods 78 and 52 (Figs. 4 and 5) by flange sleeves and the buffer spring 82 have the purpose of allowing these rods to be compressed if the movement of the switch tongue is encountered by any unusual obstacle, while on the other hand the spring is strong enough to in order to enable a simultaneous movement of the tie rods 78 and 52 as long as the movement of the switch blades is not delayed in an extraordinary manner. Under no circumstances can the apparatus get through
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Device the switch tongue is automatically adjusted and held while the
Lever mechanism automatically returns to its starting position and can only be adjusted by repeatedly actuating the device.
The placement of an insulator between the piston of the air cylinder and the cable 39
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FIG. 3 shows the mechanism for a signaling device (105) which is actuated by the friction rollers arranged in the dome bracket 84 (FIGS. 5 and 6) and forms the subject of a special patent application.