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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kulissenscheibe für einen modular aufgebauten Sicherheitsfahrschalter nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Im Speziellen betrifft die vorliegende Erfindung eine Kulissenscheibe für einen modular aufgebauten Bahn-Sicherheitsfahrschalter.
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Sicherheitsfahrschalter werden vorzugsweise im Bereich der Bahn eingesetzt, um zu verhindern, dass länger andauernde Unachtsamkeit oder gar Bewusstlosigkeit des Fahrers zu fatalen Folgen führt. Ein Sicherheitsfahrschalter erfordert in regelmäßigen Abständen eine Betätigung des Bedienhebels durch den Fahrer, um den Betrieb der Maschinen aufrechtzuerhalten. Bleibt die Rückmeldung bzw. Betätigung des Schalters durch den Fahrer aus, so wird in der Regel zunächst ein Warnsignal ausgegeben. In weiterer Folge werden die Maschinen abgeschaltet und der Zug dadurch zum Stillstand gebracht.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Sicherheitsfahrschalter bekannt. Sogenannte Druck-Sicherheitsfahrschalter sind dazu ausgelegt, dass der Fahrer den Griff des Bedienhebels in regelmäßigen Abständen herunterdrücken muss, um den Betrieb der Maschinen aufrechtzuerhalten. Bei einem sogenannten Dreh-Sicherheitsfahrschalter muss der Griff des Bedienhebels in regelmäßigen Abständen ein Stück weit gedreht werden. In beiden Fällen sorgt eine Federrückstellung dafür, dass der Griff des Bedienhebels wieder in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Ob ein Druck-Sicherheitsfahrschalter oder ein Dreh-Sicherheitsfahrschalter zum Einsatz kommt, ist von den Vorgaben der Triebwagenhersteller abhängig.
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Derzeit werden Sicherheitsfahrschalter vorwiegend individuell nach Kundenvorgabe konstruiert und hergestellt. Insbesondere die Konstruktion und Herstellung der drehbar gelagerten Kulissenscheibe des Bedienhebels stellt dabei einen erheblichen Kostenfaktor dar.
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Eine gattungsgemäße Kulissenscheibe ist aus
DE 20 2009 001 387 U1 bekannt. Sie weist eine Lagerstelle und eine im Wesentlichen senkrecht zu einer Achse der Lagerstelle ausgerichtete Aufnahmebohrung zur Lagerung einer Betätigungsstange des Fahrschalters auf. Die Betätigungsstange ist Teil des Bedienhebels. An ihr ist der Griff des Bedienhebels befestigt. Ferner weist die Kulissenscheibe an zumindest einer ihrer beiden Seiten eine zur Aufnahmebohrung führende erste Ausnehmung auf, die zwischen der Lagerstelle und einem Außenumfang der Kulissenscheibe angeordnet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den mit der Konstruktion, der Herstellung und der Montage verbundenen Aufwand für einen nach Kundenspezifikationen hergestellten Sicherheitsfahrschalter zu reduzieren, und insbesondere die Kosten zu senken.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Demnach liegt bei einer gattungsgemäßen Kulissenscheibe für einen modular aufgebauten Sicherheitsfahrschalter dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn die Aufnahmebohrung sowohl zur Lagerung einer verschieblich gelagerten Betätigungsstange eines Druck-Sicherheitsfahrschalter als auch zur Lagerung einer drehbar gelagerten Betätigungsstange eines Dreh-Sicherheitsfahrschalters als auch zur Aufnahme einer fest mit der Kulissenscheibe verbundenen Betätigungsstange ausgebildet ist, wobei in die erste Ausnehmung eine Drehfeder einsetzbar ist, durch die eine Federrückstellung der drehbar gelagerten Betätigungsstange bewirkt wird, wobei die Kulissenscheibe an zumindest einer ihrer beiden Seiten eine zur Aufnahmebohrung führende zweite Ausnehmung aufweist, die beabstandet zur ersten Ausnehmung angeordnet ist. So kann auf einfache Art und Weise entweder ein Druck-Sicherheitsfahrschalter oder ein Dreh-Sicherheitsfahrschalter oder ein Fahrschalter ohne Sicherheitsfunktion unter Verwendung ein und derselben Kulissenscheibe montiert werden. Die Erfindung erleichtert den modularen Aufbau eines Sicherheitsfahrschalters bzw. eines Fahrschalters ohne Sicherheitsfunktion durch Verwendung von Standardkomponenten. Bei der Lagerstelle der Kulissenscheibe kann es sich beispielsweise um eine zentrale Bohrung zur Aufnahme eines Wellenstücks oder um einen zentralen Lagervorsprung handeln. Durch die erste Ausnehmung wird die Montage einer Betätigungsstange eines Dreh-Sicherheitsfahrschalters vereinfacht. Die Drehfeder wird vorzugsweise so eingesetzt, dass sie die Betätigungsstange zumindest bereichsweise umgibt. Die zweite Ausnehmung bildet vorzugsweise einen Anschlag für einen Sicherungsring oder dergleichen, um die Betätigungsstange eines Dreh-Sicherheitsfahrschalters axial zu sichern.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um die Montage weiter zu erleichtern bzw. eine Zugänglichkeit von beiden Seiten zu schaffen, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass sich die erste Ausnehmung von der ersten Seite der Kulissenscheibe bis hin zur zweiten Seite der Kulissenscheibe erstreckt. Diese Ausführungsform erleichtert insbesondere das Einsetzen der Drehfeder. Zum Zweiten kann die Ausnehmung bei dieser Ausführungsform besonders einfach hergestellt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Ausnehmung aus der Kulissenscheibe auszufräsen. Ferner ist es auch denkbar, die Kulissenscheibe als Gußteil herzustellen.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Ausnehmung in der dem Betätigungsgriff gegenüberliegenden Hälfte der Kulissenscheibe vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Ausnehmung nicht von außen sichtbar, selbst wenn der obere Teil der Kulissenscheibe aus dem Schaltergehäuse herausragt.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn an einem Rand der ersten Ausnehmung zumindest eine Tasche zum Einhängen eines Endes der als Schenkelfeder ausgeführten Drehfeder ausgebildet ist. Auf diese Weise sind für zumindest ein Ende der Schenkelfeder keine zusätzlichen Befestigungselemente notwendig. Besonders bevorzugt ist an zwei gegenüberliegenden Rändern der ersten Ausnehmung jeweils eine Tasche zum Einhängen eines Endes der als Schenkelfeder ausgeführten Drehfeder ausgebildet. Dadurch ist je nach Kundenwunsch ein Wechsel der Drehrichtung durch ein Austauschen bzw. Umsetzen der Drehfeder möglich.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Aufnahmebohrung als Stufenbohrung ausgeführt. Dadurch kann in den Teil mit größerem Durchmesser ein feststehender Hohlschaft eingesetzt werden, welcher die Betätigungsstange umgibt und schützt. Vorzugsweise kann der Hohlschaft mit einer seitlich in die Kulissenscheibe einsetzbaren Schraube arretiert werden. Hierfür eignet sich beispielsweise ein Gewindestift. Derjenige Teil der Stufenbohrung mit geringerem Durchmesser ist im Durchmesser vorzugsweise so bemessen, dass zwischen Betätigungsstange und Bohrung eine Spielpassung besteht. Sofern der Sicherheitsfahrschalter als Druck-Sicherheitsfahrschalter ausgeführt ist, wird dadurch ein präziser Schiebesitz der Betätigungsstange realisiert. Sofern es sich bei dem Sicherheitsfahrschalter um einen Dreh-Sicherheitsfahrschalter handelt, ergibt sich dadurch eine präzise drehbare Lagerung der Betätigungsstange.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Aufnahmebohrung durchgehend durch die gesamte Kulissenscheibe. Dadurch kann die Betätigungsstange zur Entriegelung einer Aufschaltsperre verwendet werden, die den Bediener daran hindert, die Kulisse beispielsweise aus einer mittleren Schaltstellung weiterzudrehen. Die Aufschaltsperre ist hierzu vorzugsweise an einem dem Betätigungsgriff gegenüberliegenden Ende der Betätigungsstange am Außenumfang der Kulissenscheibe angeordnet.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist an zumindest einer Seite der Kulissenscheibe zumindest ein seitlich abstehender Anschlagbolzen angeordnet, der dazu vorgesehen ist, mit einem Anschlag des Sicherheitsfahrschalters zusammenzuwirken, um den möglichen Verdrehbereich der Kulissenscheibe um die Achse der Lagerstelle herum zu begrenzen. Mit anderen Worten wird dadurch die Hebelauslenkung des Sicherheitsfahrschalters begrenzt. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Umsetzung der Hebelauslenkungsbegrenzung. Vorzugsweise sind zwei Anschlagbolzen vorgesehen, um die Hebelauslenkung in beide Richtungen zu begrenzen.
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Weiter vorzugsweise weist die Kulissenscheibe weitere Befestigungselemente auf. Beispielsweise kann eine Befestigungsgewindebohrung zur Montage eines Aufschaltsperrenblechs vorgesehen sein. Die Befestigungsgewindebohrung befindet sich vorzugsweise nahe des Außenumfangs der Kulissenscheibe und weiter vorzugsweise zwischen dem Anschlagbolzen zur Begrenzung der Hebelauslenkung. An der gegenüberliegenden Seite der Kulissenscheibe ist weiter vorzugsweise eine Befestigungsbohrung zur Montage einer Bremse vorgesehen. Weiter vorzugsweise weist die Kulissenscheibe ein Befestigungsgewinde für ein in eine zentrale Bohrung der Kulissenscheibe einsetzbares Wellenstück auf.
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Die Erfindung stellt ferner eine Kulissenanordnung für einen modular aufgebauten Sicherheitsfahrschalter mit einer erfindungsgemäßen Kulissenscheibe bereit. Vorzugsweise umfasst die Kulissenanordnung eine in der Aufnahmebohrung gelagerte Betätigungsstange sowie einen Sicherheitssignalgeber, wobei ein Betätigungselement des Sicherheitssignalgebers derart ausgebildet und positioniert ist, dass es sowohl durch einen sich erweiternden Abschnitt einer verschieblich in der Aufnahmebohrung gelagerten Betätigungsstange (Druck-Sicherheitsfahrschalter) als auch durch einen Nockenflächenabschnitt einer drehbar in der Aufnahmebohrung gelagerten Betätigungsstange (Dreh-Sicherheitsfahrschalter) betätigbar ist. Dadurch ergibt sich ein besonders kostengünstiger und einfacher Aufbau des Sicherheitsfahrschalters. Vorzugsweise ist der Sicherheitssignalgeber direkt an der Kulissenscheibe befestigt. Weiter vorzugsweise ist das Betätigungselement des Sicherheitssignalgebers senkrecht zur Betätigungsstange verschieblich gelagert.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Kulissenanordnung ist die Lagerstelle der Kulissenscheibe eine zentrale Bohrung der Kulissenscheibe, in die ein seitlich abstehendes Wellenstück eingesetzt ist, das zur drehbaren Lagerung der Kulissenanordnung dient, wobei der Sicherheitssignalgeber in das Wellenstück integriert ist. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher, kostengünstiger und kompakter Aufbau. Für eine präzise Lagerung der Kulissenanordnung ist es von Vorteil, wenn das Wellenstück beidseitig von der Kulissenscheibe absteht. Das Wellenstück umfasst vorzugsweise weiter ein Zahnradsegment zur Betätigung einer Schalterwelle. Ferner ist es von besonderem Vorteil, wenn das Wellenstück nach dem Poka Yoke-Prinzip an der Kulissenscheibe zu befestigen ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zwischen Kulissenscheibe sowohl eine Bolzen-Loch-Verbindung als auch eine Schraubverbindung hergestellt werden muss, wobei nur eine Montagesituation möglich ist.
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Die Erfindung stellt ferner einen Sicherheitsfahrschalter mit einer drehbar gelagerten Kulissenanordnung bereit. Die Kulissenanordnung umfasst dabei eine erfindungsgemäße Kulissenscheibe mit zumindest einem seitlich abstehenden Anschlagbolzen, der dazu vorgesehen ist, mit einem Anschlag des Sicherheitsfahrschalters zusammenzuwirken, um den möglichen Verdrehbereich der Kulissenscheibe um die Achse der Lagerstelle zu begrenzen. Dabei weist der mit dem seitlich abstehenden Anschlagbolzen der Kulissenscheibe zusammenwirkende Anschlag des Sicherheitsfahrschalters einen austauschbaren Anschlagklotz auf, wobei der mögliche Verdrehbereich der Kulissenscheibe um die Achse der Lagerstelle durch die Verwendung verschieden großer Anschlagklötze einstellbar ist. So kann besonders flexibel auf Kundenwünsche reagiert werden. Die verschieden großen Anschlagklötze können beispielsweise als Standardbauteile vorrätig gehalten werden. Vorzugsweise sind jeweils zwei Anschlagbolzen und zwei Anschläge vorgesehen, um den möglichen Verdrehbereich der Kulissenscheibe in beiden Richtungen zu begrenzen. Weiter vorzugsweise ist der Anschlagklotz mit einem feststehenden Bauteil des Sicherheitsfahrschalters verschraubt. Dadurch ergibt sich eine einfache Montage bzw. Austauschbarkeit.
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Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch die Betätigungseinheit eines Druck-Sicherheitsfahrschalters mit einer erfindungsgemäßen Kulissenscheibe,
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2 eine Schrägansicht der Betätigungseinheit aus 1,
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3 eine weitere Schrägansicht der Betätigungseinheit aus den 1 und 2,
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4 eine Vorderansicht der Betätigungseinheit aus den 1 bis 3 mit zusätzlichen Bauteilen des Druck-Sicherheitsfahrschalters,
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5 einen Längsschnitt durch die Betätigungseinheit eines Dreh-Sicherheitsfahrschalters mit der erfindungsgemäßen Kulissenscheibe gemäß dem Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 4, und
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6 eine Schrägansicht der Betätigungseinheit aus 5.
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Für die folgenden Ausführungen gilt, dass gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichnen bezeichnet sind. Sofern in einer Zeichnung Bezugszeichnen enthalten sind, auf die in der zugehörigen Figurenbeschreibung nicht näher eingegangen wird, so wird auf vorangehende oder nachfolgende Figurenbeschreibung Bezug genommen.
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Die 1 bis 4 zeigen die Betätigungseinheit 1 (Kulissenanordnung) eines Druck-Sicherheitsfahrschalters mit erfindungsgemäßer Kulissenscheibe 2. Die Betätigungseinheit 1 besteht im Wesentlichen aus der Kulissenscheibe 2 selbst, einem in eine zentrale Bohrung 5 der Kulissenscheibe eingesetzten Wellenstück 26 zur drehbaren Lagerung der Betätigungseinheit im Schaltergehäuse, der Betätigungsstange 4, sowie dem am oberen Ende der Betätigungsstange 4 angebrachten Betätigungsgriff 11. In 1 ist zu erkennen, dass die Betätigungsstange 4 in eine Aufnahmebohrung 3 der Kulissenscheibe 2 eingesetzt ist, welche die Bohrung 5 zur Aufnahme des Wellenstücks 26 kreuzt und sich durch die gesamte Kulissenscheibe 2 hindurch erstreckt. Mit anderen Worten tritt die Aufnahmebohrung 3 an zwei gegenüberliegenden Punkten des Außenumfangs 10 der Kulissenscheibe aus der Kulissenscheibe aus. Die Aufnahmebohrung 3 ist als Stufenbohrung ausgeführt und weist in der oberen Hälfte der Kulissenscheibe einen größeren Durchmesser auf als in der unteren Hälfte der Kulissenscheibe. In der unteren Hälfte besteht eine direkte Führung der Betätigungsstange 4 durch die Aufnahmebohrung 3. In den oberen Teil der Stufenbohrung ist ein hohlzylindrischer Hohlschaft 15 eingesetzt, der die Betätigungsstange 4 umgibt und vor Beschädigung schützt. Der Hohlschaft 15 ist mittels eines Gewindestiftes 16, der von der linken Seite 6 der Kulissenscheibe 2 eingesetzt wird, in der Aufnahmebohrung 3 fixiert. Der Gewindestift 16 begrenzt gleichzeitig den Hub der Betätigungsstange 4, indem er in eine umlaufende Nut 35 der Betätigungsstange eingreift. Die zwischen Betätigungsgriff und dem oberen Ende des Hohlschaftes 15 angeordnete Spiralfeder 36 sorgt dafür, dass Betätigungsgriff 11 und Betätigungsstange 4 im unbelasteten Zustand stets in einer oberen Stellung gehalten werden.
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Wie insbesondere in 2 gezeigt ist, umfasst das Wellenstück 26 an der linken Seite 6 der Kulissenscheibe ein Zahnradsegment 27, das mit einem nicht gezeigten Ritzel einer Schalterwelle des Fahrsicherheitsschalters in Eingriff steht. In dem Zahnradsegment 27 sind zwei Bohrungen vorgesehen, die zur Befestigung des Wellenstücks 26 an der Kulissenscheibe 2 dienen. In eine der beiden Bohrungen greift ein entsprechender Bolzen der Kulissenscheibe ein, in die andere Bohrung ist eine entsprechende Schraube 21 zur Befestigung des Wellenstücks eingesetzt. Ebenfalls auf der linken Seite 6 der Kulissenscheibe ist in das Wellenstück 26 ein Sicherheitssignalgeber 25 integriert. Über den Sicherheitssignalgeber wird registriert bzw. überprüft, ob der Fahrer in den geforderten regelmäßigen Abständen die Druckfunktion des Druck-Sicherheitsfahrschalters betätigt und damit Rückmeldung gibt, dass er bei vollem Bewusstsein ist. Die Betätigung erfolgt durch Drücken des Betätigungsgriffs 11. Dadurch wird die Betätigungsstange 4 in Hohlschaft 15 sowie Aufnahmebohrung 3 nach unten gedrückt. Dabei wird auch der Betätigungsstößel 22 des Sicherheitssignalgebers 25, welcher an einem sich konisch aufweitenden Abschnitt 23 der Betätigungsstange 4 anliegt, betätigt.
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Wie insbesondere in den 2 und 4 gezeigt ist, sind an der linken Seite 6 der Kulissenscheibe 2 nahe des Außenumfangs 10 zwei seitlich abstehende Anschlagbolzen 18 angeordnet, über die der mögliche Verdrehwinkel der Betätigungseinheit begrenzt wird. Die beiden Anschlagbolzen 18 finden ihren Anschlag an zwei Befestigungsklötzen 19, die jeweils mit einem feststehenden Bauteil 29 des Fahrsicherheitsschalters verschraubt sind.
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Zur Befestigung dienen dabei die Befestigungsschrauben 28. Durch verschieden dicke Anschlagklötze 19, die zur Montage vorrätig gehalten werden können, lässt sich der mögliche Verdrehwinkel der Betätigungseinheit auf einfache Weise einstellen. Der Fahrsicherheitsschalter kann daher den Kundenwünschen entsprechend mit unterschiedlich dicken Anschlagklötzen ausgestattet werden.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich eine sogenannte Aufschaltsperre vorgesehen. Im dargestellten Fall begrenzt die Aufschaltsperre den Auslenkungsbereich auf die Hälfte und verhindert, dass der Betätigungsgriff 11 aus der in 4 gezeigten mittleren Schaltstellung weiter nach links verschwenkt werden kann. Die Aufschaltsperre besteht aus einem Aufschaltsperrenblech 30, das in der unteren Hälfte der Kulissenscheibe nahe des Außenumfangs 10 an der linken Seite 6 der Kulissenscheibe angebracht ist. Das Aufschaltsperrenblech 30 ist in die beiden Anschlagbolzen 18 eingehängt und zusätzlich mit der Kulissenscheibe verschraubt. Es weist einen radial abstehenden Haken 31 auf, der in der mittleren Schaltstellung mit einer am Außenumfang 10 der Kulissenscheibe angeordneten Sperrklinke 17 in Eingriff gelangt. Die Sperrklinke 17 ist federbelastet und dadurch gegen den Außenumfang 10 der Kulissenscheibe 2 vorgespannt. Wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist, kann die Aufschaltsperre durch Drücken des Betätigungsgriffs 11 entriegelt werden. Die Sperrklinke 17 wird dabei durch das untere Ende der Betätigungsstange 4, welches bei der Betätigung aus dem unteren Ende der Aufnahmebohrung 3 austritt, ausgelenkt.
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Wie in 3 gezeigt ist, verfügt die Kulissenscheibe auf der rechten Seite 7 über zwei Befestigungsbohrungen 20, die zur Befestigung einer eventuell zusätzlich vorgesehenen Bremse dienen.
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Die 5 und 6 zeigen eine Abwandlung der Betätigungseinheit 1 zur Verwendung in einem Dreh-Sicherheitsfahrschalter. Die Betätigungseinheit ist zum größten Teil identisch mit dem Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 4. Dies bedeutet, es kommen überwiegend die gleichen Teile zum Einsatz, lediglich die Betätigungsstange 4 und der am oberen Ende der Betätigungsstange befestigte Betätigungsgriff 11 müssen ausgetauscht werden. Die in 1 gezeigte Spiralfeder 36 zur axialen Vorspannung der Betätigungsstange 4 entfällt. Statt dessen kommt eine als Schenkelfeder ausgebildete Drehfeder 9 zum Einsatz, durch welche Betätigungsstange und Betätigungsgriff in einer Ausgangsstellung gehalten werden. Die Schenkelfeder 9 umgibt eine Lagerhülse 33, die auf die Betätigungsstange 4 aufgesteckt ist. Feder und Lagerhülse werden seitlich in eine untere Ausnehmung 8 der Kulissenscheibe 2 eingesetzt. Ein Ende der Schenkelfeder wird dabei in eine am Rand der Ausnehmung 8 ausgebildete Tasche 12 eingelegt. 6 zeigt, dass an zwei gegenüberliegenden Rändern der Ausnehmung 8 jeweils eine Einlegetasche 12 ausgebildet ist. Dadurch kann durch Umsetzen der Feder bzw. Austausch der Feder auf einfache Weise die Drehrichtung umgekehrt werden. Der Austausch der Feder ist auch nach erfolgter Erstmontage der Bedieneinheit möglich. Die mögliche Verdrehung des Betätigungsgriffs um die Achse der Betätigungsstange 4 wird begrenzt durch eine unterhalb der Lagerhülse 33 angeordnete und mit der Betätigungsstange 4 verschraubte Anschlagscheibe 34, welche mit einem in der unteren Hälfte der Ausnehmung 8 ausgebildeten Anschlag 32 auf der rechten Seite 7 der Kulissenscheibe zusammenwirkt.
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Die Betätigungsstange 4 ist in dieser Ausführungsform nicht axial verschieblich gelagert. Vielmehr ist sie durch zwei Sicherungsringe 14, die in eine zweite Ausnehmung 13 eingesetzt sind, axial gesichert. Die Betätigung des Betätigungsstößels 22 des Sicherheitssignalgebers 25 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine am Außenumfang der Betätigungsstange 4 ausgebildete Nockenfläche 24.
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Die Betätigungseinheit gem. den 5 und 6 verfügt nicht über eine Aufschaltsperre.
