DE1588898A1 - Schrittschaltwerk - Google Patents

Schrittschaltwerk

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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H67/00—Electrically-operated selector switches
    • H01H67/02—Multi-position wiper switches
    • H01H67/04—Multi-position wiper switches having wipers movable only in one direction for purpose of selection
    • H01H67/06—Rotary switches, i.e. having angularly movable wipers

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Description

13. Dez. 1967 üktenz.: U. 17
Anmelder: Uninorm Stablissementjr, Vaduz (Liechtenstein)
Kirehstr· 749
11 Schrittschaltwerk"
Die Erfindung betrifft ein schrittschaltwerk, wie es beispielsweise in Schaltungen für Steuerungen Verwendung finden kann, um eine Anzahl von Heiais zu ersetzen, die eigens speziell für Steuerungszwecke ansonsten entwickelt werden mußten·
Das Schrittschaltwerk verfolgt den Zweck Kunstschaltungen, die mittels verschiedener Helai· in der Praxis verwirklicht werden, zu vereinfachen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt mit Hilfe des in der Praxis bereits bekannten Jb'ortachaltwerkes, welches auf ütromAmpulse anspricht, ein Schrittschalwerk zu schaffen, welches auch in komplizierten Schaltungen zu verschiedenen Verwendungszwecken geeignet ist·
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Schrittschaltwerk aus eine» U-förmigen Hahmen besteht, der als Chassis die Magnetspule aufnimmt und zugleich als llagnetjoch dient· Zwischen den U-Schenkelenden ist der Anker pendelnd angeordnet und ein Haltejoch für weitere mechanische Hilfsteile. Seitlich der U-Schenkel sind Platten angeordnet, die als Eontaktträger dienen, mit der Maßgabe, daß zwischen
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den Platten ein schrittweise bedienter ochaltlaufer angeordnet ist, der iichlaftrme trägt, die mit den Kontakten auf den Platten zusammeivarbeiten·
Besondere vorteilhaft ist bei dem ^Schrittschaltwerk nach der Erfindung, daß ein elektromagnetisches Antriebssystem mit hohem, Wirkungsgrad zur Verfügung steht, welches in raumsparender Bauweise ausgebildet 1st· iiine hohe mechanische otabilität ist durch den ü-förmigen Rahmen gegeben.
Die Anordnung der Platten mit den Kontaktträgern beidseits der U-3chenkel ergibt ein geschlossenes Kompaktgehäuse, welches sich wegen seiner kleinen .abmessungen durchaus auch in gedruckte Schaltungen einfügen läßt·
Man kann die Platten über den U-förmigen Kahnan hinaus verlängern und diese Verlängerungen als Steckerplatten ausbilden, so daB die Anwendung in gednßcten Platten oder aber anderweitig als äteckschrittschaltwerk möglich ist·
Auf diese tVelse wird erreicht, daB die seitlichen Platten einfach herstellbar sind und eventuell sogar spiegelbildlich herstellbar sind·
Die Art des Zusammenbaues spart wesentlich an Zeit, da die !Teile sich leicht herstellen lassen und nur zusammengesteckt werden müssen«
Man kann dabei so vorgehen, daB die Platten als gedruckte Schaltungen ausgebildet sind· Der Schaltläufer ist zweckmäßigerweise aus Kunststoff hergestellt und in den Platten seitlich gelagert« Auf dem Sohaltläufer sind beidseits üchleif-
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arme aufgebracht, wobei der Schaltläufer als Isolierstück ausgebildet ist« Eb besteht aber durchaus auch die Möglichkeit, den Schaltläufer so auszubilden, daß er Stromleitungen aufnehmen kann und so eine Verbindung zwischen den beiden Schleifarmen möglich ist·
Der Anker betätigt den verzahnten Schaltläufer über ein Stoßglied schrittweise und eine Sperrfeder iat für die Sperrung der iiückbewegung des Schaltläufers angeordnet« Die mechanische Bauweise der Vorwärtsbewegung ist in der Technik hinreichend bekannt.
Ks können mehrere Platten als Kontaktträger je Seite mit dazugehörigen Schleifarmen angeordnet sein, wobei mehrere Stromkreise oder aber auch gekoppelte Stromkreise möglich sind· Weiterhin könn«ibeidseite auf der Platte Kontaktträger angeordnet sein, die jeweils von einem zugehörigen Schleifarm bestreichbar sind· Auf diese Weise wird weiterhin eine größere Verwendungsmöglichkeit geschaffen und die Fertigung verbilligt, da auf beiden Seiten der Platte Kontaktträger aufgebracht sind·
Man kann dabei so vorgehen, daß jede Platt ens eite mit des darauf lallenden Schleifarm eine in sich geschlossene Sohalt basis bildet· Oder aber man geht so weit, daß mindestens
und zwei Schaltbahnen elektrisch gekoppelt sindj/bomit elektrisch
Busammenz-arbeiten/können·
Die Platten können auch weitere Schaltelemente z.B. Widerstände, Dioden, Kondensatoren und dgl· aufnehmen und somit
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ganze Schaltungen bilden·
üine lastfreie Schaltanordnung für die Kontakte findet Verwendung» bei der ein Hilfsrelais mit AbIaνfverzögerung über einen Ruhekontakt den Lastkreis erst im Ruhezustand an die Schleifarme schaltet·
Man kann das Schrittschaltwerk auch so anwenden, daß bei Dauererregung der Anker einen Heiaiskontakt öffnet« der über einen Vorwiderstand zur Ankerspule liegt. Das bringt den großen Vorteil mitsieh, daß die Ankerspule nicht ständig unter Strom liegt, sondern nur unter voller Spannung arbeitet, wenn eine Schaltung vorgenommen wird·
Man kann das schrittschaltwerk aber auch bei Impulsbetrieb mit Selbstlauf so anwenden, daß der Heimlauf durch Selbstunterbrechung mibtels eines besonders angeordneten Relaiskontaktes erfolgt.
Bei Impulsbetrieb mit Selbstlauf wird zweckmäßigerweise die Steuerung durch die Impulse selbst durchgeführt, während der Selbstlauf durch Wechselspannungsimpulse vornehmlich Halbwellenimpulse vorgenommen wird.
Ee besteht aber durchaus auch die Möglichkeit, daß die Steuerung und der Heimlauf durch Wechselspannungeimpulse ge. steuert werden, wobei der Steuerimpuls ein Halbwellenimpuls und der Heimlauf durch G-ans- und Halbwellenimpulse erfolgen kann·
Man kann das Schrittschaltwerk auch noch für eine andere Anwendung vorsehen, indem für Suchlauf mit Vorwahl die Schaltung
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ao gestaltet ist, daß mittels Drucktaste ein Programmachritt vorgewählt wird, und mittels Suchtaste das Schaltwerk durch iialbwellenimpulse bis zum vorgewählten Programmschritt abläuft, mit der Maßgabe, dass anschließend ein abfallverzögefctes Hilferelais bei Stillstand des Schaltwerkes den Lastkreis z.B. über Glimmlampen einschaltet·
Man kann den Kontaktträger beliebig ausbilden und entweder 4x10 oder 4x12 Kontakte vorsehen, das ist jeweils nach der Schaltweise wählbar·
Man kann das Schrittschaltwerk auch als universelles Bauteil, sowohl für dekadische als auch für Jede andere Zähl- und Steuerschaltung anwenden· Ss hat den besonderen Vorteil einer hohen Schaltfolge und eines robusten Aufbaues. Ein be-
r, sonders leichtes und trägheitsloses Kontaktsystem ereicht im Impulsbetrieb bis zu 22 Schritte pro Sekunde und im Selbstlauf bis zu 60 Schritte pro Sekunde« Doppelkontakte an den Schleifarmen garantieren eine sichere Kontaktgabe auch bei großer Schalthäufigkeit, Das Schaltrad und der ochaltzahn sind aus einem vergütenden hochwertigen Kunststoff gefertigt und garantieren eine lange Lebensdauer und Brsparen schmierung und Wartung·
Die Anwendung der !astfreien Weiterschaltung ergibt eine hohe Lebensdauer, da die Schleiferkontakte dadurch geschont werden.
Die Erfindung ist in den beiliegenden Skizzen schematisch dargestellt. Es zeigen:
i'igur 1 eine schematische, perspektivische auseinandergezogene
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Darstellung des schrittachaltwerkes,
Figur 2 ein Prinzipbild in schamatischer Darstellung des Antriebes ,
Figur 3 die Anwendung des Jchrittschaltwerkes bei suchlauf mit Vorwahl als schaltbild,
Figur 4 ein schaltbild der lastfreien Kontaktweiterschaltung, Figur 5 eine schaltung für Dauer erregung, .Figur 6 eine schaltung für Impulßbetrieb mit Selbstlauf, Figur 7 eine schaltung für Impulsbetrieb mit Selbstlauf einer anderen Ausführungsform,
Figur 8 eine schaltung für suchlauf mit Halbwelleniiapulsen, i'igur 9 eine schaltung für Vor- und Rückwärts zählung.
In Figur 1 besteht das schrittschaltwerk aus dem U-förinigen Rahmen 1, der das Chassis des gesamten üchrittschaltwerkes bildet. In den U-förmigen Halmen 1 ist die i-agnetspule 2 mit dem ^nker 3 eingesetzt, wobei der .anker 3 mit dem Rahmen 1 verbunden ist· Der magnetische Rückschluß wird einesteils vom Rahmen 1 gebildet und anderenteils durch den bei 21 gelagerten Anker 13t welcher in Pfeilrichtung auf- und abbewegbar ist. ^in Haltejoch 14 für mechaische Hilfsteile schließt den
U-förmigen Rahmen 1 am Oberteil ab· seitlich am U-förmigen Rahmen 1 Bind die Platten 4, 5 als Kontaktträger angesetzt, welche Lagerungen 9t Ή> tragen, in die der ochaltläufer 6, der versahnt ist, «uad auf beiden Seiten ochleifarme 7 trägt. Die Schleifarme 7 tragen Kontakte 8, die mit den schleifbahnen 11 und 12 zusammenarbeiten·
In die Verzahnung dee -Schalt lauf ere 6 greift das stoßglied 16,
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welches am .anker 13 befestigt ißt· Der Anker wird mittels der l<'eder 17 an daß fest am Rahmen 1 angebrachte Halte Joch gezogen·
Die ,.eile 18 des ochaltlaufera 6 greift in die Lagerung 9 und auf der anderen oeite in Lagerung 10 ein.
Auf der e:.nen oeite ist die Platte J? als Kontaktträger mit einer Verlang3rung 19 gezeichnet, die Eontaktstücke 20 trägt, welche beispielsweise in öteckvorrichtungen eingreifen kakn#i. wenn das ochrittschaltwerk z.B. in gedruckten ochaltungen oder dgl. Verwendung finden soll.
iun Jchaltlaufer 6 ist in der .Darstellung nur auf der einen oeite ein öchleifarm 7 gezeichnet· -iln gleicher ochleifarm kann auf der anderen oeite bei 22 angeordnet sein, wobei dieser üchleifarm dann mit den Kontakten 23 an der Platte 5 zusammenarbeitet·
In Figur 2 ist der antrieb nochmals schematisch dargestellt· Lan erkennt den Jchaltläufer 6, in den das otoßglied 16 bei .anziehen des Ankers 13 eingreift und den ochaltläufer 6 in Pfeilrichtung 24 vorwärtsbewegt· Die operrfeder 15, die am Haltejoch 14 fest angeordnet ist, verhindert, daß der ochaltläufer 6 sich rückwärts bewegen kann· Die anderen £eile sind mit den gleichen Bezugssiffern bezeichnet wie in Figur 1·
Ea ist aus Figur 2 noch zu erkennen, daß das btoßglied 16 als loses 'feil eingefügt ist, wobei es an der Überseite durch eine Öffnung in den Anker 13 eingreift und mittels der Feder am Haltejoch gehalten wird·
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In Figur 3 ist eine ochaltung schematisch dargestellt, die die Anwendung des üchrittschaltwerkes im ouchlauf mit Vorwahl zeigt, über die Kontakte 25 wird die Schaltung mit Netzspannung versorgt. Der Hauptschalter oH dient zum Aus- und Einschalten der Vorrichtung. Der Gleichrichter D1 erzeugt Halbwellen, während mit Hilfe der ouchtaste E das Schrittschaltwerk 11, 12 mit Halbwellenimpulsen angesteuert werden kann· Vordem ist durch die Drucktasten T1 bis T10 ein Programmschritt vorgewählt worden· Die Magnetspule üCH2 ist die Ankerspule des üchrittachaltwerkes, welche die uchrittschaltwerke 11, 12 und 23 betätigt, kit Hilfe des Gleichrichters D2 und des Vorwiderstandes RV kann ein Hilfsrelais A durch einen Kondensator 0 abfallverzögert betätigt werden und somit den Lastkreis über die Glimmlampen GL1-1O über das ^Schrittschaltwerk 23 schalten. Mit Hilfe einer Hücklauftaste H kann das schrittschaltwerk wieder in die Ausgangslage gebracht werden. Der Eontakt a ist der Arbeitskontakt des Hilfsrelais A.
In Figur 4 ist eine schematische üchaltskizze der lastfreien Kontaktweiterschaltung des Schrittschaltwerkes dargestellt. Die Schaltimpulse erregen die Magnetspule JOH, die von einem spannungsabhängigen Entstörwiderstand VDH überbrückt ist. über einen Gleichrichter D ist das Hilfsrelais A angeschlossen, welches durch einen Kondensator C überbrückt ist und somit abfallversögert über den Ruhekontakt den Las tiere ie an die ochleifarme s 0-9 schaltet. Die Diode D dient als Rüokspannungsschut%.
In Figur 5 ist eine schematiache ochaltskizze für eine
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Schaltung für Dauererregung des Jchrittschaltwei'kes dargestellt. Das ijxbriebssyBtem des schrittSchaltwerkes ist für Impulobetrieb dimensioniert, die Ankerspule darf daher nicht dauernd mit der Nennspannung belastet werden, fallweise kann dies jedoch durch die Schaltung der Figur 5 ermöglicht werden. Nach dem Anziehen des Ankers wird die ^pulenleistung auf 5 watt redu iert, indem der icelaiekontakt sch geöffnet wird und somit den Vorwiderstand RV in den öpulenkreis einschaltet. i)er Widerstand K und der kondensator G, die über den Impulskontakt geschaltet sind dienen zur Funkenlöschung.
In Figur 6 ist ein schematisches Schaltbild dargestellt, welches Impulsbetrieb mit Selbstlauf zeigt. Die Vorrichtung wird mit Schaltimpulsen hier mit lechteckimpulsen angetrieben, wie aus dem Schaltbild leicht zu ersehen ist. Der Heimlauf wird durch Selbstunterbrechung mit Heiaiskontakt sch1 ermöglicht. Der Schalter für Heimlauf H wird bei Heimlauf betätigt.
In i'igur 7 ist ein schematisches Schaltbild dargestellt mit Impulsbetrieb für Selbstlauf, wobei die Steuerung durch Impulse erfolgt, während der Selbstlauf durch .,echaelspannungshalbwellenimpulse betätigt wird. In der Nullstellung schaltet der Nockenkontakt n1 die wechselspannung ab. Die wechselspannung soll bei dieser Betriebsart ca. 1,5 - 2x UN betragen. Die I'Tequens der v«echselspannung beträgt maximal 60 Hz. Der Selbstlauf durch Halbwellenimpulae ist bei der Ausführung des 3chrittschaltwerkes zu bevorzugen·
In ü'igur 8 ist ein scnematisch.es Schaltbild für Suchlauf
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mit Ilalbwellenimpulsen dargestellt. Durch Jinschaltcm des ochal-» ters /J läuft der Schleifer mit Halbwellenimpulsen zum ß,)annungslosen Kontakt 4·· Durch Betätigen des ochalters H läuft das schrittschaltwerk bis der liockenkontakt n1 unterbricht. Dies ist der Heimlauf des ochrittschaltwerkes. Durch da» abfallverzögerte Hilfarelais A mit dem Kondensator G bleibt bei ouch- und Heimlauf der Lastkreis offen· Die Diode D dient als Hückspannungsschutz bei der .entladung des Kondensators C, Die anderen funktionen der Jchaltelemente sind die gleichen wie bei den vorhergehenden Schaltungen·
In Figur 9 ist ein schematisches ochaltbild für Vor- und Kückwärtszählung angegeben. Das ochrittschaltwerk I (oUH1) wird durch einen Impulskontakt (z.B. eine .,ahlscheibe) über die jiditionstaste u1 und die lUickstelltaste r1 mit G-leichspannungsimpulsen beschickt. Über die Impulstaste wird gleichzeitig das flilfsrelais A zum Ansprechen gebracht, α bringt durch den ersten Impuls das äilfsrelais Z durch a2, welches sich über x1, y1 und z2 hält· Kontakt a3 trennt den xaetkreis auf. liach. dem letzten Impuls -»alt abfallverzögert das lielais a ab und schließt dadurch atm inzwischen £mt geöffneten Kontakt al und bringt daher über z1 die Aditlonstaste u2, j2 und der Rückstelltaste r2 .Vechselspannungshalbwellenimpulse an die Magnetspule JUK2 des zweiten öchrittschaltwerkes·
Die beiden ochrittschaltwerke 1 und 2 sind so zusammengesch&ltet, daß je zwei ochleifbahnen (2x10 Schritte) des öchrittschaltwerkes 1 dem des ochrittschaltwerkes 2 entsprechen·
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öobald beide üchrittschaltwerke den gleichen -schritt erreicht haben, aient das Heiais ϊ über die Aditionstaste u3 und einer querverbindung 0-9 an. Dadurch öffnet yi, und % fällt ab, öffnet x1 und trennt dadurch die wechselspannung·
Bei Subtraktion übernimmt 3CH2 die Gleichetroaimpulse (u1 hat auf minus umgeschaltet) und zahlt rom letzten ^tand die Impuls· negativer Richtung dasu· UCH1 läuft durch llalbwellenimpulee dem jeweiligen Wert von J0H2 nach.
HilfsrelaiB B ist abfallverzögert^^irennt über b1 den Lastkreis bis c30H1 in geschaltetem Zustand ist. Die Rücketellteste R (r1, r2) bringt an beide öchrittschaltwerkspulen (.>CH1 und 3QH2) Halbwellenimpulse, bis die Nockenkontakte (n sohl und η soh2) unterbrechen. ÜH ist der Hauptschalter, OL dient ale Glättungskondensator der (rleichspannung·
Die Kontakte der Johleifarme sind durch eine gemeinsame kontaktfeder verbunden, so daß zwischen der K.ontaktbahn 11 und den Kontakten 12 beim Kotieren des uchaltläufers 6 entsprechende Verbindungen tu ütand· kommen·
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    ·Jochrittschaltwerk, dadurch gekennzeichn β t, daß dieses aus eine» U-förmigen Rahmen besteht, der als Chassis die Magnetspule aufnimmt und zugleich als Magnetjoch dient und daß zwischen den U-üchenkelenden der Anker pendelt und ein HalteJoch für mechanische Hilfsteile angeordnet ist, und seitlich der U-Schenkel Platten angeordnet sind, die als Kontaktträger dienen, mit der Maßgabe, daß zwischen den Platten ein schrittweise bedienter öchaltläufer angeordnet ist, der Schleifarme trägt, die mit den Kontakten auf den Platten zuaammenatbeiten·
    2. Schaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten über den U-föraigen Rahmen verlängert sind und die Verlängerungen als ßteckerplatten ausgebildet sind.
    3· Schaltwerk nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch geko nnzeiohnet, daß die Platten als gedruckte Schaltungen ausgebildet sind·
    4. Schaltwerk nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalt läufer in den Platten gelagert ist«
    5· Schaltwerk nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltläufer beideeits Schleifarme trägt, wobei der Sohaltläufer als Isolierstüok ausgebildet ist.
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    6· Schaltwerk nach Ansprüchen 1 bis ^'dadurch, gekennzeichnet, daß der Anker den verzahnten Schaltläufer über ein Stoßglied schrittweise vorwärtsbewegt und eine Spenfeder die Hückbewegung dee Schaltläufers verhindert·
    7· Schaltwerk nach Ansprüchen 1 bis 69 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Platten als Kontaktträger je Seite mit dazugehörigen Schleifarmen angeordnet sind·
    8» Schaltwerk nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beieseits auf der Platte Kontaktträger angeordnet sind, die jeweils von einem zugehörigen Schleifana bestreiohbar sind·
    9· Schaltwerk nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Plattenseite mit dem darauf laufenden Schleifarm eine in sich geschlossene Sca&ltbasis bildet.
    10· Schaltwerk nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schaltbasen elektrisch gekoppelt sind·
    11· Schaltwerk nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten weitere bchaltelemente wie Widerstände, Dioden, Kondensatoren etc. aufnehmen·
    12. Schaltwerk insbesondere nach Ansprüchen 1 bis 11, d a -durch gekennzeichnet, daß eine lastfreie Schaltanordnung Anwendung findet, bei der ein Hilfsrelais
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    mit Abfallverzögerung über einen Ruhekontakt den Lastkreis an die Schleifarme schaltet·
    13. Schaltwerk insbesondere nach Ansprüchen 1 bis 11, d a -durch gekennzeichnet, daß bei Anwendung von Dauererregung der Anker einen Heiaiskontakt öffnet, der über einen Vorwiderstand zur Ankerspule liegt.
    14. Schaltwerk insbesondere nach Ansprüchen 1 bis 11, d a durch gekennzeichnet, daß bei Impulsbetrieb mit Selbstlauf der Heimlauf durch Selbstunterbrechung mittels eines besonders angeordneten Relaiskontaktes erfolgt.
    15. Schaltwerk insbesondere nach Ansprüchen 1 bis 11, d a durch gekennzeichnet, daß bei Impulsbetrieb mit Seibetlauf die Steuerung durch Impulse erfolgt, während der Selbstlauf durch Wechselspannungsimpulse vornehmlich HaIbwellenimpulse erfolgt.
    16. Schaltwerk insbesondere nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß steuerung und Heimlauf durch Wechselspannungsimpulse gesteuert werdenf wobei der Steuerimpuls ein Halbwellenimpuls und der Heißlauf durch Gans- und Halbwellenimpulse erfolgen Kann.
    17· Schaltwerk nach Ansprüchen 1 bis 11,dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk tür Vor- und Rückwärtszählung Anwendung findet.
    18. Schaltwerk nach Aneprüchen 1 bis 11,dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk f\ir Suchlauf mit Vorwahl Anwendung findet, derart, daß mittels Drucktaste ein Programmsohritt vorgewählt wird und mittels Suchtaste
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    das Schaltwerk durch Halbwellenimpulse bis scum vorgewählten Programmschritt abläuft, mit der Maßgabe, daß anschlieseend ein abfallversögertta Hilfarelai» bei otillatand dea ■Schaltwerkes den Laatkreie b.B. über Glimmlampen einschaltet.
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