DE1887095U - Schaltvorrichtung. - Google Patents

Description

Die Erfindung "betrifft eine Schaltvorrichtung zum Bestimmen der genauen zeitlichen Reihenfolge v«n im Rahmen eines Arbeitsprogramms aufeinanderfolgenden, auf pneutna«-.

tischem Wege gesteuerten Arbeitsvorgängen, die eine Steuerwelle mit Steuernocken für die zeitgerechte Betätigung der zur Steuerung der Arbeitsvorgänge dienenden pneuma— tischen Schaltorgane enthält.

Gemäß der Erfindung bestehen die Steuernocken jeweils aus zwei koaxial zueinander und in axialer Richtung aufeinanderfolgend angeordneten, mit ihren Stirnflächen anein-

anderliegenden Hockenscheiben, die auf der Steuerwelle um ihre Achse herum gegeneinander verdrehbar und in ihren jeweiligen ¥/inkellagen feststellbar sind und ITocken "besitzen, die sioh über einen Abschnitt eines Kreisumfangs erstrecken, der einem Zentriwinkel von maximal 180° entspricht» Hierbei können z»B. die beiden in Zuordnung zueinander jeweils einen Steuernocken bildenden lockenscheiben auf einer auf der Steuerwelle sitzenden Lagerbuchse verdrehbar angeordnet sein und in ihrer jeweiligen Lage auf der Lagerbuchse z.B. mit Hilfe v#n Stellschrauben festgestellt werden. Vorteilhafterweise sind die beiden jeweils einen Steuernocken bildenden Nockenscheiben zu« sätzlich noch gemeinsam als Einheit auf der Steuerwelle verdrehlar und in ihrer jeweiligen Winkellage feststellbar, vorzugsv/eise indem die die Hockenscheiben tragende Lagerbüchse auf der Steuerwelle verdrehbar und mittels Schrauben feststellbar gelagert ist. Die erfindungsgesiäße Anordnung macht es möglich, die Zeitspanne, während welcher die in !rage stehenden Sohaltorgane betätigt gehalten werden, beliebig zu variieren, wie auch der Beginn des betreffenden Betätigungsvorganges den jeweiligen Erfordernissen entsprechend eingestellt werden kann· Dies kann ohne weiteres und mit wenigen Handgriffen, ζ «Β» nur nach Lockerung der !Feststellschrauben vorgenommen werden,

da man durch Verstellen der beiden Hockenscheiben gegeneinander die jeweilige Hockenlänge in beliebigem Ausmaße und durch Verstellen des Steuernockens als Einheit auf der Steuerwelle die Winkellage jedes Hockens den jeweiligen Erfordernissen entsprechend einstellen kann· Im übrigen sind die einzelnen Teile der Vorrichtung so ausgebildet, angeordnet und einander zugeordnet, daß die Schaltvorrichtung an die zu steuernde Maschine baukasten— mäßig angebaut oder abgenommen und das Programm, nach dem die einzelnen Schaltungen jeweils erfolgen, beliebig eingestellt und geändert werden kann. Hierbei ist auch noch die Herstellung der Hocken relativ einfacht Der Anwendungs. bereich der neuen Vorrichtung ist ausserordentlich weit, wenn vorteilhafterweise die quer durch das Gehäuse der Vorrichtung hindurchgehende Steuerwelle an einander gegenüberliegenden Gehäusewänden drehbar gelagert ist, wobei ihre innerhalb des Gehäuses liegende Partie mehrere, ζ·Β, vier oder acht nebeneinanderliegende Stetiernocken trägt, und an ihren beiden vom Gehäuse vorstehenden Enden die Betätigungsorgane für die Steuerwelle angreifen· Bei einer solchen Anordnung kann man die Steuerwelle z.B. mit einem Elektromotorgetriebe oder mit einem stufenlos regelbaren Elektromotor, mit einem Fremdantrieb z.B. über eine Kette, mit einem pneumatischen Drehkolbenmotor ader-

mit Hilfe eines pneumatischen Schrittschaltantriebs oder schließlich von Hand z.B. "beim !in- und Umstellen der Maschine betätigen.

In der Zeichnung sind Ausführungs- und Anwendungsbeispiele des G-egenstandes der Erfindung dargestellt. Bs zeigen:

Pig· 1 eine Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht in einem senkrechten Schnitt,

Pig· 2 die Schaltvorrichtung nach I¹Ig. 1 in einem Schnitt gemäß der Linie II - II der Pig. 1,

ffig * 3 und

Fig. 4 zwei Anwendungsarten der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung jeweils in schematischer Darstellung,

5 eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungs* gemäßen Schaltvorrichtung in einer Seitenansicht und

Pig· 6 und

Pig. 7 die Anordnung nach Pig. 5 in einer Vorderansicht bzw. in einem Schnitt gemäß der linie VII - VII der Pig. 5·

·" 5 —

Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung enthält eine Steuerwelle 1 und Steuernocken 2, die für die Betätigung der Schaltorgane 3 vorgesehen sind, die zur Steuerung der Arbeitsvorgänge dienen, die im Rahmen des jeweiligen Arbeitsprogramms aufeinanderfolgen« Als solche Schaltorgane werden übliche Druckluftventile 3 verwendet·

Wie aus S¹Ig. 1 und 2 hervorgeht, besteht jeder Steuer— nocken jeweils aus zwei lockenscheiben 4a, 4b, die koaxial zueinander angeordnet sind und in axialer Richtung gesehen (Pfeil 5) aufeinanderfolgen· Die beiden Sockenscheiben 4a, 4b, die einander zugeordnet sind, liegen mit ihren Stirnflächen aneinander an und sind auf der Steuerwelle um deren Achse herum gegeneinander verdrehbar, wobei sie in ihrer jeweiligen Winkellage festgestellt werden können· Jede nockenscheibe besitzt hierbei Hocken 6a, 6b, die sich über einen Abschnitt eines Kreisumfangs erstrecken, der einem Zentriwinkel von maxima,! 180 entspricht» Hierbei sind die Nockenscheiben 4a, 4b auf einer lagerbuchse 7 verdrehbar angeordnet, die auf der Welle 1 sitzt und ihrerseits auf dieser Welle verdreht werden kann, so daß die Nockenscheiben 4a, 4b mit der Büchse 7 eine Einheit bilden, die für sich auf der Steuerwelle verdreht werden kann· Hierbei können sowohl die Sockenscheiben einzeln — wenn

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sie einander gegenüber verdreht werden - als auch die aus den "beiden einander zugeordneten Hockenscheiben und der diese Scheiben tragenden Büchse gebildete Einheit in ihrer jeweiligen Winkellage festgestellt werden. Zu diesem Zweck weisen die als Ringscheiben ausgebildeten S'ockenscheiben (vgl. hierzu insbesondere Fig. 2) einen radialen durchgehenden Schlitz 8 auf, wobei sie jeweils mit einer Schraube 9 versehen sind, die durch die beiden Enden 9a, 9b der Singscheibe im Bereich des Schlitzes hindurchgeht· Durch Anziehen der Schraube 9 können somit die [Ringscheiben auf der Lagerbuchse 7 festgeklemmt werden. Die Lagerbuchse 7 trägt an einem Ende einen Ringflansch 10, der sich mit seiner Innenfläche 10a an der Außenfläche 10b der benachbarten Hingscheibe 4a abstützt· Dieser Hingflansch 10 besitzt ebenfalls einen radial durch*. gehenden Schlitz 8 und kann auf der Steuerwelle mit Hilfe einer Schraube 9 festgeklemmt werden, die durch die beiden Enden des Eingflansch.es im Bereich des Schlitzes etwa in tangentialer Richtung hindurchgeht. Der Außendurchmesser des Ringflansches 10 entspricht dem Außen*· durchmesser der den locken tragenden Ringscheiben 4a, 4b» Die Hocken 6a, 6b am Umfang der Ringscheiben 4a, 4b, die in radialer Richtung nach außen vorspringen, erstrecken sich in Richtung der Wellenachse gemäß Pfeil 5 über

eine kleinere Länge als die sie tragenden Ringscheiben, z.B. über die halbe länge (vgl. Pig· l), und in radialer Richtung über eine Höhe, die fast doppelt so groß als diejenige der entsprechenden Ringscheibe ist (vgl· Pig· 2).

Wie insbesondere· aus Fig. 1 hervorgeht, hat das Gehäuse 11 der Vorrichtung prismatische Gestalt. Es kann hierbei baukastenmäßig an die zu steuernde Maschine angebaut wer«- den. Die Stirnwand 12 des Gehäuses ist mit Hilfe der Schrauben 13 am Gehäuse befestigt und kann leicht abgenommen werden.

Die quer durch das Gehäuse der Torrichtung hindurchgehende Steuerwelle 1 ist bei 14a, 14b an den einander gegenüberliegenden Gehäusewänden 12 und 15 drehbar gelagert, wobei ihre innerhalb des Gehäuses liegende Partie mehrere nebeneinanderliegende Steuernocken trägt. Bei dem in I'ig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind acht solcher Steuernocken vorgesehen. Es können jedoch auch weniger, z.B. vier, oder mehr, z.B. zehn oder zwölf, solcher Steuernocken auf der Steuerwelle angeordnet werden. An den aus dem Gehäuse herausstehenden Enden der Steuerwelle 1 greifen die Betätigungsorgane für die Steuerwelle an. Bei dem in fig. I rechter Hand

gezeichneten Betätigungsorgan handelt es sich um einen Antriebsmotor 16, der am G-ehäuse lösbar angebracht ist· Dieser Antriebsmotor kann mit der Steuerwsll« uatear Zwischenschaltung eines G-etriebes (wobei durch moment*. artiges Umstecken der Zahnräder verschiedene Umdrehungszahlen erreicht v/erden Wimen) oder unmittelbar - Ytewa es sich (besonders bei Yersuchswerkstätten, wenn die günstigste Umdrehungszahl empirisch festgelegt werden soll) um einen Elektromotor mit stufenlos regelbarer Geschwindigkeit handelt - verbunden sein. Das in J?ig. 1 linker Hand gezeichnete Ende der Steuerwelle 1 trägt ein Übertragungsrad 17, das z.B, als Kettenrad oder Riemenrad ausgebildet sein kann und von einem separaten Antrieb aus über geeignete Übertragungsglieder, z.B. in Form einer Kette oder eines Riemens angetrieben wird· Das Übertragungsrad 17 kann nach Lösen der Schraube 18 von der Welle abgenommen und durch ein Handrad ersetzt werden, mit dessen Hilfe die Welle von Hand verdreht werden kann» Der Handbetrieb wird vorteilhafterweise beim Sin— und Umstellen der Maschine verwendet. Der Antrieb über das Übertragungsrad 17 ist dann zweckmäßig, wenn in der Maschine bereits eine langsam laufende Antriebswelle vorhanden ist. Man kann eines der aus dem Gehäuse der Vorrichtung herausstehenden Enden der Steuerwelle auch mit einem pneumatischen Drehkolbenmotor mit stufenlos

regelbarer Geschwindigkeit kuppeln oder mit einem nach Art eines Schrittschaltantriebs wirkenden pneumatischen Druckluftschaltzylinder mit Klinke verbinden· Diese letztere Antriebsart ist dann erwünscht, wenn die Steuer— welle 1 nicht kontinuierlich, sondern jeweils nur schrittweise bewegt werden soll· Der Antrieb mit Hilfe eines pneumatischen Drehkolbenmotors ist vor allem in explosionsgefährdeten Räumen vorteilhaft. Hierbei kann die Geschwindigkeit mit Hilfe eines Druckreglers bekannter Art stufenlos variiert werden»

Wie aus Pig. 1 zu erkennen ist, ist die Steuerwelle in ihren Lagerstellen am Gehäuse so herausnehmbar gelagert, daß sie sozusagen in momentaner Erledigung ausgewechselt werden kann. Auf diese Weise kann man ein komplettes Programm innerhalb weniger Minuten auf ein anderes Programm umstellen, indem man die zweite Programmwelle außerhalb der Schaltvorrichtung durch entsprechende Einstellung der Länge und Winkellage der locken zueinander vorbereitet. Somit ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung die lockenlänge, d.h. die Zeitdauer von 0 - 360° stufenlos einstellbar und der Zeitpunkt des Programmanfangs und des Programmendes bei konstanter lockenlänge stufenlos verstellbar, wobei durch wahlweise Betätigung eines Öffner- und Schließerventils

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durch die Hoekenscheiben stufenlose Gradeinteilungen von 0° - 180° und 180°- 36O°möglich sind.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung entfällt darüber hinaus das Herstellen von Mockenscheiben aus dem Tollen, außerdem ist ein nachträgliches Korrigieren der Zeitdauer und der Zeitpunkte möglich, wobei lediglich ein Schraubenzieher notwendig ist·

Bei der Anwendungsart nach Fig. 3 wird die erfindungs«- gemäße Schaltvorrichtung 21 an den zu steuernden Arbeitszylinder 20 jeweils unter 'Vermittlung eines sogenannten Luftrelaisventils 19 angeschlossen. Diese Art der Steuerung ist dann von Torteil, wenn es sich um größere Arbeitszylinder handelt, wobei man trotzdem nur die relativ kleine Schaltvorrichtung gemäß lig. 1 und 2 verwenden kann· Das Ventil 19 kann nahe am Arbeitszylinder 20 angebaut werden, so daß die leitungen 22, 23 nur kurz sind, was einen geringeren Luftverbrauch zur Polge hat. Ton der Schaltvorrichtung 21 zum Ventil 19 ist nur eine dünne Steuerleitung 24 erforderlich, die z.B. aus einem Kunststoffschlauch bestehen kann. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung unmittelbar an den Arbeitszylinder 26 angeschlossen. Hierbei sind zwei Steuerleitungen 27, 28 vorgesehen· Diese

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Anwendungsart ist insbesondere bei kleineren Arbeitszylindern günstig.

Is ergibt sich aus den obigen Ausführungen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung außer dem weiten Anwendungsbereich auch noch den Vorteil eines geringen Baumbe« darfs und eines einfachen und verhältnismäßig billigen Aufbaus hat. Auch die Herstellung der locken selbst ist einfacher als bei den vergleichbaren bekannten äockenscheiben* Das stufenlose Einstellen und Verstellen der Bockenscheiben auf der Steuer?;elle kann in kürzester Zeit mit denkbar wenigen und einfachen Hilfsmitteln, praktisch nur mit einem Schraubenzieher, vorgenommen v/erden.

Man kann auch die Vorteile des zeitabhängigen Steuerungssystem^ mit denjenigen des wegabhängigen Systems kombinieren, indem man Endschalter sinnvoll so anordnet, daß es je nach den Betriebsbedingungen möglich ist, entweder nur einzelne oder alle Druckluftzylinderbewegungen weg— abhängig abzutasten, d.h. indem man eine Rückmeldung vorsieht, ob der Hub vollständig ausgeführt ist· Sofern dies nicht der lall sein sollte, wird die als sogenanntes Programmschaltwerk ausgebildete Schaltvorrichtung still-

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gesetzt, so daß keine Bev/egungsüberschneidungen vorkommen können. Bei der Anordnung gemäß Pig. 5, 6, 7 ist der Steuerwelle 30 mit den Steuernocken 31 eine Reihe von acht pneumatischen Ventilen 32 und ausserdem eine Reihe von drei Endschaltern 33 zugeordnet· Der Antrieb erfolgt vom Motor 34 über das Getriebe 35· Die Betätigung kann auch über das Handrad 36 erfolgen, dem die Skala 37 zugeordnet ist, mit deren Hilfe die Stellung des Handrades genau festgelegt werden kann· Die Endschalter dienen dazu, den Antrieb der Schaltvorrichtung sogleich nach Einleitung des betreffenden Arbeitsvorganges bis zu dessen Beendigung stillzusetzen oder ihn nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne vom Beginn des betreffenden Arbeits-

zu

Vorganges anhalten, wenn die Beendigung dieses Arbeitsvorganges in dieser Zeitspanne nicht auf elektrischem Wege rückgemeldet worden ist· Das G-ehäuse der Vorrichtung ist bei 38 dargestellt·

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Claims (1)

1. -RA.3f3299*13.5.63

   Ansprüche

   1· Schaltvorrichtung zum Bestimmen der genauen zeitlichen Reihenfolge von im Rahmen eines Arbeitsprogramms aufeinanderfolgenden, auf pneumatischem Wege gesteuerten Arbeitsvorgängen, die eine Steuerwelle mit Steuernocken für die zeitgerechte Betätigung der zur Steuerung der Arbeitsvorgänge dienenden pneumatischen Schaltorgane enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuernocken jeweils aus zwei koaxial zueinander und in axialer Richtung aufeinanderfolgend angeox^dneten, mit ihren Stirnflächen aneinanderliegenden Bbckenscheiben bestehen, die auf der Steuerwelle um ihre Achse herum gegeneinander verdrehbar und in ihrer jeweiligen Winkellage feststellbar sind und Nocken besitzen, die sich über einen Abschnitt eines Kreisumfanges erstrecken, der einem Zentriwinkel von maximal 180° entspricht«.

   2# Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Zuordnung zueinander jeweils einen Steuernoeken bildenden Hockenscheiben auf einer

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   auf der Steuerwelle sitzenden Lagerbüchse verdrehbar angeordnet sind und in ihrer jeweiligen lage auf der Steuerwelle z.B. mit Hilfe von Stellschrauben festgestellt werden können#

   5· Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden jeweils einen Steuernocken bildenden lockenscheiben zusätzlich noch gemeinsam als Einheit auf der Steuerwelle verdrehbar und in ihrer jeweiligen Winkellage feststellbar sind, vorteilhafterweise indem die die Hockenscheiben tragende lagerbuchse auf der Steuerwelle verdrehbar und mittels Stellschrauben feststellbar gelagert ist.

   4» Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Ringscheiben ausgebildeten ITockenscheiben einen durchgehenden radialen Schlitz auf "«eisen und auf dem sie tragenden Teil, z.B. der Lagerbüchse auf der Steuerwelle, mit Hilfe einer durch die beiden Enden im Bereich des Schlitzes etwa in tangentialer Richtung hindurchgehenden Schraube festklemmbar sind.

   5» Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Umfang der Nockenscheibe in radialer

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   Richtung nach aussen Torspringenden locken sich in Richtung der Wellenachse über eine kleinere Länge als die sie tragenden Ringscheiben, z.B. über diehalbe Länge, und in radialer Richtung über eine Höhe erstrecken, die fast doppelt so groß wie diejenige der entsprechenden Ringscheibe ist.

   6« Schaltvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse an einem Ende einen mit seiner Innenfläche gegen die Aussenfläche der benachbarten Ringscheibe anliegenden Ringflansch besitzt, der einen durchgehenden radialen Schlitz aufweist und auf der Steuerwelle mit Hilfe einer durch die beiden Enden im Bereich des Schlitzes etwa in tangentialer Richtung hindurchgehenden Schraube festklemmbar ist.

   7· Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aussendurchmesser des Ringflansehes dem Aussendurchmesser der die Hocken tragenden Ringscheiben entspricht«

   8· Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die quer durch das Gehäuse der Vorrichtung hindurchgehende Steuerwelle an einander gegenüberliegenden G-ehäusewänden drehbar gelagert ist, wobei

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   ihre innerhalb des Gehäuses liegende Partie mehrere, z.B. vier oder acht nebeneinander liegende Steuernocken trägt und an ihren beiden vom Gehäuse vorstehenden Enden die Betätigungsοrgane für die Steuerwelle angreifen·

   9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine aus dem Gehäuse der Torrichtung herausstehende Ende der Steuerwelle z.B. unter Zwischenschaltung eines Getriebes mit einem Antriebsmotor entkuppelbar gekuppelt ist, der am Gehäuse ausserhalb oder innerhalb desselben lösbar angebracht ist·

   10· Schaltvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem Gehäuse der Vorrichtung herausstehendes Ende der Steuerwelle ein z.B. als Kettenrad oder Eiemenrad ausgebildetes Übertragungsrad abnehmbar trägt, das von einem separaten Antrieb aus über geeignete Übertragungsglieder, z.B. in form einer Kette oder eines Eiemens angetrieben wird»

   11. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem Gehäuse der Vorrichtung herausstehendes Ende der Steuerwelle ein Handrad abnehmbar trägt, mit dessen Hilfe die Welle von Hand verdreht werden kann·

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   12. Schaltvorrichtung nach einem derAnsprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der aus dem Gehäuse der Vorrichtung herausstehenden Enden der Steuerwelle mit einem pneumatischen Drehkolbenmotor mit stufenlos regelbarer Geschwindigkeit kuppelbar ist.

   13» Schaltvorrichtung nach einem derAnsprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der aus dem Gehäuse der Vorrichtung herausstehenden Enden der Steuerwelle mit einem nach Art eines Schrittschaltantriebs vaL rkenden pneumatischen Druckluftschaltzylinder mit Klinke kuppelbar ist.

   14· Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Vorrichtung prismatische Gestalt hat und baukastenmäßig an die zu steuernde Maschine angebaut werden kann·

   15. Schaltvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnwand des Gehäuses abnehmbar angeordnet ist.

   16* Schaltvorrichtung nach einem der Aneprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle in ihren Lagerstellen am Gehäuse rasch auswechselbar gelagert ist»

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   17· Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie unmittelbar an die zu steuernden Arbeitszylinder anschließbar ist·

   18. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie an die zu steuernden Arbeitszylinder jeweils indirekt unter Vermittlung üblicher sogenannter luftrelaisventile anschließbar ist.

   19· Schaltvorrichtungnach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwelle ausser den pneumatischen Schaltorganen noch eine Anzahl von als sogenannte Endschalter ausgebildeten elektrischen Schaltorganen zugeordnet ist, die den Antrieb der Sehaltvor«. richtung sogleich nach Einleitung des betreffenden Arbeitsvorganges bis zu dessen Beendigung stillsetzen oder ihn nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne vom Beginn des betreffenden Arbeitsvorganges anhalten, wenn die Beendigung dieses Arbeitsvorganges in dieser Zeitspanne nicht auf elektrischem Wege rückgemeldet worden ist»