DE3004014A1

DE3004014A1 - Ueberlastsicherungsvorrichtung fuer ein handhabungsgeraet

Info

Publication number: DE3004014A1
Application number: DE19803004014
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Dirk 2000 Hamburg Helms
Original assignee: Jungheinrich Unternehmensverwaltung KG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 1980-02-04
Filing date: 1980-02-04
Publication date: 1981-08-06
Also published as: FR2474928A1; GB2068891A; SE8100173L; SE447462B

Description

überlastsicherungsvorrichtung für ein Handhabungsgerät

Die Erfindung betrifft eine überlastsicherungsvorrichtung •für ein Handhabungsgerät mit einem an einem Träger- bewegbaren Arm, an dem ein Werkzeug angeordnet ist, wobei zwischen dem Träger und dem Arm eine in dem Antriebskreis befindliche Si- «herungsschaltung vorgesehen ist und an einem der Teile Träger oder Arm - eine Aufnahme und an dem anderen Teil - Arm oder Träger - ein zur Aufnahme bewegliches Element angeordnet ist j welches unter einer nachgiebigen Andruckkraft steht und durch Anschläge mit dem anderen Teil durch Gegenanschliine verbunden ist, wobei die nachgiebige Andruckkraft eine durch die Anschläge begrenzte und gegen die Anschläge rückbewegbare Lage bestimmt, und ferner ein Schalter vorgesehen ist, der bei axialen und winkligen Relativbewegungen zwischen der Aufnahme und dem^ETement eine Antriebsausschaltung herbeiführt.

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Eine solche Überlastsicherungsvorrichtung ist aus der DB-OS 27 17 871 bekannt. In der bekannten Ausführung ist eine topfartige Aufnahme angeordnet, in der das bewegliche Element als Scheibe mit balligem Band ausgeführt ist, die im Randsteg der topfförmigen Aufnahme translatorisch bewegbar und auch verschwenkbar ist. Bei dieser bekannten Ausführung ist es nicht möglich, daß sich die Scheibe seitwärts gegenüber der topfförmigen Aufnahme bewegt, so dnß gewisne Probleme hinsichtlich der Ausschaltung bei Belastung entstehen, wenn im Bexiegungsablauf' des Handhabungsgerätes am Arm seitwärts gerichtete Belastungen auftreten. Praktisch ist bei der bekannten Ausführung nur eine axiale Verschiebbarkeit des Elementes oder eine Taumelbewegung möglich, um den Schalter zu betätigen. Dieser ist daher in der bekannten Ausführung auch mit einem außermittig schwenkbar angelenktem Arm versehen, der durch einen zumindest ungefähr mittigen Fortsatz am anderen Teil betätigt wird, wobei der Schalter selbst außerhalb der Überlastsicherungsvorrichtung liegt.

Die in der bekannten Ausführung vorgesehenen Anschläge lassen zusätzlich noch in beschränktem Maße eine Drehbewegung der dort vorgesehenen Scheibe mit balligem Rand zu.

Eine solche Überlastsicherungsvorrichtung hat nur beschränkte Wirkungen. Eine Überlastsicherungsvorrichtung hat den Zweck, bei Anstoß des Werkzeuges - welcher Ausdruck ein Arbeits- oder Greifgerät umfaßt - dann eine Ausschaltung zwecks Vermeidung einer Beschädigung herbeizuführen, wenn durch einen solchen Anstoß eine ein bestimmtes Maß überschreitende Kraft erzeugt wird. Wenn bei der bekannten Ausführung eine seitwärts gerichtete Kraft bezüglich des Armes entsteht, kann der Anschlag am balligen Rand der Scheibe eine weiter-

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gehende Bewegung verhindern, und zwar insbesondere dann, wenn sich dadurch erhöhte Kräfte an den sich berührenden Stellen ergeben, so daß eine Abgleitbewegung verhindert wird.

Dadurch können sich bei den angesprochenen Handhabungsgeräten erhebliche Nachteile ergeben, die zu den Schäden an den zu bearbeitenden Werkstück oder auch an den Werkzeugen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Fangel abzuhelfen und eine Überlastsicherungsvorrichtung für ein Handhabungsgerät der eingangs angegebenen Art zu schaffen, durch welche auch in Querrichtung, beispielsweise des Armes, entstehende Reaktionskräfte aufgenommen werden und zur Abschaltung führen. Dabei ist auch beabsichtigt, eine Vorrichtung zu schaffen, die einfacher ausgeführt ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß das Element in bezug zu der Aufnahme auch querbeweglich angeordnet ist.

Hierdurch ergibt sich in einer Ausführungsform eine im Normalbetrieb definierte Lagerung, die durch mechanische, durch Federn belastete, geschlossene Anschläge festgestellt ist, und in einer anderen Ausführungsform in quasi schwimmender Lagerung, die eine allseitige Auslenkung entsprechend einer kugelradialartigen Lagerung ermöglicht, die aber durch die nachgiebige Andruckkraft im Normalbetrieb eine genügende Stabilität für eine definierte Arbeitssteuerung aufweist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt eine topfförmige Aufnahme nach innen gezogene Ansätze, die Gegenanschläge entsprechend der Mittelachse des topfförmigen Elementes bilden, und wenigstens eines der Teile aus Anschlag oder Gegenanschlag

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weist eine sich in Richtung der Mittelachse im Querschnitt verändernde Profilierung auf; bei axialer Auseinanderbewegung ist eine Seitenbewegbarkeit vorgesehen. Diese Ausführungsform schafft eine besondere Stabilität für den Normalbetrieb unter Beibehaltung auch einer seitlichen Ausweichmöglichkeit nach axialer Bewegung der aneinandergeführten Teile.

Dabei liegt eine zweckmäßige Ausgestaltung darin, daß die Ansätze am offenen Ende der Aufnahme angeordnet sind und öffnungen besitzen, und daß Anschläge und Gegenanschläge eine sich in ihrer Axialrichtung in der.Querschnittsebene jeweils verändernde Profilierung aufweisen. Bei Axialbewegun-g der aneinanderge führt en Teile nimmt daher die seitliche Ausweichbewegbarkeit zu. Hierbei wird einbezogen, daß als Profilierung eine Halbkugelform vorgesehen ist. Dadurch ist auch eine Verschwenkbarkeit möglich, was aber besonders bevorzugt wird, wenn nur eine Gruppe ineinandergreifbarer Elemente angeordnet ist. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind in die öffnungen konische Anschläge geführt, die an einem Stern des Elementes innerhalb der topfförmigen Aufnahme angeordnet sind.

Es wird bevorzugt, daß die Gegenanschläge ringförmig mit insbesondere balligem Querschnitt ausgeführt sind. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine geringe Reibungskraft beim Abheben der miteinander in Eingriff stehenden Teile, sondern auch eine leichtere Winkelbeweglichkeit. Es wird aber in einer anderen Aus führungs form bevorzugt, daß die Gegenansctiäge eine öffnungsprofilierung für die Anschläge entsprechend der Querschnittsform der Anschläge aufweisen, weil dadurch, insbesondere bei einer konischen Querschnittsform, eine verbesserte starre Führung des Armes erreicht wird.

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Einbezogen wird, daß der im Inneren der Aufnahme angeordnete Stern durch eine als Feder ausgebildete nachgiebige Andruckkraft abgestützt ist, die den mittleren Bereich umgibt, und in welcher ein Zapfen vor einem Schaltelement am Boden der topfförraigen Aufnahme angeordnet ist. Dieses genügt an sich zur Abstützung der Teile, wenn auch nicht ausgeschlossen wird, daß, entsprechend der bekannten Ausführung, beispielsweise drei um den Umfang angeordnete Federn vorgesehen sind. Unter diesem Gesichtspunkt sind zweckmäßig mehrere Federn im Umkreis um einen zentrischen Zapfen am Stern zwischen dem Roden der Aufnahme und dem Stern vorgesehen.

Federn sind in diesem Zusammenhang an sich bekannt und stellen ein einfaches Mittel für die Aufbringung der nachgiebigen Andruckkraft dar. Besonders bevorzugt wird aber, daß als nachgiebige Andruckkraft eine Magnetanordnung vorgesehen ist. Eine Magnetanordnung hat den Vorteil eines Abrisses der Haltekraft nach Relativbewegung der einander zugeordneten Teile um eine bemessene Strecke. Außerdem liegt eine verbesserte Anpassungsfähigkeit vor, und. zwar im Hinblick auf die Bemessung der Magnetkraft, die gegebenenfalls einstellbar sein kann. Unter diesem Gesichtspunkt werden insbesondere auswechselbare Permanentmagneten, aber auch Elektromagneten einbezogen, deren Erregung regelbar ist. Zweckmäßig ist die Magnetanordnunrr, mit Magnet- und Rückschlußteilen einerseits am Stern und andererseits an den Ansätzen bzw. einem entsprechenden Steg angeordnet. Dabei wird eine ringförmige Magnetanordnung bevorzugt. Hierin liegt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform besteht das Element aus einer Platte, an der wenigstens drei hochragende Anschlage angeordnet sind,und die sich im Querschnitt an dem von der Platte entfernten Ende erweiternden Anschläge sind von Gegenanschlägen der Aufnahme umgeben. Dadurch kann eine topfförmige Gestalt der Aufnahme vermieden,

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aber auch eine Beweglichkeit und Seitenführung mit seitlicher Bewegbarkeit erreicht werden. Einbezogen wird dabei vorteilhaft , daß auf der Platte pokalförmige Anschläge angeordnet sind, welche von ringförmigen Gegenanschlägen der Aufnahme umgeben sind, deren Durchmesser kleiner als der größte Durchmesser der Anschläge ist. Damit ergibt sich eine geschlossene Verbindung.

Vorteilhaft sind dabei Federn zwischen der Grundplatte der Aufnahme und den erweiterten Enden der in die Aufnahme geführten Anschläge angeordnet.

Wenn von einem Stern oder Ansätzen die Rede ist, wird einbezogen, daß diese als Ringsteg geschlossen ausgeführt sind. Die Erfindung bietet im übrigen den Vorteil, daß der Schalter/mittig auf dem Boden der Aufnahme oder der Platte des Elementes unter einem Zapfen des Elementes oder der Aufnahme angeordnet ist.

Vorteilhaft ist wenigstens am Betätigungsglied des Schalters ein tellerartiger Aufsatz angeordnet. Er kann auch an Zapfen vorgesehen sein. Der Aufsatz hat den Zweck, eine Schalterbetätigung unter allen möglichen gegenseitigen Bewegungen zu gewährleisten.

Die Erfindung wird' im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 : eine Seitenansicht der Überlastsicherungs-

vorrichtung im Schnitt längs der Linie I - I in Fig. 2,

Fig. 2 : eine Draufsicht auf Fig. 1,

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Fig. 3 : eine der Pig. 1 entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,

Pig. Η : eine der Pig. I entsprechende Seitenansicht einer Ausführung mit anderen Haltemitteln
im Schnitt.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleihen Bezugs zeichen bezeichnet.

An dem Träger 1 ist eine Aufnahme 2 angeordnet, an welcher

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ein Element 3 bewegbar angeordnet ist, an dem ein Arm 4 als Handhabungsgerät vorgesehen ist.

Die Aufnahme 2 besteht in der Ausführungsform nach Pig. I aus einer Grundplatte 5 und einem sich von dieser erstreckenden topfförmigen Gehäuse 6, das nach innen gezogene Ansätze 7, in Form eines herumlaufenden Steges 9 aufweist.

Die Ansätze 7, 8 oder der Steg 9 begrenzen eine innere öffnung 10, durch welche mit Spiel ein Hals 11 des Elementes 3 geführt ist. Dieses Element besitzt außerhalb des Gehäuses 6 eine Platte 12, an der der Hals 11 befestigt ist, der sich durch die öffnung 10 in das Gehäuse 6 erstreckt und im Inneren des Gehäuses einen Stern 13 bzw. in geschlossenem Zustand eine entsprechende Platte besitzt. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, sind in dem Steg 9 drei sich nach außen verjüngende, konische öffnungen 14, 15, 16 angeordnet. In diese als Gegenanschläge dienenden Öffnungen, die zur Mittelachse des Gehäuses 6 ausgerichtet sind, greifen konische Anschläge 17, 18 ein, wobei die Konizität so gewählt ist, daß eine Verjüngung des Querschnitts von der Grundplatte 5 des Gehäuses zur Platte hin erfolgt. Die Anschläge 17, 18, denen ein entsprechender Anschlag bei 16 zugeordnet ist, sind an der Platte bzw. dem Stern 13 so befestigt, daß diese Platte mit Abstand von dem Steg 9 gehalten ist, wenn Anschläge und GegenanschH^ge in Eingriff stehen. Unter den Anschlägen 17, 18 greifen an dem Stern 13, der gegebenenfalls als Rundsteg ausgeführt ist, Druckfedern 19, 20 an, wobei bezüglich Fig. 2 auch bei 16 eine weitere Druckfeder angeordnet ist, um die Anschläge 17, 1-8 an den Gegenanschlägen nachgiebig, aber in starrer Führung

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festzulegen. Der Stern 13 hat an seiner Unterseite einen Zapfen 21, der bei Eindrückung des Sterns in das Gehäuse 6 bei Zusammendrückung der Federn 19, 20 einen Schalter 22 betätigt, der als Sicherheitsschalter vorgesehen ist.

Es ist erkennbar, daß eine axiale Verlagerung des Armes 4 die Einwärtsbewegung des Sterns bewirkt und den Schalter betätigt. Es ist aber auch erkennbar, daß dabei gleichzeitig die konischen Anschläge 17, 18 in den konischen öffnungen 14, 15, die als Gegenanschläge dienen, Spiel erhalten. Dadurch ist auch eine Seitwärtsbewegung des Armes 4 möglich, nachdem eine Einwärtsbewegung zur Betätigung des Schalters 22 stattgefunden hat. Wenn von dem Arm 4 eine Seitwärtsbewegung ausgeführt wird, sorgt die Konizität der konischen Anschläge 17, 18 in den konischen öffnungen 1^, 15 aufgrund der Seitwärtsbewegung und der sich daraus ergebenden Keilwirkung für eine Einwärtsbewegung des Sterns 13 und damit eine Betätigung des Schalters.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei dieser Ausführung wenigstens drei konische Anschläge angeordnet sind, um eine gleichmäßige Abstützung zu gewährleisten.

In Fig. 3 hat die Platte 12 des Elementes 3 erkennbar, beispielsweise in der Anordnung nach Fig. 2, wenigstens drei Anschläge 26, 27, die im wesentlicherthalbkugelförmig ausgebildet und auf Ansätzen 28, 29 der Platte 12 angeordnet sind. Die als Öffnungsränder 30, 31 ausgeführten Gegenarischläge sind entweder an einem nach innen gezogenen Steg oder an Ansätzen eines topfförmigen Gehäuses der Aufnahme 2 oder an

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gesonderten zylindrischen, nach unten gerichteten Ansätzen 32, 33 an der Grundplatte 5 der Aufnahme 2 ausgebildet. Dabei sind Druckfedern 35, 36, praktisch wenigstens drei Druckfedern entsprechend der Anordnung nach Fig. 2, zwischen den den größten Querschnitt aufweisenden Oberflächen der Anschläge 26, 27 und der Grundplatte 5 der Aufnahme 2 vorgesehen, um einen festen Eingriff herbeizuführen. Auch bei dieser Ausführung ist ein mittlerer Zapfen 21 zur Betätigung eines Schalters 22 angeordnet und die Profilierung der Anschläge 26, 27 läßt bei beginnender Eindrückung eine seitliche Verlagerung des Elementes zu.

Das Schalterbetätigungsglied 25 ist zweckmäßig mit einem tellerartigen Aufsatz 23 ausgestattet, so daß die Schalterbetätigung unter allen Bewegungsmöglichkeiten gewährleistet ist, beispielsweise auch, wenn die miteinander im Eingriff stehenden Teile, Aufnahme und Element, zueinander verschränkt oder seitlich bewegt werden.

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung entsprechend Fig. 1, wobei jedoch eine Magnetanordnung 37 mit Magnetteilen und Rückschlußteilen gezeigt ist, wobei die Magnetteile insbesondere am Stern 13 und die Rückschlußteile an den Ansätzen 7, 8 oder dem Steg 9 angeordnet sind. Dabei wird eine ringförmige Anordnung um die öffnung 10 bevorzugt, obgleich auch einzelne Magnete um einen Umkreis vorteilhaft vorgesehen sein können. Pei der Ausführung mit Elektromagneten sind Erregerkreise und eine Energiequelle vorgesehen, die entweder durch den Schalter 22 oder auch durch einen äußeren Schalter betätigbar sein können.

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Claims

Patentansprüche

( l.y Überlastsicherungsvorrichtung für ein Handhabungsgerät mit einem an einem Träger bewegbaren Arm, an dem ein Werkzeug angeordnet ist, wobei zwischen dem Träger und dem Arm eine in dem Antriebskreis befindliche Sicherungsschaltung vorgesehen ist und an einem der Teile - Träger oder Arm - eine Aufnahme und an dem anderen Teil - Arm oder Träger - ein zur Aufnahme bewegliches Element angeordnet ist, welches unter einer nachgiebigen Andruckkraft steht und durch Anschläge mit dem anderen Teil durch Gegenanschläge verbunden ist, wobei die nachgiebige Andruckkraft eine durch die Anschläge begrenzte und gegen die Anschläge rückbewegbare Lage bestimmt, und ferner ein Schalter vorgesehen ist, der bei axialen und winkligen Relativbewegungen zwischen der Aufnahme und dem Element eine Antriebsausschaltung herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (3, 12) in Bezug zu der Aufnahme (6) auch querbeweglich angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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eine topfförmige Aufnahme (2) nach innen gezogene Ansätze (7, 8) aufweist, die Gegenanschläge (14 - 16; 30, 3D entsprechend der Mittelachse der topfförmigen Aufnahme (2) bilden, und daß wenigstens eines der Teile (14 - 16; 30, 31, 17, 18, 26, 27) aus Anschlag oder Gegenanschlag eine sich in Richtung der Mittelachse im Querschnitt verändernde Profilierung aufweist und bei axialer Auseinanderbewegung eine Seitenbewegbarkeit vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (7, 8) am offenen Ende der Aufnahme (2) angeordnet sind und als Gegenanschläge (14 - 16; 30, 31) öffnungen besitzen, und daß Anschläge (17, 18, 26, 27) und Gegenanschläge (14 - 16; 30, 31) eine sich in Ihrer Axial richtung in der Querschnittsebene jeweils verändernde Profilierung aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Profilierung eine Halbkugelform vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die öffnungen konische Anschläge (17, 18) geführt sind, die an einem Stern (13) des Elementes innerhalb der topfförmigen Aufnahme angeordnet sind,
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenanschläge (30, 31) ringförmig mit insbesondere balligem Querschnitt ausgeführt sind.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenanschläge (14 - 16; 30, 3D eine öffnungsprofilierung für die Anschläge (17., 18, 26, 27) entsprechend der Querschnittsform der Anschläge (17, 18, 26, 27) aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der im Inneren der Aufnahme. (2) angeordnete Stern (13) durch eine Feder (24, 4l) abgestützt ist, die den mittleren Bereich umgibt, und in welcher ein Zapfen (21) vor einem Schaltelement (22) am Boden der topfförmigen Aufnahme (2) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Federn '(19* .20) im Umkreis um einen zentrischen Zapfen (21) am Stern 13) zwischen dem Boden und der Aufnahme und dem Stern vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebige Andruckkraft eine Magnetanordnung (37) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung mit Magnet- und Rückschlußteilen einerseits am Stern (13) und andererseits an den Ansätzen (7, 8) bzw. einem entsprechenden Steg (9) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch.gekennzeichnet, daß eine ringförmige Magnetanordnung vorgesehen ist.

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13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch Permanentmagneten.
lh. Vorrichtung nach ehern der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch die Ausführung mit Elektromagneten.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (3) aus einer Platte (12) besteht, an der wenigstens drei hochragende Anschläge (26, 27) angeordnet sind, und daß die sich im Querschnitt an dem von der Platte (12) entfernten Ende erweiternden Anschläge (26, 27) von Gegenanschlägen (30, 31) der Aufnahme (2) umgeben sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15 ₃ dadurch gekennzeichnet, daß auf der Platte (12) pokalförmige Anschläge (26, 27) angeordnet sind, welche von ringförmigen Gegenanschlägen (30, 3D der Aufnahme (2) umgeben sind, deren Durchmesser kleiner als der größte Durchmesser der Anschläge ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 15 und 16, gekennzeichnet durch Federn (35, 36) zwischen der Grundplatte (5) der Aufnahme (2) und den erweiterten Enden der in die Aufnahme (2) geführten Anschläge (26, 27).
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 > dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (22) mittip; auf dem Boden der Aufnahme (2) oder der Platte (12) des Elementes (3) unter einem Zapfen (21) des Elementes oder der Aufnahme angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch l8, gekennzeichnet durch einen tellerartigen Aufsatz (23) wenigstens am BetStigungsglied (25) des Schalters (22).

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