DE3011706A1 - Wellen-endschalter - Google Patents

Description

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"Wellen-Endschalter"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wellen-Endschalter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders leicht einstellbaren Endschalter dieser Art zu schaffen.

Zur Lösung dieser Au'fgabe ist der Wellen-Endschalter erfindungsgemäß so ausgebildet, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Wellen-Endschalter der vorstehend beschriebenen Art werden

insbesondere dort eingesetzt, wo mittels einer Antriebsquelle, die Antriebsleistung in Form einer Drehbewegung liefert, Gegenstände drehend oder längs einer geraden oder gekrümmten Bahn verschoben werden und wo man ein Anhalten dieser Gegenstände an einem bestimmten Punkt der Drehbewegung oder der Bewegungsbahn erreichen will. Dabei kann die Welle des erfindungsgemäßen Wellen-Endschalters mit der Drehzahl

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der Welle der Antriebsquelle oder einer anderen Drehzahl rotieren, beispielsweise einer im Antriebs-DrehmomentfIuß zum anzutreibenden Gegenstand vorhandenen Drehzahl; insbesondere kommt in Frage, die Rotation der Welle des Wellen-Endschalters von einer Stelle des Drehmomentflusses abzuleiten, die hinter einem Untersetzungsgetriebe zwischen der Antriebsquelle und dem zu verschiebenden Gegenstand liegt, oder den Wellen-Endschalter insgesamt einer solchen Welle reduzierter Drehzahl zuzuordnen.

Während bei herkömmlichen Endschaltern die Schaltungsauslöseelemente häufig als mit einer geeigneten Gewindespindel zusammenwirkende Wandermuttern ausgebildet sind, also eine lineare Bewegung ausführen, sind beim erfindungsgemäßen Wellen-Endschalter rotierbare Schaltungsauslöseelemente bevorzugt, da sie einen besonders einfachen, kompakten Aufbau des Endschalters ergeben. Die Bewegungsverbindungen zwischen der Welle s~s und den Schaltungsauslöseelementen sind vorzugsweise formschlüssige Bewegungsverbindungen, insbesondere Zahnrad-Bewegungsverbindungen, da mit diesen die gewünschte definierte Stellungszuordnung zwischen Welle bzw. angetriebenem Gegenstand und den Schaltungsauslöseelementen auf besonders einfache Weise erzeugbar ist. Das Auslösen des Schaltvorgangs geschieht vorzugsweise mechanisch, beispielsweise durch Vorsprünge, Einsenkungen und dergleichen an den Schaltungsauslöseelementen. Für den eigentlichen Schaltvorgang sind im allgemeinen geeignete Schalteinrichtungen vorgesehen, beispielsweise elektrische

Schalter, was sich insbesondere im Fall elektrischer Antriebsquellen anbietet.

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Der erfindungsgemäße Wellen-Endschalter basiert auf dem Prinzip, die Schaltungsauslöseelemente mit derartigen unterschiedlichen Übersetzungen, die ins Schnelle oder ins Langsame gehen können oder auch 1:1 sein können, mit der Rotation der Welle des Wellen-Endschalters zu koppeln, daß eine bestirumte, gegenseitige Relativstellung, die als Schaltungsauslöse-Relativstellung genutzt wird, nur einmal oder nach einer so hohen Anzahl von Wellenumdrehungen erreicht wird, daß die Wiederkehr der Schaltungsauslöse-Relativstellung außerhalb des Nutzbereichs der Wellenumdrehungen liegt. Abhängig von der Größe des Nutzbereichs der Wellenumdrehungen und der Übersetzungsdifferenz zwischen den unterschiedlichen Übersetzungen kann man zwei, drei oder noch mehr Schaltungsauslöseelemente und dementsprechend Übersetzungen wählen. Häufig sind zwei Schaltungsauslöseelemente ausreichend, besonders bevorzugt sind jedoch drei Schaltungsauslöseelemente. Übersetzungsverhältnisse, die zueinander nicht in der Relation ganzzahliger Vielfacher stehen, sind bevorzugt. Bevorzugt unterscheiden sich die Übersetzungsverhältnisse nur geringfügig voneinander, da dann die Schaltauslöse-Relativstellung erst nach einer sehr hohen Zahl von Wellenumdrehungen wieder erreicht wird.

Wenn man mindestens eine Ruts^fe^ußelung^vorzugsweise alle vorgesehenen Rutschkupplungen, gemäß Ans^cT^, vorzugsweise weitergebildet gemäß__Anspruch 3, ausbildet, ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion des Endschalters. In Anspruch 4 ist eine konstruktiv besonders leicht verwirklichbare Möglichkeit zum Festhalten der Schaltungsauslöseelemente gekennzeichnet.

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In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung sind zwei Satz Schaltungsauslöselemente und entsprechend zwei Halteglieder gemäß Anspruch 5 vorgesehen. Vorzugsweise sind beide Sätze Schaltungsauslöseelemente und beide Halteglieder so ausgebildet bzw. so mit Rutschkupplungen angeschlossen, wie in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Bevorzugte Verwendungen des erfindungsgemäßen Wellen-Endschalters sind in Anspruch 6 angegeben. Bei diesen Anwendungen kommt die hervorragend leichte Einstellbarkeit des Wellen-Endschalters ganz besonders zum tragen, da der Einbau häufig von mit Endschaltern nicht besonders vertrauten Personen vorgenommen wird.

Zum Einstellen müssen die Schaltungsauslöseelemente nicht unbedingt genau in der Schnltauslöse-Rölativstellung festgehalten , werden sondern können auch in einer Relativstellung festgehalten werden, die um einen definierten Weg des zu verschiebenden Gegenstandes bzw. um einen definierten Winkelweg der Welle von der Schaltauslöse-Relativstellung entfernt ist.

Der erfindungsgemäße WeU^l "naschalter kann zusätzlich, eine Einrichtung aufweisen, die däilft, wenn der zu verschiebende Gegenstand eine Endlage erreicht, eine Scftedt-Hf"» .auslöst, ohne daß die Schaltungsauslöseelemente in Funktion treten.

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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines. Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt des Wellen-Endschalters quer zur

Erstreckungsrichtung der Welle längs 1-1 in Fig. 2; Fig. 2 einen Längsschnitt des Wellen-Endschalters gemäß Fig.1 längs 2-2 in Fig. 1.

Der dargestellte Wellen-Endschalter 2 ist insgesamt - grob gesprochen - im wesentlichen würfelförmig. Er kann mit seiner in Fig.2 linken Stirnseite an einem Getriebe oder einem Getriebemotor befestigt werden. Die in Fig. 2 rechte Stirnseite enthält Öffnungen für die "elektrischen Anschlußleitungen. Das Gehäuse 4 des Wellen-Endschalters 2 besteht aus einem topfförmigen Hauptteil 6 und einem in Fig. 2 rechten Deckelteil 8. Hauptteil 6 und Deckelteil 8 bestehen aus Kunststoff.

Eine Welle 10 erstreckt sich etwa zentral durch den gesamten Endschalter 2. Diese Welle 10 ist als Sechskantwelle ausgebildet und stellt die Abtriebswelle des vorgescnalteten Getriebes dar; sie führt an der in Fig. 2 linken Stirnseite in den Endschalter hinein und auf der in Fig. 2 rechten Stirnseite aus dem Endschalter 2 heraus; in Fig. 2 findet rechts vom Endschalter 2 der nicht dargestellte Antrieb eines anzutreibenden Gegenstandes statt, beispielsweise der Antrieb eines Rolladens über eine Ro!ladentrommel.

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Im Endschaltergehäuse 4. sind zwei Achsen 12 gelagert, und zwar in der Stirnansicht gemäß Fig. 1 unterhalb sowie nach rechts bzw. links gegenüber der Welle 10 versetzt. Auf jeder Achse 12 sind drei Zahnräder 14 axial hintereinander drehbar gelagert. Diese Zahnräder 14 stehen jeweils in Eingriff mit einem zugeordneten Zahnrad 16, das drehfest auf der Welle 10 befestigt ist, wobei jedes Zahnrad 16 mit einem Zahnrad 14 auf der einen Achse 12 und einem Zahnrad 14 auf der anderen Achse 12 kämmt. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem in Fig. 2 ganz links befindlichen Zahnrad 16 mit den beiden zugehörigen Zahnrädern 14 unterscheidet sich vom Übersetzungsverhältnis zwischen dem mittleren Zahnrad 16 mit den beiden zugehörigen Zahnrädern 14, und das Übersetzungsverhältnis zwischen dem in Fig.2 ganz rechten Zahnrad 16 und den zugeordneten Zahnrädern 14 unterscheidet sich wiederum von den beiden vorstehenden Übersetzungsverhältnissen, wobei beim dargestellten Ausführungsbeispiel alle Übersetzungen ins Langsame gehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel betragen die Übersetzungsverhältnisse von links nach rechts in Fig. 2 , 1:0,596, 1:0,609, 1:0,667.

Die Übersetzungsverhältnisse zwischen dem jeweiligen Zahnrad 16 und den beiden zugeordneten Zahnrädern 14 sind jeweils gleich.

Die Zahnräder 14 haben jeweils eine axial verlängerte Nabe 18. 'Auf jeder der Naben 18 ist ein kleines Rad 20 mit einem Außendurchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser der Zahn-

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räder 14 in einer nachfolgend noch genauer beschriebenen Art gelagert. Die Zahnräder 14 und 16 sowie die Räder 20 bestehen aus Kunststoff. Die in der Stirnansicht gemäß Fig. 1 linke Anordnung aus Achse, drei Zahnrädern 14 und drei Rädern 20 ist gleich ausgebildet wie die entsprechende, in Fig.1 rechte Anordnung.

Jede Nabe 18 ist am Außenumfang zylindrisch. Jedes Rad 20 hat eine zentrale Öffnung, die auf einem Teil des Umfangs derart zylindrisch ist, daß sie auf die zugehörige Nabe 18 paßt. Der restliche Teil der öffnung besteht aus zwei diametral gegenüberliegenden Erweiterungen 22. In jede dieser Erweiterungen 22 ist eine kleine,.metallische Blattfeder 24 eingelegt, die sich mit ihren Enden an den Ecken der Erweiterung 22 außen abstützt und in ihrem Mittelbereich innen unter Federspannung gegen den Außenumfang der Nabe 18 anliegt. Auf diese Weise ist jedes Rad 20 so unter Zwischenschaltung zweier Blattfedern 24 auf der Nabe 18 des zugehörigen Zahnrades 14 gelagert, daß eine Rutschkupplung zwischen dem Zahnrad 14 und dem Rad 20 entsteht,, Die Vorspannung der Blattfedern 24 ist so gewählt, daß jedes Zahnrad 14 das zugehörige Rad 20 im Normalbetrieb des Endschalters 2, also wenn nicht gerade eine Endschaltereinstellung vorgenommen wird, drehend mitnimmt. Alle sechs Zahnräder 14 (mit Ausnahme der Zähnezahl), alle sechs Räder 20 und alle sechs Rutschkupplungen zwischen diesen Teilen sind gleich aufgebaut.

Jedes Rad 20 hat an seinem Außenumfang eine axial verlaufende Rinne 26 sowie um etwa 150° umfangsversetzt einen Vorsprung

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28. Oberhalb des in der Stirnansicht linken Satzes von drei Rädern 20 sowie oberhalb des in der Stirnansicht rechten Satzes von drei Rädern 20 ist jeweils ein Übertragungshebel 30 im Bereich der Wand des Gehäuses 4 angelenkt. Jeder Übertragungshebel 30 besitzt drei nach unten weisende, axial fluchtende Nasen 32, die jeweils auf dem Außenumfang des zugeordneten Rades 20 entlanggleiten. Wenn die drei Rinnen 26 der drei Räder 20 eines Satzes von Rädern 20 in der Winkelstellung miteinander fluchten, wo die Nasen 32 des zugehörigen Übertragungshebeis 30 sich befinden, senkt sich dieser um die Tiefe der Rinnen 26 unter Federspannung ab. Die Oberseite jedes Übertragungshebels 30 wirkt mit einem federnd nach unten vorgespannt ten Stößel 33 eines zugeordneten Mikroschalters 34 zusammen, so daß bei Absenkung des Übertragungshebels 30 der zugeordnete Mikroschalter 34 geöffnet wird. Die beiden Ubertragungshebel und die beiden Mikroschalter 34 sind in der Stirnansicht der Fig. 1 auf beiden Seiten des Endschalters 2 gleich aufgebaut, wobei lediglich das Gehäuse eines der Mikroschalter aus weiter unten zu erläuternden Gründen insgesamt nach oben gegen Federkraft verschiebbar ist. Aus Gründen der Veranschaulichung ist, abweichend von Fig. 1, in Fig. 2 jeweils eine Erweiterung 22 in den Öffnungen der Räder 20 nach unten weisend eingezeichnet.

In der vertikalen Mittelebene des Schalters 2 ist ganz unten im Gehäuse 4 eine axial verlaufende Achse 36 gelagert. Auf der Achse 36 ist ein in der Stirnansicht nach links ragendes Halteglied 38 in Form eines Schwenkhebels und ein in der Stirnansicht nach rechts ragendes Halteglied in Form eines Schwenkhebels gelagert. Jedes Halteglied 38 besitzt ein nach oben ragendes Ende 40, das, wenn es gegen Federkraft angehoben

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ist, die Vorsprünge 28 der drei zugeordneten Räder 20 am Weiterdrehen hindert, -wenn diese VorSprünge 28 im Verlauf ihrer Umdrehung gegen das Ende 40 anliegen. Somit stellen die drei Räder-20 jedes Satzes von Rädern 20 Schaltungsauslöseelemente dar. Bei allen drei Rädern 20 eines Satzes von Rädern 20 ist der Winkelversatz zwischen der Rinne 2 6 und dem Vorsprung 28 gleich. Die Bereiche des Endes 40 eines Haltegliedes 38, die die Vorsprünge 28 anhalten sollen, fluchten axial miteinander. Wenn das betreffende Halteglied 38 und mit ihm das zugehörige Ende 40 angehoben ist, drehen sich die drei Räder 20 des betreffenden Radsatzes jeweils so lange mit den zugehörigen Zahnrädern 14, bis sie durch das Ende 40 am Weiterdrehen gehindert werden und wegen der zugehörigen Rutschkupplung zu rotieren aufhören, obwohl das zugehörige Zahnrad 14 weiter rotiert. Spätestens nach knapp einer vollständigen Umdrehung des "langsamsten" der Zahnräder 14 des betreffenden Zahnradsatzes sind alle drei Vorsprünge 28 vom Ende 40 festgehalten. In dieser Position fluchten alle drei Rinnen 26 miteinander, der zugehörige Ubertragungshebel· 30 senkt sich, sofern das Halteglied 38 nach unten freigegeben ist, und mit dem Übertragungshebel 30 senkt sich der Stößel des zugehörigen Mikroschalters 34. Gibt man nun das,Halteglied 38 frei, senkt es sich unter Federkraft nach unten, und die Räder 20 rotieren wieder gemeinsam mit den Zahnrädern

Wenn sich in der Blickrichtung der Fig. 1 die Welle 10 im Uhrzeigersinn dreht, drehen sich bei beiden Zahnradsätzen die Zahnräder 14 und mit ihnen die Räder 20 gegen den Uhr-

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zeigersinn. Das Ende 40 des in Fig. 1 rechten Haltegliedes 38 ist dafür vorgesehen, die Vorsprünge 28 des rechten Radsatzes aus dieser Umdrehung gegen den Uhrzeigersinn festzuhalten. Bei Drehung der Welle 10 gegen den Uhrzeigersinn, drehen sich beide Zahnradsätze und beide Radsätze im Uhrzeigersinn. Das Ende 40 des linken Haltegliedes 38 ist dafür vorgesehen, die Vorsprünge 28 des linken Radsatzes aus der Umdrehung in diesem Drehsinn festzuhalten. Somit kann mit dem rechten Halteglied 38 eine Schaltungsauslöse-Relativstellung des rechten Radsatzes bei der erstgenannten Drehrichtung der Welle 10 eingestellt werden, während mit dem linken Halteglied 38 eine Schaltungsauslöse-Relativstellung des linken : Radsatzes bei der zweitgenannten Drehrichtung der Welle 10 eingestellt werden kann. Zum drehenden Anheben jedes Haltegliedes 38 ist ein aus dem Gehäuse ragender Einstelldrücker 42 vorgesehen.

Um das nachfolgend noch genauer erläuterte Einstellen des Endschalters 2 besonders einfach zu gestalten, ist eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Verbindung zwischen dem jeweiligen Einstelldrücker 32 und dem jeweiligen Übertragungshebel 30 vorgesehen, derart, daß der jeweilige Einstelldrücker 42 zusammen mit dem jeweiligen Halteglied 38 auch den jeweiligen Ubertragungshebel 30 anhebt bzw. zum Absenken freigibt. Damit, ist gewährleistet, daß trotz erreichter Schaltauslöse-Relativstellung der Rinnen 26 der Schaltvorgang erst dann erfolgt, wenn der Einstelldrücker 42 losgelassen wird und

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sich· infolgedessen der-*· jeweilige Übertragungshebel 30 auch wirklich senken kann.

Beim Einstellen des Endschalters 2 wird, beschrieben am Beispiel eines Rolladens, folgendermaßen vorgegangen: Der Rollladen wird nach unten verfahren, und kurz vor Erreichen der beabsichtigten unteren Endlage wird der für das Ausschalten in diesem Drehsinn zuständige Einstelldrücker 4 2 gedrückt. Nach relativ kurzem Weiterdrehen der Welle sind alle Vorsprünge 28 des betreffenden Radsatzes festgehalten, und der zugehörige der beiden Mikroschalter 34 schaltet nach Loslassen des Exnstelldrückers 4 2 aus. Sollte eine etwas zu hohe Endlage des Rolladens erreicht worden sein, könnte beispielsweise durch erneutes Drücken des betreffenden Einstelldrückers die Endlage nach unten nachgestellt werden. Sollte hingegen der Einstelldrücker 42 etwas zu spät gedrückt worden sein, also eine etwas zu tiefe Endlage erreicht werden, müßte der Rolladen ein größeres Stück angehoben werden und die Einstellung mit einem etwas früheren Drücken des Einstelldrückers 4 2 wiederholt werden. Analog geht man bei der Einstellung der oberen Endlage des Rolladens vor.

Durch Wahl hinreichend kleiner Unterschiede in den Übersetzungsverhältnissen eines Bewegungsverbindungssatzes läßt sich ohne Schwierigkeiten erreichen, daß die. durch Fluchten der drei Vorsprünge 28 und der drei Rinnen 26 eines Radsatzes gegebene

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Schaltungsauslöse-Relativstellung erst nach einer sehr hohen Anzahl von Umdrehungen der Welle 10 wieder erreicht wird. Es läßt sich somit ohne weiteres dafür sorgen, daß die Schaltungsauslöse-Relativstellung über den gesamten Hubbereich des Rolladens und die hierfür erforderliche Anzahl von Umdrehungen der Welle 10 nur einmal erreicht wird, nämlich gerade bei der beabsichtigten, eingestellten Endlage des Rollladens. Dies gilt analog sowohl für die untere als auch für --' die obere Endlage .

Der dargestellte Endschalter 2 besitzt noch eine zusätzliche sogenannte Auflaufschalteinrichtung. Hierfür ist ein Auflaufdrücker 44 vorgesehen, der unten-aus dem Gehäuse 4 ragt und an seinem unteren Ende so gestaltet ist, daß er in die Bewegungsbahn eines Vorsprungs am unteren Ende des Rolladens ragt und von diesem Vorsprung angehoben wird, ehe der Rollladen unbeabsichtigt ganz auf die Rolladentrommel gezogen •"Λ wird. Der Auflaufdrücker 44 steht mit dem Gehäuse eines der Mikroschalter 34 derart in Verbindung, daß er dieses bei seinem Anheben gegen Federdruck mit anhebt. Da der Stößel 33 dieses Mikroschalters 34 wegen der Federspannung zwischen Taster 33 und Gehäuse des Mikroschalters unten bleibt, ergibt sich beim Anheben des Auflaufdrückers 44 ein Ausschalten des betreffenden Mikroschalters 34.Dieses Auflaufschalteinrichtung kann man beispielsweise als Notabschalteinrichtung bei Versagen der normalen Endschalterfur.ktion für die obere Endlage des Rolladens verwenden.

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Claims (6)

elero Antriebs- und Sonnenschutztechnik GmbH & Co. KG Leibnitzstr. 10-13, 7312 Kirchheim-Teck "Wellen-Endschalter" Ansprüche

1. * Wellen-Endschalter, mit mehreren Schaltungsauslöseelementen, die jeweils über Bewegungsverbindungen mit voneinander unterschiedlichen Übersetzungen mit der Drehbewegung der Welle gekoppelt sind und die bei einer bestimmten gegenseitigen Relativstellung, der Schaltungsauslöse-ReJativstellung, ein Schalten auslösen, dadurch gekennzeichnet , daß in joder

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POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN SOI 75-800 · BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A.G., MÖNCHEN. LEOPOLDSTRASSE 71. KONTO-NUMMER KV357M

ORIGINAL INSPECTED

Bewegungsverbindung eine Rutschkupplung (18, 24} vorgesehen ist und daß die Schaltungsauslöseelemente (20) zum Einstellen des Endschalters (2) von einem betätigbaren Halteglied (38) in der Schaltungsauslöse-Relativstellung festhaltbar sind.

2. Wellen-Endschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Rutschkupplungen (18, 24) zwischen einem rotierbaren Schaltungsaus lösee lenient (20) und einem zugeordneten, rotierbaren, vorgeschalteten Glied (14) der jeweiligen Bewegungsverbindung angeordnet ist.

3. Wellen-Endschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungsauslöseelement (20) an dem vorgeschalteten Glied (14) gelagert ist und daß die Rutschkuoplung (18, 24) mit Hilfe eines an dieser Lagerung vorgesehenen, federnden Materialstreifens (24) gebildet ist.

4. Wellen-Endschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festhalten der Schaltungsauslöseelcmente (20) mittels des Halteglieds (38) eine formschlüssige Halteeinrichtung (28, 40), vorzugsweise zwischen dem jeweiligen Umfang der rotierbaren Schaltungsauslöseelemente (20) und dem Halteglied (38), vorgesehen ist.

5. Wellen-Endschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Satz Schaltungsauslöseelemente (20) zum Schalten bei der einen Drehrichtung der Welle

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(10) und ein zweiter Satz Schaltungsauslöseelemente (20) zum Schalten bei der-anderen Drehrichtung der Welle (10) vorgesehen sind, und daß ein' erstes Halteglied (38) für den ersten Satz Schaltungsauslöseelemente (20) und ein zweites Halteglied (38) für den zweiten Satz Schaltungsauslöseelemente (20) vorgesehen sind.

6. Verwendung des Wollen-Endschalters nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei Rolläden, Jalousien, Markisen, Rolltoren, Rollgittern, Sektionaltoren, Kipptoren, Schiebetoren oder Schwenktoren.

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