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Elektrische Schaltvorrichtung für Anzeigevorrichtungen. Der Erfindungsgegenstand
gehört zur Klasse der elektrischen Schaltvorrichtungen für eine aus mehreren zu
einer zusammenhängenden Anzeige, einem Schaubild u. dgl. schaltbaren Elementen bestehende
Anzeigevorrichtung. Bei diesen Schaltvorrichtungen werden die Elemente durch einen
vorschaltbaren Auswähler in Stellung gebracht.
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Bisher war es nun notwendig, daß der den Auswähler Bedienende in der
Sendestation die letzte Stellung der Anzeigevorrichtung (z. B. des Anzeigebandes)
berücksichtigen mußte, wenn .er den Auswähler in eine neue Stellung vorschaltete.
Dies führte leicht zu Irrtümern oder machte es nötig, Glas Anzeigeband zunächst
in die Nullage zurückzuschalten.
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Durch den Erfindungsgegenstand ist es möglich, den zu steuernden Antrieb
für die Anzeigevorrichtung von einer Stellung in die folgende lediglich dadurch
zu bringen, daß der Auswähler auf .die neue Anzeige voreingestellt wird. Die letzte
Stellung der Anzeigevorrichtung braucht also von dem den Auswähler Bedienenden nicht
mehr berücksichtigt zu werden, so daß Zeitverlust und Irrtum ausscheiden.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der z. B. durch elektrische
Stromimpulse vorzuschaltende Auswähler mit einem zwangläufig mit dem Anzeigeelement
bewegten Kontrollorgan so zusammenarbeitet, daß der Auswähler sich jeweils um so
viel Stufen vordzeht, als Stromimpulse gegeben werden, während die Kontrollvorrichtung
nur um die Differenz der Stufen zwischen seiner vorangehenden Stellung und der neuen
Stellung des Auswählers sich dreht, wobei, wenn diese Differenz positiv ist, die
Drehung im positiven Sinne, wenn sie negativ ist, im entgegengesetzten Sinne (negativen)
stattfindet.
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In der Zeichnung ist der E;findungsgegensta.nd in beispielsweiser
Ausführungsform veranschaulicht.
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Abb. z zeigt in Seitenansicht mit teilweisem Schnitt eine elektrische
Schaltvorrichtung in Verbindung mit dem zu schaltenden Anzeigeelement (Anzeigeband).
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Abb. 2 ist eine Stirnansicht zu Abb. x mit teilweisem Schnitt.
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Abb. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Schaltvorrichtung.
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Abb. q. zeigt ein Schaltschema für die Schaltvorrichtung nach Abb.
r bis 3.
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Abb. 5 eine Einzelheit und die Abb. 6 bis 13 Diagramme zur Erläuterung
der Wirkung der Schaltvorrichtung.
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Man setze eine Anzeigevorrichtung, die selbst aus einer Anzahl einzelner
Elemente (Einheiten) besteht.- Eine jede Einheit wird z. B. von einem Band gebildet,
welches über Rollen geführt ist und entsprechend seiner Lage (Aufwicklung) bestimmte
Buchstaben, Bildteile usf., die auf ihm angebracht sind, in Stellung bringt, so
daß durch mehrere solcher geschalteten Einheiten eine zusammenhängende Anzeige entsteht.
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Ein Element (eine Einheit) weist durch Quertraversen zusammengehaltene
Wangen a
und b auf, zwischen welchen eine Trommel c zweckmäßig auf
Kugellagern einer Achse d laufend gelagert ist. e ist eine zweite Trommel auf einer
Achse f, die einerseits an der Wange b, anderseits am Gehäuse des Elektromotors
g befestigt ist. Auf der Achse f sitzt zweckmäßig unter Zwischenschaltung einer
Büchse gleitbar die Nabe e1 der Trommel -e. Der Elektromotor g ist mit der Seitenwange
a verschraubt. An der Stirnwand h der Trommel e sitzt ein Schraubenrad k im Eingriff
mit dem Schraubenrad na. Das Schraubenrad m ist auf einer Wellen gelagert, die ein
zweites Schraubenrad P trägt, das seinerseits mit dem Schraubenrad q (Abb. x) der
Welle des Motors g kämmt.
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Auf dem Ende der Welle des Schraubenrades q sitzt eine Bremsscheibe
y (Abb. 2), auf welcher ein Bremsschuh gleitet. Dieser Bremsschuh ist, wenn der
Motor g stromlos ist, auf die Bremsscheibe y niedergepreßt, und zwar mittels einer
auf einem Arm v des Motorgehäuses sitzenden Feder 2c. w ist ein Elektromagnet (Abb.
i), dessen Anker z um Zapfen 3 schwingt und dessen Arm 4 auf den Bremsschuh bei
5 aufdrückt. Wenn der Strom durch den Elektromagneten w hindurchgeht und den Anker
z anhebt, so wird der Bremsschuh r entgegen der Wirkung der Feder u gehoben.
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Die Windungen des Elektromagneten w sind mit denjenigen des Motors
g so verbunden, daß bei laufendem Motor der Magnet unter Strom steht, also keine
Bremswirkung auftreten kann, daß, wenn jedoch der Motor abgeschaltet wird, auch
der Elektromagnet stromlos wird, so daß Bremswirkung eintritt und dadurch der Motor
schnell stillgesetzt wird.
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In geeigneten Fällen kann mit der Bremse auch eine Sperrvorrichtung
verbunden werden, wie dies weiter unten beschrieben werden soll.
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Vom Motor g aus wird die Trommel e angetrieben und mit ihr die durch
Band 6 (Abb. i) verbundene Trcmmel c. Diese Trommel c läuft mittels Büchse 7 (Abb.
2) um die feststehende Spindel d. Auf der Büchse 7 sitzt der Triebling 8 in Eingriff
mit Zahnrad g, das seinerseits auf ein auf Bolzen ii sitzendes Federgehäuse io wirkt.
Wird der Motor g so angetrieben, daß das Band 6 nach abwärts bewegt wird, so wird
die Feder mit dem Federgehäuse aufgezogen, infolgedessen, wenn der Motor umgeschaltet
wird, windet die Feder umgekehrt das Band 6 auf die Trommel c auf.
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Die Drehrichtung des Motors wird vom Auswähler gesteuert. Auf der
Gehäuseplatte i2 (Abb. i und 2) einer Einheit sitzen zwei Räder 13 und 14 auf der
Hohlwelle 13. Das untere Rad 13 wird durch Übersetzungsgetriebe synchron mit der
Trommel angetrieben, und zwar entweder kontinuierlich od.--r stufenweise, z. B.
bei jeder halben Drehung derselben.
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Hieibei wird es vor- oder rückwärts gemäß der Trommeldrehung geschaltet,
etwa durch ein Zahnrad, das auf einer vertikalen Welle i7 (Abb. 2) des Gehäuses
sitzt, und welches mittels Kegelrades 18 in ein Kegelrad ig eingreift. Auf letzterem
sitzt ein Malteserkreuz 2o, in welches Stifte oder Rollen 21 der Trommel e eingreifen.
Diese Rollen sitzen um 18o° versetzt, so daß das Malteserkreuz jede halbe Umdrehung
um eine Stufe geschaltet wird. Das Malteserkreuz wird durch ein federndes Gesperre
23 nach jeder Drehung festgehalten. Das Rad 13 schaltet die Anzahl der Schaltungen
des Bandes und soll deshalb Schaltrad benannt werden. Rad i4 weist Sperrzähne auf
und ist mit einem Federgehäuse 24 versehen, dessen Feder 25 (Abb. i) an einem Ende
fest auf der Hohlwelle i5 sitzt, am anderen Ende mit dem Federgehäuse verbunden
ist. In dieses als Auswählerrad bezeichnete Rad greifen eine Anzahl Klinken 26 (Abb.
3) ein, die drehbar am Arm 27 (Abb. 3) der Hohlachse i5 sitzen. Klinke 26 wird durch
Federkraft in den Zähnen des Rades 14 gehalten. Wird Klinke 26 fortbewegt, so windet
sie die Feder auf. 28 ist ein Sperrarm, dessen Nase in die Zähne des Rades 14 gleichfalls
eingreift. Dieser Arm bildet ein Gesperre, welches das Zahnrad 14 gegen Rückbewegung
beim Aufwinden sperrt. 29 ist eine Platine zur Lagerung der eben beschriebenen und
weiter zu beschreibenden Vorrichtung. Der Arm 27, welcher um die Hohlwelle
15 läuft, weist zwei Arme 30 und 31 auf (Abb. 3), und zwar sitzt am
Arm 31 eine Spiralfeder 32, deren anderes Ende auf der Platine 29 befestigt ist.
Arm 30 ist mit dem Anker eines Solenoides 33 verbunden. 34 ist ein Magnet
auf der Platine 29, dessen Anker 35 mit Druckschrauben sich gegen den Arm 27 stützt.
Solenoid 33 und Magnet 34 dienen zum Antreiben der Schaltklinken 26, und zwar dermaßen,
daß, wenn der Strom durch den Elektromagneten 34 hindurchgeht, der Arm 27 vorbewegt
wird und Auswähler 14 um einen Zahn geschaltet wird, während, wenn der Strom durch
Solenoid 33 geht, Arm 30 geschaltet wird und Klinke 26 dufch Arm 27 das Auswählerrad
1 4 um ein Vielfaches eines Zahnes (z. B. 4) - vortreibt. Wenn Magnet 34
und Solenoid 33 in einem Stromkreis liegen, so kann die Einrichtung so getroffen
sein, daß bei einem schwachen Strom nur der Elektromagnet geschaltet wird, demgemäß
das Auswählerrad 14 um einen Zahn, bei einem starken Strom dagegen Solenoid 33 und
Elektromagnet 34 gleichzeitig, so daß das
Auswählerrad um i + 4
- 5 Zähne weitergeschaltet wird.
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36 ist ein weiterer Elektromagnet, der mit Arm 28 verbunden ist. Wenn
dieser Magnet vom Strom durchflossen ist, wird die Sperrklinke vom Rade 14 weggezogen
und gleichzeitig von ihr aus die Klinke 26, so daß das Rad völlig frei ist. In dieser
Lage dreht es sich unter Wirkung der Feder 25 in seine Anfangsstellung zurück.
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Durch Schaltung des Solenoids und des Elektromagneten kann das Auswählerrad
14 sehr schnell vorgeschaltet werden, jedoch kann auch statt zweier Solenoide ein
einziges Solenoid angeordnet werden mit zwei Ankern und einer oder mehreren Windungen,
wobei die Windungen von den Magneten in Reihe oder parallel geschaltet werden können,
ganz nach Erfordernis. Statt eines Federgehäuses kann auch die Rückführung des Auswählerrades
durch Gewichte, etwa durch Gleitgewichte, in einer Röhre erfolgen.
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Das Auswählerrad i4 trägt einen Arm 37 (Abb. 3), welcher in der Nullage
des Auswählers (Abb. 3) gegen einen Anschlag 38 der Gehäuseplatte i2 sich legt.
Das Rad 13 weist zwei Kontaktsegmente 39 und 4o auf. 41 und 42 (Abb. i und 3) sind
zwei Kontaktarme unterhalb des Federgehäuses 24. Diese Arme stehen einander diametral
gegenüber und sind an ihren Enden mit Bürsten i und 2 (Abb. i) versehen, die mit
Motor g durch Leitungen 44 und 45 verbunden sind. Diese federnden Bürsten schleifen
auf den Kontaktsegmenten. 4.7 sind andere federnde Kontaktbürsten, die gleichfalls
voneinander abhängig sind. Diese federnden Bürsten liegen gleichfalls diametral
einander gegenüber und sind so geschaltet, daß, wenn die Vorrichtung in der Nullage
sich befindet, eine dieser Bürsten mit Kontaktsegment 39 laufend verbunden ist,
während die andere mit Segment 40 verbunden ist. Hingegen sind in dieser Lage die
Bürsten i und 2 zwischen den Segmenten 39 und 40. Wie schon betont, sind die Bürsten
i und 2 elektrisch mit dem Anker des Motors verbunden. Von den Bürsten 47 ist die
eine mit dem Feld des Motors, die andere mit dem Netz verbunden, wobei der Magnet
3o zur Lösung der Bremsvonichtung noch in diese Leitung gelegt werden kann.
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Diese Schaltung ist in Abb. 4 veranschaulicht. Nach der Stellung der
Teile des Auswählerrades 14, der Bürsten i, 2 und der Kontakte 39, 4o ist die Umlaufrichtung
des Motors bestimmt, weil gemäß dieser Stellung die Stromrichtung durch den Anker
bestimmt ist, während der Strom im Feld stets dieselbe Richtung beibehält, wie dies
nach Abb. 6 bis 13 erläutert werden wird. Die Stellung nach Abb. 6 entspricht der
Nullage aller Teile. Herbei liegt Arm 37 an Anschlag 38, Bürsten i und 2 auf den
Teilen zwischen den Kontakten 39 und @;o. In dieser Lage ist keine Anzeige in Stellung.
Soll nun eine Anzeige in Stellung gebracht «-erden, etwa durch zehn Schaltstufen,
so werden St:omstöße nach Solenoid 33 und Magnet 34. gegeben, um den Auswähler i4
in entsprechender Stufenzahl zu schalten. Dadurch können die Teile in die in Abb.
7 veranschaulichte Lage kommen, wobei Arm 37 um zehn Zähne vom Anschlag 38 sich
abbewegt hat und desgleichen Bürste i, so daß diese mit Segment 39 verbunden ist,
somit mit der einen Bürste in Verbindung steht, während die Bürste 2 mit dem Segment
der anderen Bürste 47 in Verbindung getreten ist. Wenn nun der Motor das betreffende
Anzeigeelement antreibt, so geht, wie später zu beschreiben ist, der Strom durch
den Anker in bestimmter Richtung, wodurch das Zählrad 13 zur Kontrolle der Bewegung
der Segmente 39 und 40 in Richtung des Stiftes 38 (Abb. 6 bis 13) gedreht wird.
Die Teilung ist bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel so vorgesehen, daß einer
vollständigen Windung des Anzeigebandes eine Drehung des Zahnrades um einen knappen
Halbkreis entspricht, so daß die Bürsten 47 nie in Berührung mit den isolierten
Teilen der Kontaktsegmente kommen können.
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Diese Wirkung dauert so lange, bis die isolierten Teile der Kontaktsegmente
unter die Bürsten i und 2 geraten, wodurch der Stromlauf unterbrochen und der 1lotor
stillgesetzt wird. Die entsprechende Schaltlage ist in Abb. 8 veranschaulicht. Wenn
der Strom zum Magneten 36 einer besonderen Einheit geleitet wird, werden Klinken
und federndes Gesperre von Rad 14 ausgehoben, und der Auswähler springt in seine
Anfangsstellung zurück, und zwar so lange, bis Arm 37 sich gegen den Anschlag 38
legt. Diese Stellung ist in Abb. 9 veranschaulicht, wobei jetzt die Bürste i mit
dem positiven Segment elektrisch verbunden ist, während Bürste 2 in Verbindung mit
dem negativen Segment steht.
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Soll nun die in Frage kommende Einheit neu geschaltet werden, z. B.
sechs Stufen, so ist es nur notwendig, die erforderliche Anzahl von Stromstößen
durch Solenoid 33 und Elektromagnet 34 zu leiten. Hierdurch wird schon der Auswähler
in die verlangte Stellung gebracht. Dies ist in Abb. io gezeigt. Beim Anlassen des
Motors wird in diesem Falle die Stromrichtung umgekehrt, infolgedessen der Motor
umgekehrt, Auswählerrad 14 entgegengesetzt gedreht, d. h. in Richtung des Pfeiles
49 (Abb. ii), bis die isolierten Teile der
Kontaktsegmente unter
Bürsten i und kommen, also der Motor stillgesetzt wird und die verlangte Anzeige
in der Anzeigelage sich befindet. Dabei l:at sich das Anzeigeband nur vier Stufen
zurückbewegt, uns zwar den kleinsten Weg von der vorhergehenden Anzeige zu der neu
in Stellung zu bringenden.
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Nach dem Schema g ist, falls eine neue Anzeige, für die mehr Stufen
erforderlich sind, in Stellung gebracht werden soll, z. B. 15, nur notwendig, die
erforderliche Anzahl von Stromstößen zum Auswähler zu schicken, wodurch dieser um
15 Stufen geschaltet wird. Dieses ist in Abb. 12 gezeichnet.
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Hierbei tritt das mit dem negativen Pol verbundene Kontaktsegment
unter Bürsten i und umgekehrt die positive Leitung unter Bürste 2. Die Motcrumlaufrichtung
ist diejenige des ersten Falles, also im Sinne von Pfeil 48 (Abb. r2); infolgedessen
wird das Rad 13 so lange gedreht, bis die isolierten Teile der Kontaktsegmente
unter i und 2 geraten, also in die Stellung von Abb. 13.
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In Abb. 4 und 5 ist schematisch das Anzeigesystem veranschaulicht,
und zwar in bezug auf zwei Einheiten. 50 ist Schalter für eine Einheit mit
Kontakten 5i und 52 usf. 54 ist ein Kontaktarm, der sich über diese Kontakte bewegt,
und durch welchen die Einheiten in den Stromkreis eingeschaltet werden. 55 ist ein
Elektromagnet, durch welchen der Arm 54 gesteuert wird, so daß, wenn ein Stromstoß
zu dem Magneten gegeben wird, der Schaltarm von einem Kontakt zum nächsten bewegt
wird.
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Man nehme an, daß von der Sendestation ein Stromstoß in Leitung 56
und 57 gegeben wird, dadurch wird Magnet 55 geschaltet und von ihm aus etwa durch
Auslösung eines Gesperres Arm 5.1, zu Kontakt 51: bewegt. Arm 54 ist geerdet und
die Kontaktplatte 51 an Solenoid 33' und Magnet 34' des ersten Auswählers angeschlossen,
so daß nunmehr der Stromkreis für die Schaltung des ersten Anzeigeelementes geschlossen
ist.
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Soll nun der Auswähler 14 des ersten Anzeigeelementes (Abb. 2) um
sieben Stufen geschaltet werden, so wird von der Sendestation ein Starkstromstoß
über Leitung 57 gegeben, wodurch Solenoid 33' und Magnet 34' unter Strom gelangen
und Rad 14 um vier Zähne geschaltet wird.
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Hierauf werden von der Sendestation drei Schwachstromstöße über die
Leitung 56 und 57 gegeben und durch Magnet 34 Rad 14 noch um drei Zähne geschaltet.
Der Stromverlauf erfolgt durch das Netz über die Magnete und Arm 54 zur Erde und
von hier aus zurück zur Sendestation. Auf diese Weise wird der Auswähler des ersten
Anzeigeelementes in Stellung gebracht. Wird nun über Leitungen 56 und 57 erneut
ein Stromstoß gegeben, so bewegt sich Arm 54 auf den nächsten Kontakt 52, so daß
nunmehr der Aus,#vähler des nächsten Anzeigeelementes um die bestimmte Stufenzahl.
geschaltet werden kann usf., bis schließlich Arm 54 zum letzten Kontakt 58 bewegt
ist. In dieser Lage des Armes schließt ein Kontakt unterhalb desselben die beiden
Kontakte 59 und 6o miteinander. Dadurch wird die Leitung vom positiven Pol
der Stromquelle durch Solenoid 61 und Kontakte 6o und 59 zurück zum negativen
Pol geschlossen und durch unter Strom stehenden Elektromagneten 61 der Schalter
62 so geschaltet, daß die Kontaktplatte 63 unter den Kontakt 64 gelangt.
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Hierdurch wird der Stromkreis vom positiven Pol über die genannte
Leitung zu den Feldern aller Motoren g geschlossen, ferner durch die Bremsmagnete
w, federnde Bürsten 47, Kontakte 40 und von hier aus über Bürste i oder 2 zu dem
Motoranker, von diesem Anker zurück zur Bürste 2 oder i und Segment 39
und
alsdann durch die Bürste 47 zur Netzleitung und zum negativen Pol der Stromquelle.
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Hierdurch werden die Motoren angetrieben, und zwar je nach der Stromrichtung
so lange, bis die isolierten Teile der Kontakte 39 und 4o unter die entsprechenden
federnden Bürsten des Auswählerrades gelangen. Dadurch werden die Motoren stillgesetzt,
wie in Abb. 6 bis 13 erläutert, und die Bandtrommeln gleichfalls in der erreichten
Lage und der gewünschten Anzeigestellung festgehalten. Die Anzeigeschaltung selbst
ist vollendet, die Auswähler müssen noch in ihre Nullage zurückbewegt werden. Dies
wird wie folgt bewirkt Bei Ausschaltung des Netzstromes werden ein. Satz Kontakte
65 und 651, die von dem Bremsmagneten w betätigt werden, geschlossen (oder aber
auch durch die Auswählerräder selbst geschlossen). Diese Kontakte liegen in Reihe.
Ein Leitungsende ist an den negativen Pol der Stromquelle und das andere Ende durch
die Windungen des Solenoides 66 und durch die Motorschaltkontakte 63 und 64 zum
positiven Pol des Netzes geführt.
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Wenn der Stromkreis geschlossen wird, wird das Relais betätigt. Dies
geschieht in der Weise, da.ß der Arm 67 des Relais bei Abwärtsbewegung keinen Kontakt
gibt, sondern über ein Isolatorstück 68 hinweggleitet (Abb. 5). Am unteren Rande
desselben jedoch erfolgt Kontaktschluß, welcher bei der Aufwärtsbewegung über die
Kontaltplatte 69
(Abb. 5) bleibt. Die Kontaktplatte 69 ist so geformt
und gelagert, daß sie in der Bahn des Armes 67 liegt. 70 ist ein Puffer, in dem
ein an Arm 67 angelenkter Kolben
arbeitet. Dieser Puffer gestattet
eine schnelle Abwärtsbewegung, aber nur ein langsames Hochgehen. In der tiefsten
Stellung schließt der Relaisarm 67 zwei Stromkreise, da er am positiven Pol der
Batterie angeschlcssen ist, demgemäß der Strom durch die Kontaktplatte
69 läuft, dann durch Solenoid ; i des Schalters 50, welcher hierdurch vom
Strom durchflossen wird und die Zurückführung des Armes 54 in die Anfangslage bewirkt.
Vom Solenoid 71 geht der Strom - zurück zum negativen Pol der Stromquelle. An Stelle
eines Solenoides 71 kann die Rückführung auch durch magnetische oder mechani-che
Auslösung erfolgen.
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Der zweite von dem Relais geschlos.zene Stromkreis ist derjenige der
Auswählermagnete 36. Der Strom läuft vom positiven Pol durch Arm 67 zur Kontaktplatte
69, durch Magnet 36 und von dort zum negativen Pol zurück. Wenn also das
Relais Kontakt gibt, werden alle Auswähler auf Null zurückgeführt. Da der Arm des
Auswählers 50 zurückgeführt wird, wird der Stromkreis des Motorschalters
61 unterbrochen. Dadurch wird gleichzeitig der Stromkreis des Relaismagneten unterbrochen,
wobei der Arm 67 desselben langsam unter der Wirkung des Puffers zurückkehrt, so
daß alle Magnete und Solenoide der verschiedenen Auswähler die nötige Wirkungszeit
haben. Im letzten Teil dieses Rücklaufes wird der Arm 67 schnell bewegt, so daß
eine plötzliche Unterbrechung stattfindet. Es ist zu beachten, daß zwei Leitungen
72 und 72' von den beiden Netzleitungen 56 und 57 zum ersten und letzten Kontakt
des Einheitenauswählers geführt sind, dies zu dem Zwecke, um zur Kontrollstation
ein Signal zu geben, daß die Schaltungen vollendet sind. Auch können noch Sperrungen
vorgesehen sein, um den Sender zu sperren, wenn er auf dem letzten Kontakt 58 aufruht;
um so eine weitere Sendung zu verhindern, bis die Schaltung vollendet ist.
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Magnet 55 hat hohen Widerstand, und es gelangt in den Netzleitungen
56 und 57 Schwachstrom zur Anwendung, wobei diese Netzleitungen mit den in ihnen
liegenden Instrumenten der Sendestation so angeordnet sind, daß, wenn der Auswähler
für die Schaltungen auf irgendeinen der Signalkontakte rückt, der Stromkreis durch
eine der Netzleitungen zu Erde geschlossen ist, so daß eine farbige Lampe aufleuchtet
oder ein anderes Zeichen zur Sendestation gegeben wird und man eine Kontrolle für
das richtige Arbeiten der Anzeigevorrichtung hat.
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An Stelle des veranschaulichten Pufferschalters kann auch irgendein
anderer Schalter, z. B. ein Drehschalter, für die Rückführung benutzt werden.. An
Stelle von Auswählerrädern können auch Auswählerarme, Quadranten o. dgl., zur Anwendung
gelangen.