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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung von
Eisenbahnweichenzungen.
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Insbesondere
betrifft sie eine Vorrichtung, umfassend
- – einen
Sockel;
- – ein
Steuerorgan, das bezüglich
des Sockels zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung
auf einem Verlagerungsweg beweglich montiert ist und mit einem Stellglied
verbunden werden kann;
- – einen
bezüglich
des Sockels verschwenkbaren Umlenkhebel; und
- – Mittel
zum Koppeln der Bewegung des Steuerorgans und des Umlenkhebels für die Verlagerung des
Umlenkhebels unter der Wirkung der Bewegung des Steuerorgans aus
seiner ersten Stellung in seine zweite Stellung, wobei diese Kopplungsmittel
dafür ausgelegt
sind, dass, bei der Verlagerung des Steuerorgans auf mindestens
einem mittleren Teil dieses Verlagerungswegs, der Umlenkhebel durch
das Steuerorgan zwischen einer ersten. Endstellung und einer zweiten
Endstellung mitgenommen wird und der Umlenkhebel, bei der Verlagerung
des Steuerorgans auf mindestens einem Endteil von nicht Null des
Verlagerungswegs zwischen dem mittleren Teil dieses Verlagerungswegs
und der ersten oder der zweiten Stellung, durch das Steuerorgan
nicht mitgenommen wird.
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Die
Weichen, die die Überführung eines Zugs
zu dem einen oder dem anderen von zwei alternativen Gleisen gestatten,
umfassen bewegliche Schienenelemente, Weichenzungen genannt. Je nach
dem gewählten
Gleis liegt eine der Weichenzungen an einer der feststehenden Schienen,
Gegenschiene genannt, des Gleises an, um die Umlenkung des Zuges
zu gestatten. Dagegen entfernt sich die andere Weichenzunge von
der zugeordneten feststehenden Schiene.
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In
Eisenbahnnetzen werden diese beweglichen Elemente der Weichen durch
einen einzigen autonomen Betätigungsmechanismus,
der ein Stellglied bildet, verlagert. Dieses ist mit den beweglichen Weichenzungen
durch eine Gruppe von Stangen verbunden, die ein Gestänge bilden.
Insbesondere bei Weichen großer
Länge sind
die Weichenzungen mit dem Betätigungsmechanismus
durch ein Gestänge verbunden,
das mit den Weichenzungen an mehreren Punkten verbunden ist, die
auf der Länge
der Weichenzungen beabstandet sind.
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Der
Betätigungsmechanismus
ist längs
des Gleises in Nähe
der Spitze der Weichenzungen angeordnet, d. h. in Nähe ihres
freien Endes.
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Eine
Folge von langen Stangen ist hintereinander längs des Gleises angeordnet,
um das Gestänge
zu bilden. Diese Stangen sind miteinander durch Vorrichtungen zur
Betätigung
der Weichenzungen verbunden. Diese Betätigungsvorrichtungen bilden Winkeltriebe,
die einerseits mit den sich längs
des Gleises erstreckenden aufeinander folgenden Stangen und andererseits
mit den Quersteuerstangen verbunden sind, und senkrecht zum Gleis
angeordnet sind und die mit den Weichenzungen, die bewegt werden
sollen, verbunden sind.
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Bei
der Bewegung der Stangen des Gleises unter der Einwirkung des Betätigungsmechanismus werden
die Quersteuerstangen unter der Wirkung der Winkeltriebe bildenden
Betätigungsvorrichtungen bewegt,
was die Bewegung der Weichenzungen bewirkt.
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Die
längs des
Gleises angeordneten Stangen sind relativ lang und unterliegen Ausdehnungserscheinungen
bei Änderungen
der Umgebungstemperatur. Unter der Wirkung der Verringerung oder Vergrößerung der
Länge dieser
Stangen werden die Betätigungsvorrichtungen,
mit denen die Quersteuerstangen verbunden sind, betätigt, was
Verlagerungen der Weichenzungen und ungewollte Verstellungen der
Stellung dieser Zungen verursacht. Diese Verstellungen können Störungen im
Betrieb des Eisenbahnnetzes mit sich bringen.
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Eine
Vorrichtung, die die Steuerung einer Weiche von einem einzigen,
die aufeinander folgenden Stangen betätigenden Betätigungsmechanismus aus
gestattet, ohne dass die Weichenzungen der Weiche unter der Wirkung
der Ausdehnung der Betätigungsstangen
bewirkt werden, wird in der Schrift
GB
2 405 659 beschrieben.
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Diese
Schrift beschreibt eine Vorrichtung, die mit einem Umlenkhebel ausgerüstet ist,
der mit einer Gabel versehen ist, die mit einer Rolle zusammenwirken
kann, die von einer in das Gestänge
integrierten Steuerstange getragen ist. Die Rolle ist in der Gabel enthalten,
um die normale Betätigung
des Umlenkhebels und damit der Weichenzunge zu gewährleisten. Bei
größeren Bewegungen
der Steuerstange insbesondere unter der Wirkung der Ausdehnung verlässt die
Rolle die Gabel, wodurch die Mitnahme des Umlenkhebels und damit
der Weichenzunge vermieden wird.
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Diese
Vorrichtung ist sehr schwer industriell herzustellen, und zwar insbesondere
um die Weichenzunge da zu steuern, wo sie nur auf einem kleinen
Weg beweglich ist, da manche Bauteile nun sehr hohe Kräfte aushalten
müssen,
was erfordert, dass diese Bauteile sehr robust und damit sehr voluminös sind.
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Ziel
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Weichensteuerung zu schaffen,
die leicht herzustellen ist und geringe Abmessungen besitzt.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Betätigung der
Weichenzungen einer Weiche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan
einen Steuerhebel umfasst, der bezüglich des Sockels verschwenkbar
ist und einen Arm zur Verbindung mit einem Stellglied für seine Mitnahme
umfasst, wobei der Steuerhebel geeignet ist, mit dem Umlenkhebel
für die
Mitnahme des Umlenkhebels unter der Wirkung des Stellglieds auf
den mindestens einen mittleren Teil des Verlagerungswegs des Steuerhebels
zusammenzuwirken.
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Gemäß besonderen
Ausführungsformen umfasst
die Betätigungsvorrichtung
eines oder mehrere der folgenden Merkmale:
- – der Steuerhebel
ist so beschaffen, dass die Punkte der Einwirkung des Stellglieds
auf den Steuerhebel und des Steuerhebels auf den Umlenkhebel auf
einer gemeinsamen Seite der Achse der Verschwenkung des Steuerhebels
bezüglich
des Sockels angeordnet sind;
- – der
Steuerhebel und der Umlenkhebel umfassen ergänzende Anschläge zur Blockierung
des Umlenkhebels in mindestens einer Endstellung;
- – der
Umlenkhebel umfasst mindestens eine Steuerkurvenfläche und
der Steuerhebel umfasst mindestens eine Gegensteuerkurve, die geeignet ist,
die Verlagerung des Umlenkorgans zu einer Endstellung bei der Verlagerung
des Steuerhebels auf dem mittleren Teil des Verlagerungswegs zu
gewährleisten,
und die oder jede Steuerkurvenfläche
umfasst eine Unterbrechung, um bei der Verlagerung des Steuerhebels
auf dem Endteil von nicht Null des Verlagerungswegs die Freisetzung
der oder jeder Gegensteuerkurve von der oder von jeder Steuerkurvenfläche zu gewährleisten;
- – die
oder jede Gegensteuerkurve bildet einen Anschlag zur Blockierung
des Umlenkhebels, wenn der Umlenkhebel in der Endstellung ist und
der Steuerhebel auf einem Endteil von nicht Null des Verlagerungswegs
ist;
- – der
Umlenkhebel weist eine Gabel auf, die von zwei Zähnen gebildet ist, auf deren
einander gegenüberstehenden
Seiten zwei divergierende Steuerkurvenflächen vorgesehen sind;
- – jede
Gegensteuerkurve umfasst eine drehbare Rolle;
- – der
Steuerhebel umfasst zwei Gegensteuerkurven, die winkelmäßig um die
Achse der Drehung des Steuerhebels bezüglich des Sockels versetzt sind;
und
- – der
Abstand der Achse der Verschwenkung des Steuerhebels bezüglich des
Sockels vom Punkt der Verbindung des Steuerhebels mit dem Stellglied
ist größer als
der Abstand der Achse der Verschwenkung des Steuerhebels bezüglich des
Sockels von der oder jeder Gegensteuerkurve, die geeignet ist, mit
dem Umlenkhebel zusammenzuwirken.
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Gegenstand
der Erfindung ist ferner eine Weiche, umfassend mindestens eine
bewegliche Weichenzunge und eine Betätigungsvorrichtung, die mit
einem Betätigungsmechanismus
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Betätigungsvorrichtung,
wie sie oben definiert ist, umfasst, die zwischen dem Betätigungsmechanismus
und die oder jede Weichenzunge eingesetzt ist.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung folgt eine nur als Beispiel dienende Beschreibung,
in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Weiche,
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2A eine
Seitenansicht der Betätigungsvorrichtung
in der Stellung von 2,
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2B eine
schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung in einer Endstellung,
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3, 4, 5 und 6 mit 2B identische
Ansichten der Betätigungsvorrichtung
in verschiedenen aufeinander folgenden Stellungen der Betätigungsvorrichtung.
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In 1 ist
schematisch eine Weiche 10 dargestellt. Diese ist in der
Lage, die Verbindung eines ersten Gleises 12, das an einem
Ende vorgesehen ist, abwechselnd mit zwei am anderen Ende der Weiche
vorgesehenen Gleisen 14, 16 zu verbinden.
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In 1 weist
die Weiche zwei feststehende äußere Schienen
auf, von denen die eine, 18, im Allgemeinen geradlinig
und die andere, 20, im Allgemeinen gekrümmt ist. Zwischen diesen feststehenden Schienen
sind bewegliche Weichenzungen 22, 24 angeordnet,
die sich längs
der feststehenden Schienen 18 bzw. 20 anlegen
können.
Diese Weichenzungen sind auf ihre Spitzen 22A, 24A zu
abgeschrägt. An
ihrem anderen Ende 22B, 24B sind die Weichenzungen
in der Verlängerung
von nicht dargestellten feststehenden Schienen der beiden Gleise 14, 16 angeschlossen.
Dieses Ende bildet die Wurzel der Weichenzungen.
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Der
Weiche 10 ist eine Anlage zur Betätigung der Weichenzungen zugeordnet.
Diese umfasst ein Stellglied, das aus einem Betätigungsmechanismus 30 besteht,
ein Gestänge 32,
das sich im Allgemeinen längs
der Weiche über
den wesentlichen Teil der Länge
der Weichenzungen erstreckt, und Quersteuerstangen 33,
die mit dem Gestänge 32 in
regelmäßigen Abständen verbunden
sind und an die Weichenzungen 22 und 24 angeschlossen
sind. Das Gestänge 32 ist
mit dem Betätigungsmechanismus 30 für ihre Betätigung verbunden.
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Genauer
gesagt, der Betätigungsmechanismus 30 ist
an der Spitze bezüglich
des Gleises auf der Seite des Gleises 12 in Nähe der Spitzen 22A, 24A der
Weichenzungen befestigt. Dieser Betätigungsmechanismus ist beispielsweise
von einem elektromechanischen Stellglied gebildet.
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Das
Gestänge 32 umfasst
eine Folge von Längsstangen 34,
die in Reihe miteinander durch Betätigungsvorrichtungen 36 verbunden
sind, die zwischen zwei Längsstangen 34 eingesetzt
sind. Der Betätigungsmechanismus 30 ist
mit einem Ende des Gestänges 32 verbunden.
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Die
Betätigungsvorrichtungen 36 sind
auf der Länge
der Weichenzungen verteilt, indem sie beispielsweise in einem Abstand
von 2 m bis 7 m voneinander entfernt angeordnet sind. Eine oder
mehrere aufeinander folgende Stangen 34 verbinden zwei aufeinander
folgende Betätigungsvorrichtungen.
Gegebenenfalls ist zwischen zwei aufeinander folgenden Betätigungsvorrichtungen
ein Umkehrglied 38 angeordnet.
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Die
Quersteuerstangen 33 sind jeweils mit einem Ausgang der
Betätigungsvorrichtung 36 verbunden.
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Eine
erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 36 ist
in größerem Maßstab in
den 2A, 2B und 3 bis 6 dargestellt.
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Sie
umfasst im Wesentlichen einen Sockel 40, einen Steuerhebel 42,
der in das Gestänge 32 zwischen
zwei aufeinander folgenden Stangen integriert ist, und ein bewegliches
Umlenkorgan 44, das von einem bezüglich des Sockels 40 schwenkbaren Hebel
gebildet ist.
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Genauer
gesagt, der Sockel 40 umfasst eine Platine 46,
die die Befestigung der Betätigungsvorrichtung
am Boden beispielsweise am Ende einer Traverse der Weiche gestattet,
sowie ein Gehäuse 48,
in dem der Steuerhebel 42 und der Umlenkhebel 44 teilweise
angeordnet sind.
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Der
Steuerhebel 42 ist um eine Achse Y-Y schwenkbar, die zur
Schwenkachse X-X des Umlenkhebels 44 parallel ist. Er umfasst
zwei Arme, die zueinander parallel übereinander angeordnet sind und
sich auf derselben Seite der Achse Y-Y erstrecken.
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Einer
der Arme 49, der einen Arm zur Verbindung mit dem Gestänge 32 bildet,
erstreckt sich außerhalb
des Gehäuses 48.
An seinem freien Ende 49A sind zwei aufeinander folgende
Stangen des Gestänges 32 um
eine Achse Y1-Y1 angelenkt.
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Der
zweite Arm 50, der einen Kopplungsarm bildet, ist von einer
allgemein trapezförmigen
Platte gebildet, die auf ihr freies Ende 50A zu ausgeweitet ist.
Der Kopplungsarm 50 ist kürzer als der Verbindungsarm 49.
Er erstreckt sich in dem Gehäuse 48.
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Der
Umlenkhebel 44 ist bezüglich
des Sockels 40 um die im Allgemeinen vertikale Achse X-X schwenkbar,
die sich senkrecht zu der Ebene des Gestänges 32 erstreckt.
Er umfasst einen Angriffsarm 54, der durch einen seitlichen
Schlitz hindurch aus dem Gehäuse 48 herausragt.
An dem herausstehenden Ende 56 des Arms 54 ist
eine Quersteuerstange 33 über eine elastische Verbindung
angeschlossen.
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Der
Umlenkhebel 44 umfasst außerdem einen Steuerarm 58,
der mit dem Angriffsarm 54 fest verbunden ist. Der Steuerarm 58 ist
im Inneren des Gehäuses 48 beweglich.
Der Umlenkhebel 44 besitzt an seinem freien Ende eine allgemeine
Gabelform, die von zwei Endzähnen 60A, 60B gebildet
ist, die voneinander entfernt sind und auf den Steuerhebel 42 zu
vorstehen.
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Die
Zähne 60A, 60B weisen
auf ihren im Allgemeinen einander zugewandten Flächen Steuerkurvenflächen 62A, 62B auf,
die, von der Achse X-X abgewandt voneinander divergieren. Diese
Steuerkurvenflächen 62A, 62B sind
in der Lage, mit zugeordneten Gegensteuerkurven 64A, 64B zusammenzuwirken,
die von dem Kopplungsarm 50 des Steuerhebels getragen sind.
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Bei
dem betrachteten Beispiel sind die Gegensteuerkurven 64A, 64B von
drehbaren Rollen gebildet, die von dem freien Ende des Kupplungsarms 50 getragen
sind. Diese Rollen sind um parallele Achsen drehbar, die sich parallel
zu den Achsen X-X und Y-Y erstrecken. Die Rollen sind winkelmäßig bezüglich der
Achse Y-Y versetzt und befinden sich in demselben Abstand von dieser.
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Die
Steuerkurvenflächen 62A, 62B sind
an dem Ende der Zähne 60A, 60B unterbrochen,
um ein Abheben der Gegensteuerkurven 64A, 64B zu
gestatten. Die freien Enden der beiden Zähne bilden im Allgemeinen zylindrische
konkave Anschlagsflächen 66A, 66B,
die im Allgemeinen jeweils zu der Bewegung konzentrisch sind, die
von dem Außendurchmesser
der beiden Rollen 64A, 64B des Umlenkhebels 44 beschrieben
wird, indem sie an der einen oder der anderen der Gegensteuerkurven 64A, 64B anliegen
oder diesen mindestens gegenüberstehen.
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Schließlich ist
ein Kontakt 70 mit dem Sockel 40 fest verbunden.
Er ist mit einem beweglichen Tastfinger 72 ausgerüstet. Dieser
Kontakt kann die Stellung der Betätigungsvorrichtung anzeigen.
Er ist beispielsweise geschlossen, wenn der Tastfinger 72 unter
der Einwirkung einer Feder des Kontakts ausgefahren ist, und offen,
wenn der Tastfinger eingedrückt ist.
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Der
Steuerhebel 42 und insbesondere vorzugsweise der Kopplungsarm 50 weisen
eine kreisbogenförmige
Steuerkurve 73 auf, die zwei Enden 74A, 74B aufweist.
Sie ist dafür
geeignet, den Tastfinger einzudrücken,
wenn sie gemäß ihrer
Länge durchlaufen
wird, und diesen freizugeben, wenn er ihre Enden 74A, 74B erreicht.
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Die
Anlage arbeitet folgendermaßen:
Man
geht davon aus, dass die Weiche anfangs in einer solchen Stellung
ist, dass die Weichenzunge 22 an die feststehende Schiene 18 angelegt
ist, während
die Weichenzunge 24 von der feststehenden Schiene 20 entfernt
ist. In dieser Stellung ist der Betätigungsmechanismus 30 in
einer ersten Stellung und er legt auf diese Weise den Stangen 34 eine
erste Stellung auf. Die Betätigungsvorrichtungen 36 sind in
der in 2B dargestellten Stellung, wobei
der Steuerhebel 42 im Allgemeinen nach rechts verlagert ist
und das Ende 56 des Angriffshebels bezüglich der Figur nach unten
gerichtet ist.
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In
dieser Stellung ist der Steuerhebel 42 in einer ersten
Stellung, während
der Angriffsarm 54 in einer ersten Endstellung ist. Wie
in 2B dargestellt, ist die Rolle 64A genau
gegenüber
dem Ende des Zahns 60A angeordnet und ist an der Anschlagsfläche 66A des
Umlenkhebels in Anlage. Die Rolle 64A bildet nun einen
Anschlag für
den Umlenkhebel 44, der verhindert, dass der Angriffsarm 54 in
der Figur nach oben geschwenkt wird. Auf diese Weise sind die Weichenzungen
in der in 1 dargestellten Stellung blockiert.
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In
dieser Stellung der Weiche haben die Stangen 34 im Fall
einer Temperaturänderung
ihre modifizierte Länge,
was zu einer durch die Stangen bewirkten leichten Drehbewegung des
Steuerhebels 42 führt.
Die Rolle 64A bewegt sich nun leicht um die Achse Y-Y.
Diese bleibt jedoch ständig
gegenüber der
Anschlagsfläche 66A,
was weiterhin eine Blockierung des Umlenkhebels 44 gewährleistet,
ohne jedoch diesen zu verlagern, da die Rolle 64A nicht mit
der Kurvensteuerfläche 62B in
Eingriff ist. Auf diese Weise bleiben also die Weichenzungen selbst
im Fall einer Temperaturänderung
unbewegt und richtig positioniert.
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Zum Ändern der
Stellung der Weiche wird der Steuerhebel 42 unter der Einwirkung
der durch den Betätigungsmechanismus 30 gesteuerten
Stangen 34 mitgenommen, wie in 3 mit dem
Pfeil F dargestellt ist. Die Rolle 66A bewegt sich nun,
um nicht mehr der Auflagefläche 66A gegenüberzustehen,
und gewährleistet
auf diese Weise eine Freigabe des Umlenkhebels 44. Gleichzeitig
erreicht der Tastfinger 72 das Ende der Steuerkurve und
liegt an der Seitenfläche
an.
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Bei
der weiteren Bewegung des Steuerhebels 42 in der Richtung
des Pfeils F kommt, wie in 4 dargestellt,
die Rolle 64B mit der Steuerkurvenfläche 62B in Nähe der Basis
des Zahns 60B in Kontakt. Die Rolle liegt dann an dieser
Steuerkurvenfläche
an. Auf diese Weise nimmt die Rolle 64B den Umlenkhebel 44 mit,
indem sie diesen entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenken lässt.
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Die
Rolle läuft
auf der Steuerkurvenfläche 62B bis
zu ihrem freien Ende, wo sie sich nun von der Steuerkurvenfläche 62B abhebt,
da diese unterbrochen ist.
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Wie
in 5 dargestellt ist, kommt die Rolle nun mit der
Anlagefläche 66B in
Eingriff. Bei der weiteren Bewegung des Steuerhebels 42 bis
zu einer durch den Betätigungsmechanismus 30 und
die Länge
der Stange 34 auferlegten zweiten Stellung läuft die
Rolle 64B auf der Auflagefläche 66B bis in die
in 6 dargestellte Stellung.
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Bei
der Bewegung der Rolle aus ihrer in 5 dargestellten
Stellung in ihre in 6 dargestellte Stellung ist
der Umlenkhebel 44 blockiert.
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In
der Stellung von 6 bildet die Rolle 64B einen
Anschlag, der auf diese Weise den Umlenkhebel 44 in seiner
zweiten Endstellung blockiert, in der das Ende 46 des Angriffsarms
in der 4 nach oben angehoben ist. In dieser Stellung
ist der Tastfinger 72 aus der Steuerkurve 73 ausgerückt und
bewirkt die Schließung
des Kontakts.
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Auch
in dieser Stellung wird also die Rolle 64 im Fall der Ausdehnung
der Steuerstangen 34 leicht gemäß der Länge der Fläche 62B bewegt, ohne
die Bewegung des Umlenkhebels 44 zu bewirken, und gewährleistet
weiterhin dessen Blockierung.
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Auf
diese Weise wird der Umlenkhebel 44 bei der Bewegung des
Steuerhebels 42 aus seiner ersten Stellung in seine zweite
Stellung gemäß einem
Verlagerungsweg nur in dem mittleren Teil des Verlagerungswegs verlagert,
während
der Umlenkhebel 44 nicht verlagert wird, wenn der Steuerhebel sich
auf Endteilen des Verlagerungswegs bewegt, die von der ersten Stellung
oder der zweiten Stellung zum mittleren Teil des Wegs gelegen sind.
Auf diese Weise hängt
die Positionierung des Umlenkhebels 44 nicht von der ersten
und der zweiten Stellung des Steuerhebels 42 ab, die sich
mit der Länge
der Stangen 34 infolge der Ausdehnung ändern.
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Bei
der betrachteten Ausführungsform
werden zwei Rollen verwendet, um Gegensteuerkurven zu bilden, die
mit den Steuerkurvenflächen 62A, 62B zusammenwirken
können,
was vorzuziehen ist. Es könnte
jedoch auch ein und dasselbe Organ verwendet werden, um mit beiden
Flächen 62A, 62B zusammenzuwirken.
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Gemäß einer
Abwandlung sind die Steuerkurvenflächen 62A, 62B auf
dem Hebel 42 vorgesehen und die Gegensteuerkurve ist auf
dem Arm 58 des beweglichen Umlenkhebels vorgesehen.
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Mit
einer solchen Anlage sind die Weichenzungen unabhängig von
der Länge
der Stangen aufgrund atmosphärischer
Bedingungen bezüglich
der feststehenden Schienen richtig positioniert, und diese Zungen
sind aufgrund der Anschläge
blockiert, die von den Rollen gebildet werden, die an den Anschlagsflächen 66A oder 66B des
Umlenkhebels anliegen.
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Das
Vorhandensein eines drehbaren Steuerhebels gestattet es, die von
den Stangen auf den Umlenkhebel 44 angelegte Kraft dank
des Hebelarms 49 zu erhöhen,
der die Verbindung mit dem Gestänge
gestattet.
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Die
Vorrichtung mit einem drehbaren Steuerhebel ist ferner für das Vorhandensein
von Eis oder Schnee wenig empfindlich, da die in Kontakt stehenden
Flächen
der zueinander beweglichen Teile reduziert sind.