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Vorrichtung für Mikroskope zum Bestimmen der relativen Mengenverhältnisse
einer Schicht Zum Bestimmen der relativen Mengenverhältnisse einer Schicht werden
sogenannte Schliffe, d. h. kleine, dünne Platten benutzt, welche aus dem zu untersuchenden
Gegenstand, z. B. einem Gestein, herausgeschnitten sind. Die Schliffe werden unter
dem Mikroskop unter solcher -Vergrößerung untersucht, daß die einzelnen Körner der
Teilarten zu unterscheiden sind. Bei dem zumeist verwandten Längenmeßverfahren wird
der Schliff in zueinander parallelen Linien unter dem Mikroskop entlang geführt,
und es werden für die einzelnen Körner der Teilarten die auf diesen Parallelen liegenden
Strecken gemessen und für jede Teilart addiert. Aus den gesamten Längen der den
einzelnen Teilarten zugehörigen Strecken ergibt sich dann- das Mengenverhältnis
der einzelnen Teilarten.-Bei einer bekannten Vorrichtung für dieses Längenausmeßverfahren
ist die ganze Meß-und Zählvorrichtung am Mikroskoptisch angeordnet, so daß der Mikroskoptisch
unnötig belastet ist. Ferner müssen bei diesem bekannten Gerät die Streckenlängen
je-an einem Maßstab und an einer Trommel von Mikrometerschrauben mit sehr feinen
Teilstrichen abgelesen werden, was die Augen anstrengt.
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Außerdem gestattet dort jede Mikrometerschraube, .in einem Arbeitsgange
nur kurze Strecken, z. B. nur 5 bis 6 mm und insgesamt nicht mehr als 25 mm auszumessen,
was die Auswertung eines größeren Schliffes verhindert. Beim Abfahren der kein Ausmessen
benötigenden Hohlräume wird bei diesem bekannten Gerät dennoch eine der Mikrometerschrauben
weitergedreht, und nach - dem Durchfahren einer Linie müssen die Befestigungsschrauben
gelöst, der Schlitten in seine ursprüngliche Lage gebracht und die Schrauben wiederum
befestigt werden.
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Es ist daher bereits vorgeschlagen worden (Patent ßq.a 5g8), die zum
Addieren der Streckenlängen bestimmten Meß- bzw. Zählvorrichtungen getrennt von
der am Mikroskoptisch allein befestigten Vorrichtung zur parallelen oder spiralförmigen
Verschiebung des Schliffes anzuordnen. Diese beiden Einrichtungen sind hierbei beweglich
mittels eines biegsamen @Verbindungsnzittels öder elektrisch miteinander verbunden.
Hierdurch kann derjenige TeiT;--weleher -am Mikroskoptische befestigt ist, sehr
leicht ausgeführt werden, und es können für die getrennt vorn Mikroskop angeordnete
Zählvorrichtung für das leichte Ablesen besser als Mikrolneterschrauben geeignete
Rollenzählwerke gebraucht werden. Nach diesem Vorschlag ist aber. die Vorrichtung
für ein punktweises Auszählen (Punktverfahren) bestimmt, bei welchem der Schliff
schrittweise verstellt wird, und zwar mittels Antriebsmittel, welche ebenfalls eine
schrittweise Wirlzung haben.
Gemäß vorliegender Erfindung können
sämtliche dieser getrennten Bauweise eigenen Vorteile auch für das Längenausmeßverfahren
ausgenutzt werden; denn erfindungsgemäß wird bei einer solchen aus zwei voneinander
getrennten Teilen, die nur getrieblich miteinander verbunden sind, bestehenden Vorrichtung
die fortlaufende Verschiebung des Schliffes mittels ebenfalls fortlaufend wirkendei#
Antriebsmittel bewirkt, und die vorgesehenen Tasten oder Schaltglieder dienen nur
zum abwechselnden Ein- und Ausschalten der den verschiedenen Teilarten des Gesteins
o. dgl. zugeordneten Zählwerke. Bei Verwendung von fünf Rollen in jedem Zählwerk
kann bekanntlich bei entsprechender Wahl des Übersetzungsverhältnisses der Zählrollen
eine Genauigkeit von o,ooooi der zu messenden Größe erzielt werden, was der Ablesemöglichkeit
einer Teilstrichskala von Mikrometerschrauben weit überlegen ist.
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Wie bei dem genannten Vorschlag kann die Anzahl der zu bestimmenden
Teilarten ohne Vergrößerung der am Mikroskoptisch angeordneten Vorrichtung beliebig
groß gemacht werden. Es ist nur nötig, dazu die Zahl der Tasten und der zugehörigen
Zählwerke in der getrennt vom Mikroskoptisch stehenden Zählvorrichtung entsprechend
zu vergrößern.
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Die Verschiebung des Schliffes kann dabei so groß gewählt werden,
daß die Auswertung nicht nur des einen, sondern sogar mehrerer Schliffe nacheinander
ohne Unterbrechung zum Zählen der Ablesungen fortgesetzt werden kann.
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Mit dem Antriebe zum fortlaufenden Bewegen des Mikroskopschlittens
in geraden öder in Spirallinien kann erfindungsgemäß eine Kontaktscheibe verbunden
sein, so daß durch die durch diese bewirkten Stromunterbrechungen elektrische Zählwerke,
wie dies z. B. bei Ballontheodoliten bekannt ist, schrittweise geschaltet werden.
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Ferner kann bei mechanischerp£I=g zwischen Schlittenbewegung und Zählwerksantrieb
ein an sich bekanntes Wendegetriebe vorgesehen sein, das erfindungsgemäß zwischen
die Zählwerke für die einzelnen Teilarten des Gemenges und ihren Antrieb so einschaltbar
ist; daß, wie dies bei anderen Zählwerken bekannt ist, auch bei rückläufiger Bewegung
des Mikroskoptisches die Zählwerke fortschreitend bewegt werden.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. i einen Schliff, indem durch parallele
Linien angedeutet ist, wie bei geradlinigem Abfahren die Auswertung erfolgt, Abb.
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Gerätes nach der
Erfindung mit elektrischer Verbindung seiner zwei Hauptteile, Abb. 3 und q. die
Kontaktscheibe und Einzelheiten von am Mikroskoptische zur Verschiebung ' des Schliffes
angebrachten Teilen des Ausführungsbeispiels nach Abb. 2, Abb. 5 eines der elektrischen
Zählwerke D " der Abb. z im Schnitt, Abb.6 und 7 im Schnitt und in einer Draufsicht
die getrennt vom Mikroskoptisch aufzustellende Schaltvorrichtung C der Abb. 2 mit
Tastenantrieb für die Auswahl der den einzelnen Teilarten zugeordneten elektromagnetischen
Zählwerke, Abb. 8 und 9 die Zählvorrichtung für eine Ausführungsform der Erfindung
mit mechanischer Antriebsverbindung zwischen dem Mikroskopschlitten und den Zählwerken,
Abb. io eine biegsame Verbindung zwischen der Vorrichtung am Mikroskoptische und
der Zählvorrichtung nach Abb. 8, 9 und Abb. ii und 12 eine Ausführungsform der für
die Ausführungsform nach Abb:2 bestimmten Vorrichtung zur Verschiebung des Schliffes
am Mikroskoptische nach einer Spirallinie: Bei der Vorrichtung nach Abb.2 wird;
-wenn der Hauptschalter A geschlossen ist, der von der Batterie E gelieferte elektrische
Strom bei Stromschluß an dem mit dem Antrieb B des Mikroskoptisches verbundenen
Stromunterbrecher nach Abb.3 und .¢, je nachdem, welche der Tasten des Umschalters
C gedrückt ist, einem bestimmten Zählwerk der Zählwerksgruppe D zugeleitet.
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Die Vorrichtung zur Unterbrechung des Stromkreises (Abb. 3 und q.)
wird mittels Schrauben 3 (Abb. q.) an einem gewöhnlichen Mikroskopkreuztische befestigt.
Mittels einer im Gehäuse i gelagerten Kurbel q. wird eine Schnecke 5, ein Schneckenrad
6 und somit ein Ritzei 7 gedreht. Die Kurbel q. nimmt bei ihrer Drehung eine mit
ihr verbundene und mit Isoliereinsätzen 9 versehene Scheibe 8 mit. Gegenüber diesen
Einsätzen 9 ist an dem Gehäuse i der Bürstenhalter io angeord- i net, welcher gegenüber
dem Gehäuse i z: B. durch Ebonithülsen i i isoliert ist.
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In den Bürstenhalter io ist eine Graphitbürste 12 eingesetzt, die
durch eine Feder 13
gegen die Stirnfläche der Kontaktscheibe 8 1 angedrückt
wird.
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Der Strom wird von der Batterie E (Abb. :2) der Klemme 1q: zugeführt
und durch die Bürste 12 und die Scheibe 8 bei metallischer Berührung mit derselben
der an dem Gehäuse i angeordneten zweiten Klemme und von dort zum Stromkreise der
elektrischen Zählvorrichtung weitergeleitet. Beim Vorübergehen der Bürste io an
den Isoliereinsätzen 9 wird der Strom unterbrochen.
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Beim Drehen der Kurbel q. wird somit eine Anzahl von Stromschlüssen
und Stromunterbrechungen
erhalten, welche der Größe der Verschiebungen
des zu untersuchenden Schliffes entspricht.
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Die einer Millimeterlänge entsprechende Zahl der Stromunterbrechungen
hängt von dem Übersetzungsverhältnis der Schneckenübertragung 5, 6, 7 ab und kann
für die vorgeschriebene Genauigkeit der Messung genügend groß gewählt werden.
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Die Zählvorrichtung D der Abb. 2 besteht aus mehreren elektrischen
Rollenzählwerken beliebiger Art, bei welchen der Stromschluß die Zähler rolle um
eine Teilung dreht. Die Anzahl solcher Zählwerke wird gleich der Anzahl der zu bestimmenden
Komponenten gewählt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 ist in bekannter Weise ein
Elektromagnet 15 vorgesehen, der bei Stromschluß mittels der Schaltstange 18 die
unter Wirkung einer Sperrfeder ig stehende Zahlenrolle 2o fortschaltet.
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Der in Abb. 2 mit C bezeichnete Umschalter hat mehrere Tasten 72 (Abb.
6 und 7), deren Anzahl nach der in Betracht kommenden Zahl der Teilarten des Gemenges
verschieden sein kann. Beim Drücken der Taste 721 wird der dazugehörige Kontakt
68 geschlossen und durch die Stromschlüsse der Unterbrecherscheibe 8 das betreffende
elektrische Zählwerk nach Abb. 5 so lange fortgeschaltet, als diese Taste 721 gedrückt
wird. Außerdem besitzt der Umschalter noch mechanische Zählwerke, welche die Zahl
der Betätigungen jeder dieser Tasten 72 einzeln zählen.
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In Abb. 7 sind vier Tasten 72 dargestellt; jede dieser Tasten ist,
wie in Abb. 6 für die Taste 721 dargestellt ist, am Ende eines Hebels 73 befestigt.
Die Hebel 73 von zwei Tasten 72 sind an einem Zapfen 74 und die Hebel 73 der weiteren
zwei Tasten 72 an einem Zapfen 75 drehbar gelagert. An dem entgegengesetzten Arm
jedes Hebels 731 ist eine federnde Schaltklinke 76, an dem Ende des anderen Hebels
73 die Schaltklinke 77 befestigt.
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Die Schaltklinken 76, 77 stehen im Eingriff mit den Verzahnungen der
Zählräder 78, 79
der den Tasten 72 zugehörigen Zählwerke.
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Beim Andrücken einer der Tasten 72 schließt also die Kontaktfeder
68 den Stromkreis eines der elektrischen Zählwerke (Abb. 5) und verstellt zu gleicher
Zeit das Sperrad des betreffenden mechanischen Zählwerkes 78 bzw. 79 des
Umschalters C um eine Teilung.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Man dreht mit einer
Hand die Kurbel q. und drückt mit der anderen Hand diejenige Taste 72 des Urrischalters
C, welche dem im Mikroskop gleichzeitig zu beobachtenden, an die Kreuzung der Okularfäden
gelangenden Korn der betreffenden Teilart entspricht. Ist die eine Linie (Abb. i)
bis zum Ende ausgemessen, so wird der Schliff mittels der anderen Schraube des Kreuztisches
auf die zweite Linie umgestellt und dieselbe in en@tgegengesetzter Richtung durch
entsprechende entgegengesetzte Drehung der Kurbel q. durchgefahren. Die dritte Linie
wird wiederum in der früheren Richtung durchgefahren und so weiter bis zum Ende.
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Die elektromagnetischen Zählwerke der Abb. 5 dienen zum Zusammenzählen
der Gesamtlänge der an jeder Linie ermittelten Strecken jeder einzelnen Teilart
des Gemenges. Die von jedem Zählwerk registrierte Zahl der Stromunterbrechungen
ist somit der gesamten Länge der dieser Teilart zugehörigen einzelnen Strecken und
,also dem Gehalte der Teilart im Schliff proportional.
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Andererseits zählen die mechanischen Zählwerke 78, 79 (Abb.
6) des Umschalters C (Abb. i) die Zahl der Betätigungen jeder Taste 72 und folglich
die Anzahl der jeder Teilart zugehörigen Strecke, d. h. die Zahl der Körner der
einzelnen Teilarten. Das Dividieren der mit den elektrischen Zählwerken gezählten
Gesamtlänge der Strecken durch die in den mechanischen Zählwerken gezählte Anzahl
der einzelnen Körner ergibt somit die durchschnittliche relative Größe der jeder
Teilart im Schliff entsprechenden Strecke, welche zur Bestimmung der durchschnittlichen
Korngröße jeder Teilart dienen kann. Auf diese Weise kann man sowohl das relative
Mengenverhältnis jeder Teilart im Schliff als auch zugleich die Korngröße derselben
bestimmen.
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Anstatt eines Kreuztisches kann für die Einrichtung -nach der Erfindung
auch ein Mikroskoptisch verwendet werden, .bei welchem der Schliff nach einer Spirallinie
von dem Mittelpunkte zum Außenrande oder, wie es bei Schallinien einer Sprechmaschinenschallplatte
üblich ist, umgekehrt durchgefahren wird.
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An der hierfür am Mikroskoptische befestigten Grundplatte 2i (Abb.
i2) ist in Führungen 36 eine Scheibe 22 beweglich angeordnet, welche einen Ring
38 trägt. Über diesem Ringe 38 (Abb. i i) sitzt ein anderer Ring 23, welcher mit
zwei Zahnkränzen und einem Schneckengewinde an seinem Umfange versehen ist. Der
eine Zahnkranz verbindet ihn. mit der Scheibe 26 (Abb. i2) und der zweite Zahnkranz
an seiner Deckfläche mit dem Ritzel3o und das Schneckengewinde mit zwei Schneckenrädern
33.
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Die Scheibe 26, welche an der Achse 40 drehbar gelagert ist, hat erfindungsgemäß
an
ihrer Oberfläche eine Anzahl spiralförmig gleichmäßig verteilter
Isoliereinsätze37. Oberhalb der Scheibe 26 ist eine Schleifbürste 28 (Abb. i i)
angeordnet, welche an dem ortsfesten Ständer 27 befestigt ist. Die Schneckemräder
33 (Abb. 12) sind an den Achsen 34 befestigt, welche in an der Grundplatte 21 befestigten
Lagern 39 drehbar gelagert sind und sich in Müttern 35 hinein- oder aus diesen herausschrauben
können. Das Ritzel30 sitzt an einer Achse 41, die in ihrem Lager 31
mittels
einer Kurbel 32 gedreht werden kann.
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Der Ring 23 ist mit einem Innenring 42 verbunden, welcher die Klemme
4:q. zum Festhalten des zu untersuchenden Schliffes trägt.
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Die Arbeitsweise des Spiraltisches ist folgende: Beim Drehen der Kurbel
3-2 erteilt das Ritzel 3o dem Ringe q.ä und somit auch dem Schliffe eine
Drehbewegung.
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Diese Bewegung ruft eine Drehung der Schneckenräder 33 und zuggleich
das Hinein-oder Herausschrauben des Gewindeteiles der Achsen 34 gegenüber den Muttern
35 hervor.
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Infolgedessen bewegt sich die ganze Scheibe 22 in den Führungen 36
geradlinig nach rechts bzw. nach links. Auf diese Weise entsteht eine spiralförmige
Bewegung des Schliffes q:5 gegenüber der Mikroskopachse.
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Gleichzeitig mit der Drehung des Ringes 23 wird auch die Scheibe 26
gedreht, welche unter Zuhilfenahme der Bürste 28 die Stromunterbrechungen bewirkt.
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Die Zahl der Stromunterbrechungen bzw. der Stromschlüsse entspricht
somit der linearen Verschiebung (nach der Spiralrneßlinie) des Schliffes unter dem
Okularmittelpunkte.
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Man kann die Stromunterbrechungen auch ohne die Scheibe ä6 erhalten,
wenn die Isoliereinsätze an einem erweiterten Rande des Ringes 23 'selbst spiralförmig
angeordnet werden und die Schleifbürste an der unbeweglichen Platte 2,1 befestigt
wird.
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Bei der zweiten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes (Abb:8
bis io) ist das Zählwerk derart gestaltet, daß bei der Drehung der Übertragungswelle
63 in der einen oder anderen Richtung die Zählscheiben dennoch stets dieselbe Drehrichtung
erhalten. Dadurch kann die Messung nach dem linearen Prinzip' auch ohne Zurückführen
des Mikroskoptisches beim Übergang von der einen Meßlinie zur anderen geschehen.
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Das Zählwerk besteht aus einer Grundplatte 4,6 (Abb. 9) mit einer
Hinterwand 47 und zwei Seitenwänden 48. In der Längsrichtung des Zählwerkes sind
drei durchgehende ünbeweglicheWellen q.9, 50, 5 i (Abb.8) angeordnet. An der Welle
49 sind für jedes Komponentenzählwerk die betreffenden Hebel 52 drehbar gelagert.
-In Abb. 8 ist dieser Hebel in seinen zwei Lägen 52 und 52" dargestellt. Jeder Hebel
52 trägt einen Ständer 53; an welchem mit Gummibekleidung versehene Scheiben 55
drehbar gelagert sind.
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An der zweiten Welle 5o sitzen drehbare Stangen 54 mit unter den Hebeln
52 zu liegen kommenden Stützstiften 56. Die anderen Arme der Hebel 5.4 sind mit
kleineren Seheiben 57 ausgerüstet, die ebenfalls mit Gummibezug versehen sind.
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' Auf der dritten Welle 5 i sind knieförmige Rastenhebel58 schwenkbar
gelagert. Die oberen Arme dieser Hebel tragen die Zählwerke 59 (Abb:.8 und 9) für
die einzelnen Komponententasten.
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Die rechte Zählscheibe eines jeden Zählwerkes ist mit einer mit Gummibekleidung
versehenen Scheibe 6o fest verbunden.
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Die unteren Arme der Tastenhebel 58 tragen die Tasten 61.
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In der Ruhelage der Tasten 61 werden die Hebel 59 durch Federn
62, gegen die Anschläge 62, gedrückt.
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Die Antriebsscheiben 55 der Zählwerke für die einzelnen Teilarten
sind an einer in den Ständern 53 drehbar gelagerten Welle 63 befestigt. Diese Welle
ist durch ein Gelenk 64 mit der Gelenkwelle 65, 66 verbunden (Abb. iö), welche die
bewegliche bzw. verstellbare Verbindung des Zählwerkes mit dem Mikroskoptische bildet.
Die Gelenkwelle ist mit einer Schnecke 67 verbunden, welche mit der Mikrometerschraube
des Mikroskoptisches im Eingriff steht. Die Schneckenwelle ist außerdem mit einer
Kurbel q. versehen.
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' Beim Drehen dieser Kurbel q: wird der Schliff auf dem Mikroskoptische
geradlinig verschoben. Zugleich wird die Drehbewegung durch die Gelenkwelle 6q.,
65, 66 auf die Welle 63 des Zählwerkes übertragen. Man drückt dabei die der betreffenden
Teilart des Gesteins entsprechende Taste 61 des Zählwerkes dauernd so lange an,
bis die ganze Strecke des Teilartkornes durchgelaufen ist.
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Dabei kommt die Scheibe 6o mit der Scheibe 55 in Berührung, so daß
die Bewegung des Schliffes eine entsprechende Verstellung der Zählerscheiben hervorruft.
Beim Übergang zur anderen Teilart wird eine andere ihr -entsprechende Taste 6i dauernd
angedrückt. ' Ist nun eine Meßlinie (Abb. i) durchfahren, so rnuß die nächste Meßlinie
des Schliffes in entgegengesetzter Richtung durchgelaufen werden.
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Zu diesem Zwecke bewegt man den Hebel 52 in die Lage 52a (Abb. 8),
wodurch zwischen den Scheiben 55 und 6o die Zwischenscheibe 57 eingeschaltet wird
und die entgegengesetzte Drehrichtung der Welle 63 bzw. der Scheibe
55
die frühere Drehrichtung der Zählscheiben 59 herbeiführt.
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Die Betätigung des Zählwerkes wird bei dieser Rückbewegung des Schliffes
durch das dauernde Andrücken der betreffenden Komponententaste zugleich mit dem
Hebel5z bewirkt.
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In den sämtlichen bereits beschriebenen Ausführungsformen kann man
für die Verschiebung des Schliffes, sei es geradlinig oder spiralförmig, anstatt
der Kurbeldrehung von Hand irgendeinen selbsttätigen, z. B. einen elektrischen Antrieb
benutzen.