WO2013159134A1 - Vorrichtung zum steuern einer arbeitsmaschine - Google Patents

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levers
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French (fr)
Inventor
Johannes PETERSEIL
Helmut KREILMEIER
Thomas ERLINGER
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Wacker Neuson Linz Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling a work machine with at least two control levers, which are operatively connected via an actuation with at least one control device, wherein the actuation comprises a switching device with which the assignment between control levers and control devices is interchangeable, wherein the switching device at least four levers comprises, each of which two levers are associated with a control lever, which is associated with a control lever levers each associated with its associated control unit via a respective first pendulum support and each of the directly connected to the control lever with the indirectly with the control unit connected and the other control lever associated lever is synchronously pivotable.
  • Such switches are optionally available in various countries for various work machines. Essentially, this means that, for example, the function “lift arm raising or lowering" of a backhoe with the function “dipper stick raising or lowering” can be reversed. This is especially necessary in order to be able to adapt the control of a machine to the habits of a device operator. After switching, the previously operated with the left control lever dipper stick with the right Control lever are actuated.
  • a changeover of the function "lift lift arm and lower lift arm” takes place in the same way from the right to the left control lever
  • a device of the type described is known, for example, from JP 6-081371 A, wherein the exchange of the assignment between control levers and control devices by attaching If the stirrups are properly attached, then the lever directly connected to the control unit is synchronously pivotable with the lever not directly connected to the control unit and associated with the other control lever A similar device is also known from JP 61-072137 A. ,
  • the present invention seeks to provide a device with mechanical feedforward control of the kind described, which allows a low-wall construction, with a rapid, straightforward and safe switching the control lever functions in the desired manner is possible.
  • each of the four levers has an attachment point for an actuating element which engages the actuating element at its other end on the control lever and engages via tool-less releasable couplings at the attachment point on the respective associated lever.
  • the switching device comprises four levers, two of which are assigned to a control lever. Two levers are thus assigned in pairs to a control lever and interact with it alternately.
  • the control lever engages by means of suitable means, such as push rods, cables od. Like., Optionally on one or the other lever and actuates it.
  • a pivoting of the control lever thus has a pivoting of each effect-connected with the control lever lever result.
  • this lever is designed as a one-armed or multi-armed lever and engages, for example, a pendulum support, that is to say a push-pull rod or the like, or optionally also directly, on the control unit.
  • the control unit can be designed electrically, hydraulically or in any other way.
  • the lever connected to the control unit of each lever pair is synchronously swivel-adjustable with the control unit-effect-compound-free lever of the other lever pair.
  • levers and control levers arises when each of the four levers has an attachment point for another attacking on the control lever actuator.
  • This actuator of each control lever is preferably depending on a second pendulum support, via couplings, in particular ball couplings on the respective lever attacks.
  • Pendulum supports are in this context any tensile and compressive forces transmitting components.
  • a bracket connects each of the control device connected to the lever of a pair of levers with the control unit connection free lever of the other lever pair.
  • the bracket rotates with the lever while the rotation axis and may optionally serve as a point of articulation for the control unit and / or the respective control lever.
  • the synchronous guidance of the respectively associated lever can also take place in any other arbitrary manner, for example via coaxially intermeshed shafts or the like.
  • lever associated clutches each having a stop associated ball receiving pan having a ball alternately releasing and locking in the pan displacement mechanism which is actuated against the force of a spring.
  • the ball associated with the stop receiving pan of the pendulum support, with a ball alternately releasing or locking in the pan displacement mechanism can be provided which is actuated against the force of a spring and thereby alternately releases the receptacle for the ball or blocks.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention in front view
  • Fig. 2 shows the device of Fig. 1 in section along the line II-II and
  • Fig. 3 shows the device of Fig. 1 in rear view.
  • An inventive device for controlling a work machine not shown in detail, in particular an excavator or the like., Includes at least two control levers 1, 1 ' , which are pivotable about an axis 2 and the effect via an actuator 3, each with a control unit 4, 4' ,
  • This actuation 3 comprises a switching device 5 with which the effective connections between control levers 1 and control devices 4, 4 'can be switched.
  • the control units 4, 4 'can thus be operated alternately with one or the other control lever 1, 1 ' .
  • the Umzustell listening 5 comprises four levers 6, 7, 8, 9, of which two levers 6, 7 and 8, 9 in pairs a control lever 1, 1 'are assigned. Of these two each a control unit 4, 4 'pairwise associated levers 6, 8th or 7, 9 is each one directly connected to a control device. In the illustrated embodiment, it is on one side of the lever 7, which is operatively connected via pendulum supports 10 with the control unit 4, 4 'and on the other side of the lever 8. For this purpose, the lever 7, 8 at its back approaches 1 1, on which the pendulum supports 10 attack. It is always with the respective control unit 4, 4 'directly operatively connected lever 7, 8 with the control unit connection free lever 6, 9 of the other control lever 1, 1' synchronously swivel adjustable.
  • the four levers 6, 7, 8, 9 are arranged on a common axis of rotation 12 and pivotally adjustable about this.
  • brackets 13, 14 are provided, each of which connect a control device-connected lever 7, 8 of one pair of levers with the control unit connection free lever 6, 9 of the other pair of levers.
  • the Steuerge- reusch Signs fürstechnik lever 6, 9 thus actuate optionally the control unit connected to the lever 7, 8 of the other pair of levers on the respective bracket 13 and 14, so practically indirectly, and thus actuate the respective other pair of levers associated control unit. 4
  • Each of the four levers 6, 7, 8, 9 has a stop point A for another on the control lever 1, 1 'attacking actuator, in particular a tensile and compressive forces transmitted pendulum support 15, on.
  • the pendulum support 15 engages one ends on the control levers 1, 1 ' and the other end of the levers 6, 7, 8, 9 at.
  • the levers associated with couplings 16 are designed as one-hand operable quick-release couplings, which can be transferred between the ball heads 17 forming the attachment points A.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Steuern einer Arbeitsmaschine mit wenigstens zwei Steuerhebeln (1, 1´) beschrieben, die über eine Betätigung (3) mit je wenigstens einem Steuergerät (4, 4´) wirkungsverbunden sind, wobei die Betätigung (3) eine Umschalteinrichtung (5) umfasst, mit der die Zuordnung zwischen Steuerhebeln (1, 1´) und Steuergeräten (4, 4´) vertauschbar ist, wobei die Umschalteinrichtung (5) wenigstens vier Hebel (6-9) umfasst, von denen je zwei Hebel (6, 7 und 8, 9) einem Steuerhebel (1, 1´) zugeordnet sind, von welchen beiden je einem Steuerhebel (1, 1´) zugeordneten Hebeln (6, 7), (8, 9) je einer (7, 8) mit einem ihm zugeordneten Steuergerät (4, 4´) über je eine erste Pendelstütze (10) unmittelbar verbunden ist und jeweils der mit dem Steuergerät (4, 4´) unmittelbar verbundene Hebel (7, 8) mit dem mittelbar mit dem Steuergerät (4, 4´) verbundenen und dem anderen Steuerhebel (1, 1´) zugeordneten Hebel (6, 9) synchron verschwenkbar ist. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass jeder der vier Hebel (6-9) einen Anschlagpunkt (A) für ein Betätigungselement (15) aufweist, welches Betätigungselement (15) an seinem anderen Ende am Steuerhebel (1, 1´) angreift und über werkzeuglos lösbare Kupplungen (16) am Anschlagpunkt (A) am jeweils zugeordneten Hebel (6- 9) angreift.

Description

Vorrichtung zum Steuern einer Arbeitsmaschine
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Arbeitsmaschine mit wenigstens zwei Steuerhebeln, die über eine Betätigung mit je wenigstens einem Steuergerät wirkungsverbunden sind, wobei die Betätigung eine Umschalteinrichtung umfasst, mit der die Zuordnung zwischen Steuerhebeln und Steuergeräten vertauschbar ist, wobei die Umschalteinrichtung wenigstens vier Hebel umfasst, von denen je zwei Hebel einem Steuerhebel zugeordnet sind, von welchen beiden je einem Steuerhebel zugeordneten Hebeln je einer mit einem ihm zugeordneten Steuergerät über je eine erste Pendelstütze unmittelbar verbunden ist und jeweils der mit dem Steuergerät unmittelbar verbundene Hebel mit dem mittelbar mit dem Steuergerät verbundenen und dem anderen Steuerhebel zugeordneten Hebel synchron verschwenkbar ist.
Stand der Technik
Derartige Umschaltungen sind in diversen Ländern für verschiedene Arbeitsmaschinen optional verfügbar. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass beispielsweise die Funktion„Hubarmheben bzw. -senken" eines Löffelbaggers mit der Funktion„Löffelstielheben bzw. -senken" vertauscht werden kann. Dies ist insbesondere erforderlich, um die Steuerung einer Maschine an die Gewohnheiten eines Geräteführers anpassen zu können. Nach einer Umschaltung kann der vormals mit dem linken Steuerhebel betätigte Löffelstiel mit dem rechten Steuerhebel betätigt werden. Eine Umstellung der Funktion„Hubarm heben und Hubarm senken" erfolgt in gleicher weise vom rechten auf den linken Steuerhebel. Eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art ist beispielsweise aus der JP 6-081371 A bekannt, wobei die Vertauschung der Zuordnung zwischen Steuerhebeln und Steuergeräten durch Anbringen unterschiedlicher Bügel erfolgt. Sind die Bügel ordnungsgemäß angebracht, dann ist der jeweils mit dem Steuergerät unmittelbar verbundene Hebel mit dem nicht unmittelbar mit dem Steuergerät verbundenen und dem anderen Steuerhebel zugeordneten Hebel synchron verschwenkbar. Eine ähnliche Vorrichtung ist auch aus der JP 61 -072137 A bekannt.
Eine Umschaltung ist bei den bekannten Vorrichtungen mit mechanischer Vorsteuerung allerdings stets mit erheblichem Aufwand verbunden, da dafür spezielles Werkzeug erforderlich ist, was einen erheblichen Arbeits- und Zeitaufwand bedingt. Ein werkzeugloses Umschalten ist derzeit nur bei Vorrichtungen mit hydraulischer Vorsteuerung, durch eine Umschaltung über ein Ventil, möglich. Derartige Vorrichtungen mit hydraulischer Vorsteuerung sind aber nicht Gegenstand der Erfindung.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von einem derartigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit mechanischer Vorsteuerung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die eine bauaufwandsarme Konstruktion erlaubt, mit der ein rasches, unkompliziertes und sicheres Umschalten der Steuerhebelfunktionen in der gewünschten Weise möglich ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass jeder der vier Hebel einen Anschlagpunkt für ein Betätigungselement aufweist, welches Betätigungselement an seinem anderen Ende am Steuerhebel angreift und über werkzeuglos lösbare Kupplungen am Anschlagpunkt am jeweils zugeordneten Hebel angreift. Gemäß der Erfindung umfasst die Umschalteinrichtung vier Hebel, von denen je zwei einem Steuerhebel zugeordnet sind. Zwei Hebel sind somit paarweise einem Steuerhebel zugeordnet und mit diesem wechselweise wirkungsverbun- den. Der Steuerhebel greift dabei mittels geeigneter Mittel, wie Schubstangen, Seilzügen od. dgl., wahlweise an dem einen oder am anderen Hebel an und betätigt diesen. Ein Verschwenken des Steuerhebels hat somit ein Verschwenken des jeweils mit dem Steuerhebel wirkungsverbundenen Hebels zur Folge. Von diesen beiden paarweise einem Steuergerät zugeordneten Hebeln ist einer mit dem zugeordneten Steuergerät wirkungsverbunden. Dazu ist dieser Hebel als ein- oder mehrarmiger Hebel ausgebildet und greift beispielsweise eine Pendelstütze, also eine Schubzugstange oder dgl. bzw. gegebenenfalls auch direkt, am Steuergerät an. Das Steuergerät kann elektrisch, hydraulisch oder in sonstiger beliebiger Weise ausgebildet sein. Um das erwünschte Ziel einer einfachen Umschaltung realisieren zu können, ist der mit dem Steuergerät wirkungsverbundene Hebel eines jeden Hebelpaares mit dem steuergerät- wirkungsverbundungsfreien Hebel des anderen Hebelpaares synchron schwenkverstellbar. Damit ist es möglich, die Steuerhebel direkt mit dem steu- ergerätwirkungsverbundenen Hebel oder über den steuergerätwirkungsverbin- dungsfreien Hebel des ihm zugeordneten Hebelpaares zu verbinden, wobei der wirkungsverbundungsfreie Hebel über die synchrone Schwenkverstellung dann das dem anderen Steuerhebel zugeordnete Steuergerät betätigt. Somit braucht zur Umstellung lediglich die Wirkungsverbindung zwischen den Steuerhebeln und den ihnen zugeordneten Hebelpaaren vertauscht bzw. umgesetzt werden. Für die Umschaltung der Funktionen Hubarm heben/senken und Löffelstiel heben/senken wird wegen des Vorsehens der werkzeuglos betätigbaren Kupplungen kein Werkzeug benötigt.
Eine vorteilhafte Wirkungsverbindung zwischen Hebeln und Steuerhebeln ergibt sich, wenn jeder der vier Hebel einen Anschlagpunkt für ein andernends am Steuerhebel angreifendes Betätigungselement aufweist. Dieses Betätigungselement jedes Steuerhebels ist vorzugsweise je eine zweite Pendelstütze, die über Kupplungen, insbesondere Kugelkupplungen, am jeweiligen Hebel angreift. Pendelstützen sind in diesem Zusammenhang beliebige Zug- und Druckkräfte übertragende Bauelemente.
Besonders einfache konstruktive Verhältnisse ergeben sich dabei, wenn die vier oder mehreren Hebel auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet und um diese schwenkverstellbar sind. Diese Drehachse kann auch konstruktiv als eine einzige Achse ausgebildet sein. Falls erforderlich, könnte diese Achse allerdings auch in axialer Richtung unterbrochen sein. Für die einfache und sichere Funktion ist es lediglich von Vorteil, wenn die Drehachsen der Hebel koaxial zueinander angeordnet sind.
Einfache und sichere Schaltverhältnisse ergeben sich, wenn zur Schwenkverstellung der Hebel ein die synchron miteinander zu verschwenkenden Hebel verbindendes Gestänge, insbesondere ein Bügel, vorgesehen ist. Dieser Bügel verbindet jeweils den steuergerätwirkungsverbundenen Hebel des einen Hebelpaares mit dem steuergerätwirkungsverbindungsfreien Hebel des anderen Hebelpaares. Der Bügel rotiert mit dem Hebel dabei um die Drehachse und kann gegebenenfalls als Anlenkpunkt für das Steuergerät und/oder den jeweiligen Steuerhebel dienen. Die synchrone Führung des jeweils zugeordneten Hebels kann allerdings auch in jeder anderen beliebigen Weise, beispielsweise über koaxial ineinandergeschobene Wellen oder dgl., erfolgen.
Auf der gemeinsamen Drehachse können noch zusätzliche Hebel zur Realisierung weiterer Arbeitsfunktionen der Arbeitsmaschine vorgesehen sein. Dies ergibt einen wesentlichen Kostenvorteil, da zusätzliche Funktionen auf ein und derselben Achse dargestellt werden können. Beispielsweise sind dies die Funktionen Hubarm heben/senken, Löffelstiel heben/senken, Löffel
aus/eindrehen, Drehbewegung links/rechts, Planierschild auf/ab, sowie die erfindungsgemäße Umschaltung, die mit der Erfindung bei Bedarf alle auf einer Achse umgesetzt werden können. Es empfiehlt sich, wenn die hebelzugeordneten Kupplungen eine je einem Anschlag zugeordnete Kugel aufnehmende Pfanne mit einem die Kugel wechselweise freigebenden und in der Pfanne sperrenden Verschiebemechanismus aufweisen, der gegen die Kraft einer Feder betätigbar ist. So kann beispielsweise eine die dem Anschlag zugeordnete Kugel aufnehmende Pfanne der Pendelstütze, mit einem die Kugel wechselweise freigebenden bzw. in der Pfanne sperrenden Verschiebemechanismus vorgesehen sein, der gegen die Kraft einer Feder betätigbar ist und dabei die Aufnahme für die Kugel wechselweise freigibt oder sperrt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Vorderansicht,
Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 im Schnitt nach der Linie II-II und
Fig. 3 die Vorrichtung aus Fig. 1 in Rückansicht.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern einer nicht näher dargestellten Arbeitsmaschine, insbesondere eines Baggers oder dgl., umfasst wenigstens zwei Steuerhebel 1 , 1 ', die um eine Achse 2 verschwenkbar sind und die über eine Betätigung 3 mit je einem Steuergerät 4, 4' wirkungsverbunden sind. Diese Betätigung 3 umfasst dabei eine Umschalteinrichtung 5, mit der die Wirkungsverbindungen zwischen Steuerhebeln 1 und Steuergeräten 4, 4' umstellbar ist. Die Steuergeräte 4, 4' können somit wechselweise mit dem einen oder anderen Steuerhebel 1 , 1 ' betätigt werden.
Dazu umfasst die UmStelleinrichtung 5 vier Hebel 6, 7, 8, 9, von denen je zwei Hebel 6, 7 bzw. 8, 9 paarweise einem Steuerhebel 1 , 1 ' zugeordnet sind. Von diesen beiden je einem Steuergerät 4, 4' paarweise zugeordneten Hebeln 6, 8 bzw. 7, 9 ist je einer direkt mit einem Steuergerät wirkungsverbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auf der einen Seite der Hebel 7, der über Pendelstützen 10 mit dem Steuergerät 4, 4' wirkungsverbunden ist und auf der anderen Seite der Hebel 8. Dazu weisen die Hebel 7, 8 an ihrer Rückseite Ansätze 1 1 auf, an welchen die Pendelstützen 10 angreifen. Dabei ist stets der mit dem jeweiligen Steuergerät 4, 4' direkt wirkungsverbundene Hebel 7, 8 mit dem steuergerätwirkungsverbindungsfreien Hebel 6, 9 des anderen Steuerhebels 1 , 1 ' synchron schwenkverstellbar. Dazu sind die vier Hebel 6, 7, 8, 9 auf einer gemeinsamen Drehachse 12 angeordnet und um diese schwenkverstellbar. Zur synchronen Schwenkverstellung der Hebel 7 und 9 sowie der Hebel 6 und 8 sind Bügel 13, 14 vorgesehen, welche je einen steuergerätwirkungsver- bundenen Hebel 7, 8 des einen Hebelpaares mit dem steuergerätwirkungsver- bindungsfreien Hebel 6, 9 des anderen Hebelpaares verbinden. Die steuerge- rätwirkungsverbindungsfreien Hebel 6, 9 betätigen somit gegebenenfalls die steuergerätewirkungsverbundenen Hebel 7, 8 des anderen Hebelpaares über den jeweiligen Bügel 13 bzw. 14, also praktisch indirekt, und betätigen somit das dem jeweils anderen Hebelpaar zugeordnete Steuergerät 4.
Jeder der vier Hebel 6, 7, 8, 9 weist einen Anschlagpunkt A für ein andernends am Steuerhebel 1 , 1 ' angreifendes Betätigungselement, insbesondere eine Zug- und Druckkräfte übertragende Pendelstütze 15, auf. Die Pendelstütze 15 greift einer-ends an den Steuerhebeln 1 , 1 ' und andernends an den Hebeln 6, 7, 8, 9 an. Dazu sind im Ausführungsbeispiel die Hebel zugeordneten Kupplungen 16 als einhandbetätigbare Schnellkupplungen ausgebildet, die zwischen den die Anschlagpunkte A bildenden Kugelköpfen 17 umgelegt werden können.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Steuern einer Arbeitsmaschine mit wenigstens zwei Steuerhebeln (1 , 1 '), die über eine Betätigung (3) mit je wenigstens einem Steuergerät (4, 4') wirkungsverbunden sind, wobei die Betätigung (3) eine Umschalteinrichtung (5) umfasst, mit der die Zuordnung zwischen Steuerhebeln (1 , 1 ') und Steuergeräten (4, 4') vertauschbar ist, wobei die Umschalteinrichtung (5) wenigstens vier Hebel (6-9) umfasst, von denen je zwei Hebel (6, 7 und 8, 9) einem Steuerhebel (1 , 1 ') zugeordnet sind, von welchen beiden je einem Steuerhebel (1 , 1 ') zugeordneten Hebeln (6, 7), (8, 9) je einer (7, 8) mit einem ihm zugeordneten Steuergerät (4, 4') über je eine erste Pendelstütze (10) unmittelbar verbunden ist und jeweils der mit dem Steuergerät (4, 4') unmittelbar verbundene Hebel (7, 8) mit dem mittelbar mit dem Steuergerät (4, 4') verbundenen und dem anderen Steuerhebel (1 , 1 ') zugeordneten Hebel (6, 9) synchron verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der vier Hebel (6-9) einen Anschlagpunkt (A) für ein Betätigungselement (15) aufweist, welches Betätigungselement (15) an seinem anderen Ende am Steuerhebel (1 , 1 ') angreift und über werkzeuglos lösbare Kupplungen (16) am Anschlagpunkt (A) am jeweils zugeordneten Hebel (6- 9) angreift.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur synchronen Schwenkverstellung der Hebel (6, 8), (7, 9) je ein die synchron miteinander zu verschwenkenden Hebel (6, 8), (7, 9) verbindendes Gestänge, insbesondere je ein Bügel (13, 14), vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Hebel (6-9) auf einer gemeinsamen Drehachse (12) angeordnet und um diese schwenkverstellbar sind, wobei auf der gemeinsamen Drehachse (12) noch zusätzliche Hebel zur Realisierung weiterer Arbeitsfunktionen der Arbeitsmaschine vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement jedes Steuerhebels (1 , 1 ') je eine zweite Pendelstütze (15) ist, die über Kupplungen (16), insbesondere Kugelkupplungen, am jeweiligen Hebel (6- 9) angreift.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hebelzugeordneten Kupplungen (16) eine je einem Anschlag (A) zugeordnete Kugel aufnehmende Pfanne mit einem die Kugel wechselweise freigebenden und in der Pfanne sperrenden Verschiebemechanismus aufweist, der gegen die Kraft einer Feder betätigbar ist.
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