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Die Erfindung betrifft einen thermischen Schalter mit einem aus einer Thermobimetallschnappscheibe gebildeten Temperaturfühler, der über ein Übertragungsglied mit einem Kontaktsystem zusammenwirkt, das einen mindestens einen beweglichen Kontakt tragenden bzw. bildenden Kontaktträger aufweist, wobei der bewegliche Kontakt unter Federkraft im Ruhezustand an mindestens einem festen Kontakt anliegt, und ein bei einer temperaturbedingten Bewegung des Kontaktträgers zumindest angenähert senkrecht zur Verstellrichtung des beweglichen Kontaktes bzw. der beweglichen Kontakte verstellbares Sperrglied vorgesehen ist, das unter Federkraft im Ruhezustand gegen eine Stirnseite des den Kontakt bzw. die Kontakte aufweisenden bzw. bildenden Teiles des Kontaktträgers drückt und bei einer temperaturbedingten Bewegung des Kontaktträgers diesen untergreift.
Thermische Schalter werden häufig als Temperaturbegrenzer eingesetzt, wo sie die Aufgabe haben, bei Erreichen einer maximal zulässigen Temperatur ein elektrisch geheiztes Gerät abzuschalten bzw. eine Warneinrichtung einzuschalten. Bei den thermischen Schaltern üblicher Bauart wird bei Absinken der Temperatur vom erreichten Maximalwert das elektrisch geheizte Gerät im allgemeinen wieder selbsttätig eingeschaltet bzw. die Warneinrichtung abgeschaltet. Dieses Wiedereinschalten des Gerätes bzw. das Abschalten der Warneinrichtung erfolgt auch dann, wenn die Ursache des Ansteigens der Temperatur bis zum maximal zulässigen Höchstwert in einem fehlerhaften Gerät liegt, also auch dann, wenn der Fehler nicht behoben wurde.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind bereits thermische Schalter bekanntgeworden, bei denen eine zumindest angenähert senkrecht zur Bewegungsrichtung des Übertragungsgliedes wirkende, unter der Kraft einer Feder stehende Hemmvorrichtung vorgesehen ist, die bei bzw. nach Verschiebung des Übertragungsgliedes durch die temperaturbedingte Bewegung des Thermobimetallelementes eine Veränderung des dadurch erreichten Schaltzustandes des Kontaktsystems verhindert.
So ist durch die US-PS Nr. 3, 081, 388 ein thermischer Schalter bekanntgeworden, bei dem eine im wesentlichen als Sperrglied ausgebildete Hemmvorrichtung auf eine bewegliche Feder des Kontaktsystems einwirkt. Das unter der Kraft einer Feder stehende Sperrglied liegt an der Kontaktfeder an und weist hiezu einen Vorsprung auf. Wird die Kontaktfeder durch das Thermobimetallelement über das Übertragungsglied nach oben gedrückt, so untergreift der Vorsprung die Kontaktfeder, so dass diese in dieser Stellung festgehalten wird, auch wenn das Thermobimetallelement wieder die Ausgangslage einnimmt.
Durch die AT-PS Nr. 354140 ist ein thermischer Schalter bekanntgeworden, bei dem die Hemmvorrichtung unmittelbar auf das Übertragungsglied einwirkt.
Die bekannten thermischen Schalter sind relativ aufwendig. Insbesondere bei elektrischen Kleingeräten stellt dies aber einen erheblichen Nachteil dar, weil der Einbau solcher Schalter eine nicht unerhebliche Verteuerung zur Folge hat. Dies trifft unter anderem vor allem beispielsweise bei elektrischen Bügeleisen zu, bei denen eine Sicherung gegen Überhitzung von grösster Bedeutung ist. Die in elektrische Bügeleisen eingebauten Temperaturregler, mit denen die Bügeltemperatur je nach dem zu bügelnden Material einstellbar ist, können, insbesondere nach längerem Gebrauch, versagen, was eine Überhitzung zur Folge hat, die die Ursache eines Brandes sein kann.
Das Ziel der Erfindung besteht demgemäss darin, einen möglichst einfachen, billigen und für Massenfertigung geeigneten thermischen Schalter zu schaffen, der dennoch einwandfrei funktioniert und stossunempfindlich ist.
Erfindungsgemäss ist die der Stirnseite des Kontaktträgers zugewendete Fläche des Sperrgliedes in der zu den Verstellrichtungen des Übertragungsgliedes und des Sperrgliedes parallel liegenden Schnittfläche konvex gekrümmt, wobei die Stirnseite des Kontaktträgers im Ruhezustand zumindest angenähert an der ihr zunächst liegenden Stelle der ihr zugewendeten Fläche des Sperrgliedes anliegt.
Durch diese Massnahme wird nicht nur das angestrebte Ziel erreicht. Dadurch, dass die gegen den Kontaktträger drückende Fläche des Sperrgliedes konvex ausgebildet ist, unterstützt die auf das Sperrglied einwirkende Federkraft die temperaturbedingte Verstellung des beweglichen Kontaktes bzw. der beweglichen Kontakte, sobald diese durch die temperaturbedingte Verstellung des Übertragungsgliedes um einen auch nur kleinen Betrag verstellt werden. Da hiedurch diese Feder-
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kraft der auf den beweglichen Kontakt einwirkenden Federkraft entgegenwirkt, was im Ruhezustand nicht der Fall ist, wird der Schaltvorgang erheblich verbessert.
Unabhängig davon, ob das Übertragungsglied weiterhin zum Schaltvorgang beiträgt oder nicht, führt das Sperrglied eine vollständige Trennung des beweglichen Kontaktes vom festen Kontakt herbei, so dass schon geringste temperaturbedingte Verstellungen des Übertragungsgliedes hinreichen, um eine vollständige Trennung der Kontakte zu erzielen. Da im Endzustand das Sperrglied unter Federkraft den Kontaktträger des beweglichen Kontaktes untergreift, wird der bewegliche Kontakt in diesem Endzustand auch dann gehalten, wenn die Thermobimetallschnappscheibe wieder die Ausgangslage einnimmt.
Vorteilhafterweise ist die konvexe Schnittfläche durch einen kreisförmigen Querschnitt des insbesondere zylindrischen Sperrgliedes gebildet, wodurch das Sperrglied in einfachster Weise herstellbar ist.
Nach einer Variante kann aber das Sperrglied auch als Kugel ausgebildet sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Kontaktträger eine insbesondere haarnadelförmig ausgebildete Blattfeder und eine zwei feste Kontakte überbrückende Kontaktbrücke auf, die zwei bewegliche Kontakte bildet bzw. trägt, wobei das Sperrglied im Ruhezustand gegen die Stirnseite des freien Endes der Blattfeder drückt. Dadurch wird erreicht, dass keinerlei federnde Teile stromdurchflossen sind, so dass die Federkraft stets erhalten bleibt. Eine lange Zeit stromdurchflossene Feder ermüdet insbesondere bei Miniaturausführungen von thermischen Schaltern, die von grossen Betriebsströmen durchflossen werden, in ihrer Federkraft, was durch die erfindungsgemässe Massnahme vermieden wird.
Zweckmässigerweise ist eine weitere Blattfeder vorgesehen, die senkrecht zur Verstellrichtung des Übertragungsgliedes das Sperrglied gegen den Kontaktträger bzw. die Kontaktbrücke drückt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist. Fig. 1 zeigt einen Schnitt nach der Linie 1-1 der Fig. 2 und 3 eines erfindungsgemässen thermischen Schalters, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie
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1platte --2-- und eine Bodenplatte --3-- auf. Zwischen der Bodenplatte --3-- und dem Gehäuse - befindet sich in einer Ausnehmung --4-- eine Thermobimetallschnappscheibe --5--, die über ein Übertragungsglied --6-- mit einem Kontaktsystem zusammenwirkt, das aus einer Kontakt- brücke --7-- und zwei Anschlussfahnen 9--besteht, deren nach innen gewendete Enden zwei feste Kontakte bilden,
die im Ruhezustand durch die die beweglichen Kontakte bildende Kontakt- brücke --7-- miteinander elektrisch verbunden sind. Die Anschlussfahnen --8, 9-- sind mit Hilfe von Nieten --10, 11-- am Gehäuse --1-- befestigt.
Die Kontaktbrücke --7-- wird durch eine haarnadelförmige Blattfeder --12-- gegen die die festen Kontakte bildenden Enden der Anschlussfahnen --8, 9-- gedrückt, zu welchem Zweck sie in einer Ausnehmung --13-- des Gehäuses --1--, die durch die Deckplatte --2-- abgedeckt ist, angeordnet ist. Diese Blattfeder --12-- bildet zusammen mit der Kontaktbrücke --7-- den die beweglichen Kontakte tragenden Kontaktträger, gegen dessen Stirnseite --14-- unter der Federkraft einer weiteren Blattfeder --15-- ein. das Sperrglied --16-- bildender Zylinder drückt.
Die der Stirnseite --14-- der Blattfeder --12-- zugewendete Fläche des Sperrgliedes --16-- ist in der zu den Verstellrichtungen --17, 18-- des Übertragungsgliedes --6-- und des Sperrgliedes --16-parallel liegenden Schnittfläche konvex gekrümmt.
In den Zeichnungen ist der thermische Schalter im Ruhezustand dargestellt, in dem ein Stromfluss beispielsweise von der Anschlussfahne --8-- über die Kontaktbrücke --7-- zu der Anschlussfahne --9-- erfolgt. Es ist ersichtlich, dass durch keine der Blattfedern --12, 15-- ein elektrischer Strom fliesst, so dass diese auch bei langer Betriebsdauer in ihrer Federkraft nicht ermüden können und selbst thermische Schalter in Miniaturausführung für hohe Betriebsstromstärken hergestellt werden können.
Liegt die der Stirnseite --14-- der Blattfeder --12-- zugewendete Fläche des Sperrgliedes --16-- mit der der Stirnseite --14-- der Blattfeder --12-- zunächst liegenden Stelle an der Stirnseite --14-- der Blattfeder --12-- an, so wird das Sperrglied --16-- durch die weitere
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Blattfeder --15-- senkrecht zur Verstellrichtung --17-- des Übertragungsgliedes --6-- gegen die Stirnseite --14-- der Blattfeder --12-- gedrückt, so dass die Federkraft der weiteren Blattfeder --15-- auf die Blattfeder --12-- in der Verstellrichtung --17-- zunächst keinerlei Wirkung ausübt.
Liegt die Angriffsstelle etwas unterhalb der der Stirnseite --14-- zunächst liegenden Stelle der im Querschnitt kreisförmigen Fläche des Sperrgliedes --16--, so liefert die weitere Blattfeder --15-- in Richtung der Verstellrichtung --17-- des Übertragungsgliedes --6-- und damit auch des beweglichen Kontaktes eine Kraftkomponente, die in der gleichen Richtung wirkt wie die Federkraft der Blattfeder --12--, wodurch der Kontaktdruck im Ruhezustand verstärkt wird.
Liegt die Angriffsstelle etwas oberhalb der der Stirnseite --14-- zunächst liegenden Stelle der im Querschnitt kreisförmigen Fläche des Sperrgliedes --16--, so liefert die weitere Blattfeder - -15-- in der Verstellrichtung --17-- des Übertragungsgliedes --6-- und damit auch des beweglichen Kontaktes eine Kraftkomponente, die der Federkraft der Blattfeder --12-- entgegenwirkt. Damit in diesem Falle der erforderliche Kontaktdruck gewährleistet ist, muss die Federkraft der Blattfeder --12-- entsprechend gross gewählt werden. Es ist jedoch ersichtlich, dass die Angriffsstelle nicht so hoch liegen darf, dass das Sperrglied durch die Federkraft der weiteren Blattfeder - schon im Ruhezustand unter die Blattfeder --12-- gedrückt wird.
Wird nun im Zuge einer Erwärmung der Thermobimetallschnappscheibe --5-- das Übertragungsglied --6-- in der Verstellrichtung --17-- verstellt, so stösst es gegen die Kontaktbrücke - und hebt diese mit dem sie tragenden Teil der Blattfeder --12-- in der Verstellrichtung - von den einander zugewendeten Enden der Anschlussfahnen --8, 9-- ab, wobei auch die Stirnseite --14-- des freien Endes der Blattfeder --12-- in der Verstellrichtung --17-- bewegt wird. Dadurch wird das Sperrglied --16-- durch die weitere Blattfeder --15-- unter das freie Ende der Blattfeder --12-- gedrückt, wobei die gekrümmte Fläche des Sperrgliedes --16-- den Trennvorgang der Kontakte unterstützt.
In dem Augenblick, in dem die in der Verstellrichtung --17-- des Übertragungsgliedes --6-- wirkende Kraftkomponente der weiteren Blattfeder --15-- an der Berührungsstelle der Stirnseite --14-- der Blattfeder --12-- die an ihr in gleicher Richtung wirkende Komponente der Blattfeder - überwiegt, wird das Sperrglied --16--, unabhängig davon, ob das Übertragungsglied - weiterhin in der Verstellrichtung --17-- bewegt wird oder nicht, unter die Blattfeder - gedrückt und die Kontaktbrücke --7-- von den die festen Kontakte bildenden Anschlussfahnen --8, 9-- abgehoben.
Bewegt sich das Übertragungsglied --6-- temperaturbedingt wieder entgegen der Verstellrichtung --17--, so verbleibt das Sperrglied --16-- unter der Kraft der weiteren Blattfeder --15-- in dem die Blattfeder --12-- untergreifenden Zustand, so dass auch die Kontaktbrücke --7-- von den Anschlussfahnen --8, 9-- abgehoben bleibt. Da in diesem Zustand das Sperrglied --16-- nicht nur durch die weitere Blattfeder --15-- unter die Blattfeder --12-gedrückt wird, sondern auch die Blattfeder --12-- entgegen der Verstellrichtung --17-- auf das Sperrglied --16-- drückt, ist ein unerwünschtes Schliessen des thermischen Schalters ausgeschlossen.
Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Deckplatte --2-eine Öffnung --19-- auf, durch die ein Werkzeug in die Ausnehmung --13-- eingeführt werden kann, mit dem das Sperrglied --16-- wieder in die in den Zeichnungen dargestellte Ruhelage zurückgebracht werden kann, zu welchem Zweck auch das freie, der weiteren Blattfeder --15-zugewendete Ende der Blattfeder --12-- eine Ausnehmung --20-- aufweist. Diese Massnahme ist vor allem für den Zusammenbau des thermischen Schalters zweckmässig und kann zur Verhütung eines Missbrauches nach Fertigstellung und Überprüfung des Schalters verschlossen werden.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Gestaltung des Sperrgliedes --16--, das in diesem Falle durch einen Ansatz an dem freien Ende der weiteren Blattfeder --15-- gebildet ist.
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The invention relates to a thermal switch with a temperature sensor formed from a bimetallic snap disk, which cooperates via a transmission element with a contact system which has at least one movable contact-carrying or forming contact carrier, the movable contact being in contact with at least one fixed contact under spring force in the idle state , and a blocking element which is at least approximately perpendicular to the direction of adjustment of the movable contact or the movable contacts and is provided in the event of a temperature-related movement of the contact carrier and which under spring force in the idle state presses against an end face of the part of the contact carrier having or forming the contact or contacts and engages under this when the contact carrier moves during temperature.
Thermal switches are often used as temperature limiters, where they have the task of switching off an electrically heated device or switching on a warning device when a maximum permissible temperature is reached. In the case of the thermal switches of conventional design, when the temperature drops from the maximum value reached, the electrically heated device is generally switched on again automatically or the warning device is switched off. This reactivation of the device or the deactivation of the warning device also takes place if the cause of the rise in temperature up to the maximum permissible maximum value is in a defective device, that is, even if the error has not been remedied.
In order to avoid this disadvantage, thermal switches have already become known, in which an at least approximately perpendicular to the direction of movement of the transmission member, which is under the force of a spring, is provided, which changes during or after displacement of the transmission member due to the temperature-related movement of the thermobimetal element the switching state of the contact system thus achieved prevented.
Thus, a thermal switch has become known from US Pat. No. 3, 081, 388, in which an inhibiting device which is essentially designed as a blocking member acts on a movable spring of the contact system. The locking member, which is under the force of a spring, bears against the contact spring and has a projection for this purpose. If the contact spring is pressed upwards by the thermobimetal element via the transmission member, the projection engages under the contact spring, so that it is held in this position, even when the thermobimetal element returns to the starting position.
A thermal switch has become known from AT-PS No. 354140, in which the inhibiting device acts directly on the transmission element.
The known thermal switches are relatively complex. However, this is a considerable disadvantage, particularly in the case of small electrical appliances, because the installation of such switches results in a not inconsiderable increase in price. Among other things, this applies particularly to electric irons, for example, where protection against overheating is of the utmost importance. The temperature controls built into electric irons, with which the ironing temperature can be adjusted depending on the material to be ironed, can fail, especially after prolonged use, which leads to overheating, which can be the cause of a fire.
The aim of the invention is accordingly to provide a thermal switch that is as simple, inexpensive and suitable for mass production as possible, but which still functions perfectly and is insensitive to impact.
According to the invention, the face of the locking member facing the end face of the contact carrier is convexly curved in the sectional area lying parallel to the adjustment directions of the transmission member and the locking member, the front face of the contact carrier resting at least approximately in the resting state on the position of the locking member facing it at the first position.
This measure not only achieves the desired goal. Characterized in that the surface of the locking member pressing against the contact carrier is convex, the spring force acting on the locking member supports the temperature-related adjustment of the movable contact or the movable contacts as soon as they are adjusted by a small amount by the temperature-related adjustment of the transmission member . Because of this feather
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counteracts the spring force acting on the movable contact, which is not the case in the idle state, the switching process is significantly improved.
Regardless of whether the transmission element continues to contribute to the switching process or not, the blocking element brings about a complete separation of the movable contact from the fixed contact, so that even the slightest temperature-related adjustments of the transmission element are sufficient to achieve a complete separation of the contacts. Since in the final state the locking member engages under the contact carrier of the movable contact under spring force, the movable contact is held in this final state even when the bimetallic snap disk returns to the starting position.
The convex cut surface is advantageously formed by a circular cross section of the in particular cylindrical locking member, as a result of which the locking member can be produced in the simplest manner.
According to a variant, the locking member can also be designed as a ball.
According to a further development of the invention, the contact carrier has a leaf spring, in particular a hairpin-shaped one, and a contact bridge bridging two fixed contacts, which forms or carries two movable contacts, the locking member pressing in the idle state against the end face of the free end of the leaf spring. This ensures that no resilient parts flow through the current, so that the spring force is always maintained. A spring through which current flows for a long time, particularly in the case of miniature designs of thermal switches which are traversed by large operating currents, fatigues in their spring force, which is avoided by the measure according to the invention.
A further leaf spring is expediently provided, which presses the locking member against the contact carrier or the contact bridge perpendicular to the direction of adjustment of the transmission member.
Further details of the invention will become apparent from the drawings, in which an embodiment is shown schematically. Fig. 1 shows a section along the line 1-1 of Figs. 2 and 3 of a thermal switch according to the invention, Fig. 2 shows a section along the line
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1 plate --2-- and a base plate --3-- on. Between the base plate --3-- and the housing - there is a recess --4-- a bimetallic snap disc --5-- which interacts via a transmission link --6-- with a contact system consisting of a contact bridge --7-- and two connecting lugs 9 -, the ends of which face inwards form two fixed contacts,
which are electrically connected to one another in the idle state through the contact bridge forming the movable contacts. The connection lugs --8, 9-- are attached to the housing --1-- using rivets --10, 11--.
The contact bridge --7-- is pressed by a hairpin-shaped leaf spring --12-- against the ends of the terminal lugs --8, 9-- that form the fixed contacts, for which purpose it is in a recess --13-- of the housing - -1--, which is covered by the cover plate --2--, is arranged. This leaf spring --12-- together with the contact bridge --7-- forms the contact carrier carrying the movable contacts, against the end face --14-- under the spring force of another leaf spring --15--. the locking member --16-- forms the cylinder.
The surface of the locking element --16-- facing the front side --14-- of the leaf spring --12-- is in the direction of adjustment --17, 18-- of the transmission element --6-- and the locking element --16 -The parallel cutting surface is convexly curved.
In the drawings, the thermal switch is shown in the idle state, in which a current flows, for example, from the connection lug --8-- via the contact bridge --7-- to the connection lug --9--. It can be seen that no electrical current flows through any of the leaf springs --12, 15--, so that their spring force cannot tire even after a long period of operation, and even miniature thermal switches for high operating currents can be manufactured.
If the surface of the locking member --16-- facing the front side --14-- of the leaf spring --12-- lies with the position on the front side --14 which is initially at the front side --14-- of the leaf spring --12 - the leaf spring --12--, the blocking element --16-- is replaced by the other
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Leaf spring --15-- perpendicular to the adjustment direction --17-- of the transmission link --6-- pressed against the end face --14-- of the leaf spring --12--, so that the spring force of the other leaf spring --15-- initially has no effect on the leaf spring --12-- in the adjustment direction --17--.
If the point of attack is slightly below the point of the face --14-- initially lying on the surface of the blocking member --16-- which is circular in cross section, the further leaf spring --15-- delivers in the direction of the adjustment direction --17-- of the transmission member --6-- and thus also the movable contact, a force component that acts in the same direction as the spring force of the leaf spring --12--, which increases the contact pressure in the idle state.
If the point of attack is slightly above the point of the front face --14-- of the area of the blocking member --16-- which is circular in cross section, the further leaf spring - -15-- in the direction of adjustment --17-- of the transmission member - -6-- and thus also the movable contact, a force component that counteracts the spring force of the leaf spring --12--. To ensure that the required contact pressure is guaranteed in this case, the spring force of the leaf spring --12-- must be selected accordingly. However, it can be seen that the point of attack must not be so high that the locking member is pressed under the leaf spring --12-- by the spring force of the further leaf spring - even in the idle state.
If the transfer element --6-- is adjusted in the direction of adjustment --17-- in the course of heating the bimetallic snap disk --5--, it bumps into the contact bridge - and lifts it with the part of the leaf spring that carries it --12 - in the direction of adjustment - from the mutually facing ends of the connecting lugs --8, 9--, whereby the end face --14-- of the free end of the leaf spring --12-- moves in the direction of adjustment --17-- becomes. As a result, the locking element --16-- is pressed by the additional leaf spring --15-- under the free end of the leaf spring --12--, whereby the curved surface of the locking element --16-- supports the separation process of the contacts.
At the moment when the force component of the further leaf spring --15-- acting in the adjustment direction --17-- of the transmission element --6-- at the point of contact of the end face --14-- of the leaf spring --12-- die on its component of the leaf spring - which acts in the same direction - predominantly, the locking member --16--, regardless of whether the transmission member - continues to be moved in the adjustment direction --17-- or not, is pressed under the leaf spring - and the contact bridge --7-- off the terminal lugs --8, 9-- that form the fixed contacts.
If the transmission link --6-- moves against the adjustment direction --17-- due to the temperature, the locking link --16-- remains under the force of the further leaf spring --15-- in which the leaf spring --12-- grips below Condition, so that the contact bridge --7-- remains raised from the connection lugs --8, 9--. Since in this state the locking element --16-- is not only pressed by the additional leaf spring --15-- under the leaf spring --12-, but also the leaf spring --12-- against the adjustment direction --17-- presses the locking element --16--, an undesired closing of the thermal switch is excluded.
In the exemplary embodiment shown in the drawings, the cover plate --2-has an opening --19-- through which a tool can be inserted into the recess --13--, with which the locking member --16-- in again the rest position shown in the drawings can be returned, for which purpose the free end of the leaf spring --12-- facing the further leaf spring --15 has a recess --20--. This measure is particularly useful for assembling the thermal switch and can be locked to prevent misuse after completion and inspection of the switch.
Fig. 4 shows a further embodiment for the design of the locking member --16--, which in this case is formed by an extension on the free end of the further leaf spring --15--.