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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leitungsschutzschalter, etwa einen Selbstschalter oder Sicherungsautomaten, der bei Niederspannungsverteileranlagen als Überstromschutz eingesetzt wird, und an den ein Hilfsschalter angebracht ist, der dazu dient den Ein/Aus-Zustand von Hauptschaltkontakten in Form eines elektrischen Signals auszugeben.
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Aus der
DE 101 54 377 A1 ist ein Leitungsschalter mit einem abnehmbaren an diesem montierten Schalter bekannt, wobei der Hilfsschalter ein kassettenartiges Hilfsschaltergehäuse und der Leitungsschalter ein Hauptgehäuse mit einer Ausnehmung aufweisen, in die der Hilfsschalter einsetzbar ist.
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Auch aus der
DE 692 18 025 T2 ist ein Leitungs-Trennschalter mit einem Gehäuse bekannt, das eine Ausnehmung aufweist zum Aufnehmen eines Gehäuses eines kassettenartigen Hilfsschalters.
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Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 soll der Aufbau eines herkömmlichen Selbstschalters als Beispiel eines Leitungsschutzschalters mit an dessen Hauptgehäuse angebrachtem Hilfsschalter beschrieben werden. In 7 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein Hauptgehäuse des Leitungsschutzschalters, beispielsweise aus Kunstharz. 2 bezeichnet einen Stromunterbrecherabschnitt innerhalb des Hauptgehäuses 1 zum Schließen oder Unterbrechen eines Hauptstromkreises. 3 bezeichnet ein Schaltschloß, 4 eine Überstromauslöseeinrichtung, 5 einen Schaltknopf, 6 einen Schalthebel des Schaltschlosses zum Öffnen und Schließen der Hauptschaltkontakte in dem Stromunterbrecherabschnitt 2, und 7 einen kassettenartigen Hilfsschalter als optionale Zusatzausstattung. Wie oben schon erwähnt, dient der Hilfsschalter dazu, den Ein/Aus-Zustand der Hauptschaltkontakte in Form eines elektrischen Signals zu erfassen. Der Hilfsschalter ist in einen taschenartigen Aufnahmeabschnitt 8 eingesteckt und in ihm lösbar befestigt, welcher an der Oberseite des Hauptgehäuses 1 ausgebildet ist.
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Das Schaltschloß 3 umfaßt einen Kniegelenkmechanismus, der sich als Reaktion auf eine Einschalt/Ausschalt-Betätigung des Schaltknopfes 5 oder aufgrund einer Ausgabe der Überstromauslöseeinrichtung 4 bewegt, sowie den Schalthebel 6, der als Reaktion auf die Bewegung des Kniegelenkmechanismus die Hauptschaltkontakte öffnet oder schließt. Wie in 7 gezeigt, ist der Schalthebel 6 wippenförmig ausgebildet und um ein Gelenk 6b verschwenkbar. Sein eines Ende 6a liegt der Oberseite eines Kontakthalters 2b gegenüber, welcher einen beweglichen Kontakt 2a der Hauptschaltkontakte in dem Stromunterbrecherabschnitt 2 trägt. Als Antwort auf eine Ausschaltbetätigung des Schaltknopfes 5 wird in einer nicht gezeigten Antriebsfeder gespeicherte Energie freigegeben und schwenkt den Schalthebel 6 im Uhrzeigersinn, so daß dessen Ende 6a den Kontakthalter 2b (in 7 nach unten) stößt und damit die Hauptschaltkontakte öffnet. Als Antwort auf eine Einschaltbetätigung des Schaltknopfs 5 wird der Schalthebel 6 dagegen im Gegenuhrzeiger zurück in eine Position verschwenkt, in der sein Ende 6a oberhalb des Kontakthalters 2b liegt, während die Antriebsfeder gespannt wird und die Hauptschaltkontakte geschlossen werden. Ein vorderes Ende 6c des Schalthebels 6 ragt in den Aufnahmeabschnitt 8 für Zusatzteile und dient als Betätigungsglied zum Ein/Ausschalten des Hilfsschalters 7, wenn ein solcher in dem Aufnahmeabschnitt 8 montiert ist.
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Eine manuelle Betätigung des Schaltknopfes 5 in die Einschaltposition oder die Ausschaltposition bewirkt bei der obigen Anordnung, daß die Hauptschaltkontakte im Stromunterbrecherabschnitt 2 vermittels des Schalthebels 6 des Schaltschlosses 3 geschlossen bzw. geöffnet werden. Im Fall eines Überstroms im Hauptstromkreis löst eine Ausgabe der Überstromauslöseeinrichtung 4 das Schaltschloß 3 aus, um die Hauptschaltkontakte in oben beschriebener Weise zu öffnen. Wie in den 8(a) bis 8(c) gezeigt umfaßt der Hilfsschalter 7 einen kassenartigen Grenzschalter mit festen Kontakten 7b, einem brückenartigen beweglichen Kontakt 7c, einen Kontakthalter 7d für den beweglichen Kontakt (ein auf- und abbewegbares Gleitstück), eine Rückholfeder 7e für den beweglichen Kontakt 7c, und einen Betätigungshebel 7f, der mit dem Kontakthalter 7d verbunden ist. Diese Elemente sind in einem Gehäuse 7a (beispielsweise aus einem Kunstharzmaterial) untergebracht, welches an seiner Vorderseite von einem Deckel 7g aus einem Kunstharzmaterial überdeckt wird. Wenn dieser kassettenartige Hilfsschalter 7 in den Aufnahmeabschnitt des Hauptgehäuses des Leitungsschutzschalters eingesteckt und dort in vorbestimmter Position befestigt ist, überlappen sich der Betätigungshebel 7f und das vordere Ende 6c des Schalthebels 6 derart, daß der Hilfsschalter 7 mit dem Schaltschloß 3 gekoppelt ist und abhängig von der Stellung des Schalthebels ein- oder ausgeschaltet ist.
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Der Hilfsschalter 7 arbeitet wie folgt. Im Einschaltzustand des Leitungsschutzschalters, wenn also dessen Hauptschaltkontakte geschlossen sind, ist das vordere Ende 6c des Schalthebels 6 nach unten bewegt, wodurch der Kontakthalter 7d des Hilfsschalters 7 unter der Wirkung der Rückholfeder 7e nach unten gestoßen ist, so daß der bewegliche Kontakt 7c von den festen Kontakten 7b getrennt ist, die Hilfsschaltkontakte also geöffnet sind. Das Einschalten der Hauptschaltkontakte wird somit durch ein Schaltsignal angezeigt, welches dem geöffneten Zustand der Hilfsschaltkontakte 7c, 7b entspricht. Im Ausschaltzustand des Leitungsschutzschalters, wo also dessen Hauptschaltkontakte aufgrund einer Betätigung des Schaltknopfes oder eines Auslösevorgangs der Überstromauslöseeinrichtung geöffnet sind, ist das vordere Ende 6c des Schalthebels 6 so verschwenkt, daß der Betätigungshebel 7f des Hilfsschalters 7 gegen die Kraft der Rückholfeder 7e nach oben gedrückt ist. Als Folge davon sind die Hilfsschaltkontakte 7c, 7b geschlossen, was als ein Signal vom Hilfsschalter 7 dient, welches anzeigt, daß die Hauptschaltkontakte geöffnet sind.
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Bei dem dargestellten herkömmlichen Aufbau ist eine keilartige Rastnase 7h vorgesehen, um den Hilfsschalter 7 an einer vorbestimmten Position im Aufnahmeabschnitt 8 des Hauptgehäuses des Leitungsschutzschalters zu verriegeln. Die Rastnase 7h steht vom unteren Teil der Vorderseite des Deckels 7g des Schaltergehäuses 7a ab, wie in 8(b) gezeigt. Wenn der Hilfsschalter 7 in den Aufnahmeabschnitt 8 eingesteckt ist, wie in 7 gezeigt, schnappt die Rastnase 7h an einem Eingriffsvorsprung 8a an einer Innenwand des Aufnahmeabschnitts 8 ein, um dadurch den Hilfsschalter 7 an der vorbestimmten Stelle zu verriegeln.
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Der in den 7 und 8 gezeigte herkömmliche Aufbau ist bezüglich der Anbringung des Hilfsschalters 7 mit verschiedenen Problemen behaftet:
- (1) Damit sich die Rastnase 7h am Gehäusedeckel 7g des Hilfsschalters 7 mit dem Eingriffsvorsprung 8a am Aufnahmeabschnitt 8 verhaken kann, wenn der Hilfsschalter 7 in den Aufnahmeabschnitt 8 des Hauptgehäuses 1 eingesteckt wird, muß der Gehäusedeckel 7g selbst flexibel sein, damit die Rastnase 7h über den Eingriffsvorsprung 8a hinweggleitet, bevor sich beide ineinander verhaken können. Wenn der Deckel 7g jedoch flexibel ist, ändert sich die Position des Hilfsschalters 7 infolge einer Deformation des Deckels, wenn externe Kräfte einwirken. Dies macht den Betrieb des Hilfsschalters 7, der mit dem Schalthebel 6 des Schaltschlosses 3 des Leitungsschutzschalters gekoppelt ist, instabil.
- (2) Bei der oben beschriebenen Anordnung ist es schwierig, den Eingriff zwischen der Rastnase 7h und dem Eingriffsvorsprung 8a zu lösen und den Hilfsschalter 7 aus dem Hauptgehäuse des Leitungsschutzschalters herauszuziehen. Wenn außerdem der Hilfsschalter 7 wiederholt eingesetzt und abgenommen wird, besteht die Gefahr, daß sein Verriegelungsteil deformiert wird und sich abnützt, wodurch es unmöglich wird, den Hilfsschalter 7 genau in die vorgesehene vorbestimmte Position zu bringen. Dies wiederum beeinträchtigt die Zuverlässigkeit.
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Zusätzlich zu der oben beschriebenen Verriegelung mittels Einschnappens, wie sie in der
JP 7-169355 A beschrieben wird, ist bekannt, daß ein Verriegelungsmechanismus am Hilfsschalter am Aufnahmeabschnitt des Hauptgehäuses des Leitungsschutzschalters eingehakt wird, um den Hilfsschalter in vorbestimmter Position zu verriegeln. Dies jedoch macht den Aufbau des Hilfsschalters kompliziert und erhöht die Außenabmessungen des Hilfsschalters, wodurch der Raumnutzungsgrad beeinträchtigt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Leitungsschutzschalter zu schaffen, bei dem die Montageanordnung für einen Hilfsschalter in einfacher Weise so verbessert ist, daß der Hilfsschalter stabil an einer vorbestimmten Position verriegelt werden kann, wenn er am Hauptgehäuse des Leitungsschutzschalters angebracht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Leitungsschutzschalter gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind Gehäuse und Deckel des Hilfsschalters als starre Körper ausgebildet und passen ineinander um zu ermöglichen, daß der Hilfsschalter an vorbestimmter Position im Aufnahmeabschnitt des Hauptgehäuses des Leitungsschutzschalters verriegelt werden kann. Selbst wenn der Hilfsschalter wiederholt montiert und demontiert wird, wird eine hohe Positionierungsgenauigkeit anhaltend gewährleistet, was die Zuverlässigkeit verbessert. Da ferner der Deckel des Hilfsschalters in der Lage ist zu gleiten und als Stopper zu wirken, besteht keine Notwendigkeit zusätzlicher Teile, wie etwa eines Verriegelungsmechanismus, was es erlaubt, den Hilfsschalter kompakt auszubilden.
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Weiter Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
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1 Den Aufbau eines Leitungsschutzschalters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 1(a) eine Seitenansicht des Leitungsschutzschalters unmittelbar vor Einstecken eines Hilfsschalters zeigt, und 1(b) eine Seitenansicht des Leitungsschutzschalters zeigt, nachdem der Hilfsschalter eingesteckt wurde,
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2 eine Darstellung zur Erläuterung der Montage des Hilfsschalters an dem Leitungsschutzschalter, die den Zustand zeigt, wo die untere Hälfte des Hilfsschalters in den Aufnahmeabschnitt des Hauptgehäuses des Leitungsschutzschalters eingesteckt ist,
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3 den Zustand, wo der Hilfsschalter durch Eingriff einer in ihm ausgebildeten Eingriffsnut mit einem Eingriffsvorsprung positioniert ist, welcher am Hauptgehäuse ausgebildet ist, wobei 3 den Zustand unmittelbar nach dem von 2 zeigt,
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4 den Zustand, wo ein verschiebbarer Deckel für den Hilfsschalter nach unten gezogen ist, um unmittelbar nach dem Zustand von 3 mit dem Aufnahmeabschnitt in Eingriff zu kommen,
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5 eine Draufsicht auf den Leitungsschutzschalter mit abgenommenem Hilfsschalter,
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6 eine perspektivische Ansicht des Leitungsschutzschalters in einem Zustand entsprechend 1(a),
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7 eine Schnittansicht des Aufbaus eines herkömmlichen Leitungsschutzschalters mit angebrachtem Hilfsschalter, und
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8 den detaillierten Aufbau des Hilfsschalters von 7, wobei 8(a) eine Ansicht von hinten ist, 8(b) eine Seitenansicht ist und 8(c) eine Vorderansicht ist, die den Innenaufbau des Hilfsschalters nach Entfernen seines Deckels zeigt.
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Die 1 bis 6 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Elemente und Teile, die solchen in den 7 und 8 entsprechen, sind mit denselben Bezugszahlen versehen und werden nicht noch einmal erläutert.
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Die 1(a), 1(b) und 6 zeigen einen Leitungsschutzschalter vor und nach Anbringen eines Hilfsschalters, und 5 ist eine Draufsicht auf den Leitungsschutzschalter bevor der Hilfsschalter an ihm angebracht wird. Taschenartige Aufnahmeabschnitte 8 für Zusatzteile sind nebeneinander in einer Oberseite des Hauptgehäuses 1 des Leitungsschutzschalters ausgebildet, und Eingriffsvorsprünge 9 zur Positionierung von in die Aufnahmeabschnitte 8 eingesetzten Hilfsschaltern 7 an jeweils vorbestimmten Positionen sind an einer Wandfläche des Hauptgehäuses 1 ausgebildet, die sich ausgehend von den Öffnungen der Aufnahmeabschnitte 8 durchgehend nach oben erstrecken.
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Der Hilfsschalter 7 hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie im Stand der Technik gemäß 8, unterscheidet sich von diesem aber darin, daß gemäß Darstellung in 6 eine Eingriffsnut (oder Ausnehmung) 7i vorgesehen ist, die mit dem Eingriffsvorsprung 9 von vorn in Eingriff kommt, wenn der Hilfsschalter 7 in dem Aufnahmeabschnitt 8 montiert wird. Die Eingriffsnut 7i ist an der Rückseite des Gehäuses 7a ausgebildet, an welcher ein Kontaktmechanismus montiert ist, und ein Deckel 7j mit einem U-förmigen Abschnitt als eingriffsartige Stoppereinrichtung ist an der Vorderseite des Gehäuses 7a angebracht. Der U-förmige Abschnitt ist so gehalten und geführt, daß er vertikal verschoben werden kann. Man beachte, daß das Gehäuse 7a und der Deckel 7j des Hilfsschalters 7 aus hartem Kunstharz mit wenig Flexibilität bestehen.
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Die äußeren Abmessungen des Hilfsschalters 7 sind so festgelegt, daß die Breite W (siehe 2) der oberen Hälfte, die den Kontaktmechanismus beherbergt, nahezu gleich der Tiefe D des Aufnahmeabschnitts 8 im Hauptgehäuse 1 des Leitungsschutzschalters ist, während die Breite der unteren Hälfte, die den Betätigungshebel 7f für den beweglichen Kontakt aufnimmt, kleiner ist als die der oberen Hälfte. Entsprechend diesen äußeren Abmessungen des Hilfsschalters 7 ist der Gleitdeckel 7j mit einer Stufe ΔW (siehe 2) in Richtung der Breite zwischen der oberen Hälfte und der unteren Hälfte des Gehäuses 7a ausgebildet.
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Unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 soll nun beschrieben werden, wie der Hilfsschalter 7 mit dem oben beschriebenen Aufbau an dem Leitungsschutzschalter angebracht wird. Zunächst wird in dem Zustand, wo der Gleitdeckel 7j des Hilfsschalters 7 nach oben gezogen ist, die untere Hälfte das Hilfsschalters 7 in einer leicht diagonalen Stellung in der durch den Pfeil I gezeigten Richtung in die Öffnung eines der taschenartigen Aufnahmeabschnitte 8 im Hauptgehäuse 1 eingesteckt. Da der Gleitdeckel 7j nach oben gezogen wurde, kann die untere Hälfte des Hilfsschalters 7 in eine solche Position gesteckt werden, daß der Eingriffsvorsprung 9 und die Eingriffsnut 7i einander zugewandt sind, ohne daß die obere Hälfte des Deckels 7j und der Aufnahmeabschnitt 8 gegenseitig in Eingriff kommen. Es sei beachtet, daß der Betätigungshebel 7f des Hilfsschalters 7 in Kontakt mit dem vorderen Ende des Schalthebels 6 gebracht wird, aber noch nicht in die richtige Montageposition gebracht wurde.
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Anschließend wird, wie in 3 gezeigt, der Hilfsschalter 7 von vorn in Richtung des Pfeiles II gedrückt, um die Eingriffsnut 7i an der Rückseite des Gehäuses 7a mit dem Eingriffsvorsprung 9 an der Wandfläche des Hauptgehäuses 1 in Eingriff zu bringen. In diesem Zustand befindet sich der Hilfsschalter 7 in einer durch den Eingriffsvorsprung 9 vorgegebenen Position. Infolge eines zwischen der Vorderseite des Hilfsschalters 7 und der Innenwand des Aufnahmeabschnitts 8 verbleibenden Spiels ist der Hilfsschalter 7 jedoch nicht in Richtung der Breite fixiert.
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Während der Hilfsschalter 7 in dem in 3 gezeigten Zustand gehalten wird, wird der Gleitdeckel 7j in einer durch den Pfeil III angedeuteten Richtung nach unten gedrückt, was bewirkt, daß sein stufenartiger Abschnitt (durch einen Pfeil P angedeutet) zwischen der oberen und unteren Hälfte des Deckels 7j in einen Rand der Öffnung des Aufnahmeabschnitts 8 gelangt und das bis dahin vorhandene Spiel ausfüllt. Dies ermöglicht es, den Hilfsschalter 7 so zu verriegeln, daß er sich in Breiten-, Tiefen- und Höhenrichtung nicht aus der richtigen Montageposition bewegt.
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Zum Lösen des Hilfsschalters 7 von dem Hauptgehäuse des Leitungsschutzschalters wird der Gleitdeckel 7j nach oben zurückgezogen, der Hilfsschalter 7 als ganzes nach vorn gekippt, um den Eingriff zwischen dem Eingriffsvorsprung 9 und der Eingriffsnut 7i zu lösen, und der Hilfsschalter 7 dann leicht aus dem Aufnahmeabschnitt 8 herausgezogen. Ein wiederholtes Montieren und Demontieren des Hilfsschalters kann dessen Verriegelungsteil weder deformieren noch abnutzen, weshalb der Hilfsschalter 7 sich immer an der vorbestimmten Position befindet, wenn er am Hauptgehäuse des Leitungsschutzschalters befestigt ist.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Eingriffsvorsprung 9 am Hauptgehäuse 1 des Leitungsschutzschalters ausgebildet, während die Eingriffsnut 7i an der Rückseite des Gehäuses 7a des Hilfsschalters 7 ausgebildet ist. Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt, sondern umfaßt auch die umgekehrte Anordnung, daß heißt den Eingriffsvorsprung an der Rückseite des Gehäuses 7a des Hilfsschalters 7 und die Eingriffsnut in der Wandfläche des Hauptgehäuses 1.
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Wie voranstehend beschrieben, werden mit der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen erzielt:
- (1) Anders als beim Stand der Technik, wo ein Hilfsschalter durch Einschnappen am Hauptgehäuse eines Leitungsschutzschalters befestigt wird, besteht keine Notwendigkeit eines elastisch deformierbaren Positionselements für den Hilfsschalter, um diesen am Hauptgehäuse des Leitungsschutzschalters anzubringen. Als Folge davon ist es möglich, den Hilfsschalter mit hoher Genauigkeit an einer vorbestimmten Position anzubringen.
- (2) Der Hilfsschalter kann dadurch in einen Aufnahmeabschnitt eingesteckt und dort an vorbestimmter Position verriegelt werden, daß starre Körper miteinander in Eingriff gebracht werden, so daß, selbst wenn der Hilfsschalter wiederholt am Hauptgehäuse des Leitungsschutzschalters montiert und demontiert wird, immer eine hohe Positionierungsgenauigkeit gewährleistet werden kann, was die Zuverlässigkeit verbessert.
- (3) Ein Deckel des Hilfsschalter ist verschiebbar und dient als Anschlag oder Keil, welcher den Hilfsschalter in einer vorbestimmten Position verriegelt bzw. verkeilt. Als Folge davon besteht keine Notwendigkeit zusätzlicher Teile, wie etwa eines Verriegelungsmechanismus, so daß der Hilfsschalter kompakt ausgebildet werden kann.
