DE2341920A1

DE2341920A1 - Vielschalt-daumenradschalter und daumenschalterverband sowie drehschalter

Info

Publication number: DE2341920A1
Application number: DE19732341920
Authority: DE
Inventors: John Louis Workings
Original assignee: IHA HOLDING AG
Current assignee: IHA HOLDING AG
Priority date: 1972-08-24
Filing date: 1973-08-18
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2341920B2; CH555082A; US3772485A; FR2197219A1; DE2341920C3; GB1447063A; IT994661B

Description

D.i,!.-lng H ] I V ν·*'*

PatBitm*i ., 17. August 1973

506 Rafruth bei ?'ο·ί W./Li.

Fffl«!t*nfor*hir StioSe U7

IHA Holding AG.,
Hergiswil (Schweiz)

Vielschalt-Dauraenradschalter und Daumenschalterverband sowie Drehschalter

Die Erfindung betrifft einen yielschalt-Dauraenradschalter und einen Daumenradschalterverband sowie einen Drehschalter.

Drehschalter sind schon seit vielen Jahren bekannt, bei denen eine Anzahl von Kontakten vorgesehen sind, um die ein in der Mitte sitzendes Kontaktglied gedreht werden kann, um eine Anzahl möglicher Stromkreise zu schließen. Ein relativ frühes Beispiel eines solchen Schalters ist aus der US-Patentschrift 764 218 bekannt. In dieser Patentschrift wird ein Draht an einen der vie-

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len Kontaktstellen herangeführt und dort angelötet oder sonstwie angeschlossen, wobei diese Kontaktstellen um einen Kreis herum angeordnet sind.

In den letzten Jahren mit der Einführung gedruckter Schaltungen werden Verbindungen dieser Art in einfacherer Weise hergestellt, wie das durch die US-Patentschriften 3 499 127, 3 566 049 und 3 665 127 nachgewiesen ist. Diese Sohalter erfordern jedoch immer noohflle Herausführung der Verbindungen in radialer Richtung von jedem Drehschalter, und dabei besteht die Notwendigkeit der Schaffung von Maßnahmen zur Verbindung jedes der Stromkreise der gedrückten Sohaltung in angemessener Weise irgendwo quer zur Achse, um die sich der Kontakt dreht. Da die Kontaktfläche selbst in diesen Schaltern gewöhnlich eine größere Fläche haben als ihre Stromkreise in der gedruckten Sohaltung, kann das die Anzahl von Kontaktstellen begrenzen, die eingerichtet werden können, besonders dann, wenn eine Bestrebung besteht, die Schalter zu miniaturisieren. Darüber hinaus besteht ein begrenzender Paktor darin, daß Raum benötigt wird, und zwar sowohl für die Platte der gedrückten Schaltung als auch für den rotierenden Wischkontakt.

In der US-Patentschrift 3 284 583 ist eine Anordnung gezeigt, bei der eine Anzahl von Kontakten um ein rotierendes Element vorgesehen sind, und dort wurde in anderer Weise verfahren.

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Anstatt die Verbindungen zu den verschiedenen Kontakten radial von jedem Schaltelement herauszuführen, werden sie alle axial durch jedes Schaltelement hindurchgeführt und zur Verbindung mit dem Stromkreis an einem Ende einer Folge von Schaltelementen gesamnelt. Ein Problem bei dieser bekannten Anordnung liegt jedoch darin, daß die rotierenden Elemente in ihrem Aufbau komplex sind und teuer herzustellen sind und schwieirig zu montieren sind. Der Käfig mit abwechselnden ortsfesten und rotierbaren Scheiben läßt sich auch nicht ohne weiteres zusammensetzen.

Obgleich die aus der US-Patentschrift 3 284 583 bekannte Anordnung schon nehrere Jahre bekannt ist und der Bedarf an Verbesserungen in Kleinstschaltern groß ist - was sogar bis zu 15 Jahre zurückgeht - hat sich' die aus der genannten US-Patentschrift bekannte Schalterkonstruktion für Kleinstschalter nicht durchgesetzt, nicht einmal für größere Schaltvorrichtungen. Diese Lösung einer rotierenden Schaltanordnung liefert jedoch bestimmte Vorteile gegenüber anderen bekannten Mehrfachschaltern, einschließlieh jenen, diemit Platten mit gedruckten Schaltungen arbeiten.

Die Erfindung sieht ein Drehschaltelement vor, in dem Stromzuführungen in der Form von Sammelstäben oder Drähten parallel zur Drehachse des Kontaktelementes gelegt sind und zu Stellen führen, die in einem zylindrischen Schema um die Achse liegen. Diese

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Stromzuführung en selbst bilden die Koniakte. Sie sitzen jedoch in Nischen, die peripher in ein zylindrisches Isolierstück eingeformt sind, das Erhöhungen hat und deren äußere Flächenspitzen die lagerfläche für ein ringförmiges,rotierendes,leitendes Glied bilden. Das Erhöhungsglied kann als ein Teil eines flachen isolierenden Gehäuses ausgebildet sein oder innerhalb eines I-nnenraums sitzen, der von einem solchen Gehäuse gebildet ist. Das Gehäuse hat eine Endwand und mindestens drei Seitenwände, die sich im rechten Winkel zur Endwand erstrecken. Die Endwand ist gelocht, um ein Einführen der KontaktStromzuführungen in den Innenraum zu ermöglichen, damit sie in die Nischen in dem Erhöhungsglied eingesetzt werden können. Da das ringförmige leitende Glied drehbar von den Erhöhungsspitzen gelagert ist, gelangt seine innere zylindrische Fläche nicht in Kontakt mit irgendeinem der Stromzuführungen in den Nischen. Um ein solches Kontaktieren zu bewirken, ist es deshalb wünschenswert, das ringförmige Glied mit irgendeiner Art elastischem Element zu versehen, das sich radial nach innen erstreckt. Ein solches elastisches Element kann dann in jede Nische wandern, um die Stromauführung zu kontaktieren, oder es kann über die Spitzen der isolierenden Erhöhung wandern. In einem Ausführungsbeispiel ist eine Diskontinuität in der inneren zylindrischen Fläche des ringförmigen Gliedes vorgesehen, und in einer solchen Unterbrechung ist ein Federkontakt eingesetzt. Die Terbindung zwischen

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der äußeren zylindrischen Fläche des ringförmigen Glieds und einem Stromkreis kann dadurch geschaffen werden, daß eine federnde Bürste vorgesehen wird, die sich ebenfalls im Inneren des Gehäuses befindet, in dem auch das ringförmige leitende Glied sich um das isolierende Erhöhungsglied dreht und sich daran abstützt. Eine Seitenwand des Gehäuses muß eine Öffnung aufweisen, durch die ein Segment der äußeren Fläche des ringförmigen leitenden Gliedes vorsteht, um ein Drehen dieses Gliedes von Hand zu ermöglichen. Zweckmäßigerweise sind Hinweise um die äußere Fläche des Gliedes herum angeordnet, um anzuzeigen, welche Schaltetellung den Kontakt bildet.

Dieses Schaltelement eignet sich ohne weiteres zum Stapeln mit anderen gleichen Elementen durch Anordnung der Endwand eines zweiten Sohaltelementgehäuses gegen die freiliegenden Ränder der S_eitenwände des Gehäuses eines ersten Schaltelements, um den Innenraum zu schließen, der teilweise durch die Wände des Gehäuses des ersten Elementes gebildet ist usw. Wenn die löeoher in den verschiedenen Gehäusewänden in einer Fluaht liegen, können die Sammelstäbe bzw. Drahtzuführungen durch alle Endwände der gestapelten Gehäuse geführt werden und in den Hisohen in allen in einer Flucht liegenden Erhöhungen eingesetzt werden, Vorzugsweise sind auch die Zugangsöffnungen zu den ringförmigen Gliedern in einer Flucht angeordnet, so daß alle Glieder von Hand von der gleichen Seite aus gedreht werden' können.

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Erfindungsgemäß wird also ein Sohaltelement oder ein Verband derselben geschaffen, das bzw. der einfach herzustellen und zu montieren ist, um damit die Kosten erheblich zu verringern, und außerdem ist ein ungewöhnliches Maß an verbesserter Iliniaturislerung möglich.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeiohnung sind:

Fig. 1 ein Sohaubild eines Verbandes Schaltelemente gemäß der Erfindung;

Pig. 2 ein Schnitt an der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Vorderansicht des in Pig. 2 gezeigten Schaltelements mit Blick aus der Ebene der Linie III-III der Pig. 2 und

Fig. 4 ein Schaubild in auseinandergezogener Darstellung, in dem die Bauteile eines Schaltelementes und die Art und Weise gezeigt sind, wie sie montiert werden können.

Sin fertiger Verband 10 aus Schaltelementen 12 ist in Fig. 1 zu sehen. Jedes der Elemente 12 kann einen Aufbau haben, wie er in

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Fig. 2 und 4 gezeigt ist. Ein Gehäuse 14 aus isolierenden! Material, beispielsweise Keramik, bestehend aus einer Endwand 16 und drei Seitenwänden 18, 20 und 22, dient zum Bilden eines Innenraums 24. Die Enden 18a und 22a der V/ände 18 bzw. 22 können teilweise verlängert sein, um die vierte Seite 26 zu verschließen, wobei jedoch ein Zugangsraum 28 gelassen wird, dessen Punktion noch au beschreiben sein wird.

In der Mitte des Innenraums 24 befindet sich eine Isolatorerhöhung 30. Diese Erhöhung 30 kann entweder mit den Gehäusewänden 16, 18, 20 und 22 geformt sein, oder sie kann getrennt mit Hilfe eines axialen Schaftes 32 angebracht sein. Ob die Erhöhungen einstückig mit der iündwand 16 ausgebildet sind oder nicht, dient der Schaft 32 als Mittel zum Zusammensetzen der Elemente 12 in den Verband 10.

Die äußere Peripherie 34 der Erhöhung 30 liegt in einer
zylindrischen Eläche 36. Diese äußere Peripherie ist jedoch in Wirklichkeit aus einer Reihe zylindrisch bogenförmiger Spitzen 33 gebildet, zwischen denen sich Täler 40 befinden, die jeweils eine Ausnehmung 42 in der Art einer !Tische aufweisen. Die Endwand 16 des Gehäuses 14 ist mit einer Reihe vonLöchern 44 vergehen, die auf einem lire is liegen und mit denAusnehmungen bzw. !Tischen 42 der Erhöhung fluchten, um daniit langgestreckte leiten-

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de Elemente wie Sammelstäbe oder Drähte 46 durch die Endwand 16 führen und in den Nischen 42 lagern zu können, jedoch radial innerhalb der zylindrischen Fläche 36.

Die Erhöhung 30 wird von einem ringförmigen leitenden Glied 50 umschlossen und von den gerundeten Spitzen 38 der Erhöhung gelagert. Dieses Glied 50 ist vorzugsweise aus einer zylindrischen hülsenartigen Partie 52 gebildet, von derem einen Ende ein gezahnter Plansch 54 radial nach außen vorsteht. Aufgrund der Abmessöungen des Innendurchmessers der hülsenartigen Partie 52 und der Tatsache, daß-die Spitzen 38 der Erhöhung sich radial über die Sammelstäbe bzw. Drähte 46 erstrecken, wenn diese in den !Tischen 42 sitzen, entsteht kein Kontakt zwischen irgendeinem der Sammelstäbe bzw. Drähte 46 und der Innenfläche 52a der hülsenartigen Partie 52 des ringförmigen leitenden Glieds 50. Der Kontakt kann jedoch durch ein federndes Federkontaktglied 56 hergestellt werden, das in einer bogenförmigen Unterbrechung 58 sitzt, welche in der Innenfläche 52a des Glieds 50 vorgesäien ist.

Das ringförmige Glied 50 ist ferner in einen Stromkreis durch ein federartiges Bürstenelement eingeschaltet, von dem ein Ende 60a sich um einen Stift 61 erstreckt, der in der Endwand 16 verankert ist, wobei das Element durch einen Schlitz 62 in der Seitenwand 20 des Gehäuses 12 führt. Das andere Ende 60b ist feder-

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gespannt, um einen kontinuierlichen Druckkontakt auf die sinuswellenförraigen Zähne 54a der Flansahpartie 54 dea ringförmigen Glieds 50 aufreohtzuerhalten. Die äußere Fläche 52 b der Partie 52 ist mit Hinweisen versehen, die den verschiedenen möglichen Schaltstellungen entsprechen.

Das vorstehend beschriebene Schaltelement kann allein eingesetzt werden, und in diesem Fall ist ein Deckel 66, der duroh ein Befestigungselement 68 gesiohert ist, zweokmäßigerweise zum Schließen des Innenraums 24 vorzusehen. Die Sohalterkonetruktion eignet aioh jedoch sehr gut zum Zusammenfassen als ein Verband von Schaltern 10, wie das in Fig. 1 gezeigt ist. Die Sammelstäbe bzw. Drähte 46 können einfach durch die Endwand 16 geführt und in den Nischen der Erhöhung 30 des ersten Sohaltelementes 12a angeordnet und weiter duroh die Endwand 16 des näohsten Elementes 12b uaw. geführt werden, bis jedes Element des Verbandes 10 mit einem Segment jedes der gemeinsamen Sammelstäbe oder Drähte 46 versehen ist. Diese können in einen Stromkreis duroh die vorstehenden Enden 46a eingeschaltet werden.

Die Sohalter 12 können in jede gewünschte numerierte Sohaltstellung geschaltet werden, in-dera mit dem Daumen oder einem anderen linger an dem betreffenden Teil der Flanschpartie 54 des ringförmigen Elementes 50 angegriffen wird, der duroh die Öffnung 28 vorsteht. Das Federende 60b dient nicht nur zur Herstellung eines

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ständigen Wisohkontaktes mit dem ringförmigen leitenden Glied 50, sondern es stellt sich auoh einer Bewegung aus dem Kontakt entgegen, der duroh das Federglied 56 am Sammelstab oder Draht 46 hergestellt wird, wenn das Ende 60b sioh in dem betreffenden Teil 54b der sinuswellienförmigen Verzahnung befindet.We nn das ringförmige leitende Glied 50 ;}edooh in eine andere Stellung bewegt werden soll, laufen sowohl das Element 56 als auoh das ijnde 60b über die Spitzen 38 bzw. 54 und dann in die nächsten Täler 40 bzw. 54 b, bis die entsprechende Position erreicht ist.

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Claims

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Patentansprüche

J Vielschalt-Daumenradschalter, gekenn ze ichnet durch ein flaches Gehäuse aus einem isolierenden Werkstoff mit Seitenwänden und mindestens einer Endwand, die einen Innenraniin bilden, wobei eine erste der Seitenwände eine Unterbrechung aufweist, derart, daß ein Zugang zum Innenraum von der Außenseite einer Seite des Gehäuses möglich ist, wobei eine zweite der Seitenwände einen Durchgang hat, in dem Innenraum im Abstand von den Seitenwänden eine Erhöhung sitzt, die teilweise den'Innenraum begrenzt und an der .:0ndwand angebracht ist und ebenfalls aus isolierendem Material besteht sowie mit einer Folge von Lagerflächen versehen ist, die kreisförmig peripher um die Erhöhung herum angeordnet sind, wobei eine sich radial nach innen erstreckende Vertiefung zwischen jedeainebeneinanderliegenden Paar Lagerflächen zur Bildung einer Folge von Wischen parallel zur Achse des Zylinders vorgesehen ist, und wobei dessen Sndwand mit mehreren axif einem Kreis liegenden Löchern durchlocht ist, von denen jedes in einer Flucht mit eineof" der !Tischen liegt, eine Anzahl gerader, langgestreckter leitender Metallelemente oder Drähte, von denen sich einer jeweils durch jedes Loch in der gelochten Sndwand und in den Innenraum zum Sitzen in der in einer Flucht damit liegenden Nische in der Erhöhung erstreckt und einen solchen Durchmesser hat, daß

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kein Vorstehen radial aus der Nische zum Fallen in eine zylindrisoheFläche erfolgt, zu der die nebeneinanderliegenden Lagerflächen gehören, wobei die Partie des Elementes oder Drahtes, die sich durch die Öffnung in der Endwand erstreckt, in einen Strpmkreis einsohaltbar ist, ein ringförmiges leitendes Glied mit einem Innendurchmesser, der aus- reichend größer als der Außendruohmesser der genannten Fläche ist, derart, daß ein Drehen des Glieds um die Lagerfläche.n und eine lagernde Abstützung durch diese innerhalb des Innenraums möglich ist, wobei die Innenfläche des Gliedes um einen bestimmten-Bogenweg ausgespart ist und ein bogenförmiges Segment der Außnfläche des Gliedes von der Außenseite des Gehäuses durch die Unterbrechung in der ersten Seitenwand desselben zugänglich ist,ein Federlement auf leitendem Material, das in der Ausnehmung in der Innenfläche des leitenden ringförmigen Gliedes sitzt und eine Partie umfaßt, die federnd radial nach innen vorsteht, derart, d=ß mit dem Drehen des ringförmigen Glieds um die Erhöhung die vorstehende Partie des Federelementes sich abwechselnd in eine !Tische zum Kontaktieren des darin befindlichen Metallelementes oder Drahtes erstreckt oder über eine angrenzende Lagerflache zum Unterbrechen des Kontaktes zwischen dem Metallelement oder dem Draht in der ITischejund der Partie des Federlementes aufläuft, und eine leitende Bürste mit einer in dem Innenraum sitzenden Partie, die in einem ständigen Gleitkontakt mit

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der Außenfläche dee ringförmigen leitenden Metallgliedes gehalten ist, und mit einer weiteren Partie, die sioh durch die Öffnung in der zweiten* Seite der Wand des Gehäuses zur Verbindung mit einem elektrischen Stromkreis erstreckt.

2. Daumenradschalterverband mit mehreren gleichen Vielsohalt-Daumenradschaltern nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie in gleiche Orientierung mit der Endwand des Gehäuses jedes Schalters naoh dem ersten im Verband in Anlage an den Rändern der Seitenwände eines anderen Schalters zum Verschließen seines Innenraums angeordnet sind, wobei die Öffnungen aller Endwände in einer Plüoht liegen, eine End^wand den Innenraum des letzten Schalters im Verband schließt, wobei die Endwand mit den Seitenwänden des letzten Elementes verbunden iat und die Anzahl langgestreckter leitender Meta11elemente oder Drähte für jeden Schalter mit allen anderen gemeinsam sind, wobei deren Enden aus den Öffnungen in der Endwand des ersten Schalters des Verbandes zur elektrischen Verbindung mit einem Schaltkreis vorstehen.

3. Daumenradsohalterverband naoh Anspruoh 2, daduroh gekennzeichnet , daß ein langgestrecktes leitendes Element aus dem Einsatz durch eines der Reihe von in einer Flucht liegenden Löchern in den Endwänden des Sohal-

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ters und aus den zusammenfallenden Nischen in allen Erhöhungen weggelassen ist, derart, daß alle Schalter mitpindeatens einer kontaktfreien Schaltetellung versehen aind.

4· Vielsohaltsohalter nach Anspruch 1, dadurchgekennzeioiinet ,daß das ringförmige leitende Glied eine zylindrische Partie umfaßt, auf der Hinweise zum Anzeigen der relativen Winkel- und damit Sohaltatellung desselben vorgesehen sind.

5. Vielsohaltsohalter naoh Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet , daß das ringförmige leitende Glied ferner einen radial vorstehenden Plansch zum Erleichtern eines Drehens desselben durch einen Daumen oder einen anderen Pinger umfaßt.

6. Vielsohaltschalter nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeiohne t,daß das Gehäuse und die Erhöhung einstückig aus Keramik bestehen.

7. Vielsohaltschalter naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Innenraum im weaentliohen um die Erhöhung herum ringförmig ist.

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3. VielschaltBohalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn' zeichnet , daß die leitende Bürste ein Federelement ist, von dem ein Ende ständig gegen die Außenseite des ringförmigen Gliedes drückt.

9. Vielsohaltsohalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze ich net , daß die Lagerflächen der Erhöhung bogenförmig sind, wobei die Achsen der bogenförmigen Flächen parallel zur Achse der Erhöhung selbst liegen, derart, daß Laverflachen zum Abstützen des rotierbaren ringförmigen Gliedes geschaffen sind.

10. Vielschaltschalter nach Anspruch 9» dadurch g e kennzeich net , daß jede Vertiefung ein bogenförmiges Segment umfaßt, das sioh zwischen den Böden der bogenförmigen Lagerflachen erstreckt, wobei jedes Segment weiter zur Aufnahme eines der leitenden Metallelemente oder Drähte ausgespart ist.

Ή. Drehschalter, gekennzeichnet durch eine Anzahl radial nach außen weisender Kontakte, die in einer ersten zylindrischen Fläche um eine Achse herum angeordnet sind, wobei jeder der Kontakte im Abstand zu danebensitzenden Kontakten durch die elektrische Glieder gehalten und ihnen

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gegenüber isoliert ist, die zwischen den Kontakten radial vorstehen und in Enden enden, die in einer zweiten zylindrischen Fläche liegen, ein isolierendes Gehäuse, das die Kontakte und die isolierenden Glieder in dieser Anordnung hält und elektrische Verbindungen mit den Kontakten von einem außenliegenden Stromkreis ermöglicht, ein ringförmiges Kontaktglied, das von den Enden der isolierenden Glieder in der zweiten zylindrischen Fläche zur Drehung um diese lagernd abgestützt ist und ein sich radial nach innen erstreckendes federndes Element aufweist, das abwechselnd mit dem Drehen des ringförmigen Gliedes um die zweite zylindrische Fläche aus einer ersten Position in der ersten zylindrischen Fläche zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem der Kontakte in eine zv/eite Position in der zweiten zylindrischen Fläche an dem _3nde eines der isolierenden Glieder bewegbar ist, derart, daß der elektrischeStromkreis mit allen Kontakten unterbrochen wird, und eine Bürstenanordnung mit einem Ende in einem ständigen Wischkontakt mit dem ringförmigen Glied und mit einem anderen Ende in Verbindung mit dem Stromkreis.

12. Drehschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrischeVerbindung zu den Kontakten durch das Gehäuse parallel zur Ach3e vorgesehen ist.

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13. Drehschalter nach Anspruch 11, dadurch ge-

k e η η ζ eichnet , daß das ringförmige Kontaktglied eine zylindrische Hülsenpartie und eine gezahnte Plansohpartie umfaßt, die teilweise durch das Gehäuse zur Drehung des ringförmlHgen Kontaktgliedes von Hand vorsteht, wobei die Bürstenanordnung einen Federarm aufweist, der quer zu der Aohse angeordnet ist und zum laufen über die Zähne an der Planschpartie eingeriohtä ist, wobei der genante Arm
in einem Tal der Zähne liegt, wenn das Federlement des
ringförmigen Gliedes sich in der ersten zylindrischen
Fläche befindet, derart, daß das Federlement an einer unbeabsichtigten Bewegung aus der elektrischen Verbindung
mit dem betreffenden Kontakt gehindert ist, mit dem es
sioh in Kontakt befindet.

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