DE2551147A1

DE2551147A1 - Schaltglied fuer einen schnappschalter

Info

Publication number: DE2551147A1
Application number: DE19752551147
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Ranco Inc
Current assignee: Robertshaw US Holding Corp
Priority date: 1974-11-16
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1976-05-26
Also published as: FR2291598B1; SE7512768L; DK513175A; DK144929C; IT1050647B; JPS5173268A; FR2291598A1; AU503939B2; AU8663875A; DE2551147B2; SE411693B; DK144929B

Description

Betr. ι R 157/em ·- Anmelder: Firma Ranco Inc.

2000 West Henderson Road Columbus, Ohio

U.S.A.

" Schaltglied für einen Schnappschalter "

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltglied für einen Schnappschalter, das als Bügel aus elastischem Material ausgebildet und durch ein Endteil geschlossen ist, an das sich zwei die Bügelschenkel bildende Arme anschließen.

Es sind verschiedene 'Eypen der Schaltglieder von Schnappschaltern bekannt, besonders zur Verwendung in thermostatischen Schaltern_o Auf das Schaltglied wirkt ein bewegliches Betätigungsglied, das z_oB. mit einem temperaturabhängigen Element wie ein flüssigkeitsgefüllter Faltenbalg, eine Membran oder ein Bimetallelement vereinigt ist, wobei das Schaltglied vorgespannt ist, so daß es sich schlagartig

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von einer Stellung in die andere deformiert, wenn das Belätigungsglied eine vorbestimmte Bewegung ausführt, wodurch eine rasche Bewegung eines Schalt— kontaktes bewirkt wird, der an einer dem Betätigungs— glied abgewendeten Stelle des Schaltgliedes angreift· Das Schaltglied kann durch ein getrenntes Federelement vorgespannt werden, das auf das Schaltglied einwirkt, oder durch eine besondere Ausgestaltung des Schalt— gliedes selbst.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine neue und einfache Ausgestaltung des unter Vorspannung stehenden Schaltgliedes eines Schnappschalters, das in einfacher Weise hergestellt und vielseitig verwendet werden kann.

Gemäß der Erfindung sind an dem Endteil des Bügels zwei in den oder aus dem Bügel ragende Zungen vorgesehen, wobei die die Schenkel des Bügels bildenden Arme an ihrem dem ^Endteil abgewendeten Ende durch ein den Bügel abschließendes Brückenteil miteinander verbunden und zusammengezogen sind, wodurch das Schaltglied eine solche Vorspannung erhält, daß es eine Schnappbewegung zwischen wenigstens zwei verschiedenen Stellungen ausführen kann, in denen sich

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die Arme des Bügels in verschiedenen Ebenen in bezug auf die in den Bügel ragende Zunge befinden.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schaltgliedes eines Schnappschalters ist besonders geeignet für den Einbau des Schaltgliedes in thermostatische Schalter, da die innere und äußere Zunge des Schalt— gliedes sich in einem spannungsfreien Bereich befinden. Infolgedessen kann die Ausgestaltung und Formgebung der Zungen so gewählt werden, daß ein besonderer Einbau des Schaltgliedes ohne wesentliche Beeinträchtigung der Charakteristik der Schnappwirkung ermöglicht wird.

Das die beiden Arme des Schaltgliedes zusammenziehende Brückenteil kann mit den übrigen Teilen des Schaltgliedes in einem Stück durch Pressen oder Stanzen des gesamten Schaltgliedes aus Metallblech hergestellt werden, wobei die Vorspannung entweder in dem gleichen oder einem folgenden Preßoder Stanzvorgang durch Formen wenigstens eines Knickes oder Falzes in dem Brückenteil durchgeführt wird, um dadurch die Enden der elastischen Arme zusammenzuziehen.

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Es ist aus Herste1lungsgründen vorteilhaft, ein getrenntes Brückenteil mit den Enden der beiden zusammengezogenen Arme zu verschweißen oder in anderer Weise zu verbinden, um dadurch die Vorspannung des Schaltgliedes zu bewirken.

Der aus Metallblech bestehende, das Schaltglied bildende Bügel kann aus jedem geeigneten Feder— metall, z.B* aus Beryllium-Kupfer, bestehen₀ Für manche Anwendungen von temperaturabhängigen thermostat! sehen Schaltern kann der Bügel aus Bimetall bestehen.

Bei Verwendung des Schaltgliedes kann ein Schalt— kontakt an einem Teil des Schaltgliedes angebracht werden, das die Schnappbewegung bewirkt, wenn das Schaltglied von einer in die andere Stellung wechselt. Der Kontakt kann beispielsweise von dem Brückenteil getagen sein oder das Brückenteil selbst bilden, wobei eine der beiden Zungen bei Verwendung des Schaltgliedes verankert wird, während die andere Zunge durch ein Betätigungsglied bewegt wird, z.B. in Abhängigkeit von der Bewegung eines Faltenbalges oder einer Membran.

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Bei Schaltern, bei denen die beiden Arme des Schaltgliedes bei dessen Schnappbewegimg von einer Stellung in die andere symmetrisch verbogen werden, kann der Schaltkontakt einen Teil des Brückenteils bilden, auf diesem oder auf der durch die beiden Zungen gelegten Längssymmetrieachse des Schaltgliedes angeordnet sein·

In anderen praktischen Anwendungen kann eine asymmetrische Formgestaltung des Schaltgliedes vorteilhaft sein, dessen Schaltkontakt an einem Arm oder einem Ende des Brücken— teils außerhalb seiner LängsSymmetrieachse angebracht ist.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann das Schaltglied für den Schnappschalter aus einem flachen Streifen elastischen Materials bestehen, der an einem Ende verankert ist und mit zwei Armen aus einem Stück besteht, wobei ein Teil des Streifens zwischen seinen Enden vorstehen kann, und die beiden Arme sich über ein Ende des Streifens erstreckenο Die Enden der beiden Arme können durch ein Brückenteil miteinander verbunden sein, das die Arme unter Vorspannung setzt, damit sie wenigstens zwei verschiedene Stellungen in bezug auf den Streifen einnehmen, an dessen Brücken— teil ein elektrischer Kontakt angebracht ist·

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Die Erfindung soll im einzelnen anhand der in der Zeichnung in vereinfachter Darstellung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht eines metallischen Stanzstückes, das ein Schaltglied entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung bildet;

Fig« 2 eine schaubildliche Ansicht eines aus dem Stanzstück der Fig. 1 bestehenden Schaltgliedes;

Fig. 3A + Fig. 3B die Endansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig_o 2 von zwei Endstellungen des sich symmetrisch durchbiegenden Schaltgliedes;

Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht ähnlich

der Fig. 2 eines asymmetrischen Schaltgliedes nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und

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Fig. 5 die schaubildliche Ansicht, ähnlich

Fig. 2 eines Schaltgliedes nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In den verschiedenen Ausführungsformen sind gleiche Bezugsziffern für entsprechende Teile verwendet.

In der Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 ist das Schaltglied durch Ausstanzen eines einzigen elastischen Metallblechstückes hergestellt worden, in diesem Falle aus halbgehärtetem Beryllium—Kupfer-Blech von 0,25 mm Stärke. Das in Fig. 1 in der Draufsicht veranschaulichte Stanzstück hat die Form eines flachen Bügels, der an einem Ende durch ein Endteil 1 abgeschlossen ist, an das sich zwei parallele Arme 2, 3 anschließen. In dieser Ausführungsform sind die dem Endteil 1 abgewendeten Enden der beiden Arme 2, durch ein mit diesen einstückiges Brückenteil 4 miteinander verbunden, das das andere geschlossene Ende des Bügels bildet. Beim Ausstanzen des Metallblech— Stückes gemäß Fig. 1 ist in dem Brückenteil 4 ein Loch 5 gestanzt, das zur Aufnahme eines durch Nieten oder Schweißen befestigten Schaltkontaktes 6 (Fig.2) dient. Der Schaltkontakt 6 kann auch als Teil des Brückenteils 4 ausgebildet seine

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An das Endteil 1 des flachen Bügels schließen sich zwei flache Zungen 7, 8 an, von denen die Zunge 7 in den Bügel und die Zunge 8 aus dem Bügel ragt· Letztere hat in dieser Ausführungsform einen Ansatz 8a, dessen freies Ende sich in einem verbreiterten Teil mit einem Loch 9 fortsetzt, das ein Befestigungselement wie Schraube oder Stift zum Verankern der Zunge 8 aufnimmt, wenn das Schaltglied in einen Schnappschalter eingebaut wird.

Nach Ausstanzen des flachen Elements aus einer Metall— blechplatte, wie in Fig_P 1 veranschaulicht ist, werden die von dem Endteil 1 abgewendeten Enden der elastischen Arme 2, 3 durch in dem Brückenteil 4 symmetrisch auf jeder Seite des den Schaltkontakt aufnehmenden Loches 5 angebrachte Einknickungen oder Falten 10, 11 zusammengezogen, wodurch das Endteil 1 vorgespannt und vertieft wird, so daß das Schaltglied eine von zwei stabilen Stellungen einnimmto Eine dieser stabilen Stellungen ist in Fig. 2 gezeigt. In beiden stabilen Stellungen sind die elastischen Arme 2, 3 jederzeit in gleicher Ebene, aber entgegengesetzt zu der flachen Zunge 7 in bezug auf die Anfangsebene des gestanzten Metallblechelements geneigte

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In einer Benutzungsart des symmetrisch ausgestalteten Schaltgliedes wird die nach außen vorstehende Zunge in einem Punkt auf der Längssymmetrieachse A - Λ des Schaltgliedes verankert? und der Schaltkontakt 6 des Brückenteils 4 befindet sich ebenfalls in dieser Symmetrieebene. Die beiden Endstellungen des Schalt— gliedes sind schematisch in Fig. 3 gezeigt, wobei das Brückenteil 4 im wesentlichen parallel zur Querachse des Endteils 1 verbleibt.

Die elastischen Arme 2, 3 führen zwischen diesen beiden Endstellungen Schnappbewegungen aus, während die innere Zunge 7 sich in entgegengesetzter Richtung zwischen den Armen 2, 3 bewegte Bei dieser Wirkungsweise kann daher die Zunge 7 durch ein Betätigungsglied bewegt werden, das in Fig. 3A schematisch mit 12 bezeichnet ist und beispielsweise mit einem temperaturabhängigen Faltenbalg, einer Membran oder mit einem Bimetallelement vereinigt sein kann.

Wenn die innere Zunge 7 durch das Betätigungsglied 12 in solcher Weise bewegt wird, daß das Schaltglied in eine instabile Stellung gebracht wird, tritt bei

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einer Stellungsänderung des Schaltgliedes eine Schnappbewegung des Kontaktes 6 ein, wodurch dieser zur Anlage an einen nicht gezeichneten festen Gegenkontakt gelangt. Wenn die Zunge 7 in ihre Anfangsstellung zurückkehrt (Fig. 2 und 3A), macht das Schaltglied wieder eine Schnappbewegung, wodurch der Kontakt 6 von seinem festen Gegenkontakt schlagartig getrennt wird.

In der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Wirkungsweise des Schaltgliedes sind der Schaltkontakt 6 und die Verankerung 9 des Schaltgliedes symmetrisch zur Längssymmetrieachse A-A angeordnet, und seine beiden elastischen Arme 2, 3 führen gleiche Biege— bewegungen aus. Die Vorspannung der Schnappbe— wegung des Schaltgliedes von einer Endstellung (Fig. 3A) zu der anderen Endstellung (Fig. 3B) kann durch Einstellen des Spaltes zwischen dem Schaltkontakt 6 und seinem festen Gegenkontakt mittels einer nicht gezeichneten Stellschraube oder eines Nockens bewirkt werden, wenn die Kontakte voneinander getrennt sind, wobei das Schalt— glied sich in der Stellung der Fig. 3A befindet.

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Durch geeignete Anordnung des Verankerungspunktes des Schaltgliedes in bezug auf die Lage des Schalt« kontaktes 6, und durch Begrenzung der Durchbiegung der inneren Zunge 7, z.B_o mittels einer Stellschraube odgl., kann für das Schaltglied je nach Wunsch eine monostabile oder bistabile Betriebsweise erhalten werden. Wenn beispielsweise die innere Zunge 7 sich frei zwischen zwei stabilen Endlagen bewegen kann, wie dies in den Fig_o 3A und 3B veranschaulicht ist, ist das Schaltglied bistabil, so daß auf die Zunge 7 eine Betätigungskraft in einer Richtung ausgeübt werden muß, um einen übergang von der in Fig. 3A gezeigten Stellung in diejenige der Fig_o 3B zu erreichen. Ferner muß auf die Zunge 7 eine Betäti— gungskraft in entgegengesetzter Richtung ausgeübt werden, um die Stellung der Fig. 3B in jene der Fig_o 3A zu ändern_o Wenn die Zunge 7 andererseits in einer Endlage (Fig. 3B) aus einer stabilen Stellung abgebogen wird, um eine elastische Kraft gegen das Betätigungsglied 12 in Richtung auf die andere Endlage (Fig. 3A) auszuüben, ist das Schaltglied tatsächlich monostabil, so daß es stets eine stabile Endlage einnimmt, wenn die Zunge 7 außer Eingriff mit dem Betätigungsglied 12 gelangt, z_oB. in die Stellung der Fig_o 3A.

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In der in Pigρ 4 veranschaulichten Ausführungsform ist das Schaltglied ähnlich den Figuren 2 und 3 ausgebildet, nur mit dem Unterschied, daß das Brückenteil 4 einen einzigen Falz 20 hato Der Schaltkontakt 6 ist an einem Ende des elastischen Arms 2 oder an einem außerhalb der LängsSymmetrieachse A-A des Schaltgliedes befindlichen Ende des Brückenteils 4 angeordnete Diese asymmetrische Ausgestaltung des Schaltgliedes ist besonders vorteilhaft, wenn eine sehr kleine Betätigungsbewegung eines temperaturabhängigen Elements einen Schalt— Vorgang auslösen soll, z.B., wenn das temperaturabhängige Element ein flüssigkeitsgefüllter Dehnungs— faltenbalg ist. Das Betätigungselement 12 würde hierbei auf jeden geeigneten Punkt auf der Längsachse des Schaltgliedes wirken, in diesem Beispiel auf der nach außen vorstehenden Zunge 8. Die Einstellung des Schaltgliedes kann beispielsweise mittels einer nicht gezeichneten Stellschraube vorgenommen werden, die auf das von dem Schalt— kontakt 6 abgewendete Ende des Brückenteils 4 einwirkt, um den für die Wirkungsweise des Schaltgliedes notwendigen Bewegungsbereich des Betätigungs— gliedes einzustellen.

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In der in Pig_o 5 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung besteht das Schaltglied des Schnappschalters aus einem gestanzten oder gepreßten Stück elastischen Metallblech, 25.Bo halbgehärtetem Beryllium—Kupfer—Blech von 0,25 mm Stärke_o Das Stanzstück hat die Form eines flachen Streifens 21 mit zwei einteiligen elastischen Armen 2, 3, zwischen denen sich die Zunge 7 erstreckt. Die Enden der Arme 2, 3 sind durch ein mit ihnen verschweißtes Brückenteil 24 miteinander verbunden, das den von den Armen 2, 3 gebildeten Bügel abschließt. Auf dem Brückenteil 24 ist der Schaltkontakt 6 angebracht, der mit dem Brückenteil 24 ein Stück bilden oder durch Nieten oder Schweißen an diesem befestigt sein kann. Der Kontakt 6 kann statt in der Mitte des Brückenteils 24 auch an dessen Ende angeordnet sein, um ein Schaltglied ähnlich der Ausführungsform gemäß Fig. 4 zu bilden. Am Ende des Streifens 21 ist an dem dem Brückenteil 24 abgewendeten Ende eine nach außen vorstehende Zunge 8 angeordnet, die mit einem Loch 9 oder dglο für ein Befestigungselement zum Verankern der Zunge 8 bei Einbau des Schaltgliedes in einen Schnappschalter versehen ist.

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Nach Ausstanzen des Streifens 21 mit den Armen 2, 3, vorzugsweise aus einem fortlaufenden Metallstreifen, werden die Enden der Arme 2, 3 zusammengezogen und mit dem Brückenteil 24 verschweißt, wobei auf die Arme 2, 3 eine Vorspannung ausgeübt wird· Hierdurch werden der Streifen 21 und die Arme 2, 3 in eine vertiefte Form verbogen, so daß das Schaltglied eine von zwei stabilen Stellungen einnehmen kann, von denen eine in Pig_o 5 veranschaulicht ist, in welcher die elastischen Arme 2, 3 im wesentlichen parallel zueinander liegen, aber gegen den Streifen 21 geneigt sind.

Die Ausgestaltung des Schaltgliedes gemäß der Erfindung ergibt eine beträchtliche Vielseitigkeit für die Anwendungsmöglichkeiten in einem Schnappschalter ο So kann in der Ausführungsform gemäß Fig_o 4 die feste Verankerung des Schaltgliedes am Ende der nach innen vorstehenden Zunge 7 angeordnet sein, wobei das Betätigungsglied 12 auf die nach außen vorstehende Zunge 8 oder auf das Endteil 1 wirkt. In diesem Falle hat die Schaltbewegung der Zunge 8 dieselbe Richtung wie die resultierende Bewegung des Kontaktes 6.

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Das erfindungsgemäße Schaltglied kann leicht in ein
Schaltergehäuse eingebaut werden, wobei der Regelbereich des Betatigungsgliedes für den Schalter, z.B.
bei einem temperaturabhängigen Schalter die für seine Wirkungsweise notwendige Temperaturdifferenz, leicht
für ein Stellelement, Z₀B₀ eine Schraube, eingestellt werden kann, die das Schaltergehäuse durchsetzt, ohne daß die Lage dieses Einstellgliedes irgendwelchen
Beschränkungen unterworfen ist·

Außerdem kann durch geeignete Bemessung der Breite
des Ansatzes 8A der nach außen vorstehenden Zunge 8
ein bestimmter Grad von Biegsamkeit des Hebelarms
erreicht werden, durch den das Schaltglied mit seiner festen verankerung oder mit dem Angriffspunkt des Betatigungsgliedes verbunden ist. Die Länge des Ansatzteiles 8A bestimmt die effektive Länge des Hebelarms, durch den das Schaltglied verankert wird oder auf den das Betätigungsglied wirkte Es kann deshalb durch geeignete Bemessung des Ansatzteiles 8A eine bestimmte
Betätigungskraft für das Schaltglied erhalten werden, und zwar unabhängig von dem Kräftedifferential, das
mit dem Übergang des Schaltgliedes von der einen
Stellung in die andere verbunden ist, was eine Folge
der Vorspannung der Arme 2, 3 isto

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—Patentansprüche« - 16 -

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. J Schaltglied für einen Schnappschalter, das als . J

Bügel aus elastischem Material ausgebildet ist, an dessen den Bügel abschließenden Endteil sich zwei die Bügelschenkel bildende Arme anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Endteil (l) zwei in den und aus dem Bügel ragende Zungen (7, 8) vorgesehen sind, wobei die Arme (2, 3) an ihrem dem Endteil (l) angewendeten Ende durch ein Brückenteil (4, 24) miteinander verbunden und zusammengezogen sind, wodurch das Schalt— glied eine solche Vorspannung erhält, daß es eine Schnappbewegung zwischen wenigstens zwei verschiedenen Stellungen ausführen kann, in denen sich die Arme (2, 3) in verschiedenen Ebenen in bezug auf die in den Bügel ragende Zunge (7) befindenο

2ο Schaltglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Endteil (l) und die Arme (2, 3) aus einteiligem elastischem Metallblech bestehen.

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Schaltglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel aus Bimetall bestehto

4. Schaltglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkontakt (6) von dem Brückenteil (4, 24) getragen ist oder diesen selbst bildet, wobei eine Zunge (7, 8) beim Einbau des Schaltgliedes zu dessen Verankerung dient·

ο Schaltglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (6) in der durch die beiden Zungen (7, 8) gelegten LängsSymmetrieachse (A-A) des Schaltgliedes angeordnet ist.

6. Schaltglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (6) auf einem Arm (2, 3) oder an einem Ende des Brückenteils (4, 24) außerhalb der Längssymmetrieachse ( A — A) angeordnet ist.

7ο Schaltglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brücken— teil (4, 24) zusammen mit den übrigen Teilen des Schalters einstückig aus Metallblech gebildet ist, das durch wenigstens eine Einknickung (10, 20) im Brückenteil vorgespannt ist (Fig_o 2, 4).

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8. Schaltglied nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückenteil (24) mit den Enden der beiden Arme (2, 3) verbunden, insbesondere verschweißt ist, wobei die Arme zusammengezogen sind, um die Vorspannung des Schaltgliedes zu bewirken (Fig.5)_o

ο Schaltglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (6) in der Mitte des Brückenteils (4, 24) angeordnet ist oder dessen Mitte bildet.

10. Schaltglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (6) an dem einem Arm (2, 3) zugewendeten Ende des Brücken— teils (4, 24) angeordnet isto

11. Schaltglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der aus dem Bügel ragenden Zunge (8) ein Ansatz (8a)des Endteils (1) von geringerer Breite angeordnet ist.

I2o Schaltglied in Form eines an einem Ende veranker— baren flachen Streifens aus elastischem Material, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

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Schaltglied zwei Arme (2, 3) aufweist, die aus einem zwischen seinen Enden befindlichen Teil
(7, 8) des Streifens hervorragen, wobei die
Arme sich über ein Ende des Streifens erstrecken und ihre Enden durch ein wenigstens einen Schalt— kontakt (6) tragendes Brückenteil· (4, 24) miteinander verbunden und unter Vorspannung gesetzt sind, damit sie wenigstens zwei verschiedene Stellungen in bezug auf den Streifen einnehmen·

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