DE2740902A1

DE2740902A1 - Elektrischer schalter

Info

Publication number: DE2740902A1
Application number: DE19772740902
Authority: DE
Inventors: Kuno Futterknecht; Werner Storz; Siegfried Dipl Ing Wolpert
Original assignee: J&J Marquardt KG
Current assignee: J&J Marquardt KG
Priority date: 1977-09-10
Filing date: 1977-09-10
Publication date: 1979-03-22
Also published as: FR2402935A1; GB2005080A; FR2402935B1; IT7827481A0; IT1174396B; US4220835A; GB2005080B

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. DR.-ING DIPL.-PHYS.

BERTHOLD SCHMD GERHARD BIRN HEINRICH QUARDER

FALBENHENNENSTRASSE 17 7000 STUTTGART 1 FERNSPRECHER (0711) 608893

UNSER ZEICHEN

12 715 B/sw

Firma

J. & J. Marquardt

7201 Rietheim-Weilheim 1

Elektrischer Schalter

Zusatz zu Patent Nr

(Patentanmeldung Nr. P 25 10 902.8)

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit einer elektrisch leitenden, bügeiförmigen Feder, deren Bügel-Mittelstück an einem insbesondere verschiebbaren Betätigungsorgan anliegt und deren seitliche Bügelenden schwenkbar an ortsfesten Lagern abgestützt sind, nach Patent Nr (Patentanmeldung Nr. P 25 10 902.8)

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Ein derartiger Schalter ist bereits vorgeschlagen worden. Die Feder wird dadurch gespannt, daß man sie beidendie in einander etwa gegenüberliegende, ^ehäusefeste La^er einrastet. Weil man andererseits bestrebt ist, elektrische Schalter dieser Art so klein wie möglich zu bauen, führt dies zwangsläufig auch zu einer besonders zierlichen Feder. Da es letzterer somit zwangsläufig an der notwendigen Robustheit fehlt, erfordert ihre Montage besonderes Geschick und große Sorgfalt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, einen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Feder sich einfacher montieren läßt und die infolgedessen Beschädigungen bei der Montage weit weniger ausgesetzt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein elektrischer Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs ausgebildet ist. Die Feder wird nun bereits bei der Herstellung vorgespannt, und infolgedessen entfällt der Vorgang des Spannens im Schaltergehäuse. Daraus ergibt

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sich, daß man die Feder nur noch in eine entsprechende Aufnahme des Schalters einzulegen braucht, wo sie selbstverständlich gegen Verschieben gesichert sein muß. Andererseits muß aber diese Lagerung der Feder so gestaltet sein, daß die Bewegung des Schaltmechanismus nicht gestört wird. An sich ist es ausreichend, wenn man die Feder lediglich an einem ihrer Enden verdreh- und schiebefest hält.

Bei einem elektrischen Schalter mit beidseits der Bügelfeder angeordnetem Uberbrückungsglied besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, daß die bügeiförmige Feder und die Überbrückungsglieder aus einem ebenen Blech hergestellt sind, wobei wenigstens die Überbrückungsglieder zumindest je eine Sicke aufweisen oder gebogen sind. Durch die Sicke oder Sicken bzw. das Durchbiegen der Überbrückungsglieder muß sich zwangsläufig auch der die Feder bildende Teil durchbiegen, und das ganze System steht demnach unter Vorspannung. Sicken wird wegen ihrer größeren Steifigkeit an sich der Vorzug gegeben. Im übrigen ist es zweckmäßig, auch in der Mitte der bügeiförmigen Feder eine Sicke anzubringen, welche sich in der gleichen Richtung erstreckt,

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in der die Bügelfeder gewölbt ist. Insbesondere bei einstückiger Fertigung und damit gleicher Materialdicke verformen sich auch die Oberbrückungsglieder bei einer Einwirkung auf die Feder mittels des Schalter-Betätigungsorgans. Letzteres kann in vorteilhafter Weise eine Taste sein, mit der unmittelbar auf die Feder gedrückt wird. Der Grad der Verformung der Überbrückungsglieder hängt von deren Breite, quer zur Betätigungsrichtung gesehen, und ihrer Formgebung ab, beispielsweise der Zahl und Ausbildung ihrer Sicken.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß sich im Bereich des einen Federendes ein Einhängeorgan, vorzugsweise eine Bohrung oder ein Durchbruch für einen gehäusefesten Einhängezapfen, befindet. Aus Kostengründen ist es an sich von Vorteil, wenn man an der Feder die Bohrung oder den Durchbruch ausstanzt und dafür den Zapfen am Gehäuse anformt, was bei Kunststoffertigung kein Problem ist. Außerdem wird zweckmäßigerweise ein unrunder, beispielsweise rechteckiger Querschnitt, für den Durchbruch und ein entsprechender für den Zapfen gewählt. Man erreicht dadurch sowohl in Verschiebe- als auch in Drehrichtung einen sicheren Halt

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des aus Feder und Überbrückungsgliedern bestehenden Elements. Das Einhängen wird selbstverständlich erleichtert, wenn man den Zapfen gegen sein freies Ende hin verjüngt.

Eine andere Variante der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dali die Feder in Bereich ihres anderen Federendes an wenigstens einem Gehäuseabsatz aufliegt und sich der oder die Festkontakte zwischen den Abstützstellen der beiden Federenden befinden. Die Abstützung kann dort beispielsweise auch seitlich dieses Federendes erfolgen, d.h. an einer der den dortigen Enden der Überbrückungsglieder zugeordneten Stelle. Gerade im letzteren Falle erhält man nämlich in sehr vorteilhafter Weise eine Dreipunktauflage, wenn man auf der gegenüberliegenden Seite eine Zapfen-Lochankupplung genau in Verlängerung der Feder wählt.

Die Überbrückungsglieder bilden gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung zugleich Kontaktarme oder-elemente. Dies ist möglich, weil sich, wie bereits ausgeführt wurde, beim Niederdrücken der Feder zugleich auch die Überbrückungsglieder nach unten hin durchbiegen. Der Schaltvorgang erfolgt dabei schnappend. Außerdem bleibt noch nachzutragen,

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daß dieser Schaltmechanismus monostabil ist und das Schaltwerk aus Feder und Überbrückungsglied oder -gliedern automatisch in die Ausgangslage zurückkehrt, sobald die Betätigungskraft entfällt. Infolgedessen eignet sich dieser Schalter insbesondere als Tastenschalter für Büromaschinen, beispielsweise Schreibmaschinen, Rechenmaschinen, Computer u. dgl.

Bei einem Schalter mit zwei Uberbrückungsgliedern wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß jedem Überbrückungsglied ein Festkontakt zugeordnet ist. Über den einen kann der Strom zugeführt und über den anderen abgeleitet werden. Die elektrisch leitende Verbindung vom einen Überbrückungsglied zum anderen ist aufgrund der einstückigen Fertigung mit der Feder gewährleistet. Eine andere Variante der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, daß die beiden Festkontakte elektrisch leitend miteinander verbunden, insbesondere durch das gegabelte innere Ende eines Schalteranschlußelements gebildet sind und der Einhängezapfen elektrisch leitend sowie vorzugsweise durch das innere Ende eines weiteren Schalteranschlußelements gebildet ist. Von ihrer Wirkung her sind die beiden Festkontakte

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als ein einziger Festkontakt zu betrachten, über den der Strom beispielsweise in den Schalter fließt. Er durchströmt dann die Feder und die Uberbrückungsglieder in Längsrichtung, um den Schalter am anderen Federende über den Einhängezapfen wieder zu verlassen oder umgekehrt. Eine absolut gleichwertige Lösung besteht darin, daß man bei einem elektrisch nichtleitenden Zapfen den Stromübergang im Bereich des letzteren vornimmt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Feder unter Zwischenschaltung eines bogenförmigen Zwischenstücks mit wenigstens einem Kontaktarm verbunden, insbesondere einstückig hergestellt ist. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch eine besonders große Schaltreserve aus, die sich darin äußert, daß die Taste einen gewissen Weg zurücklegen kann, bevor der Schaltmechanismus wieder in die Ausgangslage zurückkehrt. Wenn man die faste nach dem Schalten etwas losläßt und nachfolgend wieder drückt, so führt dies zu keinem erneuten Schaltvorgang. Dies ist besonders bei den erwähnten Büromaschinen erforderlich, bei denen die Schalttasten gelegentlich sehr rasch betätigt werden. Hierbei kommt es dann infolge

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der Elastizität der Finger zum sogenannten Fingerkuppeneffekt, der unbeabsichtigte und vor allen Dingen auch unerwünschte Doppelschaltungen bewirkt. Hiergegen ist dieser Schalter auch in den vorbeschriebenen und nachfolgend noch erläuterten Varianten gut gesichert.

Der Kontaktarm ist in sehr vorteilhafter Weise wenigstens an seinem freien Ende gegabelt, wobei jeder Gabelzinken mit einem Festkontakt zusammenwirkt. Auch hierbei kann beispielsweise über den einen Festkontakt der Strom zugeführt und über den anderen abgeleitet werden. In diesem Falle besteht eine Weiterbildung der Erfindung darin, daß die Festkontakte durch die freien Enden gegenläufig umgebogener Schalteranschlußelemente gebildet sind. Damit beide nebeneinander zu liegen kommen, kann man, in Querrichtung gesehen, beim einen Ende die linke und bei anderen die rechte Hälfte entfernen.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß sich im, oberhalb oder unterhalb eines Spaltraumes zwischen der Feder und zumindest einem Oberbrückungsglied, wenigstens ein bzw. je ein Kontaktarm befindet. Auch dieser kann

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einstückig mit der Feder und dem oder den Überbrückungsgliedern hergestellt werden. Damit liegt er zunächst einmal in derselben Ebene wie letztere. Nach dem Vorspannen der Feder kann man den oder die Kontaktarme aus der Federebene oder der Ebene der überbrückungsglieder herausbiegen. Im Falle von zwei Kontaktarmen können diese nach der gleichen oder nach entgegengesetzten Richtungen umgebogen werden. Sie können sich beim Ausstanzen nach gleicher oder nach entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Hieraus folgt, daß man in zweckmäßiger Weise selbst zwischen der Feder und jeden der Überbrückungsglieder zwei derartige, mit ihren freien Enden gegeneinanderweisende Kontaktarme vorsehen kann. Auch dabei besteht dann wiederum die Möglichkeit, sie nach der gleichen oder entgegengesetzten Richtung umzubiegen.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform in der Ausgangslage des Schaltmechanismus und, mit gestrichelten Linien, verschiedene Phasen der Schaltung,

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Figur 2 zur Verdeutlichung dieselbe Darstellung ohne die verschiedenen Schaltphasen,

figur 3 den Schalter der Figuren 1 u. 2 in der Umschaltstellung,

Figur 4 in explosionsartiger Darstellung den Schaltmechanismus des Schalters der Figuren 1 bis 3,

Figur 5 eine zweite Variante der Erfindung im Längsschnitt in der Ausgangsstellung,

Figur 6 denselben Schalter in der Umschaltlage, Figur 7 wiederum in explosionsartiger Darstellung den

Schaltmechanismus des Schalters der Figuren S u. 6,

Figur 8 ein drittes Ausführungsbeispiel in der Ausgangslage, längsgeschnitten,

Figur 9 denselben Schalter in der Umschaltstellung,

Figur IO den Schaltmechanismus des Schalters der Figuren 8 u. 9,

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Fign. 11 u. 13 in der Draufsicht zwei weitere Ausführungsformen des Schaltwerks, jedoch ohne die Festkontakte, und

Fign. 12 u. 14 Seitenansichten der Figuren 11 bzw. 13.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen handelt es sich um Tastschalter, vorzugsweise zum Einbau in Büromaschinen u. dgl. Sie werden dabei normalerweise in Längs- und Querreihen nebeneinander in einer Platte 1 gehalten, die entsprechende Durchbrüche 2 zur Aufnahme des Schaltergehäuses 3 aufweist. Aus diesem Grunde besitzt letzteres in der Regel einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt. Der Schalter hat eine bügeiförmige Feder 4, deren Gestalt sich besonders gut aus Fig. 4 ergibt. Sie kann beispielsweise in der Mitte eine Sicke 5 tragen, die sich in Richtung ihrer Wölbung erstreckt. Beidseits der bügeiförmigen Feder befindet sich je ein Überbrückungsglied 6 bzw. 7. An jedem sind zwei Sicken 8 angebracht, die sich allerdings in anderer Richtung erstrecken als die Sicke 5 der Feder 4. Mit ihrer Hilfe erreicht man die notwendige Vorspannung der bügeiförmigen Feder 4. Aufgrund der einstückigen Herstellung

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der bügelförmigen Feder 4 und der Überbrückungsglieder ö, 7 aus einem ebenen Blech entsteht beidseits je ein Verbindungsstück 11 bzw. 12. An letzteres schließt sich über ein bogenförmiges Zwischenstück 10 ein Kontaktarm 9 an. In das Verbindungsstück 11 ist ein vorzugsweise rechteckiges Loch 13 eingestanzt, in das in montiertem Zustand ein mit dement sprechendem Querschnitt versehener, sich nach seinem freien Ende hin verjüngender Zapfen 14 des Gehäuses 3 eingreift. Damit sind die Feder und die mit ihr verbundenen bzw. einstückig gefertigten Teile sowohl gegen Verschieben als auch gegen Verdrehen gesichert, jedoch wird der Schaltvorgang hierdurch nicht behindert. An der gegenüberliegenden Seite liegt die Feder an zwei im Abstand voneinander angeordneten Stützen 15 auf. Der Seitenabstand richtet sich nach der Federbreite, und die Stützen liegen senkrecht zur Bildebene in Verlängerung voneinander (Fig. 3). Man erreicht auf diese Weise die sehr vorteilhafte Dreipunktabstützung, wobei die seitlich des linken Federendes (Fig. 4) befindlichen Enden des Verbindungsstücks 12 auf den Stützen 15 aufliegen.

Der Kontaktarn 9 ist gefiedert oder gegabelt, wobei jedem Gabelzinken 18 bzw. 19 ein Festkontakt 20 bzw. 21 zugeordnet ist. Die etwas umgebogenen freien Enden der Gabel-

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zinken 18 u. 19 bilden die bewegbaren Kontakte. In gleicher Weise verwendet man zur Bildung der Festkontakte die inneren enden der Schalteransculuiielemente 22 und 23.

Die Schalter-betätigungstaste 24 trägt an ihrer Innenseite einen zapfenförmigen Ansatz 25, der vorzugsweise an seinem inneren Ende konkav geformt ist. Damit übergreift er, wie Fig. 2 zeigt, die Sicke 5 der bügeiförmigen Feder 4. Drückt man die Taste 24 im Sinne des Pfeils 26 nieder, so springt der Kontaktarm 9 mit dem oder den bewegbaren Kontakten bei Erreichen des Einschaltpunkts - diese Stellung ist in Fig. 1 mit ¹¹I" angegeben - von der in Fig. 2 gezeigten Ausgangslage in die aus Fig. 3 ersichtliche Umschaltlage. Dabei werden die Festkontakte überbrückt und der Stromkreis, an welchem dieser Schalter angeschlossen ist, geschlossen. "2" markiert die Endstellung bei diesem Schaltvorgang. Der Rückschaltpunkt "3" liegt, wie Fig. 1 zeigt, zwischen der Ruhestellung "0" und dem Einschaltpunkt "1". Hieraus ersieht man gleichzeitig die vergleichsweise große Schaltreserve dieses Schalters.

Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 5 bis 7 fehlt der angeformte Kontaktarm 9 des Schalters der Figuren 1 bis 4.

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Die Kontaktgabe erfolgt hierbei unmittelbar über die beiden Überbrückungsglieder 6 und 7. Sie arbeitet mit den Festkontakten 27 und 28 zusammen, die aufgrund ihrer einstückigen Fertigung mit dem Schalteranschlußelement 29 ihrer Wirkung nach ein einziger Festkontakt sind und lediglich eine Zweipunktauflage an dieser Stelle gewährleisten. Das innere Ende 30 des Schalteranschlußelements ist zweimal gegenläufig umgebogen und gegabelt.

An das innere Ende des anderen Schalter-Anschlußelements ist der Zapfen 32 angeformt, auf den das in Fig. 7 rechte Ende des aus der Feder 4 und den Überbrückungsgliedern 6, bestehenden Elements aufgesteckt wird. Die Besonderheit des Schaltvorgangs dieser Variante ergibt sich aus Fig. 6. Sie besteht darin, daß das freie, d.h. in Fig. 6 linke Ende des Schnappwerks in der Umschaltstellung von seinen Stützen 15 vollständig abhebt. Gegenüber dem Zapfen 32 erfolgt lediglich eine Schwenkbewegung.

Die in den Figuren 8 bis 10 gezeigte Variante ist im wesent lichen mit der vorbeschriebenen gemäß Figuren 5 bis 7 identisch. Dort sind allerdings die beiden Festkontakte 27

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und 28 nicht miteinander verbunden, sondern jeweils durch das innere, zweimal gegenläufig umgebogene Jbnde je eines Schalteranschlußelements 33 bzw. 34 gebildet. Über eines der letzteren wird der Strom zugeführt und über das andere verläßt er den Schalter in der Schließlage wieder.

Beim Schalter der Figuren 1 bis 4 ist der Kontaktarm 9 mit der bügeiförmigen Feder 4 bzw. dem Verbindungsstück mittels des bogenförmigen Zwischenstücks 10 verbunden. Gemäß Figuren 11 und 13 kann man auch im Zwischenraum zwischen der bügeiförmigen Feder 4 und je einem der Oberbrückungsglieder 6, 7 wenigstens einen Kontaktarm 35 bzw. 36 oder 37 bzw. 38 anordnen. Auen diese Kontaktarme sind einstückig mit der bügeiförmigen Feder und den Üb erb rücklings gliedern hergestellt bzw. aus einem ebenen Blech ausgestanzt. In Figur 12 sind beide Kontaktarme 35, 36 in gleicher Richtung nach unten heraus gebogen, während gemäß Figur 14 der Kontaktarm 37 nach oben und der Kontaktarm 38 nach unten aus der Blechebene herausgebogen sind. Die gestrichelte Linie 39 deutet an, daß auch der Kontaktarm 37 nach unten gebogen werden kann, wobei dieser Ausführungsform an sich noch größere Bedeutung zukommen dürfte wie der mit festen

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Linien in Fig. 14 gezeichneten. Im übrigen ragen die freien Enden der Kontaktarme 35 und 36 in die gleiche Richtung, während sie bei Fig. 13 in gegenläufige Richtungen weisen. Die Kontaktarme 35 und 36 sind bei Fig. 11 beide am Verbindungsstück 12 angesetzt, wohingegen in Fig. 13 der Kontaktarm 37 vom Verbindungsstück 11 und der Kontaktarm vom Verbindungsstück 12 ausgeht. Man kann sich leicht vorstellen, daß bei etwas kürzerer Ausführung der Kontaktarme jeweils zwei in den Spaltraum zwischen der bügeiförmigen Feder 4 und jedem Überbrückungsglied 6, 7 hineinragen bzw. von diesem ausgehen können.

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Claims

Ansprüche

ί l.y Elektrischer Schalter mit einer eleKtrisch leitenden, bügelförinigen Feder, deren Bügel-Mittelstück an einem insbesondere verschiebbaren Betätigungsorgan anliegt und deren seitliche Bügelenden schwenkbar an ortsfesten Lagern

abgestützt sind, nach Patent iNr (Patentanmeldung

Nr. P 25 10 902.8), dadurch gekennzeichnet, daß die bügelföriuige Feder (4) mittels wenigstens eines, ihre beiden Ünden verbindenden, seitlich ihrer Bewegungsebene angeordneten überbrückungsglieds (6, 7) vorgespannt ist.
2. Schalter nach Anspruch 1, mit beidseits der Bügelfeder angeordnetem Überbrückungsglied, dadurch jjekennzeicnnet, daß die bügelformige Feder (4) und die überbrücKungsglieder (6, 7) aus einem ebenen Blech hergestellt sind, wobei wenigstens die Uberbrückungsglieder zumindest je eine Sicke (8) aufweisen oder gebogen sind.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da;i sich im Bereich des einen Federendes ein Einhängeorgan, vorzugsweise eine Bohrung oder ein üurchbruch (13) für einen

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ORIGINAL INSPECTED

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gehäusefesten Einhängezapfen (14, 32) befindet.
4. Schalter nach Anspruch 3, dadurcn gekennzeichnet, daß die Feder (4) im Bereich ihres anderen Feaerendes an wenigstens einem Gehäuseabsatz (15) aufliegt und sich der oder die Festkontakte (20, 21, 27, 28) zwischen den Abstützstellen der beiden Federenden befinden.
5. Schalter nacn einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die überbrückungsglieder (6, 7) zugleich Kontaktarme oder -elemente bilden.
6. Schalter nacn Anspruch 5, mit zwei Überorückun^sgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Überbrückungs^lied (6, 7) ein Festkontakt (27, 28) zugeordnet ist.
7. Schalter nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeicnnet, daß die beiden Festkontakte (2 7, 28) elektrisch leitend miteinander verbunden, insbesondere durch das gegabelte innere bnde (30) eines Schalteranschlußelements (29) gebildet sind und der Einhängezapfen (32) elektrisch leitend sowie vorzugsweise durch das innere Ende eines weiteren

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Schalteranschlußelenents (31) gebildet ist.
8. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurcli gekennzeichnet, daß die Feder (4) unter Zwischenschaltung eines bogenförmigen Zwischenstücks (10) mit wenigstens einem Kontaktarm (9) verbunden, insbesondere einstückig hergestellt ist.
9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm (9) wenigstens an seinem freien Ende gegabelt ist und jeder Gabelzinken (18, 19) mit einem Festkontakt (20, 21) zusammenwirkt.
10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkontakte (20, 21) durch die freien Enden gegenläufig umgebogener Schalteranschlußelemente (22, 23) gebildet sind.
11. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich im, ober- oder unterhalb eines Spaltraumes zwischen der Feder (4) und zumindest einem Uberbrückungsglied (6, 7) wenigstens ein bzw. je ein Kontaktarm (35, 36, 37, 38) befindet.

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12. Schalter nach Anspruch 11, mit je einem Kontaktarm beidseits der Feder, dadurch gekennzeichnet, daß beide festgehaltenen Kontaktarmenden ein und demselben Federende (12) zugeordnet sind.
13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kontaktarme (35, 36, 37, 38) in etwa gleichem Winkel gegenüber der Ebene der Verbindungsglieder geneigt sind und sie insbesondere annähernd parallel zueinander verlaufen.

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