DE3109798A1 - Elektrische kontaktschaltvorrichtung - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kontaktschaltvorrichtung mit einer Anzahl von Kontaktteilen und richtet sich insbesondere auf eine verbesserte Schaltvorrichtung, welche ein einsatzformgegossenes Basisteil enthält, das Zuleitungsteile mit Kontakten trägt.

Es ist bekannt, daß eine miniaturisierte elektrische Kontaktschaltvorrichtung, beispielsweise ein elektromagnetisches Relais, zur Anbringung auf einer Leiterplatte eine Anzahl von Schaltkontakten enthält und eine flach aufgebaute Stapelkonstruktion ist. Eine solche herkömmliche Kontaktschaltvorrichtung besteht jedoch aus einer ziemlich großen Anzahl von Teilen, was bei der Herstellung eine Vielzahl von Montageschritten mit sich bringt. Dadurch ist die herkömmliche Vorrichtung teuer und für eine Massenfertigung schlecht geeignet.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer elektrischen Kontaktschaltvorrichtung, die aus einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Teilen besteht und eine mechanisch feste Konstruktion darstellt.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, eine elektrische Kontaktschaltvorrichtung zu schaffen, die sich leicht montieren läßt und mit hohem Ausstoß auf einem einfachen automatischen Massenfertigungsband produziert werden kann.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, einen Aufbau für eine elektrische Kontaktschaltvorrichtung zu schaffen, der durch einen einfachen und schnellen Vergußvorgang hermetisch abgeschlossen werden kann.

Hierzu schlägt die Erfindung eine elektrische Kontaktschaltvorrichtung gemäß Anspruch 1 vor.

0 Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

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Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht eines elektromagnetischen Relais als einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht des elektromagnetischen Relais der Fig. 1 in montiertem Zustand,

Fig. 3 eine geschnittene Vorderansicht mit Schnitt längs Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine geschnittene Vorderansicht des ersten und des zweiten Basisteils aus Fig. 4 mit Schnitt längs Linie 4-4,

Fig. 5 eine schematische Teilansicht des zweiten Zuleitungsteils der Fig. 3 vor einem Verformungsvorgang,

Fig. 6 eine schematische Teilansicht, die das erste und

das zweite Basisteil in einer Abwandlung gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1 zeigt, 25

Fig. 7 eine geschnittene Vorderansicht eines elektromagnetischen Relais, das eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 1 darstellt, und

Fig. 8 eine schematische geschnittene Vorderansicht, die

als weitere Ausführungsform der Erfindung eine manuell zu betätigende Schaltvorrichtung zeigt.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Sie zeigt als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein elektromagnetisches

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Relais in halbmontiertem Zustand. Das Relais enthält ein erstes einsatzformgegossenes Basisteil 20, welches erste Zuleitungsteile 28b, 29b und 30b sowie zweite Zuleitungsteile 28a, 29a und 30a trägt, ein zweites einsatzformgegossenes Basisteil 21, welches ebenfalls die zweiten Zuleitungsteile 28a, 29a und 30a trägt, ein eine Kontaktbetätigungseinrichtung bildendes Elektromagnetteil, das aus einem Anker 22 und einem Elektromagneten 23 besteht,und eine Abdeckung 24.

Das erste einsatzformgegossene Basisteil 20 ist ein einzelnes isolierendes Kunststofformteil, das im wesentlichen kastenförmig ausgebildet ist und eine Bodenwand 26 mit einer Anzahl von langgestreckten öffnungen bzw. Kammern 2 5 und eine am Rand der Bodenwand 26 vertikal dazu verlaufende Seitenwand 27 aufweist. In das Basisteil sind das erste und das zweite Zuleitungsteil 28b und 28a, welche Anschlüsse für Arbeitskontakte darstellen, das erste und zweite Zuleitungsteil29b und 29a, welche Anschlüsse für Ruhekontakte darstellen und das erste und das zweite Zuleitungsteil 30b und 30a, welche Spulenanschlüsse darstellen, parallel zueinander eingelassen. Wie in Fig. 4 dargestellt, sind die Arbeitskontaktzuleitungen 28a und 28b mit einem stationären bzw. einem beweglichen Kontakt 31a und 31b verbunden. Wie in Fig. 3, die das fertig montierte Relais der Fig. 1 wiedergibt, dargestellt, sind die Ruhekontaktzuleitungen 29a und 29b mit einem beweglichen bzw. einem stationären Kontakt 33a und 33b verbunden.

Das erste und das zweite Basisteil 20 und 21, die in den Figuren 1 und 4 dargestellt sind, werden folgendermaßen hergestellt: Ein elektrisch leitendes Metallblech wird zu einem Leitungsrahmen mit einer Anzahl voneinander gegenüberstehenden Zuleitungspaaren 28a - 28b, 2 9a - 29b und 30a 30b, die alle am übrigen Teil hängen, gepreßt. Die Kontakte 31a, 31b, 33a und 33b werden an den entsprechenden Enden der Anschlußleitungen 28a, 28b, 29a und 29b befestigt.

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Der Leitungsrahmen wird in seinem übrigen Teil so gebogen, daß die einander paarweise gegenüberstehenden Zuleitungen 28a 28b und 29a - 29b jeweils in eine Uberlappstellung gebracht werden. Mit dem den beschriebnen Kontaktmechanismus aufweisenden Leitungsrahmen werden durch Einsatzformgießen isolierende Basen 20 und 21 ausgebildet. Schließlich wird der Rest des Leitungsrahmens abgeschnitten, so daß sich eine Reihe von unabhängigen Kontakten ergibt, wie sie in den Figuren 1 und 4 dargestellt sind.

Die Zuleitungen 28b und 29a sind also in ihren zugehörigen, elektrisch voneinander getrennten öffnungen oder Kammern 25 beweglich und liefern die öffnungs/Schließfunktionen. Die durch das erste Basisteil 20 gehaltenen Leitungen 28b, 29b und 30b ragen als entsprechende Anschlüsse aus einer Seitenfläche 58b der Seitenwand 27 heraus. Die Zuleitungen 28a, 29a und 30a werden ebenfalls durch das Basisteil 20 gehalten, erstrecken sich dann an einer der Seitenfläche 58b gegenüberliegenden Seitenfläche 58a aus der Seitenwand 27 heraus, werden durch das zweite einsatzgeformte Basisteil 21 getragen und erstrecken sich schließlich aus der Seitenwand 57b des Basisteils 21 als die entsprechenden Außenanschlüsse heraus. Die inneren Enden 34a und 34b, nämlich die Spulenanschlußstücke, der Leitungen 30a und 30b ragen nach oben aus der Oberseite der vertikalen Wand 27 heraus.

Wie in FIg. 1 dargestellt, iüt ein isolierendes Teil 35 auf der Bodenwand 26 in einer solchen Weise angebracht, daß zwei nach unten ragende VorSprünge 36 in in der Wand 26 ausgebildete zwei Löcher 37 eingreifen.

Der Anker 22 ist ein einsatzformgegossenes Element, das einen Permanentmagnetstab 40 und ein parallel dazu in einer Kunstharzmatrix 42 eingebettetes Eisenjoch 41 umfaßt, und trägt ein Paar von Wellzapfen 43 und eine Anzahl von nach unten ragenden, in zwei Reihen angeordneten Vorsprüngen 45, die dazu dienen, die beweglichen Teile der Arbeits-5 kontaktZuleitungen 28b bzw. der Ruhekontaktzuleitungen 29a

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niederzudrücken, wenn der Elektromagnet 23 entregt bzw. erregt wird. Der Anker 22 mit auf den Wellzapfen 43 angebrachten Lagern 44 ist schwenkbar auf dem Basisteil 20 in einer solchen Weise angebracht, daß die Lager 44 in zwei gebogenen Ausnehmungen 38 liegen, die in der Bodenwand 26 des Basisteils 20 vorgesehen sind. ·^:

Der Elektromagnet 23 ist ein einsatzformgegossenes Element, das aus einem I-förmigen Eisenkern 46 besteht, der in einer ähnlich geformten Kunstharzmatrix 51 eingebettet ist, wobei der Mittelteil der Matrix 51 einen Spulenkörper 50 bildet, der eine Wicklung 52 trägt. Die Matrix 51 weist in ihrem ümfangsbereich ein Paar von Flanschen 53 auf.

Der Elektromagnet 23 ist auf dem Basisteil 20 angebracht, das das Isolierteil 35 und den Anker 22 mit den Lagern 44 aufnimmt. Vier in den Flanschen 53 ausgebildete Löcher 55 werden von Vorsprüngen 39 durchsetzt, die sich von der senkrechten Wand 27 nach oben erstrecken. Die Flansche 53 sitzen auf oberen Abschnitten der Wand 27. Beide Enden der Matrix 51 weisen im Mittelbereich (in den Fign.

2 und 7 dargestellte) Vorsprünge 56 auf, die sich von dieser nach unten erstrecken und die Lager 44 in den gebogenen Ausnehmungen 38 des Basisteils 20 festlegen. Die vorsprünge 39 werden durch Verschmelzen verkeilt, um den Elektromagneten 23 starr am Basisteil· 20 zu befestigen. Drähte 52a der Spuienwicklung 52 werden mit den Anschlußteilen 34a und 34b verlötet.

Dann werden die Mittelteile der Zuleitungen 28a, 29a und 30a zwischen den Seitenflächen 57a und 58a (siehe Fig. 4) rückwärts umgelegt, um das zweite Basisteil 21 über die von der Wand 27 umgebene Kammer des ersten Basisteils 20 zu bringen. Das zweite Basisteil 21 wird am ersten Basisteil 20 in einer solchen Weise befestigt, daß ein am zweiten Basisteil ausgebildeter Vorsprung 60 in eine in der Wand 27 des ersten Basisteils 20 ausgebildete Nut 61 eingeführt wird, wobei eine Kante 63 des Basisteils 21, wie in Fig. 3 dargestellt,

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an sinem am Basisteil 20 ausgebildeten stufenförmigen Abschnitt 62 angreift. Die betreffenden herausragenden Enden der zweiten Zuleitungen 28a, 29a und 30a sind also in ihrer Lage gegenüber derjenigen der ersten Zuleitungen 28b, 29b und 30b festgelegt.

Nachdem das zweite Basisteil 21- am ersten Basisteil angebracht worden ist, sind, wie in Fig. 5 gezeigt, die einzelnen Zuleitungen 28a, 2 9a und 30a entsprechend der Darstellung in durchgezogenen Linien gebogen. In diesem Zustand werden die in den gekrümmten Abschnitten 68 aufgebauten Kräfte auf die beide Basisteile 20 und 21 gegeben, so daß bei erhöhter Umgebungstemperatur die Gefahr einer Vorformung derselben besteht. Außerdem ragen die gebogenen Abschnitte 68 ziemlich weit von der Seitenfläche 58a ab, was einem miniaturisierten Aufbau dieses Relais abträglich ist. Daher werden bei dieser Ausführungsform die gekrümmten Abschnitte 68 in der durch den Pfeil B angedeuteten Richtung unter Bewegungseinschwenkung in Richtung der Pfeile A an beiden Seiten gepreßt. Dies führt zu einer konkaven Verformung der gekrümmten Abschnitte 68, wie sie strichpunktiert in der Figur dargestellt ist, wodurch die entstandenen Kräfte der gekrümmten Abschnitte 68 beseitigt und die Abmessungen des Relais vermindert werden. Man erhält also so einen montierten Relaiskörper 70, der in den Figuren 2 und 3 zusammen mit der Abdeckung 24 und einem Vergußraittel 75 gezeigt ist. Nimmt man auf Fig. 3 Bezug, so wird der Relaiskörper 70 in die Abdeckung 24 durch eine öffnung 71 von rechts nach links eingesetzt, bis Vorsprünge 73 und 74 der Basisteile und 21 (siehe Fig. 4) gegen auf der Innenseite der Abdeckung ausgebildete stufenförmige Ausschnitte 72 (siehe Fig. 1) gelangen. Dann wird die öffnung 71 der den Relaiskörper 70 aufnehmenden Abdeckung 24 mit einem Vergußmittel 75, beispielsweise Epoxidharz, gefüllt, so daß die Basisteile 20 und 21 an ihren Flächen 58b und 57b, die Abdeckung 24 und die Zuleitungen 29a (28a, 30a) und 29b (28b, 30b) in

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ihrer Stellung aneinander befestigt und luftdicht vergossen werden können. Damit liegt das fertige Relais, wie es in Fig. bzw. 2 gezeigt ist, vor.

Das auf diese Weise fertiggestellte elektromagnetische Relais ist üblicherweise solcher Art, daß der schwenkbare Anker 22 in der in Fig. 3 dargestellten Stellung liegt, wodurch die Ruhekontakte 33a und 33b geschlossen, die Arbeitskontakte 31a und 31b aber offen sind, weil die Zuleitungen 28b durch die auf der linken Seite in Fig. 3 angeordneten Vorsprünge 45 nach unten gedrückt werden. Bei Erregung der Spule 52 bewegt der Elektromagnet 23 den Anker, so daß eine elektrische Verbindung zwischen den Arbeitskontakten 31a und 31b eintritt und gleichzeitig die Ruhekontakte 33a und 33b getrennt werden. D.h., der Anker 22 schwenkt im Uhrzeigersinn, wodurch die auf der linken Seite in Fig. 3 angeordneten Vorsprünge die betreffenden belasteten beweglichen Abschnitte der Zuleitungen 28b freigeben und die Vorsprünge 45 auf der rechten Seite die betreffenden beweglichen Abschnitte der Zuleitungen 2 9a niederdrücken. Bei Entregung der Spule 52 bewegt sich der Anker 22 im Gegenuhrzeigersinn und kehrt in seine in Fig. 3 gezeigte Ausgangsstellung zurück.

Da sich die beiden Basisteile 20 und 21 ohne Verwendung irgendwelcher Verbindungselemente aneinander befestigen lassen, ist die Anzahl von Teilen und die Anzahl der Montageschritte bei der Produktion herabgesetzt. Die beiden Basisteile 20 und 21 werden an ihren Randabschnitten durch die Abdeckung 24 abgestützt, mit dem Ergebnis, daß eine auf die Abdeckung 24 beispielsweise über der Spule 52 aufgebrachte Kraft nicht direkt auf den Elektromagneten 23 einwirkt. Das Relais dieser Ausführungsform hat also einen mechanisch dauerhaften Aufbau. Die Anordnung, mit der das erste und das zweite Basisteil 20 bzw. 21 ineinander eingreifen, kann, wie in Fig. 6 dargestellt, in einer solchen Weise abgewandelt werden, daß der Vorsprung 60 des

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zweiten Basisteils 21 zwei horizontal vorspringende Klauen 6 4 und die Nut 61 zwei zurückgesetzte Abschnitte 65 aufweist, so daß das erste und das zweite Basisteil 20 bzw. 21 fest zusammengefügt werden. Gegebenenfalls kann als vereinfachter Aufbau die Abdeckung 24 und das Vergußmittel 75 bei dem Relais der Fig. 3 bzw. 2 weggelassen sein.

Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 3. Der in der Abdeckung 24 sitzende Relaiskörper 70 der Fig. 7 ist im wesentlichen identisch mit dem der Fig.

oder Fig. 2, das erste Basisteil 20 enthält ferner jedoch einen Vorsprung 72, der sich von der Seitenwandflache 58a wegerstreckt. Der Vorsprung 72 ist vorgesehen, um einen ausreichenden Abstand dafür sicherzustellen, daß die gebogenen Abschnitte 66 auch bei auf die Abdeckung 24 aufgebrachten äußeren Kräften mit der Innenseite 73 derselben nicht in Berührung kommen. Die Abdeckung 24 ist so abgewandelt, daß sie mehrere Löcher 80 an einer bestimmten Stelle enthält. Das Relais der Fig. 7 enthält ferner eine isolierende Formgußplatte 75, die in die Löcher 80 der Abdeckung 24 eingreifende Klauen 79 und von den Zuleitungen28a, 28b, 29a, 29b, 30a und 30b durchsetzte Löcher 78 aufweist. Die Platte 25 ist so ausgebildet, daß sie in die öffnung 71 der Abdeckung 24 paßt. Der Relais der Fig. 7 wird montiert, indem der Relaiskörper 70 mit der von den Zuleitungen 28 bis 30 durchsetzten Platte 75 in die Abdeckung 24 eingesetzt wird, bis der Vorsprung 72 durch die Wand 73 blockiert wird und die Klauen 79 in die Löcher 80 eingreifen können.

Anwendungen der elektrischen Kontaktschaltvorrichtung gemäß der Erfindung beschränken sich nicht auf die oben beschriebene Relais. In Fig. 8 ist ein von Hand zu betätigender Schalter als weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Schalter besteht aus einem ersten Basisteil 200, welches eine erste Zuleitung 84 und eine zweite Zuleitung 83 trägt, einem zwaiten Basisteil 201, das ebenfalls die zweite Zuleitung 83 trägt, einem Betätigungselement 91 als Kontaktbewegungselement, das normal durch eine Spiralfeder 93 nach oben

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belastet und durch das Basisteil 201 verschiebbar gehaltert wird. Die elektrische Verbindung zwischen den Ruhekontakten 83a und 84a wird unterbrochen, wenn das Betätigungselement 90 über einen Knopf 91 von außen manuell nach unten gedrückt wird. Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Basisteil 201 durch den Eingriff zwischen einem gestuften Abschnitt 620 und einer Kante 630 und den Eingriff zwischen einem Vorsprung 600 und einer Nut 610 in der gleichen Weise wie bei den oben stehenden Ausführungsformen gegenüber dem ersten Basisteil festgelegt. Der Schalter der Fig. 8 ist als genau ein Paar von Zuleitungen 83 und 84 enthaltend dargestellt, er kann aber dahingehend abgewandelt sein, daß er entsprechend den oben stehenden Ausführungsformen mehrere solche Zuleitungspaare enthält.

Bei den vorstehenden Ausführungsformen sind die die einzelnen bewegliche Kontakte tragenden Zuleitungen als unzusaimengefügte Leitungen ausgebildet, sie können jedoch dahingehend abgewandelt sein, daß sie aus in das erste Basisteil eingebetteten Anschlußteilen und elastischen beweglichen Lamellen bestehen, die mit den zugehörigen Anschlußteilen durch Punktschweißen verbunden sind.

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Claims (8)

WI LH E LM S**& "KI LI A N I. UU>>P8LAN Ι'ΛΙΙ ':< AiIuHNf r-S I'/· I bNIANWALTE MAILNTVEr-(INI Tl I' 3109738 MANDATAIRES EN BRFVETS EUROPEEN5 DR. ROLF E. WILHELMS DR. HELMUT KILIAN GElEiEUSTRASSE 6 8000 MÜNCHEN 8O TELEFON (O 89) 47 40 73 ■ TELEX 52 34 67 (wilp-d) TELEGRAMME PATRANS MÜNCHEN TELECOPIER gr 2 (089) 222 P 1186-DE OMRON TATEISI ELECTRONICS CO. Kyoto - Japan Elektrische Kontaktschaltvorrichtung Prioritäten: 15. März 1980 14. Feb. 1981 16. Feb. 1981 16. Feb. 1981 JAPAN- Nr.32879/1980JAPAN- Nr.JAPAN- Nr.JAPAN- Nr. PATENTANSPRÜCHE

1.1 Elektrische Kontaktschaltvorrichtung, gekennzeichnet durch ein oder mehrere parallel zueinander angeordnete Paare von Kontaktteilen, von denen jedes aus
einem ersten Zuleitungsteil (28b, 29b, 30b; 84) mit einem
ersten Kontakt (31b, 33b; 84a) und einem zweiten Zuleitungsteil (28a, 29a, 30a; 83) mit einem zweiten Kontakt (31a, 33a; 83a) besteht und wobei die ersten und zweiten Kontakte einan-

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der gegenüberstehend angeordnet sind; ein erstes einsatzformgegossenes Basisteil (20; 200) , welches ein Fach aufweist und die zweiten Zuleitungsteile im Bereich der zweiten Kontakte und die ersten Zuleitungsteile trägt, so daß die ersten und zweiten Kontakte innerhalb des Faches gehalten werden; ein zweites einsatzformgegossenes Basisteil (21; 201), welches die zweiten Zuleitungsteile abgekehrt vom ersten Basisteil trägt; und eine Kontaktbewegungseinrichtung zum Bewegen der ersten und/oder zweiten Kontakte zur Schaffung eines öffnungs- und Schließ-Schaltvorgangs; wobei die zwischen dem ersten und dem zweiten Basisteil liegenden Abschnitte (68) der zweiten Zuleitungsteile ein Anbringen des zweiten Basisteils auf dem ersten Basisteil· gestattend gebogen sind und sich die ersten und die zweiten Zuleitungsteile aus dem ersten und dem zweiten Basisteil· heraus erstrecken.

2. El·ektrische Kontaktschaitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Basisteii (20; 200) und das zweite Basisteil· (21; 201) mit Angreifabschnitten (60, 61, 63, 62; 600, 610, 620, 630) zu einer wechseiseitigen Festiegung bei ihrem Zusammenfügen versehen sind.

3. Eiektrische Kontaktschaitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die gebogenen Zwischenabschnitte (68) der zweiten Zuleitungsteiie (28a, 29a, 30a; 83) nach Anbringen des zweiten Basisteils (21; 201) auf dem ersten Basisteil (20; 200) die auf die beiden Basisteile einwirkende Kraft der gebogenen Zwischenabschnitte beseitigend konkav verformt sind.

4. Elektrische Kontaktschaitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine mit einer öffnung (71) versehene Abdeckung (24) aufweist, in

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welcher die beiden zusammenzufügenden Basisteile (20, 21) unter Abstützung durch die Abdeckung aufgenommen sind, wobei sich die aus den beiden Basisteilen heraus erstreckenden Abschnitte der ersten und zweiten Zuleitungsteile (28b, 29b, 30b; 28a, 29a, 30a) durch die öffnung aus der Abdeckung heraus erstrecken.

5. Elektrische Kontaktschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die öffnung (71) zur wechselseitigen Festlegung als Einheit der Abdeckung (24), der ersten und zweiten Zuleitungsteile (28b, 29b, 30b; 28a, 29a, 30a) und des ersten und des zweiten Basisteils (20, 21) mit einem Vergußmittel (75) gefüllt ist.

6. Elektrische Kontaktschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine von den ersten und den zweiten Zuleitungsteilen (28b, 29b, 30b; 28a, 29a, 30a) durchsetzte und das erste und das zweite Basisteil (20, 21) gegen die Abdeckung (24) festlegend in die öffnung (71) eingesetzte Platte (35) aufweist.

7. Elektrische Kontaktschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktbewegungseinrichtung ein in dem Fach aufgenommenes Elektromagnetteil ist.

8. Elektrische Kontaktschaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktbewegungseinrichtung ein manuell betätigbares Kontaktstellelement (90) ist, das verschiebbar in dem zweiten Basisteil (201) gehaltert ist.

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