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Elektrischer Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, mit einem im Schaltergehäuse geradlinig verstellbaren
Schaltstück, mit mindestens einer am Schaltstück gehaltenen flachen Kontaktfeder
und mit mindestens einem Festkontakt, der neben einer Breitseite der Kontaktfeder
angeordnet und der schmaler als die Kontaktfeder ist.
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Ein Schalter mit den angeführten Merkmalen ist durch die DE-PS 21
25 199 bekannt. Bei diesem Schalter sind mehrere Festkontakte und mehrere Kontaktfedern
vorhanden. Die Festkontakte sind gegenüber den flachen Kontaktfedern hochkant stehend
im Schaltergehäuse angeordnet. Blickt man aus einer Richtung, die senkrecht auf
der Breitseite der Kontaktfedern steht, auf die Festkontakte, so erscheinen diese
als schmale, gerade Stege, deren Längsrichtung mit der Verstellrichtung der Kontaktfedern
übereinstimmt. Diese Geometrie bringt es mit sich, daß immer derselbe schmale Bereich
der Kontaktfeder, die insgesamt breiter ist als der zugehörige Festkontakt, auf
dem Festkontakt entlangschleift. Dieser Bereich wird deshalb besonders stark abgenutzt,
so daß sich das Schaltverhalten des Schalters ändert und eine bestimmte Lebensdauer
nicht überschritten werden kann.
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Dadurch, daß die Kontaktfeder auf dem Festkontakt entlangschleift,
sind die Kontaktflächen dauernd einem Reinigungsvorgang unterzogen. Die dabei erzielte
Wirkung wird jedoch dadurch begrenzt, daß eine Verunreinigung mitunter eine große
Wegstrecke vor der Kontaktfeder hergeschoben werden muß und dabei die Möglichkeit
besteht, daß sie an einer der beiden Kontaktflächen hängen bleibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalter, der die Merkmale aus
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, so weiterzubilden, daß seine Lebensdauer
verlängert ist. Insbesondere soll der Verschleiß an den kontaktgebenden Abschnitten
der Kontaktfeder verringert bzw. so gestaltet werden, daß die Lebensdauer des Schalters
vergrößert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Schalter mit den Merkmalen
aus dem Oberbegriff des Anspruch 1 dadurch gelöst, daß der Festkontakt, senf echt
zur Breitseite der Kontaktfeder betrachtet, zumindest auf einem Teilabschnitt des
Schleifweges der Kontaktfeder schräg zur Verstellrichtung der Kontaktfeder angeordnet
ist. Durch eine derartige Konstruktion wird erreicht, daß der Bereich an der Kontaktfeder,
der auf dem Festkontakt schleift, breiter wird als der Festkontakt. Die Abnutzung
an der Kontakt feder verteilt sich also auf eine größere Fläche, so daß die Stärke
des Materials an der Kontakt feder nur sehr langsam abnimmt und sich eine lange
Lebensdauer des Schalters ergibt.
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Durch die Schrägstellung der Festkontakte kann im Prinzip die Schleiffläche
an der Kontaktfeder so breit gemacht werden, daß ihre Breite mit der Breite der
Kontaktfeder übereinstimmt.
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Auch wird bei der erfindungsgemäßen Ausbildung eines elektrischen
Schalters ein besonderer Reinigungseffekt erzielt, da die Länge der Strecken, auf
denen Schmutzpartikel von der Kontaktfeder auf dem Festkontakt vor sich hergeschoben
werden nur gering ist und Schmutzpartikel, die an der Kontaktfeder hängen, von der
Kante des Festkontakts abgestreift werden können. Außer zu einer vergrößerten Lebensdauer
führt der besondere Reinigungseffekt auch zu einem niedrigen Ubergangswiderstand
zwischen dem Festkontakt und der Kontaktfeder.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen elektrischen
Schalters können den Unteranspruchen entnommen werden. So ist es am günstigsten,
wenn gemäß Anspruch 2 der Festkontakt mindestens auf der Länge, auf der er von der
Kontaktfeder beaufschlagt wird, schräg gestellt ist. Weist gemäß Anspruch 3 der
Festkontakt zumindest einen Abschnitt auf, in dem er, senkrecht zur Breitseite der
Kontaktfeder betrachtet, parallel zur Verstellrichtung der Kontaktfeder angeordnet
ist, so bietet sich die Möglichkeit, mit relativ einfachen Werkzeugen das Schaltergehäuse
so zu gestalten, daß der Festkontakt in dem erwähnten Abschnitt gut im Gehäuse befestigt
werden kann.
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Die Ansprüche 5 bis 8 enthalten Merkmale, die sich vor allem darauf
beziehen, wie auf günstige Weise die Kontaktgabe zwischen dem Festkontakt und der
Kontaktbrücke hergestellt und wieder gelöst werden
kann. Zur Kontaktgabe
stößt die Kontaktfeder auf die Anlaufschräge, gleitet an dieser empor, schleift
auf dem Abschnitt des Festkontakts mit dem höheren Niveau entlang und bleibt schließlich
an einer bestimmten Stelle liegen. Gemäß den Ansprüchen 6 und 7 wird die Kontaktbrücke
zweckmäßigerweise durch Stege, die sich neben dem niedrigeren Abschnitt des Festkontakts
befinden, von diesem abgehoben.
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Dabei ist es günstig, wenn der tiefere Abschnitt wenigstens teilweise
parallel zur Verstellrichtung der Kontaktfeder verläuft. Denn da er von der Kontaktfeder
nicht beaufschlagt wird, würde seine Schrägstellung keinen Vorteil im Hinblick auf
die Verringerung des Verschleißes mit sich bringen. Anderseits kann nun der Abschnitt
des Festkontakts, der mit der Kontaktfeder zusammenwirkt, sehr weit schräg gestellt
werden.
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Eine gute Befestigung des Festkontakts im Schaltergehäuse erhält man
nach Anspruch 9 dadurch, daß der Festkontakt zumindest am einen Ende, das vorzugsweise
parallel zur Verstellrichtung der Kontaktfeder verläuft, von einer gehäusefesten
Haltenase übergriffen wird.
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Vorteilhaft ist es auch, daß der Festkontakt gemäß Anspruch 10 einstückig
mit einem Flachstecker ausgebildet ist, der das Schaltergehäuse parallel zur Verstellrichtung
der Kontakt feder verläßt und innerhalb des Gehäuses abgekröpft ist.
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Durch die Betätigung eines elektrischen Schalters sollen zumindest
zwei Festkontakte im Schalter miteinander verbunden werden. Um auf einfache Weise
und mit hoher Sicherheit die Festkontakte miteinander verbinden zu können, ist es
vorteilhaft den erfindungsgemäßen elektrischen Schalter gemäß Anspruch 13 so weiterzubilden,
daß mehrere Kontaktfedern, von denen jede mit einem Festkontakt zusammenwirkt, an
ihrem Fuß einstückig miteinander verbunden und gemeinsam im Schaltstück festgelegt
sind. Durch die Einstückigkeit ist einerseits der Aufbau recht einfach, andererseits
ist durch die Tatsache, daß jede Kontakt feder unabhängig von der anderen ausfedern
kann eine sichere Kontaktgabe gewährleistet.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters
ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand dieses Beispiels soll die Erfindung nun
näher erläutert werden.
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Es zeigen Figur 1 eine schematische Ansicht von Teilen des Schalterinneren
senkrecht auf die Schmalseiten der Kontaktfedern und Figur 2 eine schematische Ansicht
senkrecht auf die unteren Kontaktfedern aus Figur 1 und die darunter liegenden Festkontakte.
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Der in den Figuren dargestellte, erfindungsgemäße elektrische Schalter
ist ein Druckknopfschalter, dessen Druckknopf 10 zwei stabile Positionen einnehmen
kann, in denen er vom Schaltergehäuse 11 verschieden große Abstände besitzt. In
diesen Positionen wird der Druckknopf durch eine herzförmige Umschaltkurve und ein
Riegelelement in bekannter Weise gehalten. Da dies unwesentlich für die Erfindung
ist, muß darauf nicht näher eingegangen werden.
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Der Druckknopf 10 ist zweiteilig aus einer Abdeckkappe 12 und einem
Unterteil 13 zusammengesetzt, auf dem die Abdeckkappe 12 mit Hilfe der Rastfedern
14 am Unterteil und der Rast aussparungen 15 an ihr verrastet ist. Das Unterteil
13 wiederum ist über Rastfedern 16, die an das Unterteil 13 angeformt sind, und
Rastaussparungen 17, in die die Rastfedern 13 eingreifen, mit einem Schaltstück
18 verrastet, in dem sich die Rastaussparungen 17 befinden. Abschnitte 19 des Schaltstücks
18 liegen zwischen den Rastnasen 20 der Rastfedern 16 und dem Unterteil 13 des Druckknopfs
10. Auf diese Weise ist das Schaltstück 18 fest mit dem Druckknopf 10 gekoppelt
und wird, wenn man letzteren betätigt, innerhalb des Schaltergehäuses 11 linear
verschoben.
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In der, dem Druckknopf 10 gegenüberliegenden Bodenplatte 25 des Schaltergehäuses
11 sind zwei Reihen von Flachsteckern 26 und 27 bzw.
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27, 28, 29 und 30 verankert. Dabei sind jeweils die Breitseiten der
zu einer Reihe gehörenden Flachsteckern einander zugewandt. Innerhalb des Schaltergehäuses
11 sind die Flachstecker 26 bis 31 als Festkontakte für mehrere Kontaktfederanordnungen
ausgebildet. Die Flachstecker 27, von denen nur derjenige aus den Figuren zu ersehen
ist, der in einer Reihe mit den Flachsteckern 26 liegt, sind innerhalb des Gehäuses
11 eine Strecke, die etwa 4/5 der Höhe des Schaltergehäuses 11 ausmacht, nach oben
geführt. Von ihrem oberen Ende her ist an eine ihrer
Schmalseiten
ein Lappen 32 angeformt, dessen Länge entlang des Flachsteckers 27 etwas größer
als die Strecke ist, innerhalb derer das Schaltstück 18 verstellt werden kann, und
der rechtwinklig aus der Ebene des Flachsteckers 27 abgebogen ist, so daß er zu
einer Mittelebene des Schaltergehäuses 11 hinzeigt. An der Schmalfläche 33 jedes
Lappens 32 schleift eine Kontakt feder 34 entlang, die im Schaltstück 18 sitzt,
mit diesem bewegt wird und eine Glühlampe 35, die in einer Fassung 36 des Schaltstücks
18 befestigt ist, mit Spannung versorgt.
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Sieht man von den Flachsteckern 27 ab, die für die Beleuchtung des
dargestellten elektrischen Schalters benötigt werden, so bilden die Flachstecker
26, 28, 29 und 30 innerhalb des Schaltergehäuses 11 die eigentlichen Festkontakte
des Schalters, die bei einer Betätigung zusammen mit ihnen zugeordneten Kontaktfedern
das Öffnen oder Schließen von Stromkreisen bewirken. Um eine platzsparende Bauweise
zu erhalten, sind die Flachstecker dabei in den Bereichen 40, in denen sie als Festkontakte
zu betrachten sind, höchstens nur noch halb so breit wie außerhalb des Schaltergehäuses.
Und zwar sind sie von der Schmalseite 41 her zurückgesetzt, die jeweils zur anderen
Flachsteckerreihe zeigt.
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Die andere Schmalseite 42 ist eben und liegt innerhalb des Gehäuses
11 an einer Seitenwand an.
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Die Bereiche 40 der zusammen mit einem Flachstecker 27 zur einen Reihe
gehörenden vier Flachstecker 26 besitzen jeweils die gleiche Form, die insgesamt
aus den beiden Figuren 1 und 2 ersichtlich ist. Die Schmalseite 41 setzt sich innerhalb
der Bereiche 40 aus fünf Abschnitten 43, 44, 45, 46 und 47 zusammen. Der erste Abschnitt
43, der sich unmittelbar an den Bereich 48 der Flachstecker mit der vollen Flachsteckerbreite
anschließt, ist nur halb so breit wie der Bereich 48. Die Länge des Abschnitts 43
ist so groß, daß eine mit dem Bereich 40 eines Flachsteckers 26 zusammenwirkende
Kontaktfeder 49 in der eingedrückten stabilen Position des Schaltstücks 18 und beim
Uberhub in oder aus dieser Position sicher auf dem Abschnitt 43 aufliegt. Dem Abschnitt
43 folgt eine Anlaufschräge 44, die die Schmalseite 41 auf das niedrigere Niveau
eines Abschnitts 45 hinabführt. In einer weiteren Schräge 46 geht der Abschnitt
45 in einen nur kurzen Abschnitt 47 über, dessen Breite etwa nur ein Viertel der
Breite des Bereichs 48 eines
Flachsteckers entspricht. Mit den
Abschnitten 46 und 47 werden die Flachstecker 26 unter eine Kunststoffrippe 50 des
Gehäuses 11 geschoben und sind damit auch in ihrem Bereich 40 fest montiert. Die
fünf verschiedenen Abschnitte der Schmalseite 41 innerhalb des Bereichs 40 sind
besonders leicht in Figur 1 zu erkennen.
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Aus Figur 2 kann man zudem ersehen, daß die Bereiche 40 der Flachstecker
26 nicht eine bloße Verlängerung der äußeren Bereiche 48 bilden, sondern abgekröpft
sind und sich aus einem ersten Abschnitt 60, der sich an den Bereich 48 anschließt
und dieselbe Richtung wie dieser hat, einem zweiten Abschnitt 61, der im Winkel
zur Verstellrichtung des Schaltstücks 18 und damit der zugehörigen Kontaktfeder
49 verläuft, und einem dritten Abschnitt 62 zusammensetzt, der wiederum vom Abschnitt
61 abgeknickt ist und parallel zum Abschnitt 60 verläuft. Die Knickstelle zwischen
den beiden Abschnitten 60 und 61 befindet sich innerhalb des ADschnitts 43 der Schmalseite
41 tmd soweit von der Anlaufschräge 44 entfernt, daß die Kontaktfeder 49 nicht mit
dem Abschnitt 60 in Berührung kommt. Die Knickstelle zwischen dem Abschnitt 61 und
dem Abschnitt 62 teilt den Abschnitt 45 der Schmalseite 41 etwa in zwei Hälften.
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Mit jedem Bereich 40 der Flachstecker 26 arbeitet, wie schon weiter
oben erwähnt, eine Kontaktfeder 49 zusammen. Diese Kontaktfeder ist bedeutend breiter
als eine Schmalseite 41 der Flachstecker 26 und ragt jeweils über den Abschnitt
60 und den Abschnitt 62 eines Bereiches 40 seitlich hinaus. An ihrem hinteren Ende
oder Fuß sind alle vier Kontakt federn 49 durch einen Querstreifen 63 miteinander
verbunden, der auch zu ihrer Befestigung am Schaltstück 18 dient. Das vordere Ende
64 der Kontaktfeder 49 ist quer zur Längsrichtung der Federn sickenartig durchgebogen
und wirkt mit den Festkontakten 40 zusammen. In der niedergedrückten Position liegt
es auf dem Abschnitt 43 der Schmalseite 41 auf. Um es von der Schmalseite 41 abzuheben,
sind neben den Festkontakten 40 Stege 65 vorgesehen, deren Niveau niedriger als
das Niveau des Abschnitts 43 jedoch höher als das des Abschnitts 45 der Schmalseiten
41 ist. Die Festkontakte 40 sind nur so stark abgekröpft, daß sie mit Abstand vom
seitlichen Rand jeder Kontaktfeder 49 innerhalb von deren Breite liegen. Dadurch
ist es möglich, zwischen ihnen und den seitlichen Rand der Kontaktfeder 49 jeweils
noch einen Steg 65
unterzubringen, so daß die Kontaktfedern 49
in der Ausschaltstellung auf beiden Seiten der Festkontakte 40 auf einem Steg 65
aufliegen können.
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In der in den Figuren gezeigten Schaltstellung liegen die Enden 64
der Kontakt federn 49 auf den Festkontakten 40 auf. Alle Flachstecker 26 sind also
elektrisch leitend miteinander verbunden. Soll diese Verbindung nun gelöst werden,
so werden der Druckknopf 10, das Schaltstück 18 und die Kontaktfeder 49 zunächst
um den Uberhub nach unten gedrückt, um die Verriegelung durch die Herzkurve und
das Verriegelungselement zu lösen. Dabei verbleiben die Kontaktfedern 49 auf den
Festkontakten 40. Wird nun der Druckknopf 10 losgelassen, so schiebt die Rückstellfeder
66, die sich an der Bodenplatte 25 und am Schaltstück 18 abstützt, den Druckknopf
10, das Schaltstück 18 und die Kontaktfeder 49 nach oben in die zweite stabile Schaltposition.
Während dieses Vorgangs rutschen die Kon takt federn 49 die Anlaufschrägen 44 hinab,
bis sie auf die Stege 65 stoßen, und gleiten dann auf den Stegen 65 bis zur Ruhelage.
Bei einem Einschaltvorgang werden die Kontaktfedern 49 von den Anlaufschrägen 44
auf das Niveau der Abschnitte 43 der Schmalseiten 41 emporgehoben.
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Durch die abgekröpften Festkontakte 40 wird sowohl bei einem Einschaltals
auch bei einem Ausschaltvorgang erreicht, daß der Bereich an den Kontaktfedern 49,
der einem mechanischen Verschleiß ausgesetzt ist, breiter ist als die Schmalseite
41 der Festkontakte.
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Die Flachstecker 28, 29 und 30 der zweiten Flachsteckerreihe entsprechen
in ihrem Aufbau und in ihrer Anordnung weitgehend den Flachsteckern 26. Auch sie
wirken mit jeweils einer Kontaktfeder 49 zusammen, die mit den jeweils beiden anderen
Kontakt federn 49 am Fuß verbunden und am Schaltstück 18 festgelegt ist. Unterschiede
zu den Flachsteckern 26 und deren Festkontakte 40 sind lediglich in der Gestaltung
der Schmalseite 41 innerhalb der Bereiche 40 der Flachstecker 29 und 30 vorhanden.
Der Flachstecker 28 dagegen entspricht in seinem Aufbau mit den Abschnitten 43,
44, 45, 46 und 47 der Schmalseite 41 genau den Flachsteckern 26. Der neben dem Flachstecker
28 angeordnete Flachstecker 29 besitzt in seiner Schmalseite 41 lediglich die eine
Schräge 46, die seinen Abschnitt 43,
der sich über den gesamten
Verstellweg der Kontaktfedern 49 erstreckt und auf halber Höhe des Bereichs 48 des
Flachsteckers liegt, auf das Niveau des Abschnitts 47 hinab. Vom Flachstecker 28
aus gesehen jenseits des Flachsteckers 29 befindet sich der Flachstecker 30, dessen
Schmalseite 41 im Bereich 40 wiederum fünf verschiedene Abschnitte erkennen läßt.
Im Unterschied zum Flachstecker 28 ist beim Flachstecker 30 der Abschnitt 43 auf
das Niveau des Abschnitts 45 des Flachsteckers 28 zurückgesetzt. In der Anlaufschräge
44, die in umgekehrter Richtung ansteigt wie die Anlaufschräge 44 des Flachsteckers
28, geht der Abschnitt 43 in einen Abschnitt 45 des Flachsteckers 30 über, dessen
Niveau mit dem Niveau des Abschnitts 43 der Flachstecker 28 und 29 übereinstimmt.
Die Abschnitte 46 und 47 des Flachsteckers 30 gleichen den Abschnitten 46 md 47
des Flachsteckers 29.
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Die Abschnitte 46 und 47 der Flachstecker 28 bis 30 sind zur stabilen
Befestigung wiederum unter eine gehäusefeste Rippe 50 geschoben. Neben den Flachsteckern
sind wie bei den Flachsteckern 26 Stege 65 vorhanden, deren den Kontaktfedern 49
zugewandte obere Seite ein Niveau besitzt, das zwischen dem Niveau des Abschnitts
45 des Flachsteckers 28 und dem Niveau der Abschnitte 43 der Flachstecker 28 und
29 liegt.
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Durch die drei Flachstecker 28, 29 und 30 sowie die dazugehörenden
Kontaktfedern 49 ist ein elektrischer Umschalter realisiert. In der in den Figuren
gezeigten niedergedrückten Schaltstellung liegen die Kontaktfedern 49, die zu den
Flachsteckern 28 und 29 gehören, auf deren Abschnitten 43 auf. Die Kontaktfeder
jedoch, die zum Flachstecker 30 gehört, beaufschlagt Stege 65, da sich der Abschnitt
43 des Flachsteckers 30 unterhalb des Niveaus der Stege 65 befindet. Es sind also
lediglich die Flachstecker 28 und 29 elektrisch leitend miteinander verbunden. Bei
der Umschaltung in die obere Schaltstellung gleitet die Kontaktfeder 49, die zum
Flachstecker 28 gehört, über die Anlaufschräge 44 auf entsprechende Stege 65. Sie
berührt nicht den Abschnitt 45 des Flachsteckers 28, da dieser unterhalb des Niveaus
der Stege 65 liegt. Die Kontaktfeder 49 dagegen, die zum Flachstecker 30 gehört,
wird durch die Anlaufschräge 44 dieses Flachsteckers von den Stegen 65 abgehoben
und gleitet zum Abschnitt 45 hinauf. Die zum Flachstecker 29 gehörende Kontakt feder
49 verbleibt während der Umschaltung auf dem Abschnitt 43 dieses Steckers. In der
nun erreichten Schaltstellung sind also die beiden Flachstecker 29 und 30 elektrisch
leitend miteinander verbunden.