DE7600557U1

DE7600557U1 - Anzeigevorrichtung, welche die erreichung eines temperaturgrenzwertes anzeigt

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Publication number: DE7600557U1
Application number: DE7600557U
Authority: DE
Original assignee: FA WILHELM GIESEN 4010 HILDEN
Current assignee: FA WILHELM GIESEN 4010 HILDEN
Priority date: 1976-01-10
Filing date: 1976-01-10
Publication date: 1977-06-30

Description

Patentanwälte Ii*.":: \ *: Düsseldorf, den 27.11.1975

DIPL.-ING. WALTER KUBORN ·-*··' "·-" · Dr.P./mÖ

DIPL.-PHYS. DR, PETER PALGEN
DUSSELDORF

MULVANYSTRASSE 2 · TELEFON 632727 „,.

KREISSPARKASSE DÜSSELDORF NR. 1014433 DEUTSCHE BANK AG., DÜSSELDORF 2919207 POSTSCHECK-KONTO: KÖLN 115211

Firma Wilhelm Giesen in 401 Hilden

Anzeigevorrichtung, welche die Erreichung eines Teraperaturgrenzwertes .- anzeigt.

Die Neuerung "bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung, welche die Erreichung eines Temperaturgrenzwertes anzeigt, insbesondere zur Überwachung der Temperatur der Radlager an den Achssätzen von Schienenfahrzeugen, mit einem bei einer bestimmten Grenztemperatur physikalisch reagierenden Element, welches die Anzeige auslöst.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 75ο5^59 ist eine Anzeigevorrichtung dieser Art bekannt, bsi dem das physikalisch reagierende Element ein zwischen zwei elektrischen Kontakten angeordnetes eutektiscties Metall mit definiertem Schmelzpunkt ist, welches bei Überschreitung der Schmelztemperatur schmilzt und die Kontakte galvanisch verbindet _Λ wodurch ein elektrisches Signal für die Anzeige ausgelost wird.

Derartige Anzeigevorrichtungen hängen in ihrer Funktionsfähigkeit von dem Vorhandensein einer elektrischen Spannung ab. Auf Güterzügen beispielsweise findet sich jedoch meist keine elektrische Leitung. - -

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lie*·· · · ·

Es müßte also für die Anzeigevorrichtung die gesamte elektrische Installation erst geschaffen werden. Außerdem ist eine Anzeigevorrichtung an den Radsätzen von Schienenfahrzeugen erheblichen dauernden Stoßbeanspruchungen ausgesetzt, die leicht dazu führen, daß die elektrischen Zuführungsleitungen und Ansculüße brechen, wodurch die Anzeigevorrichtung außer Betrieb gerät.

Die Neuerung hat die Aufgabe, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie ein nicht auf Fremdenergie angewiesenes, energiemäßig in sich geschlossenes System bildet und dabei besonders stoßfest ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Neuerung vorgesehen, daß die Anzeigevorrichtung ein in einem Gehäuse beweglich gelagertes, von außen sichtbares Anzeigeelement enthält, -welches eine Ruhelage und eine gespannte Lage aufweist _s in weicheres durch ein ar> dem Halteelement angreifendes Halteelement unter einer Pederspannung stehend arretierbar ist und daß ein im "wesentlichen erst bei einer vorgegebenen Grenztemperatur einen Hub ausführendes, selbsttätig arbeitendes Hubelement vorgesehen ist, mittels -welchem das Halteelement und das Anzeigeelement außer Eingriff bringbar sind.

Die Energie zur Betätigung der Anzeigevorrichtung wird hierbei also durch die in der Vorrichtung angeordnete vorgespannte Feder geliefert» Auch das Hubelement ist selbsttätig arbeitend, d.h...es soll in sien energiemäßig abgeschlossen sein. In Betracht kommen mit einer Flüssigkeit arbeitende Dehnelemente

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oder Hubeletnente in Gestalt eines kleinen mit einem wachsartigen Dehnstoff gefüllten Zylinders, der durch einen Kolben verschlossen ist. Der Dehnstoff erfährt in einem bestimmten engbegrenzten Temperaturbereich eine kräftige Dehnung, durch die der Kolben um einen entsprechenden Hubbetrag mit relativ gr J3er Kraft ausgeschoben wird, wodurch das Halteelement und das

Γ Anzeigeelement in geeigneter Weise außer Ein

griff gebracht -werden können. Bruchanfällige LeitungsanSchlüsse fehlen. Durch die in den Hubelement zur Verfügung stehende erhebliche Betätigungskraft kann die Vorrichtung mechanisch sehr widerstandsfähig ausgeführt werden Bevorzugt soll das Anzeigeelement zwei verschiedene Ansichtsflächen und das Gehäuse ein Fenster aufweisen, durch das das Anzeigeelement in der gespannten Lage die eine, in der Ruhelage die andere Ansichtsfläche darbietet.

Natürlich können die Ansichtsflächen in geeigneter Weise markiert werden, z.B. durch ver-

V schiedene Farben. Durch einen Blick auf die An

zeigevorrichtung ist dann erkennbar, ob der einzuhaltende Temperaturgrenzwert überschritten worden ist.

Insbesondere kann das Anzeigeelement eine

in einem es umgebenden Gehäuse drehbar gelagerte,

setfinentweise Ansichtsflächen aufweisende, unter der Wirkung einer Drehfeder stehende Anzeigescheibe sein.

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Diese Ausführungsforra ist zweckmäßig, weil eine Drehlagerung des Anzeigeelements besonders einfach und reibungsarm zu verwirklichen ist. Anzeigeelemente dieser Art sind für sich genommen zur Anzeige des best ehens einer Verbindung an einem Fernsprechapparat bekannt.

Die bauliche Ausführung ist vorzugsweise so, daß das Hubelement in Achsrichtung der j

Anzeigescheibe wirkt und das Halteelement ein axialer, . außerhalb der Achse der Anzeigescheibe an dieser angreifender Haltestift ist.

Das Hubelement verlagert also Haltestift und Anzeigescheibe in Achsrichtung gegeneinander, wodurch der Haltestift aus der für ihn vorgesehenen Ausnehmung der Anzeigescheibe freikommt und die Anzeigescheibe unter der Wirkung der Drehfeder sich bis zur Ruhelage verlagern kann. Grundsätzlich kann dabei das Hubeleraent sowohl an der Anseigescheibe als auch am Haltestift angreifen.

Bevorzugt wirkt jedoch das Hubeleraent gegen die Anzeigescheibe und ist eine am Gehäuse abgestützte Feder vorgesehen, die die Anzeigescheibe axial gegen den ausfahrenden Teil des Hubeleraents |f drückt, um die ganze Anordnung spielfrei und stoß- |i gesichert zusammenzuhalten. |i

Es empfiehlt sich, daß das Gehäuse auf der der Ansichtsseite abgewandten Seite einen das Hubelement aufnehmenden Ansatz aufweist.

Dieser Ansatz kann ferner zweckmäßig außenseitig als Gewindebolzen ausgebildet sein.

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Dieses Merkinal ist^: wicht ig* weil auf diese Weise die Anzeigevorrichtung in eine Gewindebohrung eines Achslagergehäuses eingeschraubt wer- Aι/) den kann, insbesondere statt einer Haltesohraube ' < für den Deckel des Achslagergehäuses. Die etwa entstehende Wärme wird dadurch unmittelbar auf den Ansatz und damit auf das in ihm befindliche Hubelement übertragen, weiches somit trägheitsarm auf eine entstehende Temperaturerhöhung reagieren kann.

Weiterhin kann das Hubelement in dem Ansatz in Achsrichtung verschiebbar sein. Der ausfahrende Teil des Hubelements kann gegen eine am Ansatz bzw. am Gehäude abgestützte Feder anliegen, während gegen die andere Seite des Hubeleraents eine weitere am Ansatz abgestützte stärkere Feder wirkt.

Das Hubelement ist also zwischen zwei Federn eingespannt, von denen die erste durch die Betätigung des Hubelements überwunden und zusammengedrückt wird, wobei die zweite Feder eine Sicherheitsfunktion ausübt und verhindern soll, daß bei einem Überhub des Hubelements die Anseigevorrichtung auseinandergesprengt wird. Das Hubelement kann sich bei einem Überhub unter Zusammendrückung der stärkeren Feder nach rückwärts verlagern,
n Nach einer anderen Ausführungsform kann das Hub-

. element in dem Ansatz in Achsrichtung festgelegt sein und

" der ausfahrende Teil des Hubelements über eine Feder geger das gegen die Anzeigescheibe sich abstützende Druckelement wirken.

Diese Feder hebt einerseits die Anzeigescheibe von den Haltestiften ab und dient anderseits zur Aufnahme eine . . . .- evtl. Überhubs, in dem sie weiter zusammengedrückt wird,, während das Druckelement und die Anzeigescheibe nicht weiter verlagert werden.

Es kann ferner das Druckelement in Hubrichtung über eine weitere Feder am Gehäuse abgestützt sein, die schwäch

~" " als die andere Feder ist.

Die weitere Feder wird also bei einem Hub des Druckelements zusammengedrückt und bildet bei Erreichung der Grenze ihrer Zusammendrückung einen Anschlag für das Druck element. Wenn das Druckelement an diesem Anschlag festlieg erfolgt der weitere Hub des Hubelements unter Zusammendrüo ■ung de j

11 ·

Die Anzeigevorrichtung ist primär eine optische Anzeigevorrichtung,insofern sie eben das An- yi y/ zeigeelement optisch darbietet. Nichtsdestoweniger' / ' kann ein bei Rückkehr des Anzeigelem&nts in die Ruhelage betätigbares Schaltelement vorgesehen sein, inn zusätzliche Punktionen ausüben zu können. Sas

Schaltelement kann etwa ein elektrischer oder auch ein pneumatischer Schalter sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dargestellt.

Pig* I zeigt einen Längsschnitt durch die Anzeigevorrichtung;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie II - II in Fig. Is j

Fig. 3 und k zeigen Ansichten gemäß Fig. 1 ■

von obenj · _ ■ - ·:

Fig. 5 und 6 zeigen Fig. 1 und 2 entsprechende An-?

sichten einer anderen Ausführungsform; ■ ;

Fig. γ zeigt einen Längsschnitt durch ein ; Achslager eines Schienenfahrzeuges mit angebrachter Anzeigevorrichtung.

Die als Ganzes mit 10 bezeichnete Anzeigevorrichtung umfaßt ein Gehäuse 1 in Form einer flachen zylindrischen Dose, welches auf der Ansichtsseite durch eine durchsiehtigo Abdeckscheibe 2 und auf der Rückseite durch einen Boden 3 verschlossen ist. Vor der Abdeckscheibe 2 ist eine Maske 4 angebracht, die (in dem Ausführungsbeispiel)Wer segmentförmige Ausschnitte 5 (Fig· 3) freiläßt und vier im wesentlichen gleichgroße Flächen 6 abdeckt. Die Ausschnitte 5 erstrecken sich fast von der Mitte der Abdeckscheibe 3 bis zum Rand des Gehäuses 1.

In dem Gehäuse 1 ist zwischen der Abdeckscheibe 2 und dem Boden 3 eine Anzeigescheibe 7 drehbar gelagert. Die Anzeigescheibe 7 besitzt in ihrer Mitte ein Lagerstück 8, welches mit einem in Fig. 1 nach untern weisenden Zapfen in einem Drückstück 9 drehbar gelagert ist. An dem Lagerstück 8 greift eine spiralförmige Drehfeder 11 an, die an einem rückwär-

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tigen Ansatz 12 am Boden 3 der Anzeigevorrichtung 10 festgelegt ist. Der Ansatz 12 ist in seinem unteren Teil 13 als Gewindebolzen ausgebildet und enthält ein in einer Längsbohrung Ik untergebrachtes Hubelement 15 in Form eines Zylinders, der mit einem Dehnstoff gefüllt ist und bei einer Dehnung desselben einen Kolben 16 austreibt _s der an dem Druckelement 9 angreift

ν und dieses gegen die Kraft einer Feder 17 vor

schiebt, welche durch einen im Ansatz 12 festgelegten Ring 18 abgestützt ist. Beim Vorschieben des Druckstücks 9 werden auch das Lagerstück 8 und damit die Anzeigescheibe 7 gemäß Fig. 1 nach oben verlagert. Dabei kommt die Anzeigescheibe 7 außer Eingriff mit einem Haltestift 20, der normalerweise in eine Bohrung der Anzeigescheibe 7 eingreift und parallel zur Achsrichtung der Anzeigescheibe 7 im der Anzeigescheibe 7 zugewandten Rand des Ansatzes 12 festgelegt ist. Dadurch schnappt die Anzeigescheibe 7 unter der Wirkung der Drehfeder

r 11 in eine Ruhelage zurück. Damit nun bei einer be

sonders starken Temperatureinwirkung und den damit einhergehenden Überhub des Hubelements 15 die Anzeigescheibe 7 nicht nach oben aus dem Gehäuse heruasgedrückt wird, ist das Hubelement 15 über eine Feder 13 rückwärtig gegen das Ende der Bohrung W des unteren Ansatzendes 13 abgestützt. Die Feder ^9 ist stärker als die Feder 17. Im Normalfa?>l wird sie also wenig zusammengedrückt und erfolgt bei einem Hub des Hubelements 15 vorzugsweise eine

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Zusamtnendrückung der Feder 17· Wenn diese aber
das Ende ihrer Zusammendrückbarkeit erreicht
aht, erfolgt das weitere Nachgeben gegen den
. Hub des Hubelements 15 durch Verlagerung desselben unter ZusammendrUcfcung der Feder i9,'so

daß keine übermäßigen Kräfte auftreten können. * 1

's Um die Anzeigescheibe 7 mit dem Lagerstück |

8 in Anlage an dem Druckstück 9 zu halten und f

dennoch den zum Auslösen erforderlichen Hub der a

Anzeigescheibe 7 zuzulassen, ist das Lagerstück 8 ;|

C · über einen nbur eine Ftdar 2ty in ihm abgestützten Stift 21 |

gegen die Abdeckscheibe 2 abgestützt. \

Wie aus den Figuren 3 und 4 zu ersehen ist ] besitzt die Anzeigescheibe 7 sektorweise Ansichts- | flächen, die sich mi.t den Flächen 5,6 der Maske .] decken. In der gespannten Lage der Anseigescheibe 7 j .(Fig. 3) ist durch die. sektorförmigen Ausnehmungen 5 | der Maske 4 die eine Gruppe der Ansichtsflächen . | Anzeigescheibe 7 sichtbar. Diese können beispiels- J weise genauso gefärbt sein wie die abdeckenden Sek- J toren 6 der Maske 4, so uaS,vie aus Fig. 5 ersieht- 1 lieh,ein gleichmäßiger Farbeindruck entsteht, der |

₍ den Normalzustand kennzeichnet. Ist aber die Grenz- j

temperatur einmal überschritten worden "und hat das ! Hubelement die Anzeigescheibe 7 von dem Haltestift
20 abgehoben, so springt die Anzeigeseheibe 7 unter
der Wirkung der Drehfeder 11 um eine Segmantbreite
in Umfangsrichtung um, so daß nunmehr die Ansichtsflächen 2;5 in den offenen Segmenten 5 der Maske 4
sichtbar sind, die eine von den geschlossenen Segmenten 6 stark abweichende Färbung aufweisen. So ist
auf den ersten Blick ersichtlich* daß an der betreffen-■ -- -— _. ... den ifeßsfcelle eine unzuträglich hohe Temperatur zugegen geviesen ist.

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Die Anzeigevorrichtung 10 kann wieder verwendet werden, denn es ist im Boden 3 eine öffnung vorgesehen, durch die hindurch mit einem i Stift ein Angriff an der Anzeigescheibe 7 er- ;

folgen kann, um diese gegen die Wirkung der Feder 11 und unter erneuter Spannung derselben \ zurückzudrehen., bis die Anzeige scheibe 7 unter der Wirkung des gefederten Stiftes 21 wieder an dem Haltestift 20 einrastet. ·

In den Fig. 5 und 6 ist eine abgewandelte Anzeigevorrichtung ·1ο' dargestellt, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau mit der Anzeigevorrichtung Io übereinstimmt. Entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Die Anzeigescheibe 7 wird von zwei einander diametral gegenüberliegenden Haltestiften 2o arretiert, von denen der in Fig. 5 linke zugleich das Widerlager für die an dem mit der ^fl*e<gc£cheibe7 verbundenen Lagerstück 8 angreifende Drehfeder II¹ ist. Das Hubelement 15' ist in dem Ansatz 12¹ nicht axial beweglich,sondern stützt sich an "einer Innenschulter 26 des Ansatzes 12^l ab. Der ausfahrend Teil 16' wirkt über eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder 25 gegen das Druckelement 9', welches die Form einer Hülse mit einem Hutprofil aufweist und die 'Feder 25 in sich aufnimmt.Die sich an dem im Gehäuse I¹ bzw. dem oberen Teil des Ansatzes 12* festgelegten Ring Ii abstützende, als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder 17* umgibt das Druckelement 9' und wirkt gegen .dessen unteren^, der Krempe des Hutprofils entsprechenden Rand 27s um das Druckelement 9¹ gegen das Hubelement 15' zu drücken. Die Feder 25 ist stärker als die Feder 17'* -so daß bei einem Ausfahren des ausfahrenden Teils 16' des Hubelements 15/ zunächst das Druckelement 9¹ -mit

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- Io -

der Anzeigescheibe 7 nach oben verlagert werden und erst wenn die Feder I7¹ ganz zusammengedrückt ist und einen Anschlag bildet, der Überhub des ausfahrenden Teils l6^T durch eine Zusammendrückung der Feder 25 aufgefangen wird.

Das Lagerstück 8 ist auf einem oberen- Zapfen des · • Druckelements 9 drehbar gelagert, Dadurch,daß das Druckelement 9' mit relativ großen Hebelarmen allseitig geführt und verspannt ist, ergibt sich eine besonders stabile Lagerung der Anzeigescheibe J. C In Fig. 7¹ ist ein Anwendungsbeispiel in

• Gestalt eines Radlagers JO eines Schienenfahrzeuges dargestellt. Die Radachse ist mit 3I gekennzeichnet. Das Radlager 30 weist einen Deckel 32 auf, der durch rundum verteilte Schrauben festlegbar ist. Eine dieser Schrauben ist nun durch die Anzeigevorrichtung 10, Io' ersetzt, die mit ihrem Gewindeansatz I3 in die entsprechende Gewindebohrung des Radlagers 30 einschraubbar ist. Das Ersetzen einer Befestigungssehraube des Radlagerdeckels 32 durch die Anzeigevorrichtung 10 ist unproblematisch, weil die Befestigung des Lagerdeckels keine großen Kräfte auszuhalten braucht, sondern lediglich die Dichtung des Radlagers 30 gewährleisten muß.

Wenn an federn Radlager 30 eine Anzeigevorrichtung 10 angebracht ist, kann der Zustand der Lager eines ganzen Zuges mit einem Blick übersehen werden.

Wenn in den Anzeigevorrichtungen 1O_,. Io' noch ein zusätzlicher Sehalter eingebaut ist, der in Fig. 1 nicht dargestsLlt ist, so kann die Bewegung der

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Anzeigescheibe 7 bei TeraperaturÜberschreitung noch für eine weitere Funktion ausgenutzt werden, in dem beispielsweise eine Alarmeinrichtung betätigbar ist.

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Claims

1. Anzeigevorrichtung, welche die Erreichung eines Temperaturgrenzwertes anzeigt, insbesondere zur Überwachung der Temperatur der Radlager an den Achssätzen von Schienenfahrzeugen mit einem bei einer bestimmten Grenztemperatur physikalisch reagierenden Element, welch die Anzeige auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (Ιο,ΐο¹) ein ein einem Gehäuse (1, 1') beweglich gelagert, von außen sichtbares Anzeigelement enthält, welches eine Ruhelage und eine gespannte Lage aufweist, in welcher es durch ein an dem Anzeigeelement angreifendes Halteelement unter Federvorspannung stehend arretierbar ist, und daß ein im wesentlichen erst bei einer vorgegebenen Grenztemperatur einen Hub ausführendes, selbsttätig arbeitendes Hubelernent (15*15' vorgesehen ist, mittels welchem das Halteelement und das Anzeigenelement außer Eingriff bringbar sind.

2. Anzeigevorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement zwei verschiedene Ansichtsflächen (22, 23 ) und das Gehäuse

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ein Fenster aufweist, durch das das Anzeigeelement in der gespannten Lage die eine (22), in der Ruhelage die andere Ansichtsfläche (23) darbietet.

3. Anzeigevorrichtung, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement eine in dem Gehäuse (1,1') drehbar gelagerte, unter d.er Wirkung einer Drehfeder (11, 11') stehende, segmentweise Ansichtsflächen (22, 23) aufweisende Anzeigescheibe (7) ist.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 3* dadurch'gekennzeichnet, daß das Hubelement (15, 15') in Achsrichtung der Anzeigescheibe (7) wirkt und das Hubelement ein axiiLer, außerhalb der Achse der Anzeigeschelbe (7) an dieser angreifender Haltestift (2o) ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (15) gegen die Anzeigescheibe (7) wirkt und daß eine am Gehäuse (1) abgestütze Feder (2^) vorgesehen ist, die die Anzeigescheibe (7) axial gegen den ausfahrenden Teil (16) des ■Hubelements (15) drückt.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 1') auf der der Ansichtsseite abgewandten Seite einen das Hubelement (15, 15') aufnehmenden Ansatz (12, 12") aufweist.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (12, 12') außenseitig als Gewindebolzen ausgebildet ist.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6 oder 7* dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (15) in

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dem Ansatz (12) in Achsrichtung verschiebbar ist
und daß der ausfahrende Teil (16) des Hubelements (15)
gegen eine am Ansatz (12) bzw. am Gehäuse (1) abgestützte Feder· (IT) anliegt, während gegen d-ie andere
Seite des Hub^elements (15) eine weitere am Ansatz (12·) .' abgestützte stärkere Feder (19) wirkt.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6 oder J, \ dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (15¹) in dem ^; Ansatz (12') in Achsrichtung festgelegt ist und daß der
ausfahrende Teil (16') des Hubelements (15') über eine ; Feder (25) gegen das gegen die Anzeigescheibe (7) sich ^:

abstützende Druckelements (9) wirkt.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Druckelement (9¹) in Hubrichtung
über eine Feder (I?¹) am Gehäuse (1^!) abgestützt ist, die schwächer als die Feder (25) ist. \

11. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis lo. dadurch gekennzeichnet^ daß ein bei Rückkehr
des Anzeigelements in die Ruhelage betätigtes Schaltelement vorgesehen ist.

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