DE7601723U1

DE7601723U1 - Beleuchteter elektrischer Druckknopfschalter

Info

Publication number: DE7601723U1
Application number: DE7601723U
Authority: DE
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1975-01-23
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1977-08-25
Also published as: US3989912A; DE2602359A1; JPS57151113A; FR2298870B1; JPS6039954Y2; GB1524484A; SE7600631L; JPS5914232U; BR7600362A; JPS61728U; NL7600719A; JPS5199276A; AU1042276A; ZA76160B; CA1035400A; IT1054277B; FR2298870A1

Description

PATENTA NVTAXTE

EfG. H. XEGENDAXK <-i973} - dipl-ing. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHSiITZ DIPL.-IXG. E. GKAALFS · dipi_-ixg. W. WEHNERT · dipl-phys. W. CARSTENS

HAMBURG-MÜNCHEN

2USTELLUXGSaKSCHHIFT: gOOO HAAfBUTRG 36 - STEUER WALL

PLEASE REPLY TO: KtEPOS (04O) 38 74 28 UXD 38 4115 TEJ-EQH. NBOESAPATEITT

Illinois Tool Works, Inc.

SOOO MÜNCHEN 2 · MOZABTSTR.

8501 West Higgins Road wsibfon <o89ia3so5se

Chicago, 111. 6O63I/USA Tsisea. xegedapatent müschün HAMBURG. 26. April 1977

Beleuchteter elektrischer Druckknopfschalter

Es ist erwünscht, einen beleuchteten elektrischen Druckknopfschalter bauen zu können, der leicht zur Schaltung von entweder einem oder zwei normalerweise offenen Kreisen eingerichtet werden kann. In der heutigen Zeit mit den rasch ansteigenden Produktionskosten wird es immer wichtiger, die Herstellungskosten derartiger Schalter zu senken, ohne dabei Einbußen .an Zuverlässigkeit in Kauf nehmen zu müssen. Der Schalter nach der vorliegenden Erfindung ist so gebaut, daß ei/diese Aufgaben erfüllt.

Ein weiteres Problem tritt bei der Verwendung von beleuchteten Druckknopfschaltern in Tastaturen auf. Bei solchen Anwendungen ist es äußerst wünschenswert, zur Verminderung von Bedienungsfehlern dem Bedienenden eine Rückmelde- oder "Fühl"-Charakteristik zu bieten, bei der der Gegendruck des Schalters plötzlich ansteigtj sobald der Schalter geschlossen ist. und dann nach der Kontaktgabe stark abfällt. Viele bekannte Schalter lieferten dem Bedienenden dieses Schaltgefühl, bevor der Kontakt tatsächlich elektrisch geschlossen war, so daß sich bei schneller Tastatur-

DIUTSCHIBINKAU. UAMIiOSO(BLZ 20070000) NH.0S/2S137 · F)HKtDNXIt KiVUiO. KAUSUR(J (»1X20080000) KR. Θ33 0030 · PO.1TS0BK0K KM». 2812-200

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Betätigung Bedienungsfehler ergaben. Der Schalter nach der vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß er eine für Anwendungen in Tastaturen ideal geeignete Rückmelde- oder "Fühl"-Charakteristik bietet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgeniäßen

Schalters;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht nach der Linie 2-2 der

Fig. 1;
Fig. 3 eine Teil-Querschnittsansicht nach der Linie 3-3 der Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht in den Schalter ist, wobei der bewegbare Kontakt und die Lampe entfernt sind;

Fig. 5a eine perspektivische Ansicht eines bewegbaren Kontaktes zur Schaltung eines normalerweise offenen Kreises;

Fig. 5b eine perspektivische Ansicht eines bewegbaren Kon- |

f taktes zur Schaltung von zwei normalerweise offenen

Kreisen;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Schalters gemäß Fig. 1

nach der Linie 6-6;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht nach der Linie 7-7 der

Fig. 1;
Fig. 8 eine Unteransicht des Schalters, die die davon

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vorstehenden Anschlußfahnen zeigt; und

Fig. 9 eine Draufsicht mit Blick in den Schalter, -wobei der Druckknopf entfernt ist, jedoch die Lampe und der "bewegbare Kontakt sich an ihren Plätzen befinden.

Der Aufbau eines Schalters nach der vorliegenden E_rfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, in denen in Fig. 1 der Schalter 10 perspektivisch dargestellt ist. Der Schalter 10 besteht aus einem Gehäuse 12, das Anschlußfahnen 14, 16 trägt, die von einem Boden 13 des Schalters 10 wegragen. Ein Betätigungsknopf 18 ist entfernbar in dem offenen Oberteil 15 des Schalters 10 befestigt. Das Gehäuse 12 ist vorzugsweise ein einstükkiges gegossenes Teil aus Kunststoff, welches schlitzartige Ausnehmungen 20 im Boden 13 besitzt, in die die Anschlußfahnen 14 und 16 eingeführt werden können. Die Ecken des unteren Teils des Gehäuses 12 sind mit nach innen vorstehenden dreieckförmigen Abschnitten 21 ausgebildet, die eine im wesentlichen achteckige innere Öffnung bilden, die sich beim Hineinblicken in den Schalter von unten bis zu der Stelle erstreckt, wo die Abschnitte 21 anfangen. Die Ausnehmungen 20 zur Aufnahme der Anschlußfahnen 14 und 16 erstrecken sich durch den Boden 13 gerade dicht einwärts voii den Flächen 29 der Abschnitte 21. Die Anschlußfahnen 14 und 16 können nach ihrem Durchstecken durch den Boden 13 verwunden werden, um sie in den Ausnehmungen 20 fest an Ort und Stelle zu halten.

Das Gehäuse 12 ist mit vier Öffnungen 26 darin ausgebildet, die gerade unter der Schrägkante 28 liegen und von denen

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sich iede über einen Teil jeder der beiden anliegenden Seitenwände 24 des Gehäuses an einer Ecke erstreckt. Die oberen Teile der Anschlußfahnen 14 sind über die oberen Flächen 29 der Seitenwände 24 gefaltet, um im wesentlichen dreieckeckförmige Angrelfteile 30 zu bilden, die mit dem bewegten Kontakt 32 des Schalters 10 in Eingriff treten können.

Die Anschlußfahnen 16 für die Lampe 35 erstrecken sich ebenfalls durch Schlitze 20 im Boden 13 in das Innere des Gehäuses 12, wo jede in zwei Federkontakten 34, 36 endet, wobei
jeder der Kontakte 36 etwa halb so breit ist wie die entsprechenden Kontakte 34. Die breiten Kontakte 34 und die schmalen Kontakte 36 liegen für jede der Anschlußfahnen 16 auf entgegengesetzten Seiten der Lampe 35. Die Zuleitungen (nicht gezeigt) für die Lampe 35 treten in Kontakt mit dem Kontakt 34, und der abdichtende Vorsprung 37 der Lampe paßt in eine entsprechende Ausnehmung 39 im Boden 13· Um die Kontaktteile 34, 36 herum liegt ein Paar bogenförmiger Wandsegmente 38, 40,
über die eine Rückstellschraubenfeder 42 gelegt ist. Die Unterseite der Schraubenfeder 42 ruht auf dem nach oben stehenden Aufsatz 44 des Bodens 13, während das obere Ende der Feder 42 nach oben gegen die Elemente oder das Element gedrückt wird, die das bewegbare Kontaktteil des Schalters bilden.

Der in den Fig. 2 und 4 dargestellte Schalter 10 ist ein
zweikreisiger Schalter; und er verwendet das be-

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wegbare Kontaktteil 23b, das in Fig. 5b dargestellt ist. Der Schalter, der in den Fig. 3, 6, 7, 8 und 9 dargestellt ist. ist ein einkreisiger Schalter; und er verwendet das bewegbare Kontaktteil 23a, das in Fig. 5a dargestellt ist. Der Aufbau des zweikreisigen und des einkreisigen Schalters ist identisch, ausgenommen die Anzahl der Anschlußfahnen 14, die in die Ausnehmungen 26 eingefügt sind, und -des Aufbaus der bewegbaren Kontaktteile. Um einen einkreisigen Schalter in einen zweikreisigen umzuwandeln, ist es lediglich notwendig, zwei zusätzliche Anschlußfahnen 14 in die Ausnehmungen 20 einzuführen, um das bewegbare Kontaktteil 23b anstelle des bewegbaren Kontaktteils 23a zu verwenden.

Der bewegbare Kontakt 23a aus Fig. 5a wird vorzugsweise aus einem leitenden Material wie Kupfer oder Berylliumkupfer hergestellt. Er besteht aus einer im wesentlichenachteckigen Platte 50 mit einer zentralen Öffnung 52, die genügend groß ist, daß sie über die bogenförmigen Wände 38 und 40 paßt und dabei das obere Ende der Rückholfeder erfaßt. Auf den ¥änden 38, 40 ist ein hervorstehender Stift 43 gebildet, der eine Auflagemöglichkeit für das bewegbare Kontaktteil 23a oder 23b darstellt. Die vier Seiten 54 der Plat~te 50 sind parallel zu den Seitenwänden des Gehäuses 12, während die anderen vier Seiten 56 im wesentlichen parallel zu den flachen Außenseiten 31 der dreieckigen .Teile 21 sind, die gegen die flachen inneren Flächen 33 der Anschlußklemmen 14 aufliegen, wenn sie in ihre geeigneten Ausnehmungen 20 eingeführt sind-An den diagonal gegenüberliegenden Ecken des Gehäuses 12

• ·

liegen Paare von gegabelten Kontakten 58, 60, die sich von den Seiten 56 erstrecken, die parallel zu den Außenseiten 31 des dreieckigen Teiles 21 sind. Die Kontakte sind gegabelt, um die Betriebssicherheit des Schalters zu verbessern. Zwei Kontaktpaare, die in Fig. 9 dargestellt sind, sind für den einkreisigen Schalter erfor--· derlich, während vier Kontaktpaare, eines auf jeder der Seiten 56, für den zweikreisigen Schalter notwendig sind.

Ein Querschnittprofil der Kontaktpaare 58, 60 ist in Fig. 2 gezeigt, aus der zu ersehen ist, daß ein erstes Segment der Kontakte 58, 60 sich nach oben von der Platte 50 aus unter einem ¥inkel bezüglich der Platte von etwa 70° bis 90 zu einem zweiten Teil 64 erstreckt, der wiederum nach außen unter etwa 35° bis 55° bezüglich d« Platte in einen umgebogenen Endteil verläuft, der sich

zurück in das Innere des Gehäuses 12 biegt. Der äußere I

Abschnitt 68 des Endteiles 66 liegt außen über dem ]

eingebogenen dreieckigen Eingreifteil 30 der Anschluß- I

klemme 14, wenn der Schalter nicht eingeschaltet ist, ' I

so daß j wenn der Schalter betätigt wird, der bewegbare j Kontakt 48 nach unten gedrückt wirdj und die untere Fläche 65 des Teiles 64 und der Kontaktabschnitt 68

kommen in Berührung mit dem Eingreif teil 30 in dem i Augenblick, in dem ein elektrischer Schluß in dem Schalter

hergestellt -wird. Die Eontakte 58, 60 sind nach dem ersten 1

Schließen des Schalters nach innen gebogen, und die Kontakt- I

fläche 68 schiebt gegen die innere Fläche 33 der Anschluß- J

klemmen 14 mit einer verhältnismäßig geringen Kraftj j

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die nach dem ersten Schalterkontakt erforderlich ist. Auf diese Weise erzeugt der erfindungsgemäße Schalter eine Fühlsignalcharakteristik, durch die Bedienungsfehler vermindert werden. Weiterhin bringt die Rückholfeder 42 bei einem Loslassen des Schalters die bewegbaren Kontakte 58, 60 in ihre Anfangslage, die in Fig. 2 gezeigt wird, zurück, und der Bedienende merkt das Nachlassen des Druckes, das eintritt, wenn die Kontakte 58, 60 nach außen federn, wenn sie entlang der oberen Fläche 29 des Dreiecksteiles 21 entlangkommen.

Das bewegbare Kontaktteil 23 b aus Fig. 5 ist primär zur Verwendung in einem zweikreisigen normalerweise offenen Schalter ausgebildet. Das Kontaktteil 23b besitzt zwei zusätzliche Kontaktpaare 58, 60, so daß, nicht wie bei dem einkrexsigen Kontaktteil 23a, es Kontaktpaare 58, an allen vier Seiten 56 der Platte 50 besitzt. Um zwei elektrische Kreise zu betätigen, muß auch eine Anschlußklemme 14 an jeder der Ecken des Gehäuses 12 vorgesehen werden, und das Kontaktteil 50 muß in zwei Segmente 50a, 50b aufgeteilt werden, die elektrisch gegeneinander isoliert sind. Falls ein zwei kreisiger Schalter hergestellt werden soll, bleiben vier Paare von Kontaktteilen 58, 60 auf der Platte 50, während bei einem einkreisigen Schalter zwei diagonal gegenüberliegende Paare der Kontakte 58, 60 abgesclmit-ten wurden. Auch kann die Platte 50 des Teiles 23a auf den gestrichelten Linien 72, lh, 76, 78 eingeschnitten werden, die sich von den gegenüberliegenden Rändern 54 der Platte 50, wie in Fig. 9 dargestellt, er^-fcrecken. Im Anschluß an das Ab-

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trennen der Kontakte 48 zur Bildung von zwei getrennten Kontaktteilen 50a und 50b werden sie auf einem isolierenden Trägerteil 84 befestigt. Das isolierende Trägerteil 84 ist im allgemeinen achteckig und stimmt im wesentlichen mit den äußeren Abmessungen der Platte 50 überein. Es besitzt einennach oben weisenden kreisförmigen Vorsprung 86, der die kreisförmigen Außenzungen 88, 90 der Teile 50a, 50b berührt. Die Außenzungen 88, 90 werden durch erhobene Rippen.' 92, 94 auf dem Teil 84 getrennt. Zwei von den rechtwinklig geformten Seiten des Kontaktteils 23a, die parallel zu den Wänden liegen, sind nach oben gebogen, um ein Paar Ansätze 96, 98 zu bilden, die gegen die entsprechenden Seitenwände 24 des Gehäuses 12 drücken, um es den Teilen 23a, 23b zu ermöglichen, sich auf und ab in einer gleichförmigen Art ohne wesentliche Abweichung der Platte 50 auf der Horizontalebene zu bewegen.

Der Stellknopf 18 des erfindungsgemäßen Schalters berührt direkt die bewegbaren Kontaktteile 23a oder 23 "b, und der Aufbau des Knopfes 18 trägt zu der erwünschten Signalcharakteristik bei. Der Stell druckknopf 18 des erfindungsgemäßen Schalters besteht vorzugsweise aus einem einzigen Stück von elektrisch isolierendem Material, wie z. B. Kunststoff, das vier Beine 100 besitzt, von denen sich 5edes nach unten von einem der rechtwinkligen Seiten des Schalters erstreckt. Die Beine 100 sind an den Seiten zentriert und besitzen vorzugsweise eine Breite, die in etwa die Hälfte der Breite der entsprechenden Seite 102 des Schalters beträgt. Die ünterflächai der Beine 100 sind

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leicht nach innen gebogen, wie am besten aus Fig. 6 zu ersehen ist, wobei die Verbindung mit den Kontaktteilen 23a und 23b an dem Ende der gebogenen Fläche 96 hergestellt wird. Der Kontakt der Beine 100 mit der oberen Fläche der Kontaktteile 23a oder 23b findet entlang einer Linie parallel zu den Seiten 54 statt, so daß vier Kontaktflächen vorgesehen sind, wodurch eine im wesentlichen gleichmäßige nach unten gerichtete Kraft, die auf das dazugehörige Kontaktteil angewandt wird , erhalten wird. Öffnungen 104 in den Seitenwänden 24 bilden Flächen 106, die mit den Backen 108, die einstückig mit den Beinen geformt sind, zusammenwirken, so daß der Knopf 18 an seiner Stelle in dem Schalter 10 verriegelt wird und dabei sich auf und ab während Betätigung und Nichtbetätigung bewegen kann.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Elektrischer Druckknopfschalter mit einem Gehäuse mit einer Mehrzahl von Wandsegmenten und einer inneren Öffnung, die aus den Wandsegmenten gebildet wird, wenigstens einem Paar stationärer Kontakte, von denen jeder Kontakt an einem Wandsegment "befestigt ist, das im wesentlichen parallel zu dem Wandsegment ist, an dem der andere Kontakt des Paares der stationären Kontakte "befestigt ist, einem "beweglichen Kontaktteil, das in der inneren Öffnung des Gehäuses aufgenommen ist und das mindestens ein im wesentlichen flaches Element mit einer Mehrzahl von derart ausgerichteten Seiten, daß der- Umfang des flachen Elementes im wesentlichen mit zumindest einem Teil des Umfangs der Öffnung übereinstimmt, und ein Paar Kontaktvorrichtungen besitzt, die sich von dem flachen Element weg erstrecken, wobei jede Kontaktvorrichtung auf einer Seite des flachen Elements angeordnet ist, die im wesentlichen parallel einem der stationären Kontakte anliegt, einer vorgespannten Rückholfeder, die an dem beweglichen Kontaktteil angreift, um das bewegliche Kontaktteil federnd in eine Anfangsstellung zu drücken, und einer DruckknopfVorrichtung, die ebenfalls an dem beweglichen Kontaktteil angreift, so daß das bewegliche Kontaktteil zwischen der Vorspannfeder und der Druckknopfvorrichtung gelagert ist, um Kraft auf den beweglichen Kontakt

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gegen die Rückstell-Vorspannkraft, die durch die Rückstellfeder erzeugt wird, auszuüben, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckknopfvorrichtung eine Druckknopfkappe enthält, auf der sich eine Mehrzahl von erstreckenden Schenkeln befindet, von denen jeder mit dem bewegbaren Kontaktteil entlang einer Kontaktlinie in Eingriff steht, die im wesentlichen parallel zu einer der Seiten des flachen Elements verläuft, von der keine Kontaktvorrichtungen wegweisen, jedoch neben der Seite des flachen Elements liegt, von der eine der Kontaktvorrichtungen wegweist, wobei die durch das flache Element gebildete Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Druckknopfes liegt.

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2. Elektrischer Druckknopfschalter gemäß Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung sich nach außen über die stationären Kontakte erstreckt, wenn der Schalter nicht betätigt ist, und daß die Kontaktvorrichtungen nach innen entlang des Profils der stationären Kontakte abgebogen werden, nachdem die Kontaktvorrichtungen mit den stationären Kontakten in erste Berührung getreten sind, daß im Anschluß daran die Anwendung der Betätigungskraft auf die Druckknopfvorrichtung in einer Weise erfolgt, daß die erforderliche Kraft zum vollständigen Niederdrücken der Druckknopfvorrichtung nach der Anfangsberührung der Kontaktvorrichtung mit den stationären Kontakten rapide abfällt.

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3. Elektrischer Druckknopfschalter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Kontaktteil ein Paar Ansatzteile besitzt, von denen jeder sich von einer der Seiten des flachen Elements weg erstreckt, von denen keine Kontaktvorrichtungen wegweisen, jedoch eine flache Elementseite entlangläuft, von der eine der Kontaktvorrichtungen sich weg erstreckt.

4. Elektrischer Druckknopfschalter gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckknopfvorrichtung eine Druckknopfkappe besitzt, auf der sich eine Hehrzahl von Schenkeln erstreckt, von denen jeder in Eingriff mit dem bewegbaren Kontaktteil entlang einer Kontaktlinie stellt, die im wesentlichen parallel zu einer der Seiten des flachen Elementes ist, von der keine Kontaktvorrichtungen sich weg erstrecken, jedoch an einer Seite des flachen Elementes verläuft, von der eine der Kontaktvorrichtung en "weg weist.

5· Elektrischer Druckknopf schalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet;, daß das bewegbare Kontaktteil ein Paar Ansatztelle besitzt, von denen jedes von. einer der Seiten des flachen Elementes wegweis"t,~ von der weg sich keine Kontaktvorrichtungen erstrecken, die jedoch an eineir Seite des flachen Elementes verläuft, von der eine Kontaktvorrichtung v/egvzeisx.

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6. Elektrischer Druckknopfschalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Boden besitzt und eine Lichtkontaktvorrichtung, die an diesem Boden in einer bezüglich der inneren Öffnung im wesentlichen mittleren Stellung befestigt ist.

7. Elektrischer Druckknopfschalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden ein Paar gebogene ¥andsegmente besitzt,

I die sich in die innere Öffnung hinein und teilweise

um die Lichtkontaktvorrichtungen erstrecken, daß die Rückholfeder eine Schraubenfeder ist, deren unteres Ende diese gebogenen Wandsegmente aufnimmt und deren oberes Ende mit dem beweglichen Kontaktteil in Singriff steht, und daß das bewegliche Kontaktteil eine zentrale kreisförmige Öffnung hat, die die gebogenen Wandsegmente aufnimmt.

8. Elektrischer Druckknopfschalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktteil ein einziges, im wesentlichen achteckig geformtes flaches Element besitzt, daß die innere Öffnung im wesentlichen achteckig ist. daß zv/ei stationäre Kontakte an gegenüberliegenden parallelen ¥andsegmenten des Gehäuses befestigt sind, und daß der bewegliche Kontakt zwei Kontaktvorrichtungen besitzt, von denen ^ede einem der Wandsegmente anliegt, in die einer der stationären Kontakte be-

9. Elektrischer Druckknopfschalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktteil zwei flache Elemente, die zusammen im wesentlichen achteckige Gestalt besitzen, und ein elektrisch isolierendes Teil besitzt, das eine im wesentlichen achteckige Fläche von ungefähr derselben Größe wie die achteckige Gestalt, die durch die flachen Elemente gebildet wird, besitzt, die die zv/ei flachen Elemente so trägt, daß sie elektrisch voneinander isoliert sind, daß das Gehäuse vier stationäre Kontakte enthält, die an gegenüberliegenden parallelen Wandsegmenten des Gehäuses befestigt sind, und daß der bewegliche Kontakt zwei Kontaktvorrichtungen auf jedem der flachen Elemente besitzt, von denen jede einem der Wandsegmente, in die eine der stationären Kontakte befestigt ist, benachbart ist.

10. Elektrischer Druckknopfschalter gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Teil ein zentral angeordnetes kreisförmiges Teil besitzt, das mit einem inneren Umfangsteil jedes der flachen Elemente in Eingriff steht.

11. Elektrischer Druckknopfschalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon-"taitvorrichtungen sich. nacL außen über die stationären Kontakte erstrecken, wenn der Schalter nicht be"tä~tigrt ist, und daß die Kontakirvorrichtungen nach innen entlang des Profils der s~tationären Kontakte nach, einem ers~fcen Kontakt der Kontaktvorrichtungen mii; den stationären

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Kontakten abgebogen sind als Folge der Bedienungskraftanwendung auf die Druckknopfvorrichtung in einer Weise, daß die zum vollständigen Herunterdrücken der Druckknopfvorrichtung erforderliche Kraft im Anschluß

j an den ersten Kontakt der Kontaktvorrichtung mit dem i stationären Kontakt stark abnimmt.

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/BüiZ/id 25.08.77