DE7701576U1 - Elektrischer Schalter mit vertauschbarer Ruhe- und Arbeitsstellung Westinghouse Electric Corp., Pittsburgh, Pa. (V.St A.) - Google Patents

Elektrischer Schalter mit vertauschbarer Ruhe- und Arbeitsstellung Westinghouse Electric Corp., Pittsburgh, Pa. (V.St A.)

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  • Push-Button Switches (AREA)
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Description

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8900 AUOSBUBO
THIiBFOM β1β*Τβ
TKI-B
W.841
Augsburg, den 11. Januar 1977
Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, V.St.A.
Elektrischer Schalter mit vertauschbarer Ruhe- und
Arbeitsstellung
Die Neuerung betrifft einen elektrischen Schalter mit vertauschbarer Ruhe- und Arbeitsstellung, der einen in einem Isoliergehäuse angeordneten Kontaktsatz und einen Kontaktbetätigungskolben aufweist, der im Gehäuse zwischen zwei der Schließ- bzw. der Offenstellung der
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Kontakte entsprechenden Stellungen axial beweglich geführt und durch eine sich einerseits am Kolben und andererseits an einem Widerlager abstützende Schraubenfeder in eine seiner beiden Stellungen vorgespannt ist.
Auf dem Gebiet der elektrischen Schaltgeräte werden derartige Schalter beispielsweise als Verriegelungsschalter zum öffnen eines Stromkreises, während ein anderer Stromkreis geschlossen wird, weiter als Kontaktsätze von elektromagnetischen Schaltgeräten wie beispielsweise Schützen und Relais, und in Steuerschalteranordnungen beispielsweise als Trennschalter oder dergl. verwendet. Eine der wesentlichsten an die Kontrukteure von solchen Schaltern gestellten Aufgaben liegt darin, die Vertauschung der Ruhe- und Arbeitsstellung bei solchen Schaltern so einfach wie möglich zu machen. Ergebnisse der diesbezüglichen Bemühungen finden sich in der einschlägigen Fach- und Patentliteratur.
In den US-Patentschriften 2 419 072 unä 2 811 617 sind elektrische Schalter beschrieben, deren normals Kontakstellung durch Umkehren und unterschiedliches Einbauen eines auf einem Betätigungskolben sitzenden Brückenkontaktes umkehrbar ist. Aus der US-PS 2 822 450 ist ein Verriegelungsschalter bekannt, dessen normals Kontakt-ει teilung durch Umkehrung des gesamten beweglichen Kontakt-
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betätigungsmechanismus innerhalb des Schaltergehäuses umkehrbar ist. Der bewegliche Kontaktbetätigungsmechanismus besteht in diesem Fall aus einem Betätigungskolben und einem daran angeordneten Brückenkontaktglied, einer Kontaktfeder und einer den Kolben zusammen mit dem Brückenkontakt in seine Normalstellung vorspannenden Feder. Diese letztere Feder wirkt mit einem Widerlager zusammen, das ebenfalls umgekehrt und wieder im Schaltergehäuse eingebaut werden muß, wenn die Ruhe- und Arbeitsstellung des Schalters vertauscht werden sollen.
Allen drei bekannten Anordnungen liegt das gemeinsame Ziel zugrunde, eine einfache Vertauschbarkeit der Ruhe- und Arbeitsstellung des Schalters zu ermöglichen.
Alle drei bekannten Anordnungen weisen aber auch den gemeinsamen Nachteil auf, daß diese Vertauschung es erforderlich macht, das Schaltergehäuse zu öffnen und den inneren Schaltermechanismus umzubauen.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die Vertauschung von Ruhe- und Arbeitsstellung einfacher als bei den bekannten Anordnungen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein solcher elektrischer
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Schalter gemäß der Neuerung dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwei einander in der Achse des Kolbens gegenüberliegende gleichartige Öffnungen aufweist, welche das Hindurchführen der Schraubenfeder gestatten und in welche das Widerlager wahlweise einsetzbar ist, daß weiter am Widerlager und an den beiden Öffnungen miteinander zusammenwirkende Verriegelungsorgane zum wahlweise lösbaren Fixieren des Widerlagers in jeweils einer dieser Öffnungen angeordnet sind und daß der Kolben beiden Öffnungen zugewandte Federabstützflächen aufweist.
Bei dem neuerungsgemäßen Schalter erfordert eine Vertauschung von Ruhe- und Arbeitsstellung lediglich das Herausnehmen des Widerlagers und der Schraubenfeder aus der betreffenden Gehäuseöffnung bzw. durch dieselbe hindurch und das Wiedereinsetzen der Feder durch die entgegengesetzte Gehäuseöffnung und das Einsetzen und Verriegeln des Widerlagers in dieser Öffnung. Durch geeignete Gestaltung der Verriegelungsorgane kann dieser Vorgang noch weiter vereinfacht werden, indem nämlich die Verriegelungsorgane bajonettverschlußartig ausgebildet werden, so daß das Herausnehmen und Einsetzen des Widerlagers aus einer bzw. in eine Gehäuseöffnung leicht und schnell erfolgen kann.
Der neuerungsgemäße Schalter eignet sich insbesondere als Kontaktsatz für Druckknopf-Steuerschalter, beispielsweise Trennschalter, die aus mehreren mechanisch und funktionsmäßig miteinander zu einer Tandemanordnung verbundenen Kontaktsätzen besteht. Pur diese Anwendung ist der Kolben des neuerungsgemäßen Schalters vorzugsweise so ausgebildet, daß der diesseits eines mittleren, die Pederabstützflachen aufweisenden Kolbenteils gelegene Kolbenteil axial durch die das Widerlager jeweils nicht aufnehmende Gehäuseöffnung hindurchragt und der jenseits des mittleren Kolbenteils gelegene Kolbenteil axial durch die Schraubenfeder hindurch und in eine durchgehende öffnung des in der anderen Gehäuseöffnung sitzenden Widerlagers hineinragt. Bei einem Schalter, der mit einem gleichartigen Schalter zu einer Tandemanordnung und außerdem mit einem Druckknopf zur Schalterbetätigung verbunden ist, wirken die Kontaktbetätigungskolben der beiden Schalter und der Druckknopf und der zugehörige Kolben jeweils durch die Gehäuse- bzw. Widerlageröffnungen hindurch stirnseitig miteinander zusammen.
Die Einzelschalter einer solchen Steuerschalteranordnung können alle die gleiche Kontaktnormalstellung oder unterschiedliche Kontaktnormalstellungen aufweisen,
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d.h. bei einem Teil der Einzelachalter können die Kontakte normalerweise geöffnet und beim übrigen Teil der Einzelftchalter normalerweise geBchlossen sein, je nach den Trenn- oder elektrischen Verriegelungsfunktionen der betreffenden Schalteranordnung. Diese Schalteranordnung kann einfach modifiziert werden, indem wahlweise bei einem oder mehreren Einzelschaltern die Ruhe- und Arbeitastellungen vertauscht werden. Diese Modifizierung der Steuerachnlteranordnung erfordert lediglich das vorübergehende Herausnehmen des oder der zu ändernden Elnzelsohalter aus der Anordnung, das Vertauschen von Ruhe- und Arbeitsstellung in der oben genannten Weise und das Wiedereinsetzen des bzw. der geänderten Einzelschalter in die Anordnung. Da jedoch nach einer solchen Vertauschung die Schraubenfeder des jeweils geänderten Einzelschalters nunmehr auf die andere Seite des Kolbens wirkt und deshalb der Kolben in mit Bezug auf den vorherigen Zustand entgegengesetzter Richtung vorgespannt ist, ist es notwendig, den betreffenden Einzelschalter vor dem Wiedereinsetzen in die Steuerschalteranordnung umzudrehen, d.h. um 180° zu drehen. Um den Wiedereinbau eines geänderten und umgedrehten Einzelschalters in die Steuerschalteranordnung zu erleichtern und das ästethische Erscheinungsbild der
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Gesamtanordnung durch das Umdrehen des fiinzelschalters nicht zu beeinträchtigen sowie die Umrißform und folglich den Platzbedarf dadurch nicht nachteilig zu verändern, ist das Isoliergehäuse des neuerungsgemäßen Schalters vorzugsweise im wesentlichen achsensymmetrisch, wobei die Symmetrieachse im wesentlichen mit der Kolbenachse und den Achsen der Gehäuseöffnungen zusammenfällt. Außerdem ist das Gehäuse vorzugsweise mit Verbindungselementen versehen, die beim Zusammenstecken gleicher Gehäuse zur Herstellung von Tandemschalteranordnungen ineinander einrasten und so ein sehr einfaches Zusammensetzen und Auseinandernehmen mehrerer Schalter ermöglichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Pig. I Einen Schnitt durch eine Schalt
anordnung, bestehend aus zwei tandemartig zusammengesetzten Einzelschaltern nach der Neuerung und einer Betätigungsvorrichtung
Fig. 2 eine Untersicht eines Einzel
schalters und
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Pig. 3 eine vergrößerte perspektivische
Darstellung eines Widerlagers, wie es in den Einzelschaltern Anwendung findet.
Die in Fig. 1 gezeigte Schalteranordnung, die aus einer Betätigungsvorrichtung 30 und zwei Einzelschaltern bzw. Kontaktsätzen 28 und 29 besteht, ist an einer Wand 63 montiert, die einen Teil einer Schalttafel oder dergl. bilden kann und eine .öffnung 62 aufweist, in welche die Betätigungsvorrichtung 30 eingesetzt ist. Die Betätigungsvorrichtung 30 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und besteht aus einem Isoliergehäuse 64 und einem darin axial beweglich geführten Druckknopf 61,der in seine nicht niedergedrückte Ruhestellung vorgespannt ist und innerhalb des Gehäuses 64 einen Betätigungskolben 66 trägt, der axial vom inneren Druckknopfende wegragt und an seinem freien Ende beispielsweise zu einer Scheibe 65 erweitert ist, die mit dem Kontaktbetätigungskolben des benachbarten Schalters zusammenwirkt und beim Niederdrücken des Druckknopfes 61 dessen Axialbewegung auf den Kontaktbetätigungskolben überträgt .
Der Schalter 28 weist ein aus Isolierwerkstoff
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bestehendes ftahäuae ^1 mi t ei nem "Denlcel 70 ("Pi jar. 2 ^ __ . _ . -. —.._..._ „ — _ __ ._ ^,. — ^j - —/
auf, der abnehmbar oder gewünschtenfalls stattdessen auch nach dem Zusammenbau des Schaltermechanismus dauerhaft am Gehäusehauptteil befestigt ist. Las Gehäuse bildet eine Kammer 32, die zwei feststehende Kontakte 33 und 34, eine bewegliche Kontakanordnung 35, 36, 37 und einen axial zwischen zwei Stellungen verschiebbar geführten Kontaktbetätigunhskolberi 38, 39, 40 aufnimmt. Die feststehenden Kontakte 33 und 34 sind jeweils auf einem Kontaktträgerabschnitt 76a eines durch eine Seitenwand des Gehäuses"" in die Kammer 32 hineinragenden Anschlusses (siehe auch Pig. 2) angeordnet. Außerhalb des Gehäuses trägt jeder Anschluß 76 eine Klemmschraube 75.
Die bewegliche Kontaktanordnung 35, 36, 37 weist ein längliches Brückenglied 37 mit zwei daran angeordneten beweglichen Kontakten 35 und 36 auf, die mit den feststehenden Kontakten 33 und 34 zusammenwirken.
Der Kontaktbetätigungskolben 38, 39, 40 besteht aus einem Mittelteil 38 und von dessen beiden Seiten axial wegragenden Teilen 39 und 40, Der Mittelteil 38 hat drei Funktionen, nämlich erstens trägt er das Brückenglied 37, zweitens wirkt er mit im Gehäuse gebildeten
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Führungeflächen zur axialen Führung des Kolbens zusammen und drittens dient er als kolbenseitige Abstützung einer Feder 41, welche den Kolben in die normals Kontaktstellung vorspannt.
Das Isoliergehäuse 31 weist in seinen den beiden Stirnseiten des Kolbenmittelteils 38 gegenüberliegenden Wänden jeweils eine Öffnung 43 bzw. 44 auf, die beide so gestaltet und bemessen sind, daß ein Widerlager 42 für die Feder 41 herausnehmbar axial wahlweise in eine der beiden Öffnungen einsetzbar ist und daß die als Schraubenfeder dargestellte, eine Druckfeder bildende Feder 41 frei durch jede dieser Öffnungen hinrturchführbar ist. Das hülsenartig ausgebildete und mit einer axialen Durchgangsbohrung (Fig. 3) versehene Widerlager 42 ist in Fig. 1 in die Gehäuseöffnung 44 des Schalters 28 eingesetzt und die Schraubenfeder 41 sitzt zwischen dem Kolbenmittelteil 38 und einer ringförmigen Schulterfläche 48 (Fig. 3) Des Widerlagers 42 und spannt so den Kolben 38, 39,40 zusammen mit der beweglichen Kontaktanordnung 35, 36,37 in deren obere Stellung vor, bei welcher es sich um die Kontaktoffenstellung handelt, in welcher der Kolbenteil 39 durch die das Widerlager nicht enthaltende Gehäuseöffnung 43 hindurch und der Kolbenteil 40 durch die
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: anderen Gehäuseöffnung 44 sitzenden Widerlager 42
hineinragt.
Jede der beiden mit den Öffnungen 43 und 44 versehenen, einander gegenüberliegenden Gehäusewände ist mit Verriegelungsorganen versehen, die beim Einsetzen des Widerlagers 42 in die Öffnung 43 oder 44 mit am Widerlager gebildeten Verriegelungsorganen derart zusammenwirken, daß sie das Widerlager lösbar in der Öffnung fixieren. Bei den dargestellten bevorzugten Ausfüiifc.ungsbeispiel sind die Verriegelungsorgane durch von der Außenfläche des Widerlagers 42 radial abstehende Zapfen 45, in den Gehäuseöffnungen gebildete Radialschlitse 47, die ein Einführen der Radialzapfen 45 ermöglichen, und durch eine an der Innenseite der betreffenden Gehäusewand am Öffnungsrand angeordnete Sperrfläche 46 gebildet. Die Radialzapfen 45, die Schlitze 47 und die Sperrfläche 46 am Gehäuseöffnungsrand ermöglichen ein Einsetzen und Verriegeln des Widerlagers 42 in die bzw. in der öffnung 43 oder 44 nach Art eines Bajonettverschlusses, so daß nach dem Einsetzen die mit den Radialzapfen 45 zusammenwirkende Sperrfläche 46 das Widerlager in der öffnung hält. Um das Einsetzen und Verriegeln bzw. umgekehrt das Entriegeln und das Herausnehmen des Widerlagers zu erleichtern, kann dieses beispielsweise mit einander diametral gegenüberliegenden
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Sohlitzen 71 (Fig. 2) versehen aein, die zur Aufnahme eines geeigneten Werkzeugs, beispielsweise eines Schraubenziehers, dienen.
Das Isoliergehäuse 31 des Schalters 28 ist mit als hakenartige Ansätze 67 und 68 ausgebildeten Verbindungselementen versehen, die mit komplementären Verbindungselementen in Form von Sperrflächen am Gehäuse der Betätigungsvorrichtung 30 und am Gehäuse 49 des anderen Schalters 29 derart zusammenwirken, daß sie die drei Einheiten (Betätigungsvorrichtung und die beiden Schalter) lösbar zusammenhalten. Die Ansätze 67 und 68 sind so flexibel, daß sie beim Zusammenstecken der Einheiten in die jeweils zugeordneten Sperrflächen einrasten und daß sie durch leichtes Ausbiegen von Hand wieder aus den Sperrflächen ausklinkbar sind.
Der zweite Schalter 29 ist im wesentlichen mit dem "bereits beschriebenen Schalter 28 identisch. Im Gegensatz zum Schalter 28, bei welchem das Widerlager in die Gehäuseöffnung 44 und die Schraubenfeder 41 auf den Kolbenteil 40 aufgesetzt ist, ist beim Schalter das Widerlager 60 in die der anderen Gehäuseöffnung des Schalters 28 entsprechende Gehäuseöffnung eingesetzt und die Schraubenfeder 49 ist auf den Kolbenteil
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aufgesetzt,, der dem anderen Kolbenteil 39 des Sohaltera 28 entspricht. Die zwisohen dem Widerlager 60 und dem die kolbenseitige Federabstützung bildenden mittleren Kolbenteil 53 des KontaktbetätigungskolbenB 53» 54, 55 befindliche Feder 59 spannt also den Kolben zusammen mit der daran angeordneten beweglichen Kontaktanordnung 56, 57» 58 in eine normale Kontaktstellung vor, in welcher die beweglichen Kontakte 56 und 57 mit dem in der Gehäusekammer 50 angeordneten feststehenden Kontakten 51 und 52 Kontakt haben.
Es ist also ersichtlich, daß der Schalter 29, was die normale Kontaktstellung angeht, mit Bezug auf den Schalter 28 umgekehrt ist. Deshalb und weil die beiden Schalter 28 und 29 in Tandemanordnung gleichsinnig mit der Betätigungsvorrichtung 30 zusammenwirken müssen, d.h. ihre Kolben entweder beide beim Niederdrücken des Druckknopfes 61 nach unten bewegt oder beim Loslassen des Druckknopfes durch die Federn 41 und 59 in ihre Normalstellungen zurückbewegt werden müssen, ist der Schalter 29, was seine räumliche Orientierung betrifft, auch mit Bezug auf den Schalter 28 umgedreht, so daß die feststehenden Kontakte 51 und 52 des Schalters 29 oben liegen, während die feststehenden Kontakte 33 und 34 des Schalters 28 gemäß Fig. 1 unten liegen. In diesem
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Zusammenhang 1st die Feststellung wichtig, daß die umgekehrte Lage der Kontakte durch das Umdrehen des gesamten Sohalters 29 bedingt ist, jedoch keineswegs von einer Utnordnung der Kontakte innerhalb des Gehäuses herrührt. Um sicherzustellen, daß die Anschlußschrauben an den äußeren Enden der Anschlüsse 76 auch nach dem Umdrehen des Schalters noch leicht zugänglich sind, werden diese Schrauben ebenfalls umgekehrt eingeschraubt.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, sind die Schalter 28 und 29 im wesentlichen achsensymmetrisch, wobei die Symmetrieachse im wesentlichen mit den Längsachsen der Kolben 38, 39, 40 bzw. 53, 54, 55 und der G-ehäuseöffnungen 43, 44 zusammenfällt.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß bei einem oder beiden Schaltern 28 und 29 der dargestellten Schaltanordnung die Ruhe- und Arbeitsstellung vertauschbar isr, d.h. daß der Schalter 28 statt normalerweise geöffnet normalerweise geschlossen ist und daß der Schalter 29 statt normalerweise geschlossen normalerweise geöffnet ist. Diese Vertauschung erfolgt einfach durch Abnehmen des betreffenden Schalters 28 oder 29 von der Schaltanordnung, indem von Hand die hakenartigen Ansätze 67 und 68 von den damit zusammenwirkenden Sperrflächen (beispielsweise 69) der jeweils benachbarten
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Einheit bzw. Einheiten gelöst werden, wonach daa Widerlager 42 bzw. 60 zuanmmen mit der Schraubenfeder bzw. 59 aus der betreffenden Gehäuseöffnung herausgenommen und in dia Grehäuaeö'ffnung der gegenüberliegenden G-ehäusewand wieder eingesetzt werden. Danach wird der gesamte Sohalter umgedreht und wieder in die Schaltanordnung eingebaut, in dem er mit der oder den benachbarten Einheiten zusammengesteckt wird, wobei die hakenartigen Ansätze und die Sperrflächen wieder ineinander einrasten.
G-ewünschtenfalls kann die Feder 41 bzw. 59 so bemessen sein, daß ihr Ende straff über dem vor der Ringschulter 48 liegenden Teil des Wiederlagers sitzt, so daß das Widerlager und die Schraubenfeder nicht als zwei gesonderte Teile, sondern als ein zusammenhängendes Teil umgebaut werden können.
Die Kolben 38, 39, 40 und 53, 54, 55 können an ihren Enden mit Axialbohrungen 74 versehen sein, die zur Aufnahme von Verbindungszapfen 73 an Adaptern 72 dienen, die zur Beseitigung von Axialspiel oder verlorener Bewegung zwischen benachbarten Betätigungsorganen Anwendung finden können, beispielsweise zwischen den Elementen 65, 66 und 38, 39, 40 bzw. den Elementen 38, 39, 40 und 53, 54, 55, falls ein solches Spiel in unerwünschtem Ausmaß vorhanden ist.
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Claims (5)

Schutzansprüche
1. Elektrischer Schalter mit vertauschbarer Ruhe- und Arbeitsstellung, der einen in einem Isoliergehäuse angeordneten Kontaktsatz und einen Kontaktbetätigungskolben aufweist, der im Gehäuse zwischen zwei der Schließbzw, der Offenstellung der Kontakte entsprechenden
Stellungen axial beweglich geführt und durch eine sich einerseits am Kolben und andererseits an einem Widerlager abstützende Schraubenfeder in eine seiner beiden Stellungen vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (31 bzw. 49) zwei einander in der Achse des Kolbens (38, 39» 40 bzw. 53, 54, 55) gegenüberliegende gleichartige öffnungen (43, 44) aufweist, welche das Hindurchführen der Schraubenfeder (41 bzw. 59) gestatten und in welche das Widerlager (42 bzw. 60) wahlweise einsetzbar ist,
daß weiter am Widerlager und an den beiden öffnungen
miteinander zusammenwirkende Verriegelungsorgane (45, 46, 47) zur wahlweisen lösbaren Fixierung des Widerlagers in
jeweils einer dieser öffnungen angeordnet sind und daß der Kolben beiden öffnungen zugewandte Federabstützflächen (an 38 bzw. an 53)aufweist.
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2. Schalter nach Anspruch 1, a&durch gekennzeichnet, daß die VerriegelungBorßane (45, 46, 47) zuaamraen eine bajonettverschlußarfcige Anordnung bilden.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch &ek*nnzeichnet, daß das Widerlager (42 baw. 60) eine axiale Durchgangabohrung aufweist und daß der riont&ktbetätigungskolben (38, 39, 40 bzw. 53, 34, 55) beiderseits seines die Federabstützfläoben aufweisenden Kolbenteils (38 bzw. 53) axiale Ansätze (39, 40 bzw. 54, 55) besitzte die durch die das Widerlager nicht enthaltende Öffnung (43) hindurch bzw. in die Durchgangsbohrung des Widerlagers hineinragen, derart, daß der Kolben bei tandemartigera Verbinden des Schalters mit gleichartigen weiteren Schaltern mechanisch mit den Kolben dieser weiter an Sohalter in Zusaromenwirkung kommt.
4. Schalter nach Anepruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolier gehäuse (31 bzw. 49) iia wesentlichen achsensyraoietrlsch ist, wobei die Symmetrieachse in wesentlichen mit der Kolbenlängsachse und den Achsen der Geh&'useuffnungen (43, 44) zusammenfällt.
5. Schalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
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kenneeichnet, daß &τι GehSuse (31 bzw. $9) Rastmittel (67, 68, 69) Gebildet sind, die ein lösbares Zusammenstecken mit gleichartigen Gehäusen ähnlicher Schalter zu TandemanOrdnungen eroBslicnen und in entsprechende Rastsdttel dieser weiteren GehSuse einrastbar sind.
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