DE8218532U1 - Schaltgeraet mit messwertanzeige fuer ueberdruck, unterdruck und differenzdruck - Google Patents

Description

DlpL-lng. Di.-Ing. HEINZ NICKELS · Dlpl.-Phye.' LORENZ HANEWINKEL

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Detmolder Straße 26 - 4UOO Bielefeld 1

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Klaus Fischer, techn. Meß- und Schaltgeräte, Bielefelder Str. 37a, D-4902 Bad Salzuflen 5

Schaltgerät mit Meßwertanzeige für überdruck, Unterdruck und D±fferenzdruck.

Die Erfindung bezieht sich auf ein SchalJbgerät mit Meßwertanzeige für Überdruck, Unterdruck und Differenzdruck mit einem zweiteiligen, sine Meßmembrane aufweisenden Druckgehäuse und einem am Druckgehäuse angeordneten, mittelbar von der Meßmembrane betätigten Zeigermeßwerk.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges S gerät mit Meßwertanzeige dahingehend zu verbessern, daß die Meßbewegungen der Membrane in einfacher und sicherer Weise auf das Zeigermeßwerk und/oder elektrisehe Schalteinrichtungen übertragen werden können und dabei einerseits das Zeigermeßwerk bzw. die elektriechen Schalteinrichtungen räumlich günstig zum Membran-Ubertragungsmittel angeordnet und andererseits die elektrischen Schalteinrichtungen einfach und genau in ihrem Schaltpunkt im gesamten Meßbereich einstellbar sind.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.

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Die in den Unteransprüchen aufgeführten Gestaltungsmerkmale stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Merkmale des Hauptanspruches und somit der Aufgabenlösung dar.

Der Erfindungsgegenstand erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination.

Das erfindungsgemäße Schaltgerät ermöglicht in einfacher, sicherer und genauer Weise eine Übertragung der Meßbewegung der Membrane auf das Zeigermeßgerät und/ oder auf einen oder mehrere elektrische Schalteinrichtungen, vorzugsweise Mikro3chalter.

Das Übertragungsmittel ist dabei von einem Schaltstößel gebildet, der einenends mit der Meßmembrane und anderenends mit Betätigungsteilen des Zeigermeßwerkes bzw. der Mikroschalter in Verbindung steht, so daß seine Verschiebebewegung, die dem anstehenden überdruck, Unterdruck oder Differenzdruck entspricht, auf die Betätigungsteile zum Anzeigen bzw. Schalten übertragen wird.

Der Abstand des Betätigungsteiles der Mikroschalter läßt sich durch eine Stellspindel mittels Verschwenkverstellung der Mikroschalter in Richtung der Versshiebebewegung (Hubbewegung) des Schaltstößels verändern, so daß dadurch die Verstellung der Schaltpunkte über den gesamten Meßbereich in einfacher Weise möglich ist.

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Das Zeigermeßwerk und die Mikrosciialter sind in vorteilhafter Weise sternförmig · so. den Schaltstößel angeordnet, wodurch eine räumlich günstige Unterbringung dieser Einrichtungen und gemeinsame Betätigung durch den Schaltstößel möglich ist«

Es besteht die Möglichkeit, das Schaltgerät nur mit dem Zeigerwerk auszurüsten oder aber mit Zeigerwerk und einem, zwei oder mehreren Mikroschaltern oder aber nur mit Mikroschaltern und ohne Zeigerwerk auszustatten«

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Anhand der Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungs-■.-beispiele gemäß der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig» 1 einen Längsschnitt durch das Schaltgerät mit Meßwerkanzeige;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Meßwertanzeige;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Zeigerwerkträger des Zeigermeßwerkes mit Schaltstößel/ Mikroschaltern und Betätigungsteil, für > das Zeigermeßwerk;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Schaltgerät-Gehäuseunterteil;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Schaltmembrane mit Membranteller.

Fig. 6 einen Teilbereich im Schnitt der Mikroschalteranordnung und -einstellung in weiterer Ausführung.

Das erfindungsgemäße Schaltgerät mit Meßwer-tanzeige für überdruck, Unterdruck und Differenzdruck weist ein zweiteiliges, aus einem Unterteil 1a und einem Oberteil 1b bestehendes Druckgehäuse 1 auf. Beide Gehäuseteile 1a, 1b Sind durch mehrere, auf dem Gehäuseumfang gleichmäßig verteilt angeordnete Schrauben 2 zu einer Einheit verbunden.

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An dem Gehause-wOberteil Ib ist die Meßwertanzeige 3

§ mit Zeigermeßwerk 4 angebautο

f Zwischen den beiden Gehäuseteilen la, Ib ist eine als

Schlaffmembrane ausgebildete Meßmembrane 5 gehalten,

ι die durch die Durchstecköffnungen 6 im Gehäus.aunter-

■ und -oberteil 1a,'1b durchgreifende Schrauben 2 zwi

schen den Gehäuseteilen 1a, 1b festgelegt ist. Im umlaufenden Randbereich ist die Meßmembrane 5 mit Aussparungen 7 versehen, durch die die Schrauben 2 fassen können.

An der Meßmembrane 5, die folienartig ausgebildet ist und aus elastischem Kunststoff od. dgl. besteht, liegt beidseitig je ein Membranteller (Stützplatte aus Metall) 8 an, wobei diese beiden Membranteller 8 in der Grundform kleiner als die Membrane 5 ausgebildet sind und sich außerhalb des zwischen den Gehäuseteilen 1a, 1b liegenden Membrane-Befestigungsbereiches erstrecken, so daß beide Membranteller 8 frei liegen.

Auf jeden Membrante-ller 8 wirken jeweils mehrere, vorzugsweise paarweise, axial gegenüberliegend gleichmäßig auf dem Membrantellerumfang verteilt angeordnete Druckfedern 9 ein. Hierfür weist das Gehäuseunterteil 1a und das Gehäuseoberteil 1b jeweils mehrere Führungsaucspa rungen (Sacklöcher) 10 auf, in denen die gegeneinander wirkenden und die beiden Membranteller 8 gegen die da-

Jl zwischenliegende Membrane 5 drückenden Druckfedern

mit einem Endbereich geführt gehalten sind.

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Die Druckfedern 9 wirken als Meßfedern und da sie gegen- einander wirken« wild die Meßmembrane 5 von den Druck- <

federn 9 in der Nullstellung gehalten, welche' erst durch daa Über die Anschlüsse 12 in den beiden Gehäuseteilen 1a, 1b einfließende und auf die Membranteller 8 einwirkende Medium verändert 'wird, je nach i den Druckverhältnissen, wodurch dann die Sttitzteller 8 , mit Membrane 5 entgegen der jeweiligen Federkraft und mit Unterstützung der anderen Federkraft weiter in das Unterteil 1a oder in das Oberteil 1b hineinbewegt werden.

In dem Gehäuseoberteil 1b, und zwar in der Oberteil- > wandung 1c, ist ein unter Druckspannung gegen die Meß- | membrane 5, also einen Membranteller 8, gehaltener und | in Abhängigkeit von der Meßmerabrane 5 (deren Bewegung) | verschiebbarer Schaltstößel 13 angeordnet, der mit ei- Ij nem Betätigungsteil 14 des Zeigermeßwerkes 4 zur Bewegung eines Meßwertzeigers 15 und/oder mit mindestens einem am Zeigermeßwerk 4 gegenüber dem Schaltstößel 13 _: verstellbar gehaltenen Mikroschalter 16 in Wirkverbindung steht.

I Der Schaltstößel 13 ist senkrecht zur Membranebene |

verschiebbar in dem Gehäuseoberteil 1b (der Wandung f

1c) gelagert und dabei in einer abgedichtet, in der (

Oberteilwandung 1c eingelassenen Führungsbuchee 17 \ angeordnet und durch die-se Führungsbuchse 17 aus

dem Gehäuseoberteil 1b abgedichtet herausgeführt. \

Der in dem Gehäuseoberteil 1b liegende Längenendbe- f

reich 13a des Schaltstößels 13 steht unter der Ein- |

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Wirkung einer diesen Längenendbereich umfassenden, sich an der Führungsbuchse 17 und einem Schaltstößelansatz abstützenden Druckfeder Ί8, mittels derer der Schaltstößel 13 gegen die Membran-Stützplatte ti gehalten ist.

Der aus dem Oberteil 1b herausragende Stößelbereich 13b wirkt mit Beinern freien Stirnende auf das Betätigungsteil 14 und/oder einen Hebel 16a des Mlkroschalters 16 ein. \

Die Meßwertanzeige 3 besitzt ein haubenartiges, aus einem klarsichtigen Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, bestehendes Gehäuse 19, das mit seiner Haubenöffnung an dem Gehäuseoberteil 1b befestigt ist. Der Haubenboden des Klarsichtgehäuses "Ϊ9 bildet die stLrneeitige Ablesefläche 19a der Meßwertanzeige 3 und mit geringem Abstand unter dieser Ablesefläche |

19a ist ein Skalenblatt 20 angeordnet, welches auf einem Zeigerwerkträger 21 befestigt ist. Zwischen Skalenblatt 20 und Ablesefläche 19a liegt der Meßwertzeiger 15, so daß das Skalenblatt 20 zur Ableseanzeige 3 (Zeigerwerk 4, Mikroschalter 16, Stößel und dgl.) überdeckt.

Das Betätigungsteil 14 überträgt eine vom Schaltstößel 13 erhaltene Bewegung über ein Zahnsegment und ein Ritzel 22 auf die Zeigerdrehachse 15a für die Verdrehung des Zeigers 15 in die jeweilige Anzeigestellung.

Das Zeigerwerk 4 ist unter dem plattenförmigen Zeigerwerkträger 21 befestigt, unter dem auch ein, zwei oder mehrere Mikroschalter 16 verstellbar gehalten sind. Dabei lagert jeder Mikroschalter 16 mit einem Verstellarm 24 um eine am Zeigerwerkträger 21 gehaltene Schwenkachse 25, durch die der Mikroschalter 16 in Verschieberichtung des Schaltstößels 13 verstellt (verschwenkt) werden kann*

Die Verstellung jedes Mlkroschalters 16 erfolgt durch eine eigene, im Zeigerwerkträger 21 angeordnete und auf den Verstellarm 24 einwirkende Stellspindel 26, die einen unterhalb der Ablesefläche 19a liegenden Verstellknopf 27 aufweist, welcher von außen durch die Ablesefläche 19a hindurch zugänglich oder betätigbar ist; beispielsweise nach Herausnehmen einer in der Stirnfläche 19a angeordneten Schutzkappe 2fc. Auf der Stirnfläche 19a und/oder dem Skalenblatt 20 ist um den Verstellknopf 27 eine Schaltpunktskala 29 angeordnet. Jeder Mikroschalter 16 wird durch eine Zugfeder 30 mit seinem Verstellarm 24 ständig gegen die Verstellspindel 26 gehalten und der Hebel 16a des Mikroschalters 16 wird durch eine Zugfeder 31 in der Aus- bzw. Einschaltstellung gehalten und wieder

in diese nach Betätigung durch den Schaltstößel 13 gebracht.

Mit 32 sind elektrische Anschlußklemmen und mit 33 ist die auf dem Skalenblatt 2O vorgesehene Meßwertskala bezeichnet.

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Da& erfindungsgemäße Schaltgerät eignet sich für die vielfältigsten Meßaufgaben In den Bereichen der Industriellen oder sanitären Meßtechnik. Es findet Anwendung zur Messung, Anzeige, Signalisierung oder Regelung von Differenzdrucken, wie sie bei der der Steuerung In Heizungsanlagen, der Überwachung von Filtern, Verdichtarn, Lüftern usw, vorkommen.

Die zu vergleichenden Meßdrücke wirken von je einer Seite auf die federbelastete Membrane 5. Sie befindet sich in der Ruhestellung, ~o lange die anstehenden Drücke gleich sind. Sobald ein DJ f f erenzdr.uck in den Me^ßkammern beiderseits der Membrane 5 auftritt, bewegt eich die Membrane 5 in Richtung des niedrigeren Druckes, bis die Federkraft 9 und die durch die Druckdifferenz an der Membrane 5 hervorgerufene Kraft auegeglichen sind. Die Membranbewegung wird durch den Stößel 13 auf das Zeigerwerk 4 und die Hebel 16a der Mikroschalter 16 übertragen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der bzw. jeder Mikroschalter 16 und eine ihm zugeordnete Schaltfeder 36 durch integrierte Federgelenke 34,35 an dem Zeigerwerkträger 21 schwenkbar befestigt, d.h., in Richtung Schaltstößel 13 stufenlos einstellbar vorgesehen.

Die Schaltfeder 36 ist dabei winkelförmig ausgebildet und besitzt einen kürzeren Befestigungsschenkel 36a und einen längeren Schaltschenkel 36b.

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Der Mikroschalter 16 ist an einer winkelförmigen Schwinge 37 befestigt, die ebenfalls einen kürzeren Befestigungsschenkel 37a und einen längeren Halteschenkel 37b zeigt. Die Schaltfeder 36 und die Schwinge 37 sind in Wlnkelform, vorzugsweise rechtwinklig, ausgebildet und liegen deckungsgleich aneinander bzw. im Abstand zueinander.

Der Mikroschalter 16 und die zugeordnete Schaltfeder 36 sind jeweils durch eine Schraube 38 od. dgl. an dem Zeigerwerkträger 21 befestigt, wobei hierbei der kürzere Schenkel 36a, 37a der beiden Winkelteile 36, 37 an einem Ansatz 21a des Zeigerwerkträgers 21 festgelegt ist. Diese beiden kürzeren Schenkel 36a, 37a verlaufen aneinanderliegend parallel zueinander und stehen mindestens nahezu parallel zu dem Schaltstößel 13.

Die Federgelenke 34, 35 der Schwinge 37 und der Schaltfeder 36 werden durch die Winkelbogen zwischen den jeweiligen Schenkeln 37a, 37b/ 36a, 36b gebildet, so daß dadurch diese Winkelteile 36, 37 in sich eine federnde (nachgebende und somit in sich verschwenkende) Eigenschaft haben.

Öle längeren Schenkel 36b, 37b der Schaltfeder 36 und der Mikroschalterschwinge 37 verlaufen rechtwinklig zu dem Schaltstößel 13 und zu dessen Verschieberichtung, wobei der Schaltfederschenkel 36b in Längsrichtung den

Mikroschalter 16 überragt und mit seinem freien Längenende, welches vorzugsweise in Richtung Schaltstößel 14 leicht abgewinkelt ist und das Schaltende 36c bildet, mit dem Kopf 13b des Schaltstößels 13 kraftschlüsaig verbindbar ist«,

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Der Zeigerwerkträger 21 nimmt im Abstand zu der Schaltfeder-Schwingenbefestigung, die von der'in einen Ansatz 21a des Zeigerwerkträgers 21 eingreifenden Schraube 38 gebildet ist, und im Abstand zu den; Schaltstößel 16b des Mikroschalters 16 - also zwischen diesen beiden Stellen 38, 21 a und 16b.- eine Einstellspindel 39 zur stuf-enlosen Schaltpunkteinstellung verdrehbar auf, wobei diese Schaltpunkteinstellspindel mit dem Mikroschalter 16 (dessen Schwinge 37) kraftschlüssig verbunden ist.

Diese Schaltpunkteinstellspindel 39 ist ebenfalls durch eine verschließ- und offenbare öffnung in in dem Klarsichtgehäuse 19 und dem Skalenblatt 20 von außen her betätigbar.

Der Mikroschalter 16 ist durch die Vorspannung der Schaltfeder 36 durchgeschaltet. Er wird umgeschaltet/ wenn der Stößel 13 aufgrund einer Meßbewegung die Schaltfeder 36 vom Mikroschalter 16 abhebt, was in Fig. 6 beispielsweise durch den Hub "X" dargestellt ist. In Abhängigkeit von der Verschiebung des Stößels I3, der in der Oberteilwandung 1c lagert, erfolgt also di« Betätigung der Schaltfeder 36, deren Schaltechenkel 36b,und somit die Schaltung des Mikroschalters 16.

Durch Verdrehen der Schaltpunkteinstellspindel 39 kann der Schaltpunkt auf jeden Punkt des Meßweges stufenlos eingestellt werden,, Durch die Federgelenke 34,35 für die Mikroschalter- und Schaltfederlagerung ist eine spiel-

freie Lagerung für beide Teile 16, 36 geschaffen worden, was eine hohe Reproduzierbarkeit des' Schaltpunktes ermöglicht.

Die besondere und einfache Ausführung der Mikroschalterlagerung zu dem Schaltstößel .13 und die zugeordnete Schaltfederanordnung ergibt neben der einfachen und genauen Einstellung des Schaltpunktes und der sicheren Funktion eine Verbesserung in der Bauteilanordnung und -ausführung, da hierbei weniger Bauteile als bisher üblich vorgesehen

sind und dadurch auch eine erhebliche Vereinfachung der Montage erreicht wurde.

Claims (13)

1. Schutzansprüche

   Schaltgerät mit Meßwertanzeige für überdruck, Unterdruck und Differenzdruck mit einem zweiteiligen, eine Meßmembrane aufweisenden Druckgehäuse und einem am Druckgehäuse angeordneten, mittelbar von der Meßmembrane betätigten Zeigermeßwerk, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Druckgehäuse (1) ein unter DRuckspannung gegen die Meßmembrane (5) gehaltener, in Abhängigkeit von der Meßmembräne (5) verpchiebbarer Schaltstößel (13) angeordnet ist, dar mit einem Betätigungsteil (14) des Zeigermeßwerkes (4) und/oder mit mindestens einem am Zeigerwerkträger (21) gegenüber dem Schaltstößel (13) verstellbar gehaltenen Mikroschalter (16) in Wirkverbindung steht.
2. 2. Spaltgerät nach Anspruch 1, dadurch

   kennzeichnet, daß der Schaltstößel Π₃)

   _, -^~ ucx owuaxtstößel (13)

   in dem der Meßwertanzeige (3) benachbarten Druckgehäuseteil (1b) verschiebbar gelagert ist, mit »einem in diesem Druckgehäuseteil (1b) liegenden Längenbereich (13a) unter Einwirkung einer Druckfeder (18) gegen die Membrane (5), vorzugsweise einen Membranteller (B), gehalten ist und mit seinem anderen, abgedichtet aus dem Druckgehäuseteil (1b) herausgeführten Längenbereich (13b) in die Meßwertanzeige (3) hineinragt.
3. 3. Schaltgerät nach Anspruch 1 sowie 2, da' durch gekennzeichnet, daß an dem den Schaltstößel (13) verschiebbar haltenden Gehäuseteil (1b) ein haubenartigäs, aus einem klarsichtigen Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, bestehenden Gehäuse (19) der Meßv?ertanzeiae (3) mit der Haubenöffnungsseite befestigt ist und in diesem Gehäuse (19) ein Zeigerwerkträger (21) lagemäßig festgelegt ist, an dem einerseits das Zeigermeßwerk (4) und der bzw. die Mikroschalter (16) gehalten sind und der andererseits im geringen Abstand zur die Ableseseite bildenden Haubenstirnfläche (19a) ein das Zeigermeßwerk (4) und die Mikroschalter (16) überdeckendes Skalenblatt (20) trägt.
4. 4. Schaitgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mikroschalter (16) mit einem Verstellarra (24) um eine Schwenkachse (25) in Schaltstößel-Verschieberichtung verstellbar an dem Zeigerwerkträger (21) gelagert ist und dabei auf den Verstellbar (24) eine im Zeigerwerkträger (21) gelagerte Stellspkidel (26) mit Verstellknopf (27) einwirkt, gegen die der Mikroschalter (16) mit seinem Verstellann (24) mittels einer Zugfeder (30) od. dgl. gehalten ist.
5. 5. Schaltgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellknopf (27) für jeden Mikroochalter (16) von der ableseseitigen Klarsichthauben-Stirnseite (19a)

   her zugänglich ist und dem Steilknopf (27) eine auf dem Skalenblatt (20) und/oder der Haubenstirnfläche (19a) angeordnete Schaltpunktskala (29) zugeordnet ist.
6. 6. Schaltgerät naqh den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mikroschalter (16) srit einem unter Federspannung (31) in der Einschalt- bzw. Ausschaltstellung gehaltenen Hebel (16a) an der Stirnfläche des SchaltstÖßelB (13) anliegt.
7. 7. Schaltgerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeigermeßwerk (4) mit einem Betätigungshebel (14) an der Stirnfläche des Schaltstößels (13) anliegt und dieser Betätigungshebel (14) über ein Zahnsegment (23) und ein damit kämmendes Ritzel (22) mit der Zeigerwelle (1Sa) des zwischen Skalenblatt (20) und Haubenstirnfläche (19a) liegenden Meßwertzeigers (15) bewegungsmäßig verbunden ist.
8. 8. Schaltgerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroschalter (16) und das Zeigerwerk (4) sternförmig um den Schaltstößel (13) angeordnet sind.
9. 9. Schaltgerät, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroschalter (16) uad

   und eine ihm zugeordnete Schaltfeder (3G) durch integrierte Federgelenke (34, 35) an dem Zeigerwerkträger (21) schwenkbar befestigt sind und der Zeigerwerkträger (21) eine mit dem Mikroschalter (16) zur stufenlosen Schaltpuhkteinstellung kraftschlüasig zusammenwirkende Einstellspindeln (39) drehbar aufnimmt (Fig. 6).
10. 10. Schaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroschalter (16)

    ' eine winkelförmige Schwinge (37) aufweist und die Schaltfader (36) v/inkelförini" aus«ebilclefe ist; wq™ bei die Winkelbogen der Schwinge (37) und der Schaltfeder (36) die integrietten Federgelenke (34,35) bilden.
11. 11. Schaltgerät nach den Ansprüchen 9 und 10, da" durch gekennzeichnet, daß die kürzeren Winkelschenkel (36a, 37a) der Schwinge (37) und der Schaltfeder (36) durch Schrauben (38) od. dgl. an dem Zeigerwerkträger (21), vorzugsweise einem Ansatz (21a) befestigt sind, und im Abstand zwischen dieser Befestigungsstelle (38) und dem Schaltstößel (16b) deo Mikroschalters (16) die winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zu den längeren Schenkeln (36bm 37b) der Schaltfeder (36) und der Schwinge (37) gerichtete Einstellspindel (39) in dem Zeigerwerkträger (21) angeordnet ist.
12. 12. Schaltgerät nach den Ansprüchen 9 bis 11,. dadurch gekennzeichnet; daß der MlkroBchalter (16) durch die Vorspannung der Schaltfeder (36) durchgeschaltet ist.
13. 13. Schaltgerät nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfeder (36) mit ihrem längeren Schenkel (36b) über den Mikroschalter (16) hinausragt und mit ihrem freien Längenende (36c) mit einem Kopf (13b) des Stößels (13) kraftschlüssig verbindbar ist.