DE1916438A1 - Magnetschalter - Google Patents

Description

Dr. A. Me ritzel DlpiHn.. W. Γ» ah Ike ^₀*" ¹⁹⁶⁹

Patentanwälte I O I D H O O '

Refrath bei Köln
Frankenforst 137

ILLINOIS TOOL WORKS, Inc. Chicago, Illinois (V.St.A.)

Magnetschalter

Die Erfindung "betrifft einen Magnet schalter mit einer Zungenschalteinrichtung, die von einem Druckknopf "betätigt wird, wobei ein von dem Druckknopf getragener Magnet in einer bestimmten magnetischen Zuordnung zur Zungenschalteinrichtung angeordnet ist.

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Zungenschalter mit Schaltzungen können, ohne Ausfall millionenfach geschaltet werden, und eignen, sich damit für viele Verwendungszwecke. Der Zungenachalter kann entweder mittels Permanentmagneten oder mittels elektrischer Spulen gesteuert werden. In vielen Fällen, ist ein durch einen Permanentmagneten gesteuerter Zungenschalter für kompakte, preiswerte Schalteranordnungen vorzuziehen. Auf solche Anordnungen bezieht sich die Erfindung. Insbesondere bezieht sie sich auf eine neue Form einer durch einen Druckknopf betätigten Zungenschaltereinrichtung.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines verbesserten Druckknopf-Zungenschalters.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Druckknopf-Zungenschalters , bei dem eine bestimmte magnetische Zuordnung zwischen einem vom Druckknopf getragenen Magneten relativ zu den magnetisch ansprechenden Zungen des Zungenschalters vorgesehen, ist.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Druckknopf-Zungenschalters, der darüber hinaus kompakt, betriebssicher und sehr empfindlich ist und vor Hochdruck geschützt werden kann und der sich ansonsten gut für die vorgesehenen Zwecke eignet.

Gemäß der Erfindung wird ein Magnetschalter geschaffen, der ein Gehäuse, einen an einem Ende des Gehäuses verschiebbar gelager-

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ten hohlen länglichen Druckknopf mit ersten Vorspannmitteln, die ihm zugeordnet sind und normalerweise das äußere Ende des Druckknopfes aus dem Gehäuse herausdrücken, um gegen die Vorspannmittel eingedrückt werden zu können, einen in Längsrichtung fluchtenden Stabmagneten, der im hohlen Druckknopf sitzt und dem zweite Vorspannmittel zugeordnet sind, die den Stabmagneten" normalerweise in Richtung auf das innere Ende des Druckknopfes drücken, und einem am anderen Ende des Gehäuse gelagerten Zungenschalter im Abstand zum Druckknopf umfaßt, wobei der Zungenschalter zusammenwirkende Zungen aufweist, die jeweils einen Klemmanschlüß haben, der sich außerhalb des Zungenschalters befindet. Einer der Klemmanschlüsse ist dabei relativ zum länglichen Druckknopf so angeordnet, daß der freiliegende Magnetpol des im Druckknopf sitzenden Stabmagneten bei Nieiierdrücken und Bewegen des Druckknopfes in^; Eichtung auf den Zungenschalter in Anlage daran gelangen kannywwobei die zusammenwirkenden Zungen magnetisch aufeinander ansprechen, um einen Stromkreis zu öffnen und zu schließen, dem der Magnetschalter zugeordnet ist. Die Stangenmagneten werden dabei gegen die Vorspannung der zweiten Vorspannmittel bei Anlage an einen der Klemmanschlüsse be- wegt., um ein Übersteuern des Druckknopfes relativ zum Zungenschalter zu gestatten^ * . ·

Ee Erfindung ist im nachfolgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende-Zeichnung näher^; - ln<der.· Zeichnung;sind: -;■-■./"; .., .ί:« .. .■:-..' -.-j ,--■-.--. .,·.'-:■

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Fig. 1 ein Schnitt durch einen Druckknopf-Zungenschalter in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Schnitt durch den in Mg. 1 gezeigten Schalter, wobei jedoch gezeigt ist, wie die Zungen des normalerweise geöffneten Zungenschalters in Kontakt miteinander bei Niederdrücken des Druckknopfes gebracht werden,

Fig. 3 ein Schnitt durch einen Druckknopf-Zungen-

schalter in einem zweiten AusfÜhrungsbeiepiel der Erfindung, und

Fig. 4 ein Schnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schalter, wobei gezeigt ist, wie durch ITiederdrücken des Druckknopfes der magnetische Stromkreis geschlossen wird, in dem die dem Zungen- schalter zugeordneten Zungen in Anlage aneinander gelangen. ,: . -

In dem in. Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt der Druckknopf-Zungenschalter 10 ein. zylindrisches hohles Gehäuse 12, in dem die verschiedenen. Bauteile des Druckkn.opf-Zun.genschalters untergebracht sind-.- Eine aufreehtatehende-Muffe 14

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1st am oberen. Ende des Gehäuses 12 angeordnet, die Außengewinde 16 trägt, um eine Mutter oder ein Gewindestück aufzunehmen, mittels der bzw. mittels dessen der Druckknopf-Zungensehalter 10 in dem Durohbruch einer Schalttafel ο.dgl. befestigt werden, kann. Das Gehäuse 12 umfaßt ferner einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt 18 am.unteren Ende, der mit den anderen EIe- menten des Druckknopfschalters gemäß der nachfolgenden. Beschreibung zusammenwirkt.

Ein länglicher hohler Druckknopf 20 sitz im Gehäuse 12 und umfaßt einen länglichen Druckknopfabschnitt 22, der sich durch die Muffe 14 nach oben erstreckt, um das obere Ende 24 des Druckknopf es ausreichend weit von der Muffe 14 zu halten, damit der Druckknopf eingedrückt werden kann. Der Druckknopf 20 umfaßt ferner einen vergrößerten ringförmigen Pußabsohnitt 26, wodurch am Übergang zum Abschnitt 22 eine Außensohulter 28 gebildet wird, die mit der Innenschulter 30 des Gehäuses 12 zusammenwirkt, um eine Begrenzung für die Aufwärtsbewegung des Druokknopfea 20 in klar ersichtlicher Weise zu bilden. Das untere Ende 31 des Druckknopfes 20 liegt an einer Schraubenieder 32 oder entsprechenden Vorspannmitteln an, die den Druckknopf 20 normalerweise in die in Mg. 1 gezeigte Stellung drückt.

Der Druckknopf 20 umfaßt ferner einen Stabmagneten 34* der innerhalb des hohlen. Abschnitts des DruckknopfabSchnitts 22 am unteren Ende sitzt. Eine Bewegung des Stabmagneten 34 nach unten, wird

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durch eine nach innen gerichtete Schulter 36 verhindert. Der Stabmagnet 34 wird normalerweise in eine Biohtung nach unten gemäß der Darstellung in Pig. 1 durch eine Schraubenfeder 38. gedrückt, die zwischen dem Stabmagneten 34"lind dem oberen Ende 24 des Druckknopfabschnitte 22 sitzt. Die Schraubenfeder oder andere entsprechende Vorapannmittel gestatten eine Übersteuerungsbewegung dea Druckknopfes 20 bei Anlage des Stabmagneten 34 ^an einer freiliegenden Anschlußklemme des Zungenschal-P ters. Der Stabmägnet 34 weist entgegengesetzte magnetische Pole an gegenüberliegenden Enden auf. Für die nachfolgende Beschreibung wird angenommen, daß der untere freiliegende Pol des Magneten der Nordpol und der obere Pol der Südpol aind. Diese Polanordnung kann jedoch umgekehrt werden, ohne daß die Funktion des Druckknopf-Zungenschalters dadurch beeinflußt wird.

Im unteren Ende dea Gehäuses 12 sitzt ein hohles Gehäuses 40, das mehrere Funktionen ausübt. Einmal umfaßt das hohle Gehäuse k 40 einen vergrößerten Flansch 42, der mit Außengewinde versehen ist. Dieses Außengewinde ist komplementär zum Innengewinde 18 des Gehäuses 12 ausgebildet, damit das Gehäuse eine Lage einnehmen kann., wie sie in Fig. 1 gezeigt iet» Zum anderen dient der Flansoh 42 als untere? Anschlag für die Schraubenfeder 32, die : zwischen ihm und dem unteren Ende 31 des hohlen Druckknopf es aitzt. Auf diese Weise ist die Schraubenfeder 32 oder eine andere entsprechende Vorspanneinrichtung gemäß der Darstellung eingeschlossen, um den Druckknopf 20 normalerweise aus dem Ge-

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häuse 20 herauszudrücken, damit er zur Betätigung des Schalters eingedrückt werden kann.

Das hohle Gehäuse 40 weist mehrere· andere wesentliche Merkmale auf. Der hohle Teil des Gehäuses 40 nimmt die Zungenschalteinrichtung 44 auf, die eine längliche Hülle aus Glas oder einem sonstigen Isolierwerkstoff aufweist und mit zwei magnetischen Kontaktzungen 46 und 48 versehen ist, von denen mindestens eine federnd ausgebildet ist. Die Zungenkontakte 46 und 48 sind jeweisl einstückig mit den freiliegenden Anschlußklemmen. 50 und 52 des Zungenschalters verbunden. Die obere freiliegende Anaohlußklemme 50 erstreckt sich in das obere Ende des hohlen Gehäuses 40 und ist so angeordnet, daß der freiliegende magnetische Nordpol des Stabmagneten 34 in Anlage daran gelangen kann. Die untere Anschlußklemme 52 ist mit einem L-förmigen Anschluß*stück 54 verbunden, das sich auf dem unteren Ende des Gehäuses 12 erstreckt. Obgleich die Zungenschalteinrichtung 44 durch das hohle Gehäuse 40 in einer vertikalen Lage angeordnet ist, befindet sich immer noch ein peripherer Raum um die Zungensohalteinrichtung 44 herum, um das Einführen einer Epoxidkapselmasse 56 zu gestatten, um die Zungenschalteinrichtung 44 und das hohle Gehäuse 40 zu umgeben, und um eine Abstützung für das.Anschluß stück 54 zu erbringen. Die Epoxidkapselmasse ist dazu vorgesehen, die Zungenschalteinrichtung gegen. Umwälzeinflüsse zu schützen und zu kapseln, beispielsweise Druck u.dgl., und zwar innerhalb festgelegter Normen. . .

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Die Arbeitsweise des Druckknopf-Zungenschalters 10 geht aus einem Vergleich der Pig. 1 mit der fig. 2 hervor. Der Druckknopfschalter 10 wird dadurch betätigt, daß das obere Ende 24 des Druckknopfes 20 gegen die Vorspannung der Schraubenfeder· 52 eingedrückt wird, um den Stabmagneten -in Anlage an den Kiemmansohluß 50 zu bringen. Wenn das geschieht, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, bewegt sich der Stabmagnet 34 gegen die Vorspannung der Schraubenfeder 38, so daß der Stabmagnet mit einem gleiöhbleibenden Magnetfeld auf den Anschluß 50 einwirken kann* Gleichzeitig kann, der Druckknopf 20 relativ zu den anderen Bauteilen des Druckknopfschalters übersteuert werden. In dieser Weise wird für ein ständiges Magnetfeld vom Stabmagneten und von dem An-Schluß 50 gebildet, uhne daß die Befestigung baw. Lagerung des Klemmanschlusses 50 relativ zur Glashtille des Zungenschalters 44 unterbrochen, oder zerstört wird. In. dieser Hinsicht versteht sich, daß die Schraubenfeder 38 eine Vorspannung hat, die diese betreffenden Aufgaben erfüllt.

Bei Magnetisieren des Klemmanschlusses 50 durch den Stabpermanentmagneten 34 wird eine magnetische Anziehung zwischen den magnetischen Kontakten 46 und.48 hervorgerufen, so daß der letztere in Kontakt mit dem ersteren gelangt. Damit wird ein ■ elektrischer Stromkreis durch den Zungenschalter 44, die Anschlußklemme 54 und den damit verbundenen leiter geschlossen, wobei der andere Leiter mit dem Gehäuse 12 verbunden ist, das aus einem elektrisch leitenden Metall gebildet ist-, durch das der

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Strom zum Elemmanaohluß 50 über das elektrisch leitende Metallgehäuse 40 fließt. Wenn der Druckknopf 20 freigegeben wird, kehrt der Hagnet 34 aus der in. Fig. 2 gezeigten Lage in die in Fig. 1 gezeigte Lage, zurück, wo er wegen seiner magnetischen Feldstärke und seiner Lage relativ zum Klemmanschluß 50 keinen weiteren magnetischen Einfluß auf die magnetischen. Kontaktaungen 46 und 48 des Zungensohaltere 44 nimmt. Damit wird natürlich der Stromkreis unterbrochen, dem der Druckkncpf-Zungensohalter tO zugeordnet ist, bis ein erneutes Schalten in der beschriebenen Weise erfolgt.

Es wird nunmehr auf Fig. 3 und 4 Bezug genommen, um ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zu beschreiben. Da das in Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel in vieler Hinsicht dem in Fig. t und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht, werden entsprechende Bezugszahlen unter Anfügung des Buchstabens ⁿa^w verwendet, um gleiche oder entsprechende Teile zu kennzeichnen.

Wie zu sehen ist, sind viele der entsprechenden oder gleichen Teile des in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiels erheblich länger im Vergleich zum Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Am oberen Ende des Druckknopfes 20a ist eine Aufspannkappe 58 vorgesehen, die einen vergrößerten Fingeranlagebereich für den. Druckknopf 20a schafft. Die Kappe 58 dient außerdem dazu, die Schraubenfeder 38a zwischen sioh und dem Stabmagneten 34a einzuschließen. Der Stabmagnet 34a ist mit einem ver-

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größerten fuß 60 am unteren Eordpol versehen, der zwischen einer nach innen gerichtete» Schulter 56a am unteren Ende des Druckknopfea 20a und einer zweiten nach innen gerichteten Schulter 62 sitzt, die oberhalb angeordnet ist, um die Tertikaie Bewegung des Stabmagneten 54a zu begrenzen.

Das hohle Gehäuse 40a und die Zungenaohalteinrichtung 44a sind erheblich abgewandelt im Vergleich zu dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel· Das hohle Gehäuse 40a dient in dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls als unterer Anschlag für die Schraubenfeder 32a sowie als Abstützung für die Zungensohalteinrichtung 44a. Darüber hinaus schließt es das Ende des Druckknopf-Zungensohalters 10a, um die Glaahülle der Zungenschalteinrichtung 44a vor Stoßen oder sonatigen Beschädigungen zu schützen.Ferner bildet das hohle Gehäuse 40a eine isolierendes Teil anstelle eines elektrisch leitenden Teils wie in dem in. Fig. 1 und 2 gezeigten Auaführungsbeispiel,

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Die Zungenschalteinriohtung 44a umfaßt zwei Anschlußklemmen 64 und 66, die sich aus dem unteren Ende des Druckknopf-Zungeneohalters 10a herauserstreoken. Diese Anschlußklemmen sindein- - ■""-'■■■■■■

• stückig mit den Zungenkontakt en der Zungenschalteinriehtung 44a verbunden. Im einzelnen ist die .Ansohlußklemme 64 einstückig mit dem starren oder unbiegsamen Zungenkontakt 68 verbunden, während die Anschlußklemme 66 einstückig mit dem federnden oder ausbiegbaren. Zungenkontakt 70 verbunden ist. Die Anschlußklemmen 64 und

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66 eratreoken. sich duroh entsprechende Öffnungen, die in die Baais 72 des hohlen Gehäuses 48 eingeformt sind. Die Baais 72 hat ferner eine Öffnung ausreichender Größe zur Aufnahme des Glashüllenteila der Zungena ehalt einrichtung 4-4 gemäß der Darstellung. Die Anschlußklemmen 64 und 66 der Zungenschalteinrichtung 44a helfen also dabei, die Zungenschalteinrichtung in der dargestellten Weise vertikal in. der vorgesehenen Lage anzuordnen.

Die "beiden Anschlußklemmen 64 und 66 haben umgekehrt gebogene untere Enden, um das Anbringen von Leitern, zu erleichtern. Das obere Ende der Änaohlußklemme 66 ist ebenfalls zurückgebogen, um eine Anlagefläohe zu bilden, die mit dem Magneten 34a in. einer Flucht liegt. Damit kann der Magnet 34a in Kontakt mit dem oberen umgebogenen Abschnitt der Anschlußklemme 66 gebracht werden, um durdi ihn ein Magnetfeld zu leiten und zu bewirken, daß der ausbiegbare linger 70 aus der in Fig. 3 gezeigten Lage in die in Fig. 4 gezeigte Lage wandert, um einen Stromkreis zu öffnen und zu schließen, dem der Druckknopfschalter zugeordnet ist. ·■■■'-.

Die Arbeitsweise und die Funktion des Druckknopf-Zungenschalters 10a gemäß dem in Fig. 3 und 4 gezeigten. Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen die gleiche wie die, wie sie im Zusammenhang mit dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Auaführungsbeispiel beschrieben worden sind. Durch Niederdrücken des Druckknopfea 20a über

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die vergrößerte Kappe 58 gelangt der untere ma^etieöhe Ifprdpbl· des Magneten 34a in Kontakt mit dem zurückgebogenen öb#a?en |Λ>·* schnitt der Anschlußklemme 66, die der Zungenschalteinrichtung 44a zugeordnet ist, um durch sie einen magnetischen JPlüfi zu leiten* Dadurch wird eine Bewegung des ausbiegbaren ZungenkontaktB aus der in Mg. 3 gezeigten lage in die in Mg. 4 gezeigte Läge hervorgerufen. Eine Übersteuerung des Druckknopfes 20a relativ zur Zungenschalteinrichtung 44a ist ebenfalls als PoIge des Zusammendrückens der Schraubenfeder 38a möglich, obgleich die Bewegung in Grenzen, liegt, und zwar wegen der nach innen gerichteten Schultern 36a und 62, die dem Druckknopf 20a zugeordnet sind» Ansonsten entspricht jedoch die Arbeitsweise und die Funktion des Druckknopf-Zungenschalters 10a der, wie sie im Zusammenhang mit dem in Mg. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel besohrieben worden ist.

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Claims (1)

1. -Vp-

   Patentansprüche

   1.!Magnetschalter mit einem Gehäuse und einem hohlen länglichen Druckknopf, der in einem Ende des Gehäuses verschiebbar gelagert ist, gekennzeichnet durch erste Vorspannmittel (32, 32a) zum Torspannen des äußeren Endes des Druckknopfes (20, 20a) nach außen relativ zum Gehäuse (12, 12a) zur Eindrückbarkeit gegen die Vorspannung der ersten Vorspannmittel (32, 32a), durch einen in Längsrichtung fluchtenden Stabmagneten (34, 34a), der innerhalb des hohlen Druckknopfes (20, 20a) angeordnet ist und dem zweite Vorspannmittel (38, 38a) zugeordnet sind, die den Stabmagneten (34, 34a) in Richtung auf das innere Ende des Druckknopfeβ (20, 20a) vorspannen, durch eine am anderen Ende des Gehäuses (12, 12a) im Abstand zu dem Druckknopf (20, 20a) angeordnete Zungenschalteinrichtung (44, 44a), die zusammenwirkende Zungen (46, 48i 68-, 70) aufweist, welche jeweils außerhalb der Zungenschalteinrichtung (44, 44a) liegende Anschlußmittel (46, 54* 64» 66) haben, wobei jeweils eine der Ansohlußmittel (46, 66) so relativ zum länglichen. Druckknopf (20, 20a) angeordnet sind, daß der freiliegende Magnetpol des darin sitzenden Stabmagneten (34, 34a) beim Niederdrücken des Druckknopfes (20, 20a) in Riohtung auf die Zungenschalteinriohtung (44, 44a) in Anlage daran bringbar ist, derart, dad die zusammen-

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   wirkenden Zungen (46, 48j 68, 70) einander magnetisch anziehen und den zugehörigen Stromkreiβ jeweils öffnen und schließen, wobei der Stabmagnet (34, 34-a) gegen die Vorspannung der zweiten Vorspannmittel (38, 38a) bei Anlage an den einen Ansohlußmitteln (46, 66) zur Ermöglichung einer tiber-!- steuerung des Druckknopfes (20, 20a) relativ zur Zungensohalteinrichtung (44» 44») bewegbar ist.

   2. Hagnet schalter nach Anspruch 1, da d u r ο h g e k en η -

   ζ e i ohne t, daß die beiden Vorspannmittel (32, 32aj 38,

   ■ .- ■ .- ♦ ■■"■■■"■■".-■■. ^; 38a) jeweils durch eine Schraubenfeder gebildet sind.

   3. Hagnet schalter naoh Anspruch 1, d a d u rc h g e kennzeichnet, daß die zweiten Vorspannmittel (38, 38a) eine erheblich niedrigere federoharakteristik als die ersten Vorspannnittel (32, 32a) haben.

   \ 4. Hagnetsohalter naoh Anspruch 1, d a d u ro h gekennzeichnet, daß die Zungensohalteinrichtung (44) innerhalb eines hohlen Gehäuses (40) sitzt, das an dem dem Druck- j knopf (20) gegenüberliegenden Ende in dem Außengehäuse (12) aufgenommen ist, wobei die Zungeneohalt einrichtung (44) innerhalb des Gehäuses (40) angeordnet und mit ihm verbunden ist, wobei dem inneren Gehäuse (40) Hittel zugeordnet sind, mittels derer die Zungeneohalteinrichtung (44) vor Druckdifferenz en geschützt

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   5· Magnetschalter nach Anspruch 4, d a d u rc h g e ke η η ζ "β i c h η e t, daß die Sohutimittel eine einstückigangeformte Abdeckung sind, die dem ineren Gehäuse (40) zugeordnet ist.

   6. Magnetschalter nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmittel durch eine ausgehärtete Masse gebildet sind, die die Zungenschalteinrichtung (44) innerhalb des hohlen Gehäuses (40) einkapselt.

   7· Magnetschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c hne t, daß die einen Anschlußmittel, die zur Magnetisierung durch den im Druckknopf (20a) sitzenden Stabmagneten (34a) vorgesehen sind, über die volle Höhe der Zungenschalteinriohtung (44a) zurückgebogen sind, wobei der zurückgebogene Absohnitt der Anschlußmittel zur Lageanordnung und zum Halten der Zungenschalteinrichtung (44a) in einer aufrechten Lage innerhalb des Sehalters (10a) vorgesehen ist,

   8* Magnetschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennz e i ohne t, daß der zurückgebogene Abschnitt der freiliegenden Anschlußmittel, der einem der Zungen (70) zugeordnet ist, von der Zungensohalteinrichtung weg federnd vorgespannt ist, derart, daß die Zungenschalteinrichtung (44a) in der vorgesehenen Lage innerhalb des Schalters (10a) gesichert ist.

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