DE2719052A1

DE2719052A1 - Mehrpoliger schalter

Info

Publication number: DE2719052A1
Application number: DE19772719052
Authority: DE
Inventors: Keith T Krueger
Original assignee: Gould Inc
Current assignee: Gould Inc
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1977-11-10
Also published as: GB1532137A; ES457461A1; BR7702412A; IT1076745B; US4068200A; JPS52149369A; CA1076175A

Description

Patentanv/älte Dipl.-Ing. Curt Wallach

Dipl.-Ing. Günther Koch

Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

2715052 Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D -8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

_Datum: 28. April 1977

Unser Zeichen: 15 819

Bezeichnung: Mehrpoliger Schalter

Anmelder: Gould Inc.,

Rolling Meadows, Illinois, USA

Erfinder: Keith T. Krueger,

Bellefontaine, Ohio, USA

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Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrpoligen Schalter mit geformtem Isoliergehäuse und insbesondere auf einen Schalter mit einem einzigen Betätigungsglied, welches als manueller Auslöser und als Deckelverriegelung wirkt.

Mit der immer weiter gehenden Verbreitung relativ hoher Spannungen und/oder von Spannungsquellen hoher Kapazität kommt dem Sicherheitsbedürfnis für Leistungsschalter eine erhöhte Bedeutung zu. Es ist insbesondere wichtig, daß die zusammenwirkenden Kontakte der elektrischen Schalter geöffnet sind, wenn sie gewartet werden.

Leistungsschalter mit angeformtem Isolierstoffgehäuse werden häufig in Metallkästen montiert, wobei die Kombination so verriegelt wird, daß die Kastenabdeckung nicht geöffnet werden kann, wenn der Leistungsschalter geschlossen ist. Dies ist jedoch nur eine teilweise Lösung im Hinblick auf die Sicherheitserfordernisse in Verbindung mit der Wartung von Leistungsschaltern. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Leistungsschalter mit angeformtem Isoliergehäuse mit einer Verriegelung versehen, die so konstruiert ist, daß dann, wenn die Abdeckung des Isolierstoffgehäuses entfernt wird, der Leistungsschalter automatisch ausgelöst wird und nicht zurückgestellt werden kann, bis die Abdekkung wieder geschlossen ist. Diese Verriegelung ist so konstruiert, daß der Antrieb hierfür auch von außerhalb des Gehäuses zugänglich ist, selbst wenn die Abdeckung geschlossen ist. Die Betätigung dieses Organs bewirkt eine Auslösung des Schalters zu Prüfzwecken.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Deckelverriegelung für einen Leistungsschalter

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mit Isoliergehäuse zu schaffen.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Leistungsschalters mit einer verbesserten Deckelverriegelung und einem manuellen Auslöser,

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Leistungsschalters, bei dem ein einziges Betätigungsglied als Deckelverriegelung und als Prüfelement benutzt wird.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Leistungsschalters, der einen niederdrückbaren Auslöser aufweist, der als Deckelverriegelung arbeitet und für eine Kontrollauslösung verschwenkbar ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Grundrißansicht einer vereinheitlichten Kombination von Startermotor mit Auelösestange,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 gemäß Fig. 1, wobei die Elemente einer Poleinheit ersichtlich sind,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 gemäß Fig. 2 mit geschlossenen Kontakten,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 gemäß Fig. 1, wobei der manuelle Betätigungsmechanismus des Schalters in Schließstellung ersichtlich, ist,

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Pig. 5 eine Grundrißansicht der Hilfsabdeckung für die Auslösemechanismuskammer,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 gemäß Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 gemäß Fig. 5,

Fig. 8 eine Stirnansicht der Hilfsabdeckung in Richtung der Pfeile 8-8 gemäß Fig. 5 betrachtet,

Fig. 9 eine Rückansicht der Hilfsabdeckung, betrachtet in Richtung der Pfeile 9-9 gemäß Fig. 8,

Fig. 10 und 11 Teilseitenansichten, welche die Beziehung zwischen bestimmten Elementen der Auslöseeinheit veranschaulichen; in Fig. 10 ist die gemeinsame Auslösestange in ihrer normalen, d. h. in ihrer Spannstellung befindlich, und in Fig. 11 befindet sich die Stange in Auslösestellung, in die sie durch Entfernung der Hauptabdeckung gebracht wurde,

Fig. 12 eine Rückansicht des gemeinsamen Auelösegliedes,

betrachtet in Richtung der Pfeile 12-12 gemäß Fig. 11,

Fig. 13 eine Vorderansicht des gemeinsamen Auslöaegliedes in Richtung der Pfeile 13-13 gemäß Fig. 11 betrachtet ,

Fig. 14 eine Schnittansicht des Einstellknopfes, geschnitten längs der Linie 13-13 gemäß Fig. 11,

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Pig. 15 eine Seitenansicht des Einstellknopfes in Richtung der Pfeile 15-15 gemäß Fig. 11 betrachtet.

Der kombinierte vereinheitlichte Motorstarter 20 weist ein geformtes Isoliergehäuse auf, das eine Basis 21 und eine entfernbare flache Frontabdeckung 22 besitzt, die durch Schrauben 19 in Arbeitsstellung gehalten wird. Die Abdekkung 22 weist in Längsrichtung verlaufende parallele Rippen auf, die mit ähnlichen Rippen 24, 25, 26 des Basisteils 21 zusammenpassen und langgestreckte parallele Kammern bilden. Drei dieser Kammern enthalten stromführende Elemente, die identisch jenen sind, wie sie rechts in Fig. 2 dargestellt sind. Diese Elemente weisen einen Pol des dreipoligen Leistungsschalters 59 des Starters 20 auf. Die abnehmbare Seitenabdeckung 67 ist für die Kammer vorgesehen, die den mit einem Federantrieb versehenen Auslösebetätigungsmechanismus 70 mit freiem Kontakt gemäß Fig. 4 umschließt.

Der stromführende Pfad für jeden Pol A, B und C des Starters 20 ist identisch, so daß nur einer dieser Pfade unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wird. Dieser Strompfad beginnt bei einer Anschlußklemme 27 an einem Ende einer Leitungeschiene 28, er führt dann über diese Leitungsschiene 28 zu dem stationären Kontakt 29 am anderen Ende dieser Leitungsschiene 28 und von dort über den beweglichen Kontakt 30 an einem Ende des beweglichen Kontaktarmee 31, dann über diesen Kontaktarm 3I und ein flexibles Leiterband 32 am anderen Ende des Armes 31 und über einen U-förmigen Leiterstreifen 33 und den Spulenanschluß 34» die Spule 35» die andere Klemme 36 der Spule 35 und von dort über Leiter 37 und 38 nach dem stationären Kontakt

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des elektromagnetischen Schützteils 58 des Starters 20 und von dort nach dem beweglichen Schützkontakt 40, der leitenden Brücke 41, nach dem beweglichen Schützkontakt 42 und dem stationären Schützkontakt 43 und von dort über den Leiter 44 nach der Lastanschlußschiene 45. Letztere ist entweder direkt mit der Last verbindbar oder sie wird über ein herkömmliches nicht dargestelltes Überströmventil mit der Last verbunden.

Die Spule 35 ist Teil einer Leistungsschaltereichvorrichtung 50, welche von der Vorderseite des Starters 20 abgenommen werden kann, nachdem die Frontabdeckung 21 entfernt ist. Die Eichvorrichtung 50 für alle drei Pole kann identische Einheiten aufweisen, oder sie können mit einem gemeinsamen Isolierkörper 69 (Fig. 1) versehen sein, so daß sämtliche drei Vorrichtungen 50 als Einheit entfernt werden müssen.

Jede Untervorrichtung 50 ist elektrisch und mechanisch in Arbeitsstellung durch zwei Schrauben 46, 47 festgelegt, die zugänglich sind, wenn die Abdeckung 22 vom Basisteil 21 entfernt ist. Die Wicklung 35 ist um einen Spulenkörper 57 aufgewickelt, der einen Schenkel eines stationären C-förmigen Magnetkerns 48 umschließt. Letzterer ist durch Nieten 49, 49 am Isolator 51 befestigt, der eine Anschlußklemme 34 und eine Spule 57 aufweist. Der Magnetkern, d. h. der Magnetkreis weist außerdem einen beweglichen Anker 52 auf, der schwenkbar an seinem unteren Ende in dem durch das Bezugszeichen 53 gekennzeichneten Bereich angelenkt ist, so daß das obere Ende des Ankers 52 sich nach oben und von dem stationären Kernteil 48 entfernen kann. Die aufgewickelte Zugfeder 54 ist mit dem Stift 61 am Ende

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einer Einstellstange 55 verbunden, und zwar entfernt vom Schwenkgelenk, das durch die Stifte 62 gebildet ist. Auf diese Weise spannt die Feder 54 das vordere Ende des Ankers 52 in Richtung vom Magnetkern 48 weg.

Die Luftspalteinstellung zwischen dem Anker 52 und dem Kern 48 erfolgt durch Schrauben 63» die an dem Querbauteil 64 angeschraubt sind. Ein nicht dargestellter Nocken auf der Rückseite der schwenkbaren Einstellsteuerung 65 erfaßt den Fortsatz 66 des Teils 55« um die Spannung aller drei Federn 54 einzustellen, ohne die Luftspalte zwischen irgendeinem der Anker 52 und dem zugeordneten stationären Kernteil 48 zu ändern. Das Steuerglied 65 steht durch ein Loch 65a der Hilfsabdeckung 110 (Fig. 5) hindurch und ist in dieser schwenkbar gelagert. Wie weiter unten im einzelnen beschrieben, steht eine Drehauslösesteuerung 18 durch eine Ausnehmung 18a der Hilfsabdeckung 110 hindurch und ist in dieser beweglich gelagert. Beide Steuerglieder 65 und 18 sind zur Betätigung durch Ausnehmungen der Hauptabdeckung 22 hindurch zugänglich.

Beim Auftreten vorbestimmter Fehlerstrombedingungen zieht der durch den in der Spule 35 fließenden Strom erzeugte Fluß den Anker 52 auf den stationären Kern 48 hin und bewirkt, daß der gegabelte Ankerfortsatz 7Λ an dem vergrößerten Abschnitt 72 des Querfortsatzes 73 der gemeinsamen Auslösestange 75 angreift. Letztere bildet einen Teil eines Auslösers 200, der im Uhrzeigersinn um eine Achse schwenkbar ist, welche mit der Achse 62 der Einstellstange 55 zusammenfällt, und dies bewirkt, daß die Schraube 76 auf dem Auslösestangenfortsatz 77 die Klinke 78 im Uhrzeigersinn, d. h. in Auslöserichtung um den Schwenkzapfen 79

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schwenkt, wodurch der Verriegelungspunkt 81 der Wiege 80 freigegeben wird, so daß letztere sich frei im Gegenuhrzeigersinn um den Zapfen 82 drehen kann. Wenn die Wiege sich im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, dann bewegt sich das Ende 83 des oberen Kniehebels 84 gemäß Fig. 4 nach links, bis das Ende 83 sich nach der anderen Seite der Mittellinie für den unteren Kniehebel 85 bewegt. Nunmehr läßt die Schraubenzugfeder 86, die zwischen dem Knie 87 des Kniehebels und dem manuellen Betätigungshandgriff 88 ausgespannt ist, das Kniegelenk 84, 85 zusammenklappen, und der Handgriff 88 wird über eine Verbindung zwischen dem Handgriff 88 und seinem rückwärtigen Fortsatz 91 verschwenkt .

Das untere Ende des Kniehebellenkers 85 ist bei 92 schwenkbar am freien Ende eines radialen Fortsatzes93 des Kontaktträgers 90 angelenkt. Wenn der Kniehebel 84, 85 zusammenbricht, wird der Träger 90 gemäß Fig. 4 im Uhrzeigersinn verschwenkt, und dabei werden die Kontaktarme 31 aller drei Pole in die voll ausgezogene Stellung, d. h. in die Öffnungsstellung gemäß Fig. 2 überführt. Die Basis 21 ist eine Mehrfachbaueinheit mit Abschnitten, die längs der Teilungslinie 23 zusammenpassen, so daß die Lagerabschnitte des Koriaktträgers 90 mit vermindertem Durchmesser eingefügt und in Arbeitsstellung festgelegt werden können. In Schließstellung des Schalterteils 59 spannt eine individuelle Torsionsfeder 94, die zwischen dem Träger 90 und dem beweglichen Kontaktarm 31 ausgespannt ist, diesen Kontaktarm 31 im Gegenuhrzeigersinn um die Isolierstange 99 als Mittelpunkt vor und erzeugt dadurch den Kontaktdruck.

Für jeden Pol A, B, C ist eine gesonderte parallele

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Lichtbogenlöschplatte 95 vorgesehen, um die zwischen den Kontakten 29, 30 des Schalters beim Trennen gezogenen Lichtbogen zu löschen. Durch den Lichtbogen gebildete Gase, die aus den Platten 95 links gemäß Fig. 2 austreten, wandern, wie durch die strichpunktierten Linien G dargestellt, nach vorn und sie werden durch den Haubenabschnitt

96 der Abdeckung 22 abgeleitet und treten aus der Öffnung

97 hervor und strömen dann gemäß Fig. 2 nach links vor den Teil 58. Äußere Abdeckplatten 98 verhindern eine direkte Vermischung der Lichtbogengase unterschiedlicher Pole, wenn diese durch die öffnungen 97 das Gehäuse 21, 22 verlassen.

Die elektrischen und magnetischen Elemente des Schalters 58 sind von herkömmlicher Bauart und weisen ein U-förmiges Magnetjoch 101 auf, dessen Arme von Abschnitten der Spule 102 umschlossen sind. Wenn letztere erregt wird, dann wird der Anker 103 auf das Joch 101 angezogen und führt den Eontaktträger 104 zurück. Letzterer lagert die Kontaktbrücken 41 sämtlicher drei Pole, so daß die Kontakte 41 sich in ihre Schließstellung bewegen, wobei die beweglichen Kontakte 40, 42 an den jeweiligen stationären Kontakten 39» 43 angreifen. Es sind Stahlelemente 105 en der Innenseite der Abdeckung 22 in den Bereichen der Schaltkontakte 39, 40, 42, 43 angeordnet, wodurch eine Auslöschung der zwischen den Kontakten nach deren Trennung gezogenen Lichtbogen durch magnetische Kraftwirkung ermöglicht wird.

Eine Niete 111 (Fig. 2) legt das Leiterband 37 auf der vorderen Oberfläche der Isolierabdeckung 110 L-förmigen Querschnitts fest. Letztere bildet die vordere Begrenzung der Kammer 112, in der die gemeinsame Auslösestange 75«

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die Einstellstenge 55 und die Anker 52 liegen. Nach Abnahme der Hauptabdeckung 22 kann die Hilfsabdeckung 110 entfernt werden, um die Einstellschrauben 63 zugänglich zu machen. Die rückwärtige Fläche der Abdeckung 110 ist mit Fortsätzen 114 versehen, die an dem Fortsatz 73 angreifen und dessen Bewegung führen. Der Fortsatz 73 ist flexibel auf der Auslösestange 75 in einem Bereich 116 verminderten Querschnitts, der elastisch ist, montiert, wodurch der Fortsatz 73 nach vorn vorgespannt wird.

Wie am besten aus den Fig. 10 bis 15 ersichtlich, weist die Steuerung 18 einen Knopf I5I und ein Betätigungsorgan 152 auf. Jedes der Elemente I5I und I52 ist einstückig aus Plastikmaterial hergestellt. Der Knopf I5I besitzt einen zylindrischen Schaft 153 «nit einer Ringschulter 154 an einer Stelle zwischen den Enden des zylindrischen Abschnitts 153· Das Vorderende des Abschnitts 153 ist mit einem Schlitz 155 versehen, in den ein Schraubenzieher eingesetzt werden kann, um die Steuerung 18 zu verschwenken. Der Abschnitt des Teils 153» der hinter der Schulter 154 liegt, ist mit einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 156 versehen. Um 90° versetzt zu dem Schlitz 156 sind diametral gegenüberliegend nach außen stehende Laschen 157, 157 vorgesehen, deren äußere Oberflächen abgeschrägt sind, so daß die Laschen 157 während der Lagerung des Knopfes I5I am Betätigungsorgan 152 nach innen gezogen werden, wie dies aus der Zeichnung hervorgeht. Normalerweise steht jener Abschnitt des Knopfes I5I vor der Schulter 154 durch das kreisförmige Loch 18b der Hauptabdeckung 22 hindurch, so daß der Schlitz 155 von der Außenseite der Abdeckung 22 her zugänglich ist.

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Das Betätigungsorgan 152 weist einen zylindrischen Lagerabschnitt 161 auf, der innerhalb des Loches 18a der Hilfsabdeckung 110 liegt. Dieser Abschnitt 161 ist mit einer Axialbohrung 162 versehen, die von dem Vorderende des Betätigungsgliedes 152 nach hinten vorsteht. Querlöcher 163 erstrecken sich von der Bohrung 162 nach außen. Wenn das Hinterende des Knopfes I5I in die Bohrung 162 eingefügt ist, dann werden die Laschen 157 anfänglich nach innen gepreßt und schnappen dann in die öffnungen 163 ein, um den Knopf 151 mit dem Betätigungsglied 152 als Baueinheit zu verbinden.

An der Rückseite des Lagerabschnitts 161 ist das Betätigungsorgan 152 mit einer Nockenoberfläche 165 versehen und ein radialer Vorsprung 166 des Führungsschaftes 167 steht nach hinten in die Führungsöffnung 168 der Basis 21 vor. Die Druckschraubenfeder 169, die den Schaft 167 umschließt, greift an der rückwärtigen Seite des radialen Vorsprungs 166 an, um das Steuerorgan nach vorn zu drükken.

Wenn die Hauptabdeckung 22 in ihrer normalen Schließstellung befindlich ist, wie in Fig. 10 dargestellt, dann erfaßt die rückwärtige Oberfläche der Abdeckung 22 die Schulter 154- und drückt das Steuerorgan 18 in seine unwirksame Stellung. Wenn die Abdeckung 22, wie in Fig. 11 dargestellt, offen ist, dann wird das Steuerorgan 18 durch die Kraft der Feder 169 nach vorn bewegt. Dadurch wird die Nockenoberfläche 165 in Eingriff mit der gemeinsamen Auslösestange 75 gebracht und hierdurch wird diese nach rechts bewegt und verschwenkt die Auslösestange 200 im Uhrzeigersinn in Auslöserichtung, wodurch die Schalt-

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kontakte 29, 30 durch den Mechanismus 70 geöffnet werden.

Wenn die Hauptabdeckung 22 geschlossen ist, dann ist der radiale Vorsprung 166 auf die Auslösestange 75 ausgerichtet. Wenn demgemäß das Steuerorgan 18 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 1 verdreht wird, dann greift der Vorsprung 166 an der Auslösestange 75 en und bewegt letztere von links nach rechts gemäß Fig. 10, um die Auslösestange 200 im Uhrzeigersinn zu verschwenken und dadurch den Hechanismus 70 zu veranlassen, die Schaltkontakte 29, 30 zu öffnen.

Ein dem Knopf I5I identischer Teil wird als Teil der Einstellsteuerung 65 benutzt. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird auf die gleichzeitig mit vorliegender Anmeldung eingereichte Patentanmeldung der Anmelderin verwiesen (US S. N. 681 243).

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Claims

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Patentansprüche

!Mehrpoliger Schalter mit einer Gruppe zusammenwirkender Kontakte für jeden Pol und mit einem Betätigungsmechanismus zum öffnen und Schließen der Kontakte und mit einer automatischen Auslösevorrichtung zur Betätigung des Mechanismus im Sinne einer öffnung der Kontakte beim Auftreten einer vorbestimmten Überlastbedingung, wobei der Mechanismus eine Verriegelungseinrichtung aufweist, die im verriegelten Zustand ein öffnen und Schließen der Kontakte ermöglicht und im entriegelten Zustand einen Teil des Mechanismus zum öffnen der Kontakte freigibt und wobei die automatische Auslösevorrichtung einen gemeinsamen Auslöser für sämtliche Pole besitzt und wobei das den Mechanismus und den Auslöser beherbergende Gehäuse eine zu öffnende Frontabdeckung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslösebetätigungsglied von Vorspannmitteln nach vorn gedrückt und durch die Gehäuseabdeckung in einer ersten Stellung gehalten wird, wenn die Abdeckung geschlossen ist, während bei geöffneter Abdeckung die Vorspannmittel das Betätigungsglied in eine zweite Stellung überführen, wobei das Betätigungsglied beim Bewegen von der ersten in die zweite Stellung betriebsmäßig auf den Auslöser einwirkt, um die Verriegelungseinrichtung zu entriegeln, wodurch ein Öffnen der Kontakte durch den Mechanismus erwirkt wird.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossener Abdeckung das Betätigungsglied von einer Stelle außerhalb des Gehäuses zugänglich ist, um betriebsmäßig den Auslöser zu betätigen und die Verrie-

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gelungseinrichtung zu entriegeln, wobei der Mechanismus die Kontakte öffnet.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied mit einem ersten Teil ausgestattet ist, welches betriebsmäßig an dem Auslöser angreift, um die Verriegelung zu entriegeln, wenn sich das Betätigungsglied von der ersten in die zweite Stellung bewegt, und daß das Betätigungsglied mit einem zweiten Abschnitt versehen ist, welcher betriebsmäßig an dem Auslöser angreift, um die Verriegelung zu entriegeln, wenn das Betätigungsglied von einer Stelle außerhalb des Gehäuses bei geschlossenem Deckel betätigt wird.
4. Schalter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied parallel zur Schwenkachse bei der Bewegung zwischen der ersten und der zweiten Stellung beweglich ist und daß das Betätigungsglied bei Betätigung von außen um diese Schwenkachse gedreht wird.
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt eine nach vorn weisende Nockenoberfläche ist und daß der zweite Abschnitt aus einem Arm besteht, der radial von der Schwenkachse vorsteht.
6. Schalter nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied erste und zweite Abschnitte aufweist, die durch einen Schnappsitz zusammenwirkender Teile in Eingriff gelangen und daß der erste Teil, der die ersten und zweiten Abschnitte aufweist, und der zweite Teil einen von einem Werkzeug erfaßbaren Teil aufweisen, der an der öffnung der Abdeckung liegt, wenn letzterer offen ist.

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