DE7331568U - Elektrokochgeraet - Google Patents

Description

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Dlpl.-lng. EIDENEIER | Dipl.-Chern. Dr. R U F F Dlpl.-lng. J. B EIE R

7 STUTTGART 1 Neckarstraße 50 Τσίοίοπ CO71V) £2 7C 5?

25. August 1975 - JB/Va

Anmelder: E.G.O. Elektro-Geräte Blanc u. Fischer 7519 Oberderdingen / Wiirtt.

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El ektroko chg erat

Die Erfindung betrifft ein Elektrokochgerät mit einer oberen aus glasartigem bzw. keramischem Material bestehenden Platte und wenigstens einer darunter angeordneten Heizeinheit mit einer Trägerschale und darin angeordneten und gegen die Glaskeramikplatte angedrückten Heizelementen und mit einem parallel zu der Glaskeramikpiatte liegenden Temperaturfühler.

Ein derartiges Elektrokochgerät ist aus der deutschen Oiienlegungsschrift 2 205 152 bekannt geworden. .Dabei bestehen die Heizelemente aus spiralig gewickelten flexiblen Kohrheizkörpern mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt, die von unten her an die Glaskeramikplatte angedrückt werden, jjort sind zwei ringförmige Bereiche von Heizelementen

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vorgesehen, zwischen denen eine Windung frei bleibt. In dieser liegt eine Spiralwindung eines rohrförmigen Temperaturfühlers, der dort als elektrischer iXJhler ausgebildet ist, d. h. infolge eines eingelegten wiaerstanasarantes oder eines anderen, seinen Leitwert unt>^r Temperatureinfluß wesentlich veränderden Materials entgeht ein fühlersignal, das in einer elektrischen oder elektronischen Schalt- oder Regeleinrichtung verwendet werden kann. Obwohl dies eine sehr gute Regelung, gestattet, ist jedoch zu beachten, daß das Schalt- oder Regelgerät zur Auswertung des elektrischen Fühlersignals relativ aufwendig ist. Es muß außerdem am Elektrokochgerät in einem Bereich angebracht werden, der eine relativ geringe Temperatur"hät, insbesondere, wenn elektronische Bauteile Verwendung finden. Das ist bei sehr flachen Einbaueinheiten oft schwierig, da elektronische Bauteile nur 80° C vertragen,

Bekanntlich muß ja die Temperatur einer Glaskeramikplatte besonders sorgfältig überwacht werden, da diese keine übertemperaturen verträgt. Da außerdem sehr hohe Temperaturen der Heizelemente und damit der Glaskeramikunterseite notwendig sind, um ausreichend Leistung durch die an sich isolierende Glaskeramikplatte hindurchzubringen, fallen auch andere sehr zuverlässige und relativ einfache Schalt- und Regelgeräte, wie beispielsweise die hydraulischen Regler, aus. Die Hydraulikflüssigkeit würde derartige Temperaturen nicht mehr ohne weiteres vertragen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das eingangs erwähnte Elektrokochgerät in bezug auf die Begrenzung der höchsten auftretenden Temperaturen so zu verbessern, daß keine aufwendigen, entfernt von der Heizeinheit anzuordnenden und temperaturempfindlichen Schalt- oder Regelgeräte mehr notwendig sind.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Temperaturfühler als ein stabförmiges mechanisches Ausdehnungsglied ausgebildet ist, an der der Glaskeramikplatte abgewanaten beite der Heizelemente entlang quer aurch aie Heizeinheit hindurch verläuft und einen als Temperaturbegrenzer wirkenden Schalter für die Beheizung der Heizelemente bedient, der im Bereich der Heizeinheit angeordnet ist.

Es wurde bisher stets angenommen, daß die Glaskeramikplatte, die ja mit einer Arbeitstemperatur nur kurz unterhalb der Temperatur arbeitet, die zu einer Schädigung führt, nur durch einen i/uhler ordentlich überwacht werden kaun, -der unmittelbar an ihrer Unterseite anliegt. Erstaunlicherweise hat es sich gezeigt, daß mit einem stabförmigen Temperaturfühler, der in relativ weitem Abstand von der Glaskeramikplatte verläuft und sogar unterhalb der ja relativ dicht nebeneinander angeordneten Heizelemente liegt, eine sehr wirksame Temperaturbegrenzung dei Höchsttemperatur für die Glaskeramikplatte geschaffen werden kann. Versuche haben ergeben, daß es sogar möglich ist, den Temperaturbegrenzer als Arbeitsregler einzusetzen, indem . ohne sonstige Temperaturregelung die Heizeinheit nur mit Energieregelung betrieben wird, d. h. die Heizeinheit wird so hoch erhitzt, daß sie während des Betriebes ständig von dem Temperaturbegrenzer ein- und ausgeschaltet wird.

Die Funktion des Temperaturbegrenzers ist derart ausgezeichnet , daß bei einem ordnungsgemäßen Kochen mit einem darauf stehenden Topf eine insgesamte Leistung von 84 % durchgesetzt wird (d. h. die Heizeinheit war zu 84 % der Zeit eingeschaltet und wurde zu 16 % der Zeit durch den Temperaturbegrenzer ausgeschaltet), währen! im ungünstigsten

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Falle mit einem schlecht anliegenden und reflektierenden Topf, der die Leistung nur schlecht abnimmt, eine relative Einschaltdauer (relative Leistungsaufnahme) von nur 30 % erzielt wurde. Dabei wurden die Temperaturen an der keramikplatte im Bereich zwischen 500° und 600° auf einige 10° genau konstant gehalten. Auch ein Versuch mit verschobenem Kochtopf, d. h. mit Leistungsabnähme nur in einem Teilbereich der beheizten Kochfläche,konnte noch eine sehr gute Abregelung erzielt werden, ohne daß unzulässige Temperaturen in dem nicht vom Kochtopf überdeckten Bereich auftraten.

Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus den Unterans_±7rüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Temperaturbegrenzer., der zum Einsatz bei einem Elektrokochgerät nach der Erfindung geeignet ist,

Fig. 2 ein vergrößertes Detail aus fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Heizeinheit mit einem Temperaturbegrenzer nach Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen schematischen Schnitt nach der

Linie IV - IV in Fig. 3 and

Fig. 5 ein schemacisches Schaltbild.

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Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Temperaturbegrenzer 11 g ist auch in der am gleichen Tage vom gleichen Anmelder | eingereichten Anmeldung mit dem Titel "Temperaturbegrenzer" | beschrieben. Er besitzt ein Gehäuse 12 und einen daran an- | gesetzten Temperaturfühler 13, der als thermisches Ausdehnungselement ausgebildet ist. Es besteht beispielsweise aus einer rohrförmigen Hülse 14 aus rostfreiem Stahl, die an ihrem unteren Ende, gegebenenfalls über eine Justierschraube 42 mit einem mittleren Stab 15 verbunden ist. Ler Stab 15 kann aus Keramikmaterial bestehen, aas einen sehr niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, während der der Hülse 14 grpßer ist.

In dem Gehäuse 12 des Temperaturbegrenzers 11 ist eine Wippe 16 in Form eines zweiarmigen Hebels um eine Achse schwenkbar angeordnet. Der eine Arm der Wippe 16 drückt auf den Stab 15, während der andere Arm auf einem Druckstab ruht, der durch eice Öffnung in einem aus Isoliermaterial bestehenden Träger 44 hindurchragt, der auf seiner von der Wippe 16 abgewandten Seite in einer Vertiefung einen Schnappschalter 56 trägt. Dieser Schnappschalter besitzt eine Schnappfeder 47, deren zwei aufgebogene Federteile sich an einem Widerlager 46 abstützen,das nach Art eines L-förmigen, über eine Blattfeder gelagerten Hebels 45 ausgebildet ist und mit seinem von der Abstützung entfernten Teil am Träger angebracht ist. Auf dem Hebel 45 stützt sich der Druckstab 19 ab, und er kann somit durch in der Zeichnung nach oben gerichteten Druck den Schnappschalter im üffnungssinne betätigen. Ein Arbeitskontakt 26 ist an einem Ende der Schnappfeder 47 angeordnet. Der Gegenkontakt dazu ist am Träger 44 angebracht und elektrisch mit einem Anschluß 27 verbunden. An dem anderen Ende der Schnappfeder ist ein Sicherheitskontakt 28 angeordnet, der mit einem Gegenkontakt zusammenarbeitet, der am Gehäuse gegenüber diesem

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isoliert angebracht und elektrisch mit einem Anschluß 29 verbunden ist.

Der eigentliche Schaltmechanismus ist besonders aus der Fig. 2 zu erkennen, die eine Arbeitsstellung des Schnappschalters zeigt. In der Schaltfeder 47 des Schaltmechanismus sind durch zwei Einschnitte in der aus dünnem Fe<iermaterial bestehenden Schaltfeder zwei äußere durchgehende Verbindungsteile und zwei Federteile 49, 50 abgetrennt, von denen das Federteil 49 auf der Seite des Sicherheitskontaktes 28 liegt und diesen betätigt, während das Federteil 5>0 zur Betätigung des Arbeitskoataktes 26 gehört und auf dessen Seite angeordnet ist. Die Federteile sind*in üblicher Weise bogenförmig nach oben herausgebogen und stützen sich mit ihren aufeinander zugekehrten auch als Schneiden 51 bezeichneten Enden in Schneidenlagern 52 ab, die als Einkerbungen auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Armes 46 ausgebildet sind. Lie Schneidenlager 52 für die Federteile 49 und 50 liegen an unterschiedlichen Stellen des Armes 46, wobei im hier dargestellten Beispiel das Schneidenlager für das Federteil 50 für den Arbeitskontakt 26 höher, d. h. mehr zur Gleichgewichts- bzw. Schnappstellung hingewandt, liegt als das Schneidenlager für das Federteil 49, das den Sicherheitskontakt 28 betätigt.

Die Schaltfeder 47 mit ihren Kontakten 26 und 28 ist frei gelagert, d. h. sie ist in ihrer Stellung lediglich durch Anlage ihrer Kontakte 26, 28 an den entsprechenden Gegenkontakteri sowie durch Abstützung ihrer Federteile in den Widerlagern im Teil 46 gehalten. Der Kontaktabstand bei geöffnetem Kontakt ist bei dem Arbeitskontakt 26 durch einen am Isolierstoffträger 44 vorgesehenen Anschlag 55 auf einen relativ geringen Wert begrenzt, während er beim Sicherheitskontakt 28 sehr groß werden kann.

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Aus dem schematischen Schaltbild der Fig. 5 ist zu erkennen, daß die Kontakte 26 und 28 in Reihe geschaltet sind, vobei die Schnappfeder 47 in üblicher Weise Leitungsaufgaben übernimmt, und daß der gesamte Temperaturbegrenzer 11 elektrisch in Reihe mit zwei untereinander* parallel geschalteten Heizwiderständen 33, 33' einer in Fig. 2 dargestellten Heizeinheit 34- cLes Elektrokochgerates und mit einem einstellbaren Regler 35 geschaltet ist. Über den Temperaturbegrenzer 11 fließt also der aus dem Netzanschluß 36 der Heizeinheit 34· zugeführte Strom. Der Regler 35 kann ein beliebiger Regler sein, vorzugsweise jedoch ein Energieregler, der eine stufenlose Leistungszuführung zu den Heizwiderständen 33> 33' ermöglicht. " '

Der Temperaturbegrenzer 11 nach Fig. 1 und 2 arbeitet wie folgt:

Normalerweise sind die Kontakte 26 und 28 geschlossen, und bei Einschaltung der Heizwiderstände 33 ₅ 33' mittels des Reglers 35 fließt Strom über diese Kontakte und erhitzt die Heizeinheit 34-. Dabei dehnt sich die Hülse ί^ώ. mehr aus als der Stab 15 mit kleinerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, so daß die Wippe 16 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird und über den Druckstab 19 auf den Hebel 4-5 drückt, wodurch der Arm 46, wie aus Pig. 2 zu erkennen ist, einerseits aufwärts und andererseits auch, wie durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist, geringfügig seitlich auf den Sicherheitskontakt 28 zu bewegt wird. Wenn das Schneidenlager 52 für das Federteil 50 über seinen Schnapppunkt kommt, schnappt die Schaltfeder 47 auf der Seite des Arbeitskontaktes 26 herum, und der Arbeitskontakt 26 hebt von seinem Gegenkontakt 53 ab und legt sich gegen den Anschlag 55· Bei Abkühlung wandert der Arm 46 des Winkelhebelö 45 abwärts, und der Kontakt 26 schließt sich beim Überschreiten des Schnappunktes für das Federteil wieder,

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Das ist der normale Funktionsablauf, aer bei cedeu. Erreichen der Begrenzungsteiaperatur abläuft. Dabei wira jedesmal, wie aus Fig. 2 zu erkennen war, aie Schnappfeder 4? in ihrer Längsrichtung, d. h. quer zu den Kontakten, hin und her bewegt, und zwar nicht nur beim Schalten, sondern bei jeder auch unterhalb des Schaltpunktes liegender-, durch unterschiedliche Temperaturen ata Fühler 15 verurtja.cnten Bewegung. Dies verhindert das Verschweißen oaer Verkleben des Sicherheitskontaktes 28. so daB c .eser auch noch betriebsbereit ist., wenn er jahrelang ohne Benutzung geblieben ist.

Wenn sich ,jetzt der Arbeitskontakt 26 durch Verschweißen^' oder Verklebung nicht geöffnet hat, obwohl das; Schneidenlager 52 für das Federteil 50 längst; über den Schnappunkt hinübergewandert ist, wird durch weitere Ausdehnung aer Hülse 14 der Winkelhebel weiterverschwenkt, und der Arm ^o verschiebt sich so weit aufwärts, bis auch aas Schneidenlager 5>2 für das .Federte: 1 49 über den Schnappunkt kommt, so daß sich dann der Sicherheitskontakt 28 öffnet. Infolge seines großen Kontaktabstandes kommt die Schnappfeder 4^r/ dabei in eine Lage, aus der sie selbst dann nicht in die Ursprungsstellung zurückgeführt wird, wenn eine Abkühlung des Elementes 13 eintritt. Diese Erscheinung tritt dadurch auf, daß di3 Federteile 49, 5ü, die eine Federwirkung auf das Teil 46 nach unten ausübten, die der Kraft der Feder 43 entgegenwirkte,, diese Federwirkung nun nicht mehr oaer in stark verringertem Maße haben. Zusammen mit eier Bemessung der anderen federnden Teile in dem Schalter, den Kontaktabständen und üer Ausbildung der Schneidenlager ic f.

die Schnappfeder so bemessen, daß diese Selbr.thaltung in der üffnungstelluüg des Sicherheitskontaktes 28 eintritt. Es tritt also die vorteilhafte Wirkung auf., daß beim

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Ansprechen des Sicherheitskontaktes die Kochstelle erst wieder in Betrieb genommen werden kann, wenn der Temperabui'ueisreiiäei· i-crparicxO lot, üx»d der Arbcitcr:cn.ta.rit 26 wie=· der arbeitet.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Heizeinheit sehematisch dargestellt, bei der ein Temperaturbegrenzer 11 nach den !''ig· 1 und 2 Verwendung findet. Ein Elektrokochgerät 1ÜÜ, das in i'ig. 4 mit einer Wandung angedeutet ist, besitzt eine obere Hatte 101 aus wärmebeständigem und insbesondere wärmeschockbestänaigem, glasartigem oaer keramischem Material, einer sogenannten Glaskeramik. Unter dieser Platte sind mehrere Heizeinheiten 102 angeordnet, die, wie scTiematisch angedeutet, durch eine Feder 103 an die Unterseite der Glaskeramikplatte gedrückt werden und dort jeweils eine Kochstelle abgrenzen. Die Heizeinheiten 1Ü2 sind einbaufertige und leicht als Ganzes demontierbarG Einheiten. Ihre an sich in der Trägerschale relativ fest angeordneten Heizelemente 33»33¹I^3estehen aus spiralig gewickelten ftohrheizkörpern mit etwa dreiecksi'öruiigem Querschnitt, die in sich recht flexibel sind» Liie Heizeinheiten sind in der deutschen Offenlegungsschrift 2 205 132 näher beschrieben. Lie Oberseite der Heizelemente 33j33'wird dadurch recht gut an die Unterseite der Glaskeramikplatte 101 angedrückt, daß die seitlichen Flansche einer Trägerschale 10;?, in der die Heizelemente angeordnet sind, über eine elastische Zwischenlage 106 an die Unterseite der Glaskeramikplatte gedrückt werden, dadurch ergibt sich so viel Spielraum, daß die Heizelemente auch bei recht starrer Anordnung innerhalb der Trägerschale gut angedrückt werden. Die Trägerschale hat im wesentlichen Kreisform und in der Mitte eine zentrierende und einen Angriffspunkt für die Feuerkraft bildende Einprägung.

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Die Heizelemente 33, 33' sind beim dargestellten Beispiel als awei ineinander liegende spiralig gewundene Ringab- F.r.hvAtte ausgebildet, die jedoch, wie aus Piß. 5 zu erkennen ist, parallel geschaltet sind. Sie können auch 5> hintereinander geschaltet sein. Die Heizelemente könneri auch aus einem durchgehenden Kohrheizkörper spiralig gewickelt cein, wobei dann eine Aufteilung in zwei Ringbereiche entfallen kann.

Unterhalb der Heizelemente 33, 33' und oberhalb einer aus hoch wärmebeständigem Isoliermaterial 107 und gewellter Aluminiumfolie 108 bestehenden Isolierung ragt der Temperaturfühler 13 parallel zur Glaskeramikplatte durch die" Heizeinheit 102 hindurch. Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, erstreckt er sich in Richtung eines Durchmessers, d. h. er geht durch den Mittelpunkt hindurch. Er ist in der Trägerschale 105 an seinem Anfang und Ende gehaltert. Damit werden alle Bereiche der Heizeinheit möglichst gleichmäßig von dem Temperaturfühler 13 abgefühlt. Er kann jedoch auch etwas aus der Mitte versetzt angeordnet sein, um beispielsweise einem in Fig. 5 schematisch und strichliert angedeuteten Temperaturfühler 109 Platz zu lassen, der den Regler 35 beeinflußt, der in diesem Falle dann nicht als Energieregler, sondern als Temperaturregler ausgebildet ist. So könnte man eine gewisse Leistungsanpassung an die unterschiedlichen Arbeitsbedingungen schon vom Regler her erreichen, so daß dann der Temperaturbegrenzer 11 nur noch als obere Begrenzung zu wirken braucht.

Wie bereits erwähnt, arbeitet der Temperaturbegrenzer 11 trotz des relativ großen Abstandes von der Glaskeramikplatte und der dazwischenliegenden Heizelemente ausgezeichnet. Vor allem ist auch aie zeitliche Verzögerung sehr gering. Er besitzt einen einfachen una robusten Aufbau,

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und zur Heiz'jinheit sind nur noch zwei Zuleitungen notwendig, in deren eine dann der Temperaturbegrenzer eingeschaltet ist. Der Temperaturbegrenzer ist unmittelbar an der Ileizeinheit angeordm. t und braucht keine gesonderten Verbindungen und keinen, gesonderten Einbau. Er ist temperaturuaempfindlich und sowohl mechanisch als auch elektrisch sehr zuverlässig. Durch seine Anordnung unterhalb der Heizelemente wird von der möglichst dicht mit Heizelementen zu belegenden Fläche der Kochstelle keine weitgehend unbeheizte Fläche für den Fühler benötigt, so daß ein höherer Wärmedurchsatz bei gleicher Temperatur möglich ist.

Claims (1)

1. A 14- 919/20 - 12 -

   Ansprüche

   1. Elektrokochgerät mit einer oberen, aus glasartigem bzw. keramischem Material bestehenden Platte und. wenigstens einer darunter angeordneten Heizeinheit mit einer Trägerschale und darin angeordneten und gegen aie Glaskeramikplatte angedrückten Heizelementen una mit einem parallel zu der Glaskeramikplatte liegenden Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (13) als ein stabförmiges, mechanisches Ausdehnungsglied ausgebildet ist, an der der Glaskeramikplatte (101) abgewandten Seite der Heizelemente (33, 33') entlang quer durch die Ik'izeinheit (102) hindurch verläuft und einen als Temperaturbegrenzer (11) wirkenden Schalter (26) für die Beheizung der I eizelemente (33» 33') bedient, der im Bereich der Heizeinheit (102) angeordnet ist.

   2. Elektrokochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (13) zwischen den Heizelementen und einer in die Trägerschale (105) eingebrachten Isolierung (107, 108) verläuft.

   3. Elektrokochgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Temperaturfühler (13) nahezu auf einem Durchmesser der runden Heizeinheit (102) angeordnet ist.

   4-. Elektrokochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (13) unmittelbar angrenzend an die Unterseite der spiralförmig; gewundenen, als Rohrheizkörper ausgebildeten Heizelemente (33» 33') angeordnet ist.

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   Elektrokochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Temperaturbegrenzer ein von dem Temperaturfühler (13) betätigbarer Sicherheitskontakt t.28) vorgesehen ist.

   6. Elektrokochkochgerat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitskontakt (?8, ein rücksetzbarer Dauerausschalter ist.

   ?· 7· Elektrokochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

   g gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler (13) ein an eich

   t bekanntes Ausdehnungsglied mit einer Hülse (14) und finem

   I Stab (15) a^us Materialien mit unterschiedlichem Wärme-

   ' dehnungskoeffizienten vorgesehen irt.

   8. Elektrokochgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

   I daß der Temperaturfühler (13) über ein Betätigun^sgeEtänge,

   das aus einer zweiarmigen Wippe (16) und einem üruckstab

   I (19) besteht, auf das Betätigungsglied (25, 45) für die

   ^ Kontakte (26, 28) einwirkt.

   p 9· Elektrokochgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch

   gekennzeichnet, daß Arbeite- und Sicherheitskontakt (26, 28)

   I als Schnappkor.takte mit unterschiedlicher Grundeinstellung

   ;> ausgebildet sind.

   f. 10. Elektrokochgerät nach .Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet-,

   I daß Arbeite- und Siclierheitskontakt (26, 28) von einer

   r gsmeinsamen Schnappfeder (4-7) betäticjbar sind.