DE8810929U1

DE8810929U1 - Schalter zur Montage auf Schaltplatte

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Publication number: DE8810929U1
Application number: DE8810929U
Authority: DE
Original assignee: Bsg-Schalttechnik & Co Kg 7460 Balingen De GmbH
Current assignee: Bsg-Schalttechnik & Co Kg 7460 Balingen De GmbH
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1988-12-01
Also published as: EP0356706A2; EP0356706B1; EP0356706A3; DE3829301C2; DE3829301A1; US5016140A; DE58907559D1

Description

DIPL-INQ. PETER OTTE PATENTANWALT D-7250Le_Onberg

Vertreter beim EuropäiscKan PalentaiTttj/,Etyopejan,P,3tept ^ftofjiei·, Tiroler Straße

Ot/sei 15.8.1988

firma BSG-Schalttechnik GmbH & Co.KG Meisterstraße 19, 7460 Baiingen 1

Schalter zur Montage auf Schaltplatte

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Schalter zur Montage auf einer Schaltplatte (Leiterplatte) und einer Vorrichtung zu seiner Betätigung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Bei einem bekannten Schnappschalter dieser Art DE-PS 28 Ö2 133 sind die Haiteteiie, die die im Bereich der Schaltarmbewegung angeordneten Gegenkontaktstücke sowie gleichzeitig den Schaltarm lagern, unmittelbar auf einer ersten Fläche einer Leiterplatte aufgesetzt und veisen Verlängerungen auf, die auf der Leiterplattenunterseite zur mechanischen Befestigung der Halteteile und zur gleichzeitig herzustellenden elektrischen Verbindung mit den dort verlaufenden Leiterbahnen verlotet sind« Hierdurch gelingt es, mit wenigen Einzelteilen beim Aufbau eines Schnappschalters mit Vorspannungsfeder auszukommen, da die Leiterplatte gleichzeitig eine Art Gehäuse, jedenfalls tragendes Lagerteil für den Schalteraufbau bildet. Problematisch ist hierbei aber die Notwendigkeit, daß in geeigneter Weise durch äußere Bewegungseinwirkung

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•ine Umschaltung des Schaltarms möglich ist. Zu diesem Eweck ist ein gesondertes Betätigungselement vorgesehen, Welches an der Leiterplatte getrennt zu den Halteilen gelagert ist und durch seine eigene Verschwenkbarkeit die mit ihrem anderen Ende an ihm angelenkte Vor-Bpannungsfeder so gegenüber dem Lagerpunkt des Schaltferms in ihrer Position verändert, daß je nach der Lage des äußeren Betätigungselements unterschiedliche Übertotpunktstellungen des Schaltarms und damit eine Anlage an verschiedenen Gegenkontaktstücken möglich sind. Problematisch ist hierbei bis zu einem gewissen Grade die Einleitung der äußeren Schaltkräfte auf das Betätigungselement, welches dann wiederum über die Vorepannungsfeder den Schaltarm umschaltet; da die Leiterplatte ein flächiges Gebilde ist, greifen äußere Schaltkräfte üblicherweise parallel zu dieser am Betätigungselemsnt an ,wobei auch die Gefahr besteht, daß das auf der Leiterplatte gelagerte Betätigungselement aus seiner Lagerung verschoben wird oder sonstwie eine Verkantung erfährt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen besonders einfach aufgebauten Schalter als EIN-/ AUS-Schalter oder Umschalter zu schaffen, der ebenfalls unmittelbar auf einer Leiterplatte als lagerndes Gehäuseelement aufgebaut ist und dessen Schaltbetätigung problemlos durch einen einfachen, separat gelagerten Stößel möglich ist, so daß der ganze Schalter auf kleinstem Raum untergebracht werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß

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durch die Schalterbetätigung von unten durch eine Öffnung in der Schalterkomponenten lagernden Schaltoder Leiterplatte ein besonders einfach aufgebautes Betätigungselement Verwendung finden kann, welches ohne die Notwendigkeit, die Vorspannungsfeder selbst zu lagern oder aufzunehmen, dennoch die Schaltarmbewegung schnappschalter- | artig durchführen kann und wobei, was von besonderer |

Bedeutung ist, der einfache, das Betätigungselement bildende Stößel vertikal zur Leiterplatte an der Vorspannungsfeder direkt angreift und daher auch die Schaltarmbewegung nicht in einer Ebene parallel zur ,

Leiterplatte, sondern vertikal zu dieser veranlaßt.

Da wegen der auf der Leiterplatte sonst noch anzubringenden oder auf dieser unterzubringenden und zu befestigenden weiteren Schaltungskomponenten stets eine gewisse Höhe auf der Bauelementenseite der Leiterplatte erforderlich ist, kann diese Höhe für die Schaltarmbewegung ausgenutzt werden, ohne daß ein solcher Schalter daher besondere viel Platz auf der Leiterplatte selbst benötigt.

Besonders vorteilhaft eignet sich die erfindungsgemäße Schalterkonzeption für solche Leiterplatten, die in ein die Leiterplatte aufnehmendes

Vergußgehäuse eingesetzt und vergossen sind, vrcbei gleichzeitig das Vergußgehäuse Führungsaufgaben im Bereich des Schal*- Stößels übernehmen kann. Die Schalterbetätigung erfolgt dann über den Stößel von der Rahmenunterseite, durch den Vergußrahmen und die Leiterplatte.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführtem Maßnahmen j sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen &idiagr;

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der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, die auf der Leiterplatte aufgebauten Schalterkomponenten zusätzlich von einem Gehäuse abzudecken bzw. zu umgeben, wobei dieses Gehäuse aber keine tragenden oder lagernden Aufgaben mit Bezug auf die Schalterkomponenten übernimmt, sondern lediglich eine umhüllende Schutzfunktion hat. Ferner kann der Schaltstößel mit einer Dichthülse abgedichtet werden, so daß der gesamte Aufbau gegen Feuchtigkeit, eindringende Schmutzpartikel und dgl. geschützt ist und für beliebige Geräte als elektronische Schaltungskomponente, insbesondere Elektrohandwerkzeuge eingesetzt werden kann. Vorteilhaft ist ferner die Möglichkeit der Vormontage von Haupthalteteil, Schaltarm und Vorspannungsfeder, da der Schaltarm an vorspringenden Eckkanten von seitlichen HaiteteilschenkeIn zur Anlage kommt und nicht unter Federdruck wegspringen kann.

Zeichnung

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 stark schematisiert den Aufbau eines erfin^ungsgemäßen Schalters mit Schalterbetätigung im Schnitt, komplettiert durch ein den Schalter umgebendes Gehäuse und ein die Leiterplatte aufnehmendes Vergußgehäuse und

Fig. 2 als Teilausschnitt schematisiert und in perspektiver Darstellung eine Ansicht des Haupthalteteils von unten.

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Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, den auf einer Schalt- oder Leiterplatte aufgebauten Schalter so auszulegen, daß eine einwirkende Stößelbewegung senkrecht zur Leiterplatte durch unmittelbare Kontaktierung der Vorspannungsfeder den Schaltarm in seine andere Ubertotpunktposition bringt, wobei der Schaltstößel von der Rahmenunterseite durch die Leiterplatte und gegebenenfalls durch einen die Leiterplatte aufnehmende Vergußrahmen geführt und dort auch zur Verschiebung gelagert ist.

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt lediglich einen Teilausschnitt einer Leiterplatte mit diese aufnehmendem Vergußrahmen, wobei nur der Teil dargestellt ist, der den erfindungsgeinäßen Schalter lagert. Dabei ist die Leiterplatte oder Schaltplatte mit 10 und der auf dieser befestigte Schalter insgesamt mit 11 bezeichnet. Der Schalter umfaßt ein ilauptlager- oder Ilalteteil 12, welches in Fig. 2 nochmals im größeren Detail dargestellt ist und allgemein eine böckchenartige Struktur aufweist, auf die weiter unten noch weiter eingegangen wird. Diese Ilauptlialteteil 12 ist von einer allgemein U-fürmigen Gestalt und weist Verlängerungen 13a, 13b auf, die entsprechende Bohrungen oder Öffnungen der Leiterplatte 10 durchsetzen und bis zu deren Leiterbahnenseite und geringfügig über diese hinaus geführt sind. Hierdurch ist ein Verlöten -ler Verlängerungen 13a, 13b, wie bei 14 angedeutet möglich, so daß sich gleichzeitig ein sicherer Halt für das Hauptlagerteil auf der Leiterplatte und die elektrische Verbindung zu den Anschlüssen auf der Leiterbahnenseite herstellen läßt.

Das Hauptlagerteil 12 lagert gleichzeitig in einer zurückgenommenen Ausnehmung 15 den Schaltarm 16, der in den beiden möglichen, von ihm einzunehmende

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Stellungen in Fig. 1 gezeigt ist. Am Schaltarm 16 greift bei 17 eine Vorspannungsfeder 18 an, die mit ihrem anderen Ende bei 19 durch eine hintere Öffnung in der Rückwand des Kalteteils geführt und dort befestigt ist.

Der genaue Aufbau des Haupthalteteils 12 ist in Fig. gezeigt und umfaßt neben der Rückwand 20 zwe_ von dieser in der Zeichenebene nach links ausgehende, einander mit vorgegebenen Abstand gegenüberliegende Seitenwände 21a, 21b, so daß sich hierdurch die allgemein U-förmige Gestalt ergibt. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß in Fig. 2 das Haupthalteteil 12 in einer verglichen mit der Fig. 1 umgedrehten Position gezeigt ist, also mit Ansicht von unten. Man erkennt, daß die beiden Seitenwände 21a, 21b untere Längskanten 22 bilden, mit denen das Haupthalteteil 12 auf der Leiterplatte 10 aufliegt. Diesem gegenüberliegend sind vordere Eckanschläge 22* (beidseitig) gebildet, an denen der Schaltarm in einem vormontierte-« Zustand des laup thai te teils, also dieses, Schaltarm und Vorspannungsfeder, anliegt und so bis zum Einsetzen in die Leiterplatte gehalten ist.

Entsprechend gehen von der Rückwand 20 die erwähnten Verlängerungen 13a, 13b aus, die angrenzend zur Rückwand zu beiden Seiten jeweils flügelartige Verbreiterungen 23 bilden, die ebenfalls als Anschlag^lachen zur Auflage auf der Leitplatte 10 dienen. Man erkennt Im übrigen, daß dieses Hauptahlteteil aus einem flächigen Stanzstück gebildet ist, denn die beiden äußeren Flügeleinsätze 23 sind aus den Ausnehmungen 24 der Seitenwände herausgebogen.

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Nach vofn weisen die Seitenwände eine kniekehlenartige Einbuchtung 25 auf, die das Stützlager für den Schaltarin 16 bildet, so daß dieser gegenüber dem Haupthalteteil 12 durch diese Punktlagerung verschwenkbar ist.

Es ist noch ein weiteres Halteten 26 vorgesehen, wn.lches bei 27 den Clegeiikontnkt für das Kontaktstück 16a am Schaltarm 16 bildet; Ilaupthalteteil 12 und weiteres Halteten 26 bestehen bevorzugt aus einem geeigneten, elektrisch leitenden Metall, wobei das weitere Haltete!! 26 mit dem Gegenkontakt 27 auch in Form eines einstückigen Biegestücks noch eine Kontaktanschlußfahne 28 aufweisen kann. Auf jeden Fall verfügt auch das weitere llalteteil 26 über nach unten gerichtete Fortsetzungen oder Verlängerungen 29, die der Befestigung dieses Haltateils in Durchtrittsboliriingcn der Leiterplatte 1ü dienen, wo sie auf der gegenüberliegenden Seite verlötet sind.

In der in der Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition, in welcher die Vorspnniuingsfeder ihre erste Position kürzester Länge und dabei geradlinig verlaufend, wie durch &Lgr; gekennzeichnet, einnimmt, befinden sich der Feileranlenkpunkt 17 am Schaltarm 16 und der andere Anlenkpunkt 19 an der Rückwand 20 des Ilauptahlteteils 12 in etwa auf gleicher Höhe und unterhalb des Lagerschwenkpunktes 11 für den Schaltarm 16, gebildet von clou Ausnehmungen 25 der Seitenwände 21a, 21b. Es handelt sich daher hier um eine stabile Totpunktlage und die Schaltarmbewegung in die andere Scha1tarmposition, in welcher der Schalbarm am Gegenkontakt anliegt, erfolgt dann dadurch, daß bei 30 in der Zeichnung in der Fig. 1 von unten auf die Feder gedrückt wird, so daß diese sich sozusagen nach oben ausbeult und schließlich die mit B gekennzeichnete zweite Endposition einnimmt, in welcher sich der mittlere Bereich der Vorspannungsfeder 18 über dem Lagerpunkt 11 für den Schaltarm 16 befindet, so daß - bei

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Aufrechterhaltung der		verlagerte Feder des Schalt
lenkung des anderen
wand 20 - durch die so

arms nach oben gezogen wird, so daß sich nunmehr der Tederanlenkpunkt am Schaltarm 16 bei 17' befindet.

Diese Position nimmt der Schalter so lange ein, wie die Feder 18 abgedrückt wird.

Eur Betätigung dieses Umschaltvorgangs über die Federeinwirkung in ein Stößel 31 vorgesehen, der die Leiterplatte 10 senkrecht durchsetzt und, beispielsweise mit einem verbreiterten Kopfteil 31a, in der Zeichenebene der Fig. 1 von unten gegen den mittleren Bereich der Vorspannungsfeder 18 drückt und diese bei weiterem Nachdrücken in die hochgewölbte B-Form bringt.

Der Stößel 31 ist bevorzugt in einer abgesetzten Führungsbohrung 32 eines die Leiterplatte 10 aufnehmenden Vergußrahmens 33 geführt; dieser Vergußrahmen 33 verfügt über eine Bodenplatte 34 und einstückig daran angesetzt eine zur Aufnahme der Vergußmasse beispielsweise geschlossene Umrandung 35, wobei die Führungsbohrung 32 für den Stößel 31 von einer nach oben und unten gerichteten Verdickung 3G e'er Bodenplatte 34 des Vergußrahmens 33 gebildet ist.

Dabei kann der nach oben, also in Richtung auf die Leiterplatte 10 verlaufende Vorsprung 36a der Verdickung 36 mit einem oberen verjüngten Ringvorsprung 37 die Bohrung 38 in der Leiterplatte 10 durchsetzen, so daß diese gegenüber dem VerguBrahmen 33 auch vorfixiert wird und schon bei der Montage einen sicheren Bait erlangt, wobei der verbreitete Kopf 31a in einem

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eigenen verbreiterten Bohrungsteil 32a der Führungsbohrung 32 für den Stößel 31 aufgenommen ist.

Durch die Vorspannungskraft der Feder in der Ausgangsposition A wird der Stößel 31 automatisch nach außen gedrückt und erhält daher eine hinreichende Vorspannung; das Eindrücken des Stößels in Richtung des Pfeils C, Vas einer Krafteinwirkung auf die Vorspannungsfeder 18 in deren Mitte etwa entsprechend dem Doppelpfeil D in Fig. 2 entspricht, ergibt sich dann durch eine geeignete tiußere Betätigung, wodurch der Stößel den Hub H zurücklegt, bis der Schaltarm umschaltet und bei dem in dieser Ausführungsform dargestellten einfachen Ein-/Aus-Bchalter in den durch die Anlage an Gegenkontakt 27 markierten Einschaltzustand übergeht.

Es kann empfehlenswert sein, den Stößel 31 nach außen hoch mittels einer elastischen Dichthülse 38 abzudichten, die beispielsweise aus Gummi oder einem sonstigen geeigneten Elastomer bestehen kann und am unteren Teil der Verdickung 36 als äußere Bandage fest anliegt, sich in Richtung auf das Stößelende verjüngt und in einer Ringausnehmung 39 am Stößel eingreift. Bei Betätigung des Stößels wölbt sich dann die Dichthülse, wie gestrichelt gezeichnet, nach außen aus.

In einer weiteren Ausgestaltung vorliegender Erfindung könnenr falls gewünscht, die Schalterkomponenten von einem nach unten, also in Richtung auf die Leiterplatte 10 offenen (Teil)Gehäuse noch umschlossen sein; ein solches Gehäuse ist bei 40 angedeutet und bildet eine angenäherte Kastenform, die durch übliche Verrastungs^ mittel, beispielsweise in Form von die Leiterplatte durchsetzenden, hackenförmigen VorSprüngen, an der Leiterplatte befestigt ist.

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In gleicher Weise kann dann schließlich die zur Vervollständigung des Schalteraufbaus zur Bildung eines Itegelbausteins, beispielsweise zur Drehzahlregulierung Von Werkzeugmaschinen u. dgl., auf der Leiterplatte »och angeordnete Elektronik mit eingegossen werden, trobei das Gehäuse 40 ein Eindringen der Vergußmasse in den Schalterbereich verhindert.

Die Betätigung des Stößels 31 kann dann in beliebiger Meise erfolgen, beispielsweise und mit Vorteil durch feinen yeräteseitigen Schieber, der beispielsweise mit feiner in der senkrechten Ebene allmählich ansteigenden ßchrägflache auf den Stößelbereich aufläuft und diesen in fler Zeichenebene der Fig. 1 nach oben drückt. Der nach flem Verguß fertige Baustein kann daher so wie in den figuren lediglich als Teilausschnitt dargestellt, in fein entsprechend auszurüstendes Gerät eingesetzt und in diesem so befestigt werden, daß der erwähnte geräte-Beitige Schieber dann auf den Stößel einwirken kann.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüche? und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

DIPL-ING. PETER OTTE PATENTANWALT D-7250 Leonberg

Vertreter beim Europäischen PatentSWUiUropeäh.{?ätent AlfcHnpy, Tiroler Straße

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Firma BSG-Schalttechnik GmbH & Co.KG Meisterstraße 19, 7460 Baiingen 1

Schutzansprüche

1. Schalter zur Montage auf einer Schaltplatte (Leiterplatte) und Vorrichtung zu seiner Betätigung, mit hinein beweglichen Schaltarm und mindestens einem im Bereich der Schaltannbewegung angeordneten Gegenkontak⁴;, einer eine Vorspannung erzeugenden, am Schaltarm angreifenden Feder und einem einer äußeren Schalteinwirkung ausgesetzten Betätigungselement (Stößel) , ferner mit einem Haupthaltet·*il, gegen welches sich der Schaltarm abstützt und das unmittelbar auf der Leiterplatte aufgesetzt und an dieser befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) an dem den Schaltarm (16) lagernden Haupthalteteil (12) auch die Vorspannungsfeder (18) gelagert ist und den Schaltarm in eine erste Ubertotpunktposition vorspannt,

b) ein zur Schaltarmbewegung die Leiterplatte (10) senkrecht durchsetzender Stößel (31) vorgesehen und

c) so gelagert ist, daß er vertikal auf den mittleren Bereich der Vorspannungsfeder (18) auftrifft und diese mit Bezug auf den Anlenkpunkt (17, 17') der

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Feder (18) am Schaltarm (16) so verlagert, daß sich für die Dauer der Einwirkung eine zweite Schalterposition des Schaltarms ergibt.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschalterkomponenten einschließlich Haupthalteteil (12) mit Schaltarm und Vorspannungsfeder sowie weiterem, den Gegenkontakt (27) bei Umschaltung bildendem Halteteil (26) auf der Bestückungsseite der tragenden Leiterplatte (10) angeordnet sind, von welcher Verlängerungen (13a, 13b; 29) der Halteteile (12, 26) bis zur Leiterseite ragen und dort zur Gefestigung verlötet sind.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Ruheposition (A) der Vorspannungsfeder dieser parallel zur Leiterplatte (10) verläuft und ihre Anlenkpunkte (17, 19) am Schaltarm

(16) und am Haupthalteteil (12) in einer Ebene liegen, die sich unterhalb der Lagerptmktebene des Schaltarms (16) am Haupthalteteil (12) befindet.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltarmbewegung in einer Ebene senkrecht zur Leiterplatteneber.e verläuft und daß der die Leiterplatte (10) hierdurch vertikal von unten durchsetzende Stößel (3t) etwa mittig auf die in der ersten Ausgangsposition (A) geradlinig gestreckte Vorspannungsfeder (18} auftrifft und diese mit dem Hub (H) so weit nach oben in eine zweite Postion (B) durchdrückt, daß die hochgedrückte Vorspannungsfeder (18) den Schaltarm (16), an den sie

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das Gegenkontaktstück (27) mitnimmt. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Leiterplatte von einem Ver-
gußgehäuse (33) aufgenommen ist, welches mit einer
verdickung (31) &khgr;&iacgr;&eeacgr; Bereich des Stößels eine StöSsl-
führung (32) bildet, die den Stößel (31) durch eine
Bohrung in der Leiterplatte (10) auf die Vorspannungs
feder (18) ausgerichtet hält. 5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stößelführung (32) eine ab
getreppte Kontur mit einer oberen Durchmesserver
größerung zur Aufnahme eines Stößelkopfes (31a)
bildet. 6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stößel durch eine Dichthülse
(38) abgedichtet, ist. 7. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichthülse den über die Verdickung (36) im
Vergußrahmen (33) hinausragende Stößelteil abdichtet,
an der Verdickung (36) bandagenartig anliegt
und in eine Ringausnehmung am Stößelende eingreift. 8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Haupthalteteil eine allgemein
ü-förmige Form hat mit einer Rückwand (20) und von
dieser einstückig ausgehenden Seitenwänden (21a, 21b),
die mit beidseitigen Hinterschneidungen (25) den
Lagerpunkt für den Schaltarm (16) bilden, wobei die 9. /4

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Vorspannungsfeder (18) an der Rückwand (20) des Haupthalteteils (12) angelenkt ist.

10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß von der Rückwand (20) in Richtung auf die Leiterplatte die Verlängerungen (13a, 13b) ausgehen, die sich mit zurückgesetzten flügelartigen Verbreiterungen (23) an der Leiterplattenoberfläche abstützen.

11. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände mit Eckkanten (22') (beidseitig) Anschläge für den Schaltarm bilden, um diesen im vormontierten Zustand - Haupthaiteteil (12), Vorspannungsfeder (18) und Schaltarm (16) - zu fixieren.