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HINTERGRUND
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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Sicherungen. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung Sicherungen, die einen hohlen Sicherungskörper enthalten.
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Beschreibung des verwandten Standes der Technik
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Sicherungen werden als Schaltungsschutzeinrichtungen verwendet und bilden eine elektrische Verbindung mit dem zu schützenden Bauteil in einer Schaltung. Ein besonderes Sicherungsdesign enthält einen hohlen Sicherungskörper, ein Schmelzsicherungselement, das innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist, und eine Endkappe, die mit jedem Ende des Schmelzsicherungselement verbunden ist. Darüber hinaus ist eine erste der beiden Endkappen mit einem ersten Ende des Hohlkörpers und eine zweite der beiden Endkappen mit einem zweiten Ende des Hohlkörpers gekoppelt.
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Aufgrund des knappen Freiraums zwischen Hohlkörper und Endkappen fließt nur sehr wenig Lot um das Schmelzsicherungselement. Genauer gesagt, gibt es bei der Montage der Sicherung nicht genügend Fläche, um das Lot aufschmelzen zu lassen und eine gleichmäßige und zuverlässige Lötverbindung mit dem Schmelzsicherungselement 112 zu erzielen. Darüber hinaus zeigt eine Untersuchung von Hohlkörpersicherungen mit Endkappen gelegentlich Sicherungen mit schlechteren Lötverbindungen am oder in der Nähe des Schmelzsicherungselements.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Hohlkörper und Hohlkörpersicherungen werden beschrieben. Darüber hinaus werden Verfahren zum Bereitstellen von Hohlkörpern und Hohlkörpersicherungen beschrieben. In einer Implementierung enthält ein Hohlkörper einen Mittelabschnitt und einen Endabschnitt. Eine Endkappe kann mit dem Endabschnitt gekoppelt sein. Zwischen einer Innenfläche der Endkappe und einem Außenumfang des Endabschnitts ist ein Hohlraum gebildet. Ein Schmelzsicherungselement kann innerhalb des Hohlkörpers und ferner innerhalb des Hohlraums gebildet sein, der zwischen der Innenfläche der Endkappe und dem Außenumfang des Endabschnitts gebildet ist, wobei sich das Schmelzsicherungselement entlang eines im Wesentlichen diagonalen Weges durch eine Mitte des Hohlraums erstreckt. Lot kann den Hohlraum füllen und das Schmelzsicherungselement derart umgeben, dass eine elastische und dauerhafte Lötverbindung zum Schmelzsicherungselement hergestellt ist.
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Figurenliste
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- 1 veranschaulicht eine Sicherung;
- 2 veranschaulicht eine beispielhafte Sicherungsendkappe mit darin befindlichem Lot;
- 3-8 veranschaulichen beispielhafte Hohlkörper-Implementierungen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Sicherung 300 In Übereinstimmung mit einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Sicherung 300 kann ein allgemein kreisförmiges Profil im Querschnitt aufweisen, wenn von einer Unterseite 302 oder Oberseite 304 der Sicherung 300 endseitig betrachtet. Alternativ kann die Sicherung 300 ein allgemein rechteckiges Profil im Querschnitt aufweisen, wenn von der Unterseite 302 oder Oberseite 304 der Sicherung 300 endseitig betrachtet. Die Sicherung 300 kann auch als andere Formprofile ausgeführt sein. Die Sicherung 300 kann einen Hohlkörper 306 aufweisen. Der Hohlkörper 306 kann aus Keramik, Kunststoff oder einem anderen geeigneten elektrisch nichtleitenden Material bestehen. Eine erste Endkappe 308 kann über ein erstes Ende 310 des Hohlkörpers 306 passen und eine zweite Endkappe 312 kann über ein zweites Ende 314 des Hohlkörpers 306 passen.
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Lot 316 kann in jeder der Endkappen 308 und 312 angeordnet sein. Darüber hinaus kann, wie im Folgenden näher beschrieben, das Lot 316 entlang eines Umfangs des Hohlkörpers 306 angeordnet sein. Die Sicherung 300 enthält weiterhin ein Schmelzsicherungselement 318, wie beispielsweise einen Draht. Das Schmelzsicherungselement 318 kann innerhalb des Hohlkörpers 306 angeordnet sein. Darüber hinaus kann sich das Schmelzsicherungselement 318 entlang eines unteren Abschnitts 320 des ersten Endes 310 erstrecken. Das Schmelzsicherungselement 318 kann sich auch entlang eines oberen Abschnitts 322 des zweiten Endes 314 erstrecken.
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Der Hohlkörper 306 enthält einen Mittelabschnitt 324. Der Mittelabschnitt 324 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer ersten Größe auf. Der Hohlkörper 306 enthält auch einen ersten Endabschnitt 326, der am ersten Ende 310 endet. Der erste Endabschnitt 326 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Daher ist der erste Endabschnitt 326 schmaler als der Mittelabschnitt 324. Mit anderen Worten ist abhängig von einer Form des Hohlkörpers 306 eine Fläche, Perimeter, Durchmesser, Umfang oder dergleichen, die/der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als eine Bereich, Perimeter, Durchmesser, Umfang oder dergleichen, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist. Der Hohlkörper 306 enthält auch einen zweiten Endabschnitt 328, der am zweiten Ende 314 endet. Der zweite Endabschnitt 328 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Daher ist der zweite Endabschnitt 328 schmaler als der Mittelabschnitt 324. Mit anderen Worten ist eine Fläche, Perimeter, Durchmesser, Umfang oder dergleichen, die/der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als die Fläche, Perimeter, Durchmesser oder Umfang, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist.
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Der Mittelabschnitt 324 des Hohlkörpers 306 ist integral mit dem ersten Endabschnitt 326 an einer Schulter 330, die sich nach innen erstreckt, derart gekoppelt, dass er sich mit dem ersten Endabschnitt 326 verbindet. Ebenso ist der Mittelabschnitt 324 des Hohlkörpers 306 integral mit dem zweiten Endabschnitt 328 an einer Schulter 331, die sich nach innen erstreckt, derart gekoppelt, dass er sich mit dem zweiten Endabschnitt 328 verbindet.
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Das Schmelzsicherungselement 318 erstreckt sich durch einen Hohlraum 332, der zwischen einem Außenumfang des ersten Endabschnitts 326 und einer Innenfläche der ersten Endkappe 308 definiert ist. Das Schmelzsicherungselement 318 erstreckt sich entlang eines im Wesentlichen diagonalen Weges durch eine Mitte des Hohlraums 332 und endet an einem Ende 335, das zwischen einer Innenfläche der ersten Endkappe 208 und einem Außenumfang des Mittelabschnitts 324 sandwichartig angeordnet ist. Der Hohlraum 332 ermöglicht es dem Lot 316, mindestens einen Teil des Schmelzsicherungselements 318, das innerhalb des Hohlraums 332 angeordnet ist, vollständig zu umgeben.
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Ebenso ist das Schmelzsicherungselement 318 innerhalb eines Hohlraums 337 angeordnet, der zwischen einem Außenumfang des zweiten Endabschnitts 328 und einer Innenfläche der zweiten Endkappe 312 definiert ist. Das Schmelzsicherungselement 318 erstreckt sich entlang eines im Wesentlichen diagonalen Weges durch eine Mitte des Hohlraums 337 und endet an einem Ende 339, das zwischen einer Innenfläche der zweiten Endkappe 312 und einem Außenumfang des Mittelabschnitts 324 sandwichartig angeordnet ist. Der Hohlraum 337 ermöglicht es dem Lot 316, mindestens einen Teil des Schmelzsicherungselements 318, das innerhalb des Hohlraums 337 angeordnet ist, vollständig zu umgeben.
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In einer Ausführungsform kommt das Schmelzsicherungselement 318 nicht in direkten Kontakt mit einem Außenumfang des ersten Endabschnitts 326. Das heißt, das Schmelzsicherungselement 318 ist vom Außenumfang des ersten Endabschnitts 326 versetzt. Darüber hinaus kommt das Schmelzsicherungselement 318 in einer Ausführungsform nicht in direkten Kontakt mit einem Außenumfang des zweiten Endabschnitts 328. Das heißt, das Schmelzsicherungselement 318 ist von einem Außenumfang des zweiten Endabschnitts 328 versetzt. Vielmehr ist das Lot 316 zwischen dem Schmelzsicherungselement 318 und einem Außenumfang des ersten Endabschnitts 326 angeordnet, und das Lot 316 ist zwischen dem Schmelzsicherungselement 318 und einem Außenumfang des zweiten Endabschnitts 328 angeordnet.
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2 veranschaulicht eine beispielhafte Endkappe 400 mit dem darin befindlichen Lot 402. Die Endkappe 400 kann im Wesentlichen den oben beschriebenen ersten und zweiten Endkappen 308 und 312 ähnlich sein. In einem Prozess oder Verfahren zum Herstellen der Sicherung 300 kann die Endkappe 400 zumindest teilweise über das erste Ende 310 des Hohlkörpers 306 montiert werden. Darüber hinaus kann eine weitere Endkappe 400 zumindest teilweise über das zweite Ende 314 des Hohlkörpers 306 montiert werden. Das Schmelzsicherungselement 318 kann innerhalb des Innenraums angeordnet und weiter auf der Außenseite des Hohlkörpers 306 angeordnet werden, wie in 1 dargestellt, bevor eine oder mehrere der Endkappen 400 montiert werden. Der Prozess zum Montieren der Endkappen 400 über den Hohlkörper 306 kann das Erwärmen der Endkappen 400 enthalten, um das Lot 402 zu schmelzen. Der Prozess zum Schmelzen des Lotes ermöglicht es dem Lot, zumindest in die Hohlräume 332 zu fließen.
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3 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Hohlkörpers 500. Der Hohlkörper 500 kann als Teil einer Sicherung, wie beispielsweise der oben beschriebenen Sicherung 300, ausgeführt sein. Der Hohlkörper 500 weist ein äußeres quadratisches Querschnittsprofil auf. Der Hohlkörper 500 kann einen Mittelabschnitt 502 enthalten. Der Mittelabschnitt 502 weist ein äußeres quadratisches Querschnittsprofil auf. Der Mittelabschnitt 502 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer ersten Größe auf. Der Hohlkörper 500 enthält auch einen ersten Endabschnitt 504. Der erste Endabschnitt 504 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist eine Fläche oder Perimeter, die/der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als eine Fläche oder Perimeter, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist. Der Hohlkörper 500 enthält auch einen zweiten Endabschnitt 506. Der zweite Endabschnitt 506 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist eine Fläche oder Perimeter, die/der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als eine Fläche oder Perimeter, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist.
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4 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Hohlkörpers 600. Der Hohlkörper 600 kann als Teil einer Sicherung, wie beispielsweise der oben beschriebenen Sicherung 300, ausgeführt sein. Der Hohlkörper 600 weist ein äußeres kreisförmiges Querschnittsprofil auf. Der Hohlkörper 600 kann einen Mittelabschnitt 602 enthalten. Der Mittelabschnitt 602 weist ein äußeres kreisförmiges Querschnittsprofil auf. Der Mittelabschnitt 602 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer ersten Größe auf. Der Hohlkörper 600 enthält auch einen ersten Endabschnitt 604. Der erste Endabschnitt 604 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist ein Umfang oder Durchmesser, der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als ein Umfang oder Durchmesser, der der zweiten Größe zugeordnet ist. Der Hohlkörper 600 enthält auch einen zweiten Endabschnitt 606. Der zweite Endabschnitt 606 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist ein Umfang oder Durchmesser, der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als ein Umfang oder Durchmesser, der der zweiten Größe zugeordnet ist.
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5 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Hohlkörpers 700. Der Hohlkörper 700 kann als Teil einer Sicherung, wie beispielsweise der oben beschriebenen Sicherung 300, ausgeführt sein. Der Hohlkörper 700 weist ein äußeres quadratisches Querschnittsprofil auf. Der Hohlkörper 700 kann einen Mittelabschnitt 702 enthalten. Der Mittelabschnitt 702 weist ein äußeres quadratisches Querschnittsprofil auf. Der Mittelabschnitt 702 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer ersten Größe auf. Der Hohlkörper 700 enthält auch einen ersten Endabschnitt 704. Der erste Endabschnitt 704 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist eine Fläche oder Perimeter, die/der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als eine Fläche oder Perimeter, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist. Der Hohlkörper 700 enthält auch einen zweiten Endabschnitt 706. Der zweite Endabschnitt 706 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist eine Fläche oder Perimeter, die/der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als eine Fläche oder Perimeter, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist.
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Der in 5 veranschaulichte Hohlkörper 700 kann eine oder mehrere Kerben 708 enthalten. Die eine oder mehrere Kerben 708 können ganz oder teilweise mit Lot gefüllt sein, wenn eine Endkappe (z. B. Endkappe 400) auf einen Endabschnitt (z. B. erster Endabschnitt 704) des Hohlkörpers 700 gepresst ist. Der Endkappe kann Wärme derart zugeführt werden, dass das Lot fließen kann. Somit kann die eine oder mehrere Kerben 708 bei der Retention einer Endkappe helfen, die auf einen Endabschnitt des Hohlkörpers 700 gepresst ist. Insbesondere kann gehärtetes Lot in der einen oder mehreren Kerben 708 sich mit gehärtetem Lot innerhalb des Hohlraums 332 verbinden oder integral werden. Daher dient das gehärtete Lot in der einen oder mehreren Kerben 708 als ein Anker für die Endkappe, die auf einen Endabschnitt des Hohlkörpers 700 gepresst ist.
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6 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Hohlkörpers 800. Der Hohlkörper 800 kann als Teil einer Sicherung, wie beispielsweise der oben beschriebenen Sicherung 300, ausgeführt sein. Der Hohlkörper 800 weist ein äußeres kreisförmiges Querschnittsprofil auf. Der Hohlkörper 800 kann einen Mittelabschnitt 802 enthalten. Der Mittelabschnitt 802 weist ein äußeres kreisförmiges Querschnittsprofil auf. Der Mittelabschnitt 802 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer ersten Größe auf. Der Hohlkörper 800 enthält auch einen ersten Endabschnitt 804. Der erste Endabschnitt 804 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist ein Umfang oder Durchmesser, der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als ein Umfang oder Durchmesser, der der zweiten Größe zugeordnet ist. Der Hohlkörper 800 enthält auch einen zweiten Endabschnitt 806. Der zweite Endabschnitt 806 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist ein Umfang oder Durchmesser, der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als ein Umfang oder Durchmesser, der der zweiten Größe zugeordnet ist.
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Der in 6 veranschaulichte Hohlkörper 800 kann eine oder mehrere Ankerleisten 808 enthalten. Die eine oder mehreren Ankerleisten 808 können ganz oder teilweise mit Lot umgeben sein, wenn eine Endkappe (z. B. Endkappe 400) auf einen Endabschnitt (z. B. erster Endabschnitt 804) des Hohlkörpers 800 gepresst ist. Die Endkappe kann derart mit Wärme beaufschlagt werden, dass das Lot um die eine oder mehreren Ankerleisten 808 herumfließen kann und die eine oder die mehreren Ankerleisten 808 starr umschließt, wenn das Lot härtet. Somit können die eine oder mehreren Ankerleisten 808 bei der Retention einer Endkappe helfen, die auf einen Endabschnitt des Hohlkörpers 800 gepresst ist.
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7 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Hohlkörpers 900 im Querschnitt. Der Hohlkörper 900 kann als Teil einer Sicherung, wie beispielsweise der oben beschriebenen Sicherung 300, ausgeführt sein. Der Hohlkörper 900 kann einen Mittelabschnitt 902 enthalten. Der Mittelabschnitt 902 weist ein äußeres Querschnittsprofil auf. Der Mittelabschnitt 902 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer ersten Größe auf. Der Hohlkörper 900 enthält auch einen ersten Endabschnitt 904. Der erste Endabschnitt 904 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist eine Fläche, Umfang oder Durchmesser, die/der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als eine Fläche, Umfang oder Durchmesser, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist. Der Hohlkörper 900 enthält auch einen zweiten Endabschnitt 906. Der zweite Endabschnitt 906 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist eine Fläche, Umfang oder Durchmesser, die/der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als eine Fläche, Umfang oder Durchmesser, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist.
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Der Hohlkörper 900 kann eine Metallisierungsschicht 908 auf dem ersten Endabschnitt 904 und zweiten Endabschnitt 906 enthalten. Lot (nicht gezeigt) kann mit der Metallisierungsschicht 908 in Kontakt kommen, wenn eine Endkappe (z. B. Endkappe 400) auf einen Endabschnitt (z. B. erster Endabschnitt 904) des Hohlkörpers 900 gepresst wird. Weil die Metallisierungsschicht 908 mit dem Lot und mit Abschnitten des Schmelzsicherungselements 910 (wie in 7 gezeigt) in Kontakt steht, kann die Metallisierungsschicht 908 eine robuste elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Lot, dem Schmelzsicherungselement 910 und einer Endkappe (z. B. Endkappe 400) fördern, die auf einen Endabschnitt (z. B. erster Endabschnitt 904) des Hohlkörpers 900 gepresst ist.
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8 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Hohlkörpers 1000. Der Hohlkörper 1000 kann als Teil einer Sicherung, wie beispielsweise der Sicherung 300, ausgeführt sein. Der Hohlkörper 1000 weist ein äußeres kreisförmiges Querschnittsprofil auf. Der Hohlkörper 1000 kann einen Mittelabschnitt 1002 enthalten. Der Mittelabschnitt 1002 weist ein äußeres kreisförmiges Querschnittsprofil auf. Der Mittelabschnitt 1002 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer ersten Größe auf. Der Hohlkörper 1000 enthält auch einen ersten Endabschnitt 1004. Der erste Endabschnitt 1004 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist ein Umfang oder Durchmesser, der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als eine Fläche oder Durchmesser, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist. Der Hohlkörper 1000 enthält auch einen zweiten Endabschnitt 1006. Der zweite Endabschnitt 1006 weist ein äußeres Querschnittsprofil einer zweiten Größe auf, wobei die zweite Größe kleiner als die erste Größe ist. Mit anderen Worten ist ein Umfang oder Durchmesser, der der ersten Größe zugeordnet ist, größer als eine Fläche oder Durchmesser, die/der der zweiten Größe zugeordnet ist.
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Der erste Endabschnitt 1004 und zweite Endabschnitt 1006 können jeweils eine allgemein konkave oder gebogene Form 1008 aufweisen. In einer Implementierung ermöglicht die allgemein konkave oder gebogene Form 1008 des ersten Endabschnitts 1004 und des zweiten Endabschnitts 1006 die Eliminierung der vorstehend mit Bezug auf die Sicherung 300 (siehe 1) beschriebenen Schultern 330. Ein beispielhaftes Schmelzsicherungselement 1010 ist in 8 dargestellt, um zu zeigen, dass mindestens ein Hohlraum 1012 zwischen jedem der Abschnitte 1004 und 1006 und dem Schmelzsicherungselement 1010 gebildet ist. Daher kann Lot die Hohlräume 1012 einnehmen und angrenzende Abschnitte des Schmelzsicherungselement 1010 vollständig umgeben, nachdem Endkappen mit dem Hohlkörper 1000 gekoppelt sind.
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Während Hohlkörpersicherungen und ein Verfahren zum Herstellen von strukturellen Hohlkörpersicherungen mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, wird von Fachleuten verstanden, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente ersetzt werden können, ohne vom Geist und Umfang der Ansprüche der Anmeldung abzuweichen. Es können weitere Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die oben beschriebenen Lehren anzupassen, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen. Daher sollten die Ansprüche nicht so ausgelegt werden, dass sie auf eine der offenbarten besonderen Ausführungsformen beschränkt sind, sondern auf alle Ausführungsformen, die in den Geltungsbereich der Ansprüche fallen.
