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Die Erfindung betrifft eine elektrische Kerze, mit einem Kerzenschaft, einer elektrischen Lichtquelle und mit einem Pendelkörper, der ein bewegliches, zur teilweisen Reflektion und/oder Streuung des Lichtes der Lichtquelle ausgebildetes Lichtreflektionselement aufweist, das im oberen Bereich des Pendelkörpers oberhalb dessen Pendelaufhängung angeordnet ist.
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Elektrische Kerzen mit einer simulierten Kerzenflamme sind aus offenkundiger Vorbenutzung bekannt. Das Flackern einer Kerzenflamme kann dabei durch im Zeitverlauf veränderliche Helligkeit der Lichtquelle simuliert werden. Ebenfalls bekannt ist es (
DE 20 2009 018 453 U1 ), das Flackern einer Kerze zu simulieren durch eine aktive mechanische Bewegung eines flammenförmigen Elementes, das von einer Lichtquelle beleuchtet wird. Eine elektromagnetische Einrichtung dient der Bewegung dieses Flammenumrisses.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kerze der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach, kostengünstig, platzsparend und vorzugsweise mit geringem Gewicht eine für einen Betrachter realistische Simulation einer Kerzenflamme erzeugt.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer eingangs geschilderten elektrischen Kerze dadurch, dass der Stromverbrauch der Kerze im Betrieb 15 mA oder weniger, vorzugsweise 10 mA oder weniger, weiter vorzugsweise 6 mA oder weniger, weiter vorzugsweise 5 mA oder weniger beträgt. Ein solch geringer Stromverbrauch lässt sich bevorzugt durch Verwendung einer LED als Lichtquelle bzw. Leuchtmittel erreichen. Es ist so erfindungsgemäß möglich, auch batteriebetriebene elektrische Kerzen mit einer hohen Leuchtdauer zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise lässt sich bei einem Stromverbrauch von 5 mA und der Verwendung einer einzelnen AAA-Batterie mit einer Kapazität von 1200 mAh eine Leuchtdauer von etwa 240 h erreichen.
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Die Erfindung hat erkannt, dass sich mit der erfindungsgemäßen Gestaltung eine elektrische Kerze schaffen lässt, die einerseits einen realistischen Flammeneffekt besitzt und andererseits aufgrund des geringen Stromverbrauchs eine kleine und damit realistisch anmutende Bauform aufweisen kann, da zum einen wenig Wärme entsteht und zum anderen die geringe Leistungsaufnahme eine autonome Stromversorgung auch durch sehr kleine Stromquellen wie beispielsweise eine AAA-Batterie erlaubt.
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Als Lichtquelle kann erfindungsgemäß bevorzugt eine LED mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger verwendet werden. Dies erlaubt eine besonders schlanke Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen elektrischen Kerze. Der Durchmesser ist hier die größte Erstreckung der LED in der Ebene senkrecht zur Längsachse der Kerze.
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Zwischen Lichtquelle und Lichtreflexionselement kann eine optische Einrichtung zur Fokussierung des Lichts der Lichtquelle auf das Lichtreflexionselement vorgesehen sein. Bei dieser optischen Einrichtung kann es sich beispielsweise um eine plankonvexe optische Linse handeln, die einen scharf umrissenen Lichtfleck auf das Reflexionselement projiziert. Man kann so auch bei der Verwendung einer Lichtquelle (LED) geringen Durchmessers, die eine nahezu punktförmige Lichtquelle ist, eine optische Anmutung ähnlich einer Kerzenflamme erhalten.
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Bevorzugt weist das Lichtreflektionselement ein Flächengewicht von 4,5 mg/mm2 oder weniger auf und das Pendelelement mit dem Lichtreflexionselement ist durch Luftzug beweglich ausgebildet, wobei kein aktiver Antrieb des Pendelelementes vorgesehen ist. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass für den Flackereffekt (Bewegung des Reflexionselements) keine gezielte Energiezufuhr erforderlich ist, insbesondere kein Strom verbraucht wird. Der einzige Stromverbraucher bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist somit das Leuchtmittel, ein im Stand der Technik häufig vorhandener zusätzlicher Stromverbrauch für die Einrichtung zur Bewegung des Reflexionselements sowie die zugehörige Schaltung zur Steuerung dieser Bewegung entfällt.
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Eine erfindungsgemäße elektrische Kerze weist ein elektrisches Leuchtmittel, bevorzugt eine LED auf. Der Pendelkörper ist durch Umwelteinflüsse wie insbesondere Luftzug beweglich. Er weist eine Pendelaufhängung auf, an der er wenigstens in einer Raumrichtung um einen gewissen Winkel verkippbar ausgebildet ist. Der durch die Gestaltung der Pendelaufhängung bedingte maximal mögliche Kippwinkel kann beispielsweise 10 bis 30° aus der Senkrechten betragen. Bevorzugt ist die Pendelaufhängung so ausgebildet, dass auch ein Verkippen in mehr als einer Ebene möglich ist. Die Pendelaufhängung kann beispielsweise einen waagerecht durch eine Öffnung des Pendelelementes geführten Draht umfassen. Die Öffnung kann größer ausgebildet sein als der Durchmesser des Drahtes, sodass ein Pendeln und Verkippen in verschiedene Raumrichtungen möglich ist und auf diese Art und Weise eine realistische Flammenbewegung simmuliert werden kann.
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Im oberen Bereich des Pendelkörpers oberhalb dessen Pendelaufhängung ist ein Lichtreflektionselement angeordnet. Es handelt sich hier um ein Element, das bevorzugt ein dünnes, flächiges Element ist, das in der Draufsicht in etwa die Gestalt einer Kerzenflamme hat. Das Material des Lichtreflektionselementes ist bevorzugt lichtundurchlässig oder weiter bevorzugt etwas opak (in geringerem Umfang lichtdurchlässig), sodass von der Lichtquelle auftreffendes Licht zu wesentlichen Teilen reflektiert bzw. gestreut wird und so die Anmutung einer Kerzenflamme verleiht. Besonders bevorzugt ist die Opazität des Lichtreflektionselementes so ausgebildet, dass bei einem Anleuchten des Lichtreflektionselementes auf eine Fläche dieses Elementes der reflektierte bzw. gestreute Lichtanteil und der durch das opake Material hindurchtretende Lichtanteil einem Betrachter einen ähnlichen oder gleichen Helligkeitseindruck vermitteln, sodass die Flammenanmutung bei Betrachtung von beiden Seiten auftritt. Das Material des Lichtreflektionselementes ist bevorzugt farblos oder weiß, es kann jedoch auch beispielsweise einen leichten Rotanteil enthalten, um den Lichteindruck einer üblicherweise mit recht hohen Blauanteilen leuchtenden LED im Zuge der Reflektion bzw. des Durchtritts mehr in Richtung längerwelligen (roten) Lichts zu verschieben, um der Spektralverteilung einer echten Kerzenflamme eher zu entsprechen.
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Bevorzugt weist dieses Lichtreflektionselement ein Flächengewicht von 4,5 mg/mm2 oder weniger auf, ferner ist kein aktiver Antrieb des Pendelelementes vorgesehen. Kein aktiver Antrieb bedeutet, dass das Pendelelement ausschließlich durch Umwelteinflüsse wie beispielsweise Luftzug bewegt wird und keine aktive Bewegung des Pendelelementes durch einen separaten Antrieb wie beispielsweise ein magnetisches Wechselfeld erfolgt.
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Die Erfindung hat erkannt, dass bei einer Ausbildung des Lichtreflektionselementes mit einem erfindungsgemäß geringen Flächengewicht die üblichen Luftbewegungen in Innenräumen ausreichen, um das Pendelelement mit dem Lichtreflektionselement in einer Art und Weise in Bewegung zu versetzen, die einen realistischen Flammeneindruck vermittelt.
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Das Lichtreflektionselement weist bevorzugt ein Flächengewicht von 3 mg/mm2 oder weniger, weiter vorzugsweise 1,5 mg/mm2 oder weniger, weiter vorzugsweise 1,2 mg/mm2 oder weniger, weiter vorzugsweise 1 mg/mm2 oder weniger, weiter vorzugsweise 0,5 mg/mm2 oder weniger, weiter vorzugsweise 0,2 mg/mm2 oder weniger und besonders bevorzugt 0,1 mg/mm2 oder weniger auf.
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Die Fläche des Lichtreflektionselementes beträgt vorzugsweise 100 bis 800 mm2, weiter vorzugsweise 150 bis 500 mm2. Besonders bevorzugt sind 200 bis 500 mm2.
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Das Lichtreflektionselement ist erfindungsgemäß bevorzugt ein Teil des Pendelelementes, üblicherweise derjenige Teil, der oberhalb der Pendelaufhängung angeordnet ist. Das Pendelelement weist in der Regel zwecks Herstellung der erforderlichen Gewichtsbalance auch unterhalb der Pendelaufhängung eine Masse auf. Der Bereich des Pendelelementes unterhalb der Pendelaufhängung kann aus dem gleichen Material wie das Lichtreflektionselement hergestellt sein, alternativ kann es sich um ein anderes (in der Regel schwereres) Material handeln oder es kann zusätzlich ein Gewichtselement aus einem anderen Material am Fuß des Pendelelementes unterhalb der Pendelaufhängung angeordnet sein.
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Das Gesamtgewicht des Pendelelements, also dessen bewegliche Masse, beträgt erfindungsgemäß bevorzugt 20 bis 1000 mg, weiter vorzugsweise 50 bis 800 mg, weiter vorzugsweise 50 bis 400 mg, besonders bevorzugt 50 bis 100 mg.
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Von dem Gesamtgewicht des Pendelelements sind bevorzugt 50 bis 60 Gew.-%, weiter vorzugsweise 52 bis 57 Gew.-% unterhalb dessen Pendelaufhängung angeordnet. Diese Gewichtsverteilung vermeidet, dass das Pendelelement kopflastig wird, bewirkt aber andererseits eine Bewegbarkeit auch durch leichten Luftzug.
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Das Lichtreflektionselement weist bevorzugt ein Kunststoffmaterial wie beispielsweise eine hinreichend formstabile Kunststofffolie auf oder besteht aus dieser. Dieses Kunststoffmaterial kann beispielsweise eine Stärke von 0,05 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm aufweisen. Geeignete Kunststoffmaterialien sind beispielsweise PP (Polypropylen) oder ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kunststoffe).
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Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die elektrische Kerze, insbesondere ihr Kerzenschaft, von einer Wachshülle umgeben ist (bevorzugt 2,5 mm oder dünner). Die Anmutung einer echten Kerze wird so verbessert.
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Die erfindungsgemäße Gestaltung einer elektrischen Kerze ohne separate Antriebseinrichtung für das Pendelelement erlaubt eine besonders platzsparende Gestaltung mit geringem Gewicht und damit auch eine Gestaltung als Weihnachtsbaumkerze, die die üblichen (geringen) Abmessungen einer echten Weihnachtsbaumkerze aufweist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die erfindungsgemäße Kerze somit als Weihnachtsbaumkerze ausgebildet und weist einen Fuß mit Einrichtungen zur Befestigung an einem Weihnachtsbaum auf.
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Es handelt sich bevorzugt um einen Klemmfuß, ferner ist er bevorzugt optisch ähnlich ausgestaltet wie ein üblicher Baumkerzenhalter für Wachskerzen, ist also zum Kerzenschaft hin bevorzugt in der Art einer Untertasse oder Kugelschale ausgebildet.
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Eine erfindungsgemäße elektrische Kerze kann zum Betrieb mit einer externen Stromquelle ausgebildet sein. Mehrere Kerzen können beispielsweise in einer Serien- oder Parallelschaltung miteinander verbunden sein und so beispielsweise ein Set von Weihnachtsbaumkerzen bilden.
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Häufig wird jedoch eine Ausgestaltung bevorzugt sein, bei der die Kerze batteriebetrieben ist.
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Der Kerzenschaft weist bevorzugt ein Batteriefach auf, die erfindungsgemäße Weihnachtsbaumkerze besitzt dann eine autonome Energieversorgung ohne die Notwendigkeit einer Verkabelung. Das Batteriefach ist bevorzugt im unteren Bereich des Kerzenschaftes unmittelbar angrenzend an den Fuß ausgebildet. Auf diese Weise wird das Gewicht der Batterie möglichst weit unten angeordnet. Der Kerzenschaft ist von einer Wachshülle umgeben. Er weist somit eine Innenhülle aus einem geeigneten Material (bevorzugt Kunststoff) auf, die von einer dünnen Wachshülle umgeben ist und ihm den optischen Eindruck einer echten Baumkerze verleiht.
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Der Innenraum des Kerzenschaftes oberhalb des Batteriefaches kann weitere Bauteile wie beispielsweise Lichtquellen (bevorzugt LEDs) Schalteinrichtungen (bevorzugt fernsteuerbare Schalteinrichtungen) oder dergleichen aufweisen.
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Die Erfindung stellt eine elektrische Weihnachtbaumkerze zur Verfügung, die von der optischen Anmutung und der Größe her einer üblichen Weihnachtsbaumkerze aus Wachs ähnelt, und die trotz dieser optisch schlanken Anmutung aufgrund ihres geringen Gewichts sicher an einem Weihnachtsbaum angebracht werden kann. Ermöglicht wird dies durch die Kombination eines schlanken Kerzenschaftes mit darauf aufgebrachter dünner Wachshülle.
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Die Kerze ist bevorzugt zur Aufnahme handelsüblicher Batterien wie bspw. AA- oder AAA-Batterien ausgebildet. Bevorzugt ist die Verwendung einer AAA-Batterie, die lediglich einen Durchmesser von etwa 10 mm und einer Länge von etwa 44 mm aufweist und lediglich ein Gewicht von üblicherweise etwa 11 g aufweist.
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Das Aufbringen der dünnen Wachshülle auf die Innenhülle wird möglich durch ein unten im Rahmen der Ausführungsbeispiele noch näher beschriebenes Verfahren, dieses Verfahren ist Teil der vorliegenden Erfindung und seine Offenbarung erfolgt zu dem Zweck, das Verfahren gegebenenfalls in einer die Priorität dieser Gebrauchsmusteranmeldung in Anspruch nehmenden Patentanmeldung selbstständig und mit dem Zeitrang dieser Gebrauchsmusteranmeldung beanspruchen zu können.
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Es ist bevorzugt, dass der Kerzenschaft eine lösbare Verbindung mit dem Fuß zur Öffnung des Batteriefaches aufweist. Es kann sich beispielsweise um eine Bajonett- oder Schraubverbindung handeln. Zum Auswechseln der Batterie kann der Schaft vom Fuß getrennt werden, ohne dass die Integrität der Wachshülle des Schaftes beeinträchtigt wird.
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Die Höhe des Kerzenschaftes, d. h. die Höhe des von außen sichtbar mit Wachs verkleideten Teils der Kerze, beträgt bevorzugt 50–80% der Gesamthöhe der Kerze. Absolut beträgt die Höhe des Kerzenschaftes erfindungsgemäß bevorzugt 50–90 mm, vorzugsweise 55–75 mm. Das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Weihnachtsbaumkerze einschließlich Batterie beträgt bevorzugt 50 g oder weniger, weiter vorzugsweise 40 g oder weniger. Da das Gewicht einer üblichen AAA-Batterie etwa 11 g beträgt, sind bei Verwendung dieses Batterietyps erfindungsgemäß alle Gewichtsangaben bezogen auf eine erfindungsgemäße Kerze ohne Batterie etwa 11 g niedriger anzusetzen.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene dünne Wachshülle erlaubt die realistische Anmutung der Kerze trotz ihrer schlanken Gestalt. Die Dicke der Wachshülle beträgt erfindungsgemäß bevorzugt 2 mm oder weniger, weiter vorzugsweise 1,5 mm oder weniger. Der Außendurchmesser des Kerzenschaftes einschließlich Wachshülle beträgt erfindungsgemäß bevorzugt 25 mm oder weniger. Der Durchmesser der Innenhülle kann bevorzugt beispielsweise 17–23 oder 20–23 mm betragen.
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Die erfindungsgemäße Weihnachtsbaumkerze kann einen Schalter zum Ein- und Ausschalten aufweisen. Bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung in der Art, dass eine Mehrzahl von Kerzen ferngesteuert, bevorzugt drahtlos ferngesteuert gleichzeitig ein und ausgeschaltet werden können.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie die Herstellung einer erfindungsgemäßen Kerze werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
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1: Eine erfindungsgemäße Kerze in einer Ansicht von der Seite;
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2: Einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kerze;
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2A: Eine Draufsicht von oben auf die Kerze;
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3–6: Schematisch das Aufbringen einer Wachshülle auf eine erfindungsgemäße Kerze im Rahmen der Herstellung.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Kerze mit einem Fuß 1, der ein Klemmelement 2 und einen Kerzenteller 3 aufweist. Der Kerzenschaft 4 ist mit einer etwa 1,5 mm dicken Wachshülle (angedeutet bei 5) versehen. In den Kerzenschaft 4 ist ein Batteriefach für eine AAA-Batterie 6 vorgesehen. Diese Batterie 6 speist über eine fernsteuerbare Schalteinrichtung 7 eine LED 8, die durch die obere Stirnseite des Kerzenschaftes 4 gegen das Lichtreflexionselement 10 des Pendelelementes 9 leuchtet. Das Pendelelement 9 weist als Pendelaufhängung 11 eine Bohrung auf, durch die ein Draht 12 geführt ist, der die obere Öffnung des Kerzenschaftes 4 diametral überspannt (siehe 2A).
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Die Fläche des Lichtreflexionselementes 10 beträgt 350 mm2, das Gewicht 30 mg, so dass sich ein Flächengewicht von 0,086 mg/mm2 ergibt. Das Gesamtgewicht des Pendelelementes 9 beträgt 69 mg, somit sind 56,5 Gew.-% des Gesamtgewichts unterhalb der Pendelaufhängung 11 angeordnet.
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Das bewegliche Lichtreflexionselement 10 aus PP-Folie und damit das Pendelelement 9 insgesamt kann durch Zugluft in Bewegung versetzt werden und dadurch einen Flackereffekt bewirken.
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Die Abmessungen der erfindungsgemäßen Kerze sind in den 1 und 2 dargestellt. Das Gewicht des gesamten Fußes 1 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 6,6 g, das Gewicht der gesamten Kerze ohne Batterie 24,6 g, das Gewicht der gesamten Kerze mit Batterie 35,6 g. Die Kerze hat die Anmutung einer üblichen Baumkerze und lässt sich aufgrund ihrer Abmessungen und des geringen Gewichts ohne weiteres mittels des Klemmelements 2 an einem Weihnachtsbaum befestigen, ohne kopflastig zu werden.
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Im Rahmen der Herstellung einer erfindungsgemäßen Kerze muss auf die Innenhülle des Kerzenschaftes 4 eine dünne Wachsschicht aufgebracht werden. Diese Verfahrensschritte werden nachfolgend anhand der 3–6 erläutert.
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3 zeigt zwei Hälften einer Gussform 11 für Wachs. Die Gussform kann den Schaft 4 und Leuchtkörper 9 einer Kerze aufnehmen.
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4 zeigt eine erfindungsgemäße Kerze in einem Fertigungszustand, in dem die Innenhülle des Schaftes 4 noch nicht mit Wachs versehen ist und eine Verbindung mit dem Fuß 1 noch nicht stattgefunden hat. Dieses Halbfabrikat wird in die Gussform 11 eingelegt und die beiden Hälften gegeneinander geschlossen. Der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnittes der Gussform 11 beträgt etwa 23 mm, der Außendurchmesser der Innenhülle des Schaftes 4 etwa 20 mm. Somit verbleibt in der Gussform 11 ein umlaufender Spalt mit einer Stärke von etwa 1,5 mm, der mit Wachs ausgegossen werden kann.
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Nachdem Ausgießen mit flüssigem Wachs lässt man diesen abkühlen und erstarren. Die Form 11 wird geöffnet (5) und man erkennt, dass um den Kerzenschaft 4 herum jetzt eine etwa 1,5 mm dicke Wachshülle angeformt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009018453 U1 [0002]
