DE2123068A1

DE2123068A1 - Sicherungsaufbau

Info

Publication number: DE2123068A1
Application number: DE19712123068
Authority: DE
Inventors: Robert B. Dayton Ohio Humphreys (V.StA.)
Original assignee: MICRO DEVICES CORP
Current assignee: MICRO DEVICES CORP
Priority date: 1970-05-22
Filing date: 1971-05-10
Publication date: 1971-12-02
Also published as: US3949340A; CH547010A; CA940978A; GB1321556A

Description

DK. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. HER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 ■ TELEFON (0811) 911087 £.. 1 /L OuOO

Micro Devices Corp,, Dayton, Ohio/USA S i eher tongs auf b au

Die Erfindung betrifft einen Sicherungsaufbau mit zwei einander gegenüberliegenden Leitern mit unter Abstand zueinander nach innen gerichteten Enden und mit einer Sicherungsplatte mit einander gegenüberliegenden, an den Enden der Leiter befestigten Kanten.

Die Sicherungsplatte umfaßt erfindungsgemäß ein isolierendes Blech, an welchem gegenüberliegende, aus Metallblech

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bestehende äußere leitende Flächen kleben oder befestigt

Eine der Flächen des leitenden Bleches ist mit einem offenen Streifen zur Unterbrechung des elektrischen Stromes versehen, welcher sich in der Nähe der Leiter oder Anschlüsse befindet. Die andere leitende Fläche ist ebenfalls mit einem Streifen zur Unterbrechung des elektrischen Stromes versehen, welcher sich in der Nähe des anderen Leiters oder Anschlusses befindet.

Ein Sicherungsstift verläuft durch einen mittleren Teil des isolierenden Bleches und durch einen mittleren Teil beider leitender Bleche und zwischen den Streifen zur Unterbrechung des Stromes. Die Enden dieses Sicherungsstiftes sind an die leitenden Flächen befestigt, hart- oder weiehgelötet.

Der Sicherungsaufbau ist derart, daß die offenen Streifen zur Unterbrechung des Stromes den zwischen den Leitern oder Anschlüssen verlaufenden elektrischen Strom nicht unterbrechen können, solange der Sicherungsstift nicht durchbrennt. Diese offenen Streifen unterbrechen den elektrischen Strom jedoch dann, wenn der Sicherungsstift als Folge einer Überlastung oder dgl. durchbrennt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei dem Sicherungsplattenaufbau sowohl die eine Fläche des leitenden Metallbleches einen größeren leitenden Bereich in der Nähe eines der elektrischen Leiter als auch die andere Fläche des Metallbleches einen größeren leitenden Bereich in der Nähe des anderen elektrischen Leiters aufweist. Kleinere Bereiche aus Metallblech sind auf jeder Fläche der Sicherungsplatte angeordnet und befinden sich längs in einem Abstand von den entsprechenden größeren Bereichen aus Metallblech, wodurch die offenen Streifen zur Unterbre-

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chung des Stromes gebildet werden. Solche größeren und kleineren aus Metall bestehenden leitenden Bereiche sind in Längsrichtung entlang der Längsachse des Sicherungsaufbaus, voneinander versetzt, um eine verhältnismäßig große Biegesteifigkeit für das gesamte isolierende Blech herzustellen. Dadurch wird auch ein besseres Löten der Sicherungsplatte an die elektrischen Leiter ermöglicht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des augenblicklich bevorzugten zusammengebauten, erfindungsgemäßen Sicherungsaufbaus;

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 von Fig. 1 und 3* worin einige Teile im Aufriß gezeigt sind;

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 in Fig. 3i

Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie 5-5 in Fig. 2;

Fig. 6 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht von zusammenzubauenden Bestandteilen zur Herstellung des in Fig. 1 bis 5 gezeigten Sicherungsaufbaus, wobei eine gestrichelte Linie die andere Seite der Sicherungsplatte zeigt;

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Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Rohlings, aus dem die Sicherungsplatte hergestellt sein kann, dargestellt mit verzerrter relativer Dicke.

Der erfindungsgemäße Sicherungsaufbau Io umfaßt zwei einander gegenüberliegende, im Abstand voneinander befindliche elektrische Leiter oder Anschlüsse 12 und 14. Diese Anschlüsse sind mit gegenüberliegenden, nach innen gerichteten Enden 16 und 18 des Leiters versehen.

Eine Sicherungsplatte 2o hat einander gegenüberliegende Kanten 22 und 24, die an den Enden 16 und l8 des Leiters befestigt sind.

Die Sicherungsplatte 2o ist mit einem inneren isolierenden Blech 26 mit gegenüberliegenden, äußeren, aus Metall bestehenden leitenden Flächen 28 und j5o des Bleches versehen, wobei letztere an dem Blech 26 haften.

Die eine Fläche 28 des leitenden Bleches ist mit einem offenen Streifen j52 zur Unterbrechung des elektrischen Stromes versehen, welches sich in der Nähe der Leiter 12 befindet. Die andere Fläche 3o des leitenden Bleches ist mit einem Streifen ~$K zur Unterbrechung des elektrischen Stromes versehen, welches sich in der Nähe des anderen Leiters 14 befindet.

Ein schmelzbarer Sicherungsstift J>6 erstreckt sich durch einen mittleren Teil oder eine öffnung J8 in dem isolierenden Blech 26 und in den Flächen 28 und 3o des Bleches, wobei ' dessen Enden durch die Flächen 28 und 3o des leitenden Bleches verlaufen und in 42 an sie befestigt, geschweißt oder gelötet sind.

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Der Aufbau ist so angelegt, daß die offenen Streifen 32, 34 zur Unterbrechung des Stromes den zwischen den Leitern verlaufenden elektrischen Strom nicht unterbrechen können, solange der Sicherungsstift 36 nicht durchbrennt. Die offenen Streifen 32, 34 unterbrechen den elektrischen Strom jedoch, wenn der Sicherungsstift 36 durchbrennt.

Die nach innen gerichteten Enden 16 und l8 des Leiters sind innen flach und mit flachen Oberflächen 44 und 46 versehen, an denen die Kanten 22 und 24 der Platte befestigt sind. Diese flachen Enden des Leiters haben Aussparungen und 5o> welche die Kanten 22 und 24 der Sicherungsplatte aufnehmen. Solche Kanten 22 und 24 der Platte sind in 52, 54 an die flachen Enden oder Oberflächen 44 und 46 befestigt oder gelötet.

Die flachen Enden l6 und l8 des Leiters sind zylindrisch, und eine zylindrische isolierende Hülse 56 wird über diese Enden l6 und l8 geschoben. Die Enden 58, 60 der Hülse 56 sind an den Enden l6 und l8 des Leiters mit geeigneten Mitteln befestigt, so wie z.B. mit radial ausgerichteten Stiften 62, welche durch geeignete öffnungen 64 in der Hülse 56 und in den Enden 16 und l8 des Leiters verlaufen.

Eine dünne äußere Umhüllung 68 wird um die isolierende Hülse 56 gewickelt und in jeder gewünschten Weise daran befestigt, z.B. durch festes Ankleben. Solch eine Umhüllung 68 hat eine attraktive äußere Oberfläche auf welcher gewünschte Informationen vermerkt sein können, wie die Modellbezeichnung, Warenzeichen, Amperezahl, usw.

Die Leiter 12 und 14 haben Ansätze 7o, 72 zur Verbindung mit entsprechenden öffnungen 74, 76 für den Anschluß an elektrische Leitungen. Die Ansätze 7o, 72 können auf jede

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geeignete Art hergestellt werden, wie z.B. durch Schleifen oder indem man sie aus zwei ursprünglich zylindrischen Stangen her - stellt, von denen dann auch die zylindrischen Enden 16 und 18 des Leiters gebildet werden. Anschließend werden die öffnungen 74, 76 in die Ansätze 7o, 72 gebohrt* und die so hergestellten Teile werden dann versilbert.

Die zylindrischen Enden l6 und l8 des Leiters haben längliche öffnungen 78 und 80, in welche kleine Teilchen isolierenden Materials oder pulverisiertes isolierendes Material, wie z.B. Quarzsand eingefüllt werden, um so den Raum um die Sicherungsplatte 2o auszufüllen und somit eine Kühlsenke für die Platte 2o zu schaffen und die Lichtbogenwirkung zu begrenzen, wenn der Sicherungsstift durchbrennt. Geeignete Stifte 82 und 84 zum Schließen, welche leicht kegelförmig sein können, werden nach Einfüllen des Sandes in die leicht kegelförmigen öffnungen 78 und 80 eingeführt.

Die fertiggestellten Leiter oder Anschlüsse 12 und 14 sind vor dem Zusammenbau identisch und werden beim Zusammenbau lediglich entgegengesetzt ausgerichtet. Dadurch werden die Inventarkosten verringert.

Der Sicherungsaufbau Io wird zusammengebaut, indem die Kante 22 der Sicherungsplatte 2o in die Aussparung 48 über eine geringe Länge der leitenden Flächen der Bleche eingesetzt wird und dann die Flächen 52, 52 entlang beiden Seiten der Aussparung 48 gelötet werden. Danach wird die Kante 24 der Sicherungsplatte 2o in die Aussparung 5o über eine geringe Länge der leitenden Flächen der Bleche eingesetzt und die Flächen in 54, 54 gelötet, während die zylindrischen Enden l6 und l8 des Leiters ausgerichtet bleiben. Anschließend wird die isolierende Hülse 56 über die Enden 16 und l8 des Leiters geschoben und durch Einführung der Stifte 62 in die

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Öffnungen 64 in ihrer Stellung befestigt. Der Sicherungsaufbau wird dann senkrecht gehalten und Sand in die nach oben gerichtete Öffnung 78 eingefüllt, während die Öffnung 8o zeitweise mit einem leicht zu entfernenden Verschlußteil geschlossen wird, bis die Öffnung soweit wie möglich gefüllt ist, woraufhin der Stift 82 in seine Stellung gebracht wird um die Öffnung 78 zu schließen. Anschließend wird der Sicherungsaufbau senkrecht gehalten, wobei die Öffnung 8o nach oben gerichtet und geöffnet ist. Dann wird Sand in die Öffnung 8o gefüllt, womit der Vorgang des Einfüllens von Sand beendet wird. Die Öffnung 8o wird durch Einführen des Stiftes 84 geschlossen. Anschließend wird die verzierte Umhüllung 68 um den Zylinder 56 gewickelt und daran befestigt oder festgeklebt.

Die Sicherungsplatte 2o hat viele wünschenswerte Merkmale und kann in jeder gewünschten Weise hergestellt werden.

Das innere isolierende Blech 26 ist teilweise auf den gegenüberliegenden Seiten von angeklebten äußeren leitenden, aus Metallblech bestehenden Flächen 28 und 30 bedeckt. Jede dieser Flächen des Bleches hat größere leitende Teile 28A und 3oA und kleinere Teile 28B und 3oB, welche je durch den Strom unterbrechende Streifen 32 und 34 voneinander getrennt sind. Diese Streifen sind entlang der Längsachse 86, siehe Fig. 6, voneinander versetzt. Der Sicherungsstift 36 verläuft durch die größeren leitenden Teile 28A und 30A des Bleches. Diese größeren Teile 28A und 3oA des Bleches sind auch entlang der Längsachse 86 voneinander versetzt. In Anbetracht dieser Tatsache schaffen die größeren leitenden, aus Metall bestehenden Teile 28A und 30A des Bleches eine relativ große Biegesteifigkeit auf beiden Seiten des gesamten isolierenden Bleches 26. Diese aus Metall bestehenden Teile 28A, 3oA werc'en in 52 und 54 auf einer Seite der Aussparungen 48, 50 an die Enden 16, l8, siehe Fig. 3j des Leiters gelötet.

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Die kleineren leitenden, aus Metall bestehenden Flächen 28b, 3qB des Bleches sind Metallflächen, welche auch je in 52, 54 in die Enden 16, 18 des Leiters, siehe Fig. 3> auf den gegenüberliegenden Seiten der Aussparungen 48 und 5o gelötet werden können.

Dieser Aufbau hat eine relativ starre Sicherungsplatte 2o, welche leicht in die Aussparungen 58 und 50 eingesetzt und leicht an die Enden 16 und l8 des Leiters leitend gelötet, geschweißt, usw. werden kann.

Sie Sicherungsplatte 2o schafft somit wirksame Leitfähigkeit zwischen den Leitern 12 und 14, welche lediglich durch den leichten Widerstand des nicht durchgebrannten Sicherheitsstiftes 36 begrenzt ist. Die Sicherungsplatte schafft ebenfalls wirksame, große, nicht leitende Widerstandsbereiche an den offenen Streifen 32 und 34, wenn der Sicherungsstift 36 durchbrennt.

Ein Vorteil der Sicherungsplatte 2o besteht darin, daß sie entlang der Längsachse 86, 86 des Aufbaus zwar zentriert sein kann, dies aber nicht unbedingt erforderlich ist. Eine solche Platte kann leicht von der Mitte versetzt sein, wie es in Fig. 2, 4 und 5 gezeigt ist. Andererseits kann die Platte aber auch zentriert sein. Außerdem kann sie ebenso breit sein wie die Aussparungen 48 und 50 lang sind. Bei diesem letzten Beispiel ist die Platte 2o während des Zusammenbaus des Sicherungsaufbaus automatisch mit den zylindrischen Enden l6 und 18 ausgerichtet.

Manchmal ist es auch wünschenswert, das innere isolierende Blech 26 der Sicherungsplatte 2o mit freien äußeren Rändern an den Kanten 22, 24 und an den Seitenkanten 85 und 86 zu versehen und freie Oberflächen an den bloßen offenen Bändern 32 und 34 zur Unterbrechung des Stromes zu schaffen. An diesen freien Rändern und Oberflächen bedecken die äußeren leitenden aus Metallblech bestehenden Flächen 28 und 30 das isolierende Bleche 26 nicht.

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Die Sicherlingsplatte 2o kann in jeder gewünschten Weise hergestellt werden.

Ein zuvor geschichteter Rohling 88 wird nach einem beliebigen bekannten Verfahren hergestellt. Der Rohling 88 kann rechteckig sein. Er umfaßt ein isolierendes inneres Blech und äußere leitende Bleche 91, 92. Das innere Blech 9o ist widerstandsfähig gegen Ätzflüssigkeit und die Bleche 91* 92 bestehen aus Metall wie z.B. aus Kupfer und können durch eine Behandlung mit Ätzflüssigkeit geätzt werden.

Die Metallbleche 91, 92 können in jeder gewünschten Weise an das isolierende Blech 9o klebend befestigt werden, sowie es in der Technik gedruckter Schaltungen bekannt ist.

In der Technik solcher "gedruckter Schaltungen" werden verhältnismäßig große geschichtete Bleche hergestellt, welche je aus einem relativ dicken inneren isolierenden Blech und zwei gegenüberliegenden, äußeren, relativ dünnen, leitenden Metallblechen bestehen. Das innere isolierende Blech ist im wesentlichen widerstandsfähig gegen Ätzflüssigkeit, die äußeren Metallbleche können durch solche Ätzflüssigkeit geätzt werden.

In der Technik gedruckter Schaltungen wird im allgemeinen eine Platte gewünschter Größe aus solchen geschichteten Blechen geschnitten und die gewünschten Schaltungen werden durch bekannte Ätzverfahren auf eine oder beide Seiten der Platte "gedruckt". Im allgemeinen werden ein oder mehrere photographische säurebeständige geschützte Bilder auf die äußeren Metalloberflächen angebracht, um zu verhindern, daß die später angewendete Ätzflüssigkeit auf die säurebeständigen geschützten Oberflächen einwirkt und um gleichzeitig zu ermöglichen, daß die Säure später während des Ätzvorgangs die ungeschützten Oberflächen von dem isolierenden inneren Blech beseitigt. Anschließend wird die Platte in eine geeignete Lösung von Ätzflüssigkeit getaucht und in einer bekannten Weise geätzt.

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Solche Ätzverfahren sind bekannt, und geschichtete Bleche mit jeder gewünschten relativen Dicke und anderen Eigenschaften können von den entsprechenden Lieferanten, welche die Hersteller von durch Ätzen gedruckten Schaltungen beliefern, erhalten werden. Auch innere und äußere Bleche für solche geschichteten Rohlinge können für jeden beliebigen Zweck erworben werden.

Ins Detail gehende chemische Formeln für solche Bleche, die der Herstellung des erfindungsgemäßen Rohlings 88 dienen sollen, sind daher nicht notwendig, weil solche Bleche auf dem freien Markt erworben werden können.

Der Rohling 88 kann auch aus einem größeren Blech des Typs "gedruckter Schaltungen" geschnitten werden, welches die gewünschte Blechdicke hat und äußere Bleche 91 und 92 aus Kupfer oder anderem Metall und mit der gewünschten Dicke aufweist. Solch ein Rohling hat ein inneres isolierendes Blech 9o mit der gewünschten Dicke und Widerstandsfähigkeit gegen Ätzflüssigkeit.

Der Rohling 88 kann aus einem größeren Blech hergestellt werden, und zwar indem das größere Blech in Streifen geeigneter Breite geschnitten wird und diese Streifen anschliessend in Papierlänge in Rohlinge geschnitten werden.

Auch kann solch ein größeres geschichtetes Blech gestanzt werden, um somit den Rohling 88 durch einen einzigen Stanzvorgang herzustellen.

Eine Öffnung 93 kann entweder vor oder nach dem Schneiden oder Stanzen des Rohlings durch den Rohling 88 gebohrt werden.

Anschließend wird, falls erwünscht, durch den zuvor beschriebenen photographischen Vorgang das gewünschte, gegen Ätzflüssigkeit widerstandsfähige Bild auf beide Seiten oder ,

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Flächen des Rohings angebracht. Solche Bilder können innerhalb der Vierecke 94 und 95 auf einer Seite, und ähnlicher Vierecke auf der anderen Seite des Rohlings liegen,(wie in j5oA und 3oB in Fig. 6 gezeigt), um die inneren Teile der Vierecke gegen die Einwirkung der Ätzflüssigkeit zu schützen und um zu ermöglichen, daß der Ätzvorgang entlang der Kanten des Rohlings 88 stattfindet, um die vollständige, zuvor beschrjä>ene Sicherungsplatte 2o mit den offenen Streifen 32, zur Unterbrechung des Stromes, dem Sicherungsstift, usw. herzustellen.

Die nun folgenden Angaben sollen lediglich als Beispiel dienen. Ein erfindungsgemäßer Sicherungsaufbau mit der Amperezahl loo kann etwa 7j6 cm lang sein. Der Zylinder oder die Hülse 56 kann 3*8 cm lang sein mit einem Außendurchmesser von 3 cm und einem Innendurchmesser von 2,5 cm und besteht aus einer Glasepoxi-Umhüllung. Der Sicherungsstift 36 kann aus feinem Silber hergestellt sein und eine Länge von etwa o,4 cm haben und einen Außendurchmesser von 0,03 cm oder auch anderen Dimensionen, um die gewünschte Amperezahl herzustellen. Die Leiter 12 und 14 können aus Messing hergestellt oder aber versilbert sein, wobei die kreisförmigen Enden 16 und l8 einen Durchmesser von 2,5 cm haben. Die Ansätze 7o, 72 können eine Breite von 2,5 cm und eine Dicke von o,4 cm haben. Die Sicherungsplatte 2o kann quadratisch und in Längs- und Querrichtung 1,9 cm lang sein. Die öffnung 38 kann einen Durchmesser von 4,2 cm haben und im Mittelpunkt der Platte 2o liegen. Die maximale Dicke der Sicherungsplatte 2o beträgt o, 12 cm. Die Kanten des Bleches, welche aus Kupfer bestehen, können nach innen 0,07 cm von den Kanten des inneren isolierenden Bleches 26 geätzt werden. Die offenen Streifen 32 und 34 zur Unterbrechung des Stromes können o,25 cm breit sein wobei ihre äußesten Kanten o,2 cm von den Kanten des isolierenden Bleches 26 entfernt sind.

Der geschichtete Rohling 88 kann aus einem Blatt für gedruckte Schaltungen geschnitten werden welches von den Liefe-

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ranten dieser Schaltungen mit "l/l6 nominal G-Io Glas Epoxy Board with 5 ounce copper sheets on both sides" bezeichnet wird.

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Claims

Patentansprüche

1.) Sicherungsaufbau mit zwei einander gegenüberliegenden Leitern mit unter Abstand zueinander nach innen gerichteten Enden und mit einer Sicherungsplatte mit einander gegenüberliegenden, an den Enden der Leiter befestigten Kanten,dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsplatte (20) ein inneres isolierendes Blech (26) mit gegenüberliegenden äußeren leitenden Flächen (28, 30) in elektrischem Kontakt mit den Enden der Leiter umfaßt, daß die eine Fläche (28) des Bleches einen offenen, den elektrischen Strom unterbrechenden Streifen (32) in der Nähe des einen Leiters (12) und die andere Fläche (30) des Bleches ebenfalls einen offenen, den elektrischen Strom unterbrechenden Streifen (3*0 iⁿ der Nähe des anderen Leiters aufweist, und daß ein durch einen Teil des isolierenden Bleches verlaufender Sicherungsstift (36) vorgesehen ist, dessen Enden in elektrischem'Kontakt mit den leitenden Flächen zwischen den offenen Streifen gesichert sind.

2. Sicherungsaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (l6, l8) der elektrischen Leiter innen quer verlaufend flache Enden sind, an welchen die Kanten (22, 24) der Platte befestigt sind.

3· Sicherungsaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes flache Ende des Leiters mit einer die gegenüberliegende Kante der Platte aufnehmenden Aussparung (48, 50) versehen ist.

4. Sicherungsaufbau nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Kanten der Platte jeweils an die flachen Enden der Leiter gelötet sind.

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5· Sieherungsaufbau nach Anspruch 2, 3 oder h₃ dadurch gekennze lehne t , daß die flachen Enden der Leiter zylindrisch sind und daß die Enden einer zylindrischen umgebenden isolierenden Hülse (56) die zylindrischen Enden der Leiter umschließen und an dieser befestigt sind.

6. Sieherungsaufbau nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der isolierenden Hülse an den zylindrischen Enden der Leiter durch durch die zylindrische Hülse und in die Enden der Leiter verlaufende Stifte (62) befestigt sind.

7· Sicherungsaufbau nach Anspruch 6, dadurch g e kennzeichnet, daß eine dünne äußere Umhüllung (68) um die isolierende Hülse gewickelt und an ihr befestigt ist.

8. Sicherungsaufbau nach einem der Ansprüche 2 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen, den Strom unterbrechenden Streifen im wesentlichen rechteckige offene Streifen sind, und daß der eine rechteckige offene Streifen sich in der Nähe des einen flachen Endes des Leiters und der andere rechteckige offene Streifen sich in der Nähe des anderen flachen Endes des Leiters befindet.

9. Sicherungsaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Leiter mit einer am Ende befindlichen öffnung (78) zum Füllen versehen ist, durch welche Heine Teilchen isolierenden Materials in der Nähe der Sicherungsplatte eingefüllt worden sind, und daß die am Ende befindliche öffnung zum Füllen durch einen schließenden Stift (82) geschlossen wird.

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10. Sicherungsaufbau nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Leiter mit einer ähnlichen am Ende befindlichen öffnung (80) zum Füllen versehen ist, durch die kleine Teilchen isolierenden Materials in der Nähe der Sicherungsplatte eingefüllt worden sind und daß diese am Ende befindliche 'öffnung zum Füllen durch einen schließenden Stift (84) geschlossen wird.

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