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Elektrische Sicherung
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Sicherung und insbesondere
Doppel- bzw. Zweifachsicherungen, welche lebenschlußelemente aufweisen.
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Eine richtige Doppel- bzw. Zweifachsicherung hat zumindest ein leicht
schmelzbares Element bzw. ein Schmelzelement und mindestens eine bei Wärme weich
werdende Naterialmesse oder -paste. Viele herkö liche Doppel- oder Zweifachsicherungen
wie sie beispielsweise in dem US-PS 3 122 619 beschrieben sind, hatten Nebenschlußelemente,
welche die bei Wärme weich
werdenden Naterialpasten nebengeschlossen
bzw. parallel geschaltet haben. Diese Nebenschlußelemente öffneten die Schaltungen,
nachdem die bei Wärme weich werdenden Materialpasten bei lang andauernden, verhältnismäßig
niedrigen, möglicherweise aber schädlichen Überströme weich geworden sind, und diese
Nebenschlußelemente wirken mit den Schmelzelementen zusammen, um die Schaltungen
bei Kurzechlüssen zu öffnen. Aber die Formen der stromunterbrechenden Kennlinien
dieser Nebenschlußelemente entsprachen nicht denen der stromunterbrechenden Kennlinien
der Schmelzelemente.
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Eine Doppel- oder Zweifachsicherung gemäß der Erfindung weist daher
zumindest ein Schmelzelement und zumindest eine bei Wärme weich werdende Materialpaste
oder -masse auf; hierbei spricht das Schmelzelement auf einen Kurzschluß an, um
die Schaltung zu öffnen, während die bei Wärme weich werdende Materialpast. oder
-masse auf einen lang andauernden, verhältnismäßig niedrigen, möglicherweise aber
schädlichen Überstrom anspricht, um die Schaltung zu öffnen. Die Zweifachsicherung
weist ein Nebenschlußelement auf, das die bei Wärme weich werdende Materielmesse
nebenschließt und dadurch eine Lichtbogenbildung auf ein Minimum herabsetzt, wenn
die bei Wärme weich werdende Materialpaste mit dem Öffnen der Schaltung beginnt.
Das Nebenschlußelement weist eine Nennstromstärke auf, welche größer ist als die
Nennstromstärke der bei Wärme weich werdenden Materialpaste, und das Nebenschlußelement
hat eine
Stromunterbrechungskennlinie, welche dieselbe Form hat
wie die der Stromunterbrechungskennlinie des Schmelzelements.
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Infolgedessen soll die Erfindung eine Doppel- oder Zweifachsicherung
schaffen, welche zumindest ein Schmelzelement und zumindest eine bei Wärme bzw.
Hitze weich werdende Materialmasse oder -paste aufweist, und welche ein Nebenschlußelement
hat, das eine Stromunterbrechungskennlinie aufweist, welche dieselbe Form wie die
der Stromunterbrechungskennlinie des Schmelzelements hat.
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Wenn die Doppel- oder Zweifachsicherung gemäß der Erfindung eine Anzahl
Schmelzelemente und eine Anzahl von bei Wärme weich werdenden Materialmassen aufweist,
verbindet ein Verbindungsring elektrisch ein Ende jedes dieser Schmelzelemente.
In diesem Fall sorgt der Verbindungsring für eine Verbindung, die höher als ein
normaler elektrischer Widerstand ist, zwischen einem dieser Schmelzelemente und
einem benachbarten wärmeaufnehmenden Teil oder Wärmeabsorber, um soviel Wärme zu
erzeugen, daß es zu einem vorzeitigen Weichwerden der bei Wärme weich werdenden
Materialmasse kommt, welche ein Teil davon ist. Folglich soll gemäß der Erfindung
eine Doppel- oder Zweifachsicherung geschaffen werden, welche eine Anzahl Schmelzelemente,
eine Anzahl bei Wärme weich werdender Materialmassen und einen Verbindungsring aufweist,
welcher elektrisch ein Ende jedes dieser Schmelzelemente verbindet.
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Gemäß der Erfindung weist somit eine Doppel- oder Zweifachsicherung
zumindest ein Schmelzelement und zumindest eine bei Wärme weich werdende Masse auf;
hierbei spricht das Schmelzelement auf einen Kurzschluß an, um ZU schmelzen und
dadurch ein Öffnen der Schaltung sicherzustellen, während die bei Wärme weich werdene
Masse auf einen lang andauernden, verhältnismäßig niedrigen, möglicherweise aber
schädlichen Überstrom anspricht, um weich zu werden und um dadurch das Öffnen der
Schaltung einzuleiten. Die Doppel- oder Zweifachsicherung hat ein Nebenschlußelerent,
welche die bei Wärme weich werdende Masse nebenschließt und welche schmilzt, nachdem
diese bei Wärme weich werdende Masse mit dem Öffnen der Schaltung begonnen hat.
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Folglich ist durch das Nebenschlußelement eine Lichtbogenbildung auf
ein Minimum herabgesetzt, wenn die bei Wärme weich werdende Masse mit dem Öffnen
der Schaltung beginnt. Das Nebenschlußelement weist eine Nennstromstärke auf, welche
größer ist als die Nennatromstärke der bei Wärme weich werdenden Masse, so daß es
erst schmilzt, nachdem die bei Wärme weich werdende Masse mit dem Öffnen der Schaltung
begonnen hat, und das Nebenschlußelement hat eine Stromunterbrechungskennlinie,
welche dieselbe Form hat wie die der Stromunterbrechungskennlinie des Schmelzelements,
so daß ihre Unterbrechungszeit der Unterbrechungezeit des Schmelzelements entspricht.
Wenn die Doppel-oder Zweifachsicherung gemäß der Erfindung eine Anzahl Schmelzelemente
sowie eine Anzahl von bei Wärme weich werdenden Massen aufweist, verbindet ein Verbindungsring
elektrisch ein Ende
jedes dieser Schmelzelemente. In diesem Fall
sorgt dann der Verbindungsring für eine Verbindung mit höherem als einem normalen
elektrischen Widerstand zwischen einem dieser Schmelzelemente und einem benachbarten
Wärmeabsorber um soviel Wärme zu erzeugen, daß es zu einem vorzeitigen Weichwerden
der bei Wärme weich werdenden Materialmasse kommt, welche ein Teil davon ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig.1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführunge form einer Doppel- oder Zweifachsicherung
gemäß der Erfindung; Fig.2 in größerem Maßstab eine Schnittansicht durch die Doppel-
oder Zweifachsicherung der Fig.1 entlang der durch die Linie 2-2 in Fig.1 angegebenen
Ebne; Fig.3 im Maßstab der Fig.2 eine Schnittansicht entlang der durch die unterbrochene
Linie 3-3 in Fix.2 angegebenenEbene; Fig.4 in dem Maßstab der Fig.2 eine weitere
Schnittansicht entlang der durch eine Linie 4-4 in Fig.2
angegebenen
Ebene; Fig.5 im Maßstab derFig.2 noch eine weitere Schnittansicht entlang der durch
eine Linie 5-5 in Fig.2 angegebenen Ebene; Fig.6 im Maßstab derFig.2 noch eine weitere
Schnittansicht entlang der durch eine Linie 6-6 in Fig.2 angegebenen Ebene; Fig.7
eine teilweise aufgebrochene Schnittansicht im Maßstab derFig.2 entlang der durch
eine Linie 7-7 in Fig.2 angegebenen Ebene; Fig.8 in einem noch größeren Maßstab
eine Schnittansicht durch die Doppel- oder Zweifachsicherung der Fig.2 entlang der
durch die Linie 8-8 in Fig.2 angegebenen Ebene; Fig.9 eine perspektivische Ansicht
eines Teils einer Untergruppe der Doppel- oder Zweifachsicherung der Fig.1; und
Fig.10 in einem noch größeren Maßstab eine Draufsicht auf einen Teil der Länge eines
der Schmelzelemente der Doppel- oder Zweifachsicherung der Fig.1.
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Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen deren großen Klarheit
und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnungen bezug genommen.
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In den Zeichnungen ist ein messerförmiger Anschluß 20 einer bevorzugten
Ausführungsform einer Doppel- oder Zweifachsicherung gemäß der Erfindung dargestellt,
und dieser Anschluß ist vorzugsweise aus Kupfer hergestellt. Eine T-förmige Öffnung
22 ist in dem Anschluß ausgebildet, wie insbesondere in Fig.2 gezeigt ist, und es
sind Öffnungen 24 und 26 in dem Anschluß an dessen inneren Ende vorgesehen, wie
insbesondere in den Fig.2 und 3 gezeigt ist. Dieser Anschluß ist in der Draufsicht
und im Längsschnitt rechteckig, hat aber in der Seitenansicht abgerundete Kanten.
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Ein wärmeaufnehmendes Teil bzw. ein Wärmeabsorber 28 hat schmale,
im Abstand voneinander angeordnete Ansätze 30 und 31, die von dessen linken Ende
aus vorstehen, wie in den Fig.1, 3 und 6 dargestellt ist, und dieser Wärmeabsorber
ist vorzugsweise aus Kupfer hergestellt. Die Ansätze liegen auf dem rechten Ende
des Anschluß 22 und weisen Öffnungen auf, welche mit den Öffnungen 24 und 26 in
dem Anschluß fluchten. Die Öffnung in dem Ansatz 30 fluchtet mit der Öffnung 24
in dem Anschluß 20, wie insbesondere in Fig.3 dargestellÇist. Ein abgesetztes Teil
32, welches in Draufsicht im wesentlichen rechteckig ist, ist, wie in Fig.3 dargestellt,
durch einen schräg geneigten Teil 33 unter die Ebene
des Wärmeabsorbers
28 verlegt. Das abgesetzte Teil stimmt mit der Längsmittellinie des Wärmeabsorbers
28 überein, und das rechte Ende des abgesetzten Teils erstreckt sich nach rechts
über die Auflage des rechten Randes des Wärmeabsorbers hinaus.
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Ein wärmeaufnehmendes Teil bzw. ein Wärmeabsorber 34 entspricht genau
dem Wärmeabsorber 28. Jedoch ist der Wärmeabsorber 34 so ausgerichtet, daß das abgesetzte
Teil 40 über und nicht unter seiner Ebene angeordnet ist, wie in Fig.3 dargestellt
ist. Ansätze 36 und 38 des Wärmeabsorbers 34 sind unter und nicht über dem Anschluß
20 angeormnet, wie in Fig.3 gezeigt ist. Öffnungen in den Ansätzen 36 und 38 sind
bezüglich der Öffnungen 26 und 24 in dem Anschluß 20 ausgerichtet, und die Öffnung
in dem Ansatz 38 ist bezüglidi der Öffnung 24 ausgerichtet, wie in Fig.3 dargestellt
ist.
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Ein Niet 42 ist in den ausgerichteten Öffnungen der Ansätze 31 und
36 und der Öffnung 26 des Anschlusses 20 vorgesehen; ein Niet 44 ist in den ausgerichteten
Öffnungen der Ansätze 30 und 38 und der Öffnung 24 angeordnet. Diese Niete sichern
die Wärmeabsorber 28 und fest an dem Anschluß 20, und ein nSht dargestellt Lötmittel
mit einer hohen Schmelztemperatur wird auf die Verbindungen zwischen diesen Nieten
und den Ansätzen aufgebracht. tirdurch sind dann elektrische Verbindungen mit niedrigem
Widerstand zwischen dem Anschluß 20 und den Wärmeabsorbern 28 und 34 geschaffen.
Die Niete 42 und 44 wirken mit dem
Anschluß 20 zusammen, um die
einander gegenüberliegenden Flächen der abgesetzten Teile 32 und 40 der Wärmeabsorber
28 und 34 in Gegenüberlage und in einem Abstand von gerade einigen Tausendstel Zentimetern
zu halten.
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Ein Nebenschlußelement 46 ist vorzugsweise aus Kupfer hegestellt und
weist eine Anzahl in Längsrichtung verlaufender Schlitze sowie eine Anzahl Einschnitte
in den Rändern auf, welche zusammenwirken, um eine Anzahl in Längsrichtung im Abstand
voneinander angeordneter schwacher Stellen für das Nebenschlußelement festzulegen.
Das linke Ende des Nebenschlußelements 46 ist zwischen den einander gegenüberliegenden
Flächen der abgesetzten Teile 32 und 40 angeordnet, wie insbesondere in Fig.2 und
3 dargestellt ist. Ein Niet 48 ist in den ausgerichteten Öffnungen in diesen abgesetzten
Teilen und in dem Nebenschlußelement angeordnet, um das Nebenschlußelement an On
Wärmeabsorbern 28 und34 unverschiebbar zu befestigen. Ein nSht dargestelltes Lötmittel
mit einer hohen Schmelztemperatur wird auf die Verbindungsstellen zwischen dem Nebenschlußelemet
46 und den abgesetzten Teilen 32 und 40 aufgebracht, um elektrischo Verbindungen
mit niedrigem Widerstand zwischen dem Nebenschlußelement und den Wärmeabsorbern
28 und 34 zu schaffen.
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Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 sind vorzugsweise aus Kupfer hergestellt,
und jedes Element weist eine Anzahl in Längsrichtung verlaufender Schlitze und eine
Anzahl Einschnitte in den
Rändern auf, die zusammenwirken, um eine
Anzahl in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordneter schwacher Stellen für
das Schmelzelement festzulegen. Die linken Enden dieser Schmelzelemente haben die
gleiche Ausdehnung, sind aber in einem vorgeebenen Abstand von den Teilen der Wärmeabsorber
28 und 34 sowie auf verschiedenen Seiten der abgesetzten Teile 32 und 40 dieser
Wärmeabsorber angeordnet. Diese Schmelzelemente haben im wesentlichen dieselbe Auadehnung,
sind aber in einem vorgegebenen Abstand von dem Nebenschlußelement 46 angeordnet.
Die in Längsrichtung verlaufenden Schlitze und die Einschnitte in jedem Schmelzelement
entsprechen vorzugsweise den entsprechenden längs verlaufenden Schlitzen sowie den
Einschnitten in dem Neben schlußelement, so daß die schwachen Stellen dieser Schmelzelemente
und die schwachen Stellendes Nebenschlußelements dieselben Lagen und Ausbildungen
haben. Jedoch ist jedes der Schmelzelemente dicker als das Nebenschlußelement.
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Bin Verbindungsring 56 ist vorzugsweise aus Kupfer hergestellt und
weist eine flächige Wandung sowie einen zylindrischen Teil 66 auf. Vier flache rechteckige
Ansätze 58, 60, 62 und 64 sind ausgestanzt und von der flachen Wandung des Verbindungsringes
nach außen gebogen, wie insbesondere in Fig.9 dargestellvist.
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Wenn diese Ansätze ausgestanzt und von der flachen Wandung nach außen
gebogen werden, werden weitere Teile der flachen Wandung ausseatanst, um eine große,
im allgemeinen rechteckige Öffnung 68 festzulegen, wie in Fig.9 dargestellt ist.
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Eine kreisförmige Scheibe 70 aus Isoliermaterial, wie beispielsweise
Vulkanfiber, weist rechteckige Öffnungen 72 und 74 auf, wie in Fig.7 dargestellt,
um die Enden der Schmelzelemente 50 und 560 unterzubringen. Diese Scheibe weist
eine rechteckige Öffnung 71 auf, um das Ende des Nebenschlußelements 46 unterzubringen,
wie in Fig.2,3, 7 und 9 dargestellt ist, und hat zwei weitere, nicht dargesbilte,
rechteckige Öffnungen, um die Enden der Schmelzelemente 52 und 54 unterzubringen.
Die .Scheibe 70 ist so bemessen, daß sie, ohne zu rutschen, fest in dem zylindrischen
Teil 66 des Verbindungsrings 56 sitzt, wie in Fig.2 und 3 dargestellt ist.
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Eine Scheibe 76 aus Isoliermaterial, wie Asbest, weist eine rechteckige
Öffnung 78 auf, wie in Fig.8 dargestellt ist, um das linke Ende des Schmelzelements
560 aufzunehmen. Diese Scheibe hat drei weitere, nicht dargestellte rechteckige
Öffnungen, welche die linken Enden der Schmelzelemente 50, 52 und 54 aufnehmen.
Außerdem hat die Scheibe 76 eine rechteckige Öffnung 79, um das links Ende des Nebenschlußelements
46 aufzunehmen, wie in Fig.3 und 8 dargestellt ist.
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Ein ringartiger Abschluß 80 ist vorzugsweise aus Kupfer hs gestellt
und weist fünf eingepreßte, vorstehende, buchsenartige Aufnahmestellen 82 auf, wie
in Fig.2 dargestellt ist. Diese vorstehenden Aufnahmestellen sind so bemessen, um
die rechten Enden der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 und des Nebenschlußelements
46
unterzubringen. Ein messerartiger Anschluß 84, der vorzugsweise aus Kupfer hergestellt
ist, ist mittels eines Lötmittels 90 mit hoher Schmelztemperatur fest an der flächigen
Wandung des ringartigen Abschlusses 80 befestigt. Der messerförmige Anschluß hat
eine T-förmige Öffnung 86, wie in Fig.2 dargestellt ist. Ein Lötmittel 88 für hohe
Temperaturen wird verwendet, um die rechten Enden der Schmelzelemente 50, 52, 54
und 560 und des Nebenschlußelements 46 an der flächigen Wandung des ringartigen
Abschlusses 80 mechanisch zu befestigen und mit diesem elektrisch zu verbinden.
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Ein röhrförmiger Mantel 92 aus Isoliermaterial, wie Vulkanfiber, läßt
sich in den zylindrischen Teil 66 des Verbindungsrings 56 und in den zylindrischen
Teil des ringartigen Abschlusses 80 hineinschieben. Der rohrförmige Mantel wirkt
mit dem Verbindungsring 56, den Scheiben 70 und 76 sowie mit dem ringartigen Abschluß
zusammen, um in Längsrichtung die Hauptteile der Schmelzelemente 50, 52, 54 und
560 und des Nebenschlußelements 46 zu umschließen. Bin lichtbogenlöschendes Füllmaterial
93, wie Quarzsand, ist in dem rohrförmigen Mantel 92 angeordnet, und hat sehr guten
Kontakt mit den Schmelzelementen 50,52, 54 und 560 und mit dem Nebenschlußelement
46.
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Mittels vier punktförmigen, nach innen vorstehenden Bereichen 94 des
zylindrischen Teils 66 des Verbindungsrings 56 ist dieser an dem linken Ende des
rohrförmigen Mantels 92 gehalten, und mittels
vier punktförmiger,
nach innen vorstehender Bereiche 96 des zylindrischen Teils des ringartigen Abschlusses
80 ist dieser an dem rechten Ende des rohrförmigen Mantels gehalten. Folglich bilden
das Nebenschlußelement 46, die Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560, der Verbindungsring
56, die Scheiben 70 und 76, der ringartige Abschluß 80, der rohrförmige Mantel 92
und das lichtbogenlöschende Füllmaterial 93 eine Untergruppe, welche unabhängig
von dem übrigen Teil der Doppel- oder Zweifachsicherung zusammengebaut und untersucht
werden kann. Das linke Ende des Nebenschlußelements 46 und die linken Enden der
Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 gehen durch die enttprechenden Öffnungen in den
Scheiben 76 und 70 und auch durch die im allgemeinen rechteckige Öffnung 68 in der
flächigen Wandung des Verbindungsrings 56 hindurch. Die linken Enden dieser Schmelzelemente
sind eo umgebogen, daß die linken Enden und die breiten Flächen der Ansätze 58 bis
64 an dem Verbindungsring 96 fest und mit gutem Kontakt aneinander anliegen, wie
in Fig.3 und 9 dargestellt ist.
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Der Innendurchmesser eines rohrförmigen Mantels 98 aus Isoliermaterial,
wie Vulkanfiber, ist groß genug, eo daß der Verbindungsring 56 und der ringartige
Abschluß 80 sich in den rohrförmigen Mantel hineinschieben lassen; der Innendurchmesser
des rohrförmigen Mantels ist Jedoch klein genug, um einen guten Kontakt zwischen
der Innenfläche des rohrförmigen Mantels und bestimmten Flächenbereichen der Außenfläche
des zylindrischen Teils 66 des Verbindungeringe 56 und bestimmter Bereiche des
zylindrischen
Teils des ringartigen Abschlusses 80 sicherzustellen.
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Halbkreisförmige Scheiben 100 und 102 aus Isoliermaterial, wie Asbest,
haben Einschnitte, um die Seitenkanten des Anschlusses 20 aufzunehmen, wie in Fig.2
und 5 dargestellt ist, Die einander gegenüberliegenden Kanten dieser halbkreisförmigen
Scheiben sind in Abständen voneinander angeordnet, um einen langgestreckten Stift
104 mit rechteckigem Querschnitt aufzunehmen, welcher durch die Öffnung 22 in dem
Anschluß 20 verläuft. Die Enden des langgestreckten Stiftes liegen an dem linken
Ende des rohrförmigen Mantels 98 an, wie in Fig.3 dargestellt ist.
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Eine kreisförmige Scheibe 106 aus Isoliermaterial, .wie Vulkanfiber,
ist so bemessen, daß sie genau in den rohrförmigen Mantel 98 paßt. Die Scheibe hat
vier rechteckige Öffnungen 110 bis 116, wie in Fig.6 dargestellt ist. Die Öffnungen
110 und 116 der Scheibe sind so bemessen, um die Ansätze 36 und 38 des Wärmeabsorbers
34 aufzunehmen, und die Öffnungen 112 und 114 der Scheibe sind so bemessen, um die
Ansätze 31 und 30 des Wärmeabsorbers 28 aufzunehmen. Die Öffnungen 110 bis 116 werden
jeweils über die Ansätze 36, 31, 30 und 38 geschoben, bevor diese Ansätze an den
Anschluß 20 genietet werden. Die Scheibe 106 weist auch vier kleinere rechteckige
Öffnungen 118 bis 124 auf, wie in Fig.6 dargestellt ist. Haken 126, 128, 130 und
132 sind fest in den Öffnungen 120, 122, 124 bzw. 118 gehaltert. Wie insbesondere
in
Fig.2 und 3 dargestellt, stehen diese Haken nach rechts von der Scheibe 106 vor.
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Ein S-förmiges Verbindungsteil 134 hat normalerweise einen Teil, der
sich über das linke Ende des Schmelzelements 52 schieben läßt. Weitere S-förmige
Verbindungsteile 138 und 136 haben normalerweise Teile, die sich über die linken
Enden der Schmelzelemente 50 und 560 schieben lassen. Ein viertes, nicht dargestelltes,
S-förmiges Verbindungsteil hat normalerweise einen Teil, der sich über das linke
Ende des Schmelzelements 54 schieben läßt. Vier bei Wärme weich werdende Massen,
wie eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt, sichem und halmnnormalerweise mechanisch
diese S-förmigen Verbindungsteile an den Schmelzelementen und den Wärmeabsorbern
28 und 34 und verbinden sie elektrisch mit diesen Teilen. Teile von einer dieser
bei Wärme weich werdenden Massen sind in Fig.7 und 8 mit dem Bezugszeichen 135 bezeichnet;
der Rest dieser bei Wärme weich werdenden Masse kann nicht ganz dargestellt werden,
da er die Form eines Filmes auf einem Großteil der Oberfläche des S-förmigen Verbindungsteils
hat.
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Kleine Teile der vier bei Wärme weich werdenden Massen sind in Fig.7
dargestellt, und die anderen drei dieser bei Wärme weich werdenden Massen sind mit
dem Bezugszeichen 137, 139 und 141 bezeichnet. Die bei Wärme weich werdenden Massen,
wobei im folgenden meist nur noch von Massen gesprochen ist, verbinden elektrisch
die abgebogenen Enden der Schmelzelemente 50, 52, 54 bzw.
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560 mit den Ansätzen 58 bis 64 an dem Verbindungsring 56. Die
vier
Massen und die vier S-förmigen Verbindung steile wirken normalerweise zusammen,
um die Schmelzelemente 52 und 54 mit dem Wärmeabsorber 34 und die Schmelzelemente
50 und 560 mit dem Wärmeabsorber 28 elektrisch zu verbinden. Zylindrische, schraubenförmige
Zugfedern 140 bis 144 sind an dem S-förmigen Verbindungsteil 138 und dem Haken 126,
dem S-förmigen Verbindungsteil 136 und dem Haken 132 sowie dem S-förmigen Verbindungsteil
134 und dem Haken 130 befestigt. Die vierte, nicht dargestellte, zylindrische Zugfeder
ist mit dem nicht dargestellten, S-förmigen Verbindung steil für das Schmelzelement
54 und mit dem Haken 128 verbunden.
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Eine kreisförmige Scheibe 146 aus Isoliermaterial, wie Vulkanfiber,
ist so bemessen, daß sie genau in den rohrförmigen Mantel 98 paßt und fest in diesem
sitzt. Die Scheibe hat eine etwa rechteckige Öffnung 148, welche insbesondere in
Fig.7 dargestellt ist und welche so bemessen ist, um die rechten Enden der abgesetzten
Teile 32 bzw. 40 der Wärmeabsorber 28 und 34 und um auch das linke Ende des Nebenschlußelements
46 aufzunehmen. Außerdem hat diese Scheibe etwa rechteckige Schlitze 150 und 152,
welche die Ansätze 60 und 62 an dem Verbindungsring 56 und welche auch die Enden
der Schmelzelemente 52 und 54 aufnehmen, welche um diese Ansätze gebogen sind. Ferner
hat die Scheibe 146 zwei weitere, nicht dargestellte, etwa rechteckige Schlitze,
welche die Ansätze 58 und 64 an dem Verbindungsring 56 und auch die Enden der Schmelselemente
50 und 560 aufnehmen, die um diese
Ansätze gebogen sind.
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Das linke Ende des Nebenschlußelements 46 wirddie Öffnung 148 in der
Scheibe 146 geschoben, der Ansatz 60 wird zusammen mit dem umgebogenen Ende des
Schmelzelements 52 durch die Öffnung 150 in der Scheibe geschoben, der Ansatz 62
wird zusammen mit dem umgebogenen Ende des Schmelzelements 54 durch die Öffnung
152 in dieser Scheibe geschoben, und die Ansätze 58 und 64 werden zusammen mit den
umgebogenen Enden der Schmelzelemente 50 und 560 durch die übrigen zwei Öffnungen
in dieserScheibe 146 geschoben, bevor das Nebensdiußelement mit den abgesetzten
Teilen 32 bzw. 40 der Wärmeabsorber 28 und 34 zusammengesetzt wird. Bevor diese
abgesetzten Teile mit dem Nebenschlußelement zusammengebaut werden, werden die rechten
Enden dieser abgesetzten Teile ausreichend weit auseinandergedrückt, damit das linke
Ende des Nebenschlußelements dazwischen untergebracht werden kann. Danach werden
die Öffnungen in diesen abgesetzten Teilen mit der Öffnung am linken Ende des Nebenschlußelements
46 ausgerichtet, und dann wird der Niet 48 durch diese aungerichteten Öffnungen
gesteckt und darüber "kopfgestaucht", um die Wärmeabsorber 28 und 34 an dem Nebenschlußelement
46 und damit die Untergruppe, von welcher das Nebenschlußelement ein Teil ist, dauerhaft
zu befestigen. durch Ein Stift 154 ist in der Öffnung 86 in dem Anschluß 84 angeordnet,
und die Enden dieses Stiftes liegen an dem rechten Ende des
rohrförmigen
Mantels 98 an. Der Stift 154 entspricht im wesentlichen dem Stift 104, und das Anliegen
der Enden dieser Stifte und der Enden des rohrförmigen Mantels 98 begrenzen die
Bewegbarkeit der Anschlüsse 84 und 20 ins Innere des rohrförmigen Mantels. Halbkreisförmige
Scheiben 156 und 158 aus Isoliermaterial, wie Asbest, entsprechen den halbkreisförmigen
Scheiben 100 und 102, welche (100 und 102) eng an dem Anschluß 20, dem langgestreckten
Stift 104 und der Innenfläche des rohrförmigen Gehäuses 98 anliegen, während die
halbkreisförmigen Scheiben 156 und 158 eng an dem Anschluß 84, dem Stift 154 und
der Innenfläche des rohrförmigen Mantels 98 anliegen.
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Ein ringartiger, kappenförmiger Abschluß 160 aus Metall weist einen
zylindrischen Teil auf, darüber das linke Ende des rohrförmigen Mantels 98 geschoben
wird. Die flächige Wandung des kappenförmigen Abschlusses 160 weist einen etwa rechteckigen
Schlitz 162 auf, der den Anschluß 20 aufnimmt. Schrauben 164 verlaufen in radialer
Richtung nach innen durch Öffnungen in dem zylindrischen Teil des kappenförmigen
Abschlusses und sitzen in dem linken Ende des rohrförmigen Gehäuses 98. Lichtbogenlöschendes
Füllmaterial 166, wie Kalziumsulfat, füllt den Raum am linken Ende des rohrförmigen
Mantels 98, welcher durch die Scheibe 106 und durch die halbkreisförmigen Scheiben
100 und 102 festgelegt ist. Ein ähnlicher kappenförmiger Abschluß 170 ist am rechten
Ende des rohrförmigen Mantels 98 vorgesehen.
Die ebene Wandung
des kappenförmigen Abschlusses weist einen etwa rechteckigen Schlitz 172 auf, der
den Anschluß 84 aufnimmt.
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Schrauben 174 erstrecken sich in radialer Richtung ins Innere durch
Öffnungen in dem zylindrischen Teil des kappenförmigen Abschlusses und sitzen im
rechten Ende des rohrförmigen Mantels 98. Lichtbogenlöschendes Füllmaterial 176,
wie Kalziumsulfat, füllt den Raum am rechten Ende des rohrförmigen Mantels 98, der
durch den kappenförmigen Abschluß 80 und die halbkreisförmigen Scheiben 156 und
158 festgelegt ist. Weiteres lichtbogenlöschendes Füllmaterial 178, wie Kalziumsulfat,
füllt den ringförmigen stdum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Mantels 92 und
der inneren Umfangsfläche des Mantels 98.
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Das Schmelzelement 5.60 kann, und entspricht vorzugsweise dem entsprechend
bezeichneten Schmelzelement in der Patentanmeldung US-Sn. 511 059 von Aldino J.
Gaia mit dem Titel "Schutzeinrichtung für eine elektrische Schaltung", die am 1.10.1974
eingereicht wurde. Dieses Schmelzelement weist Schlitze 562 bis 568 auf, wobei die
Schlitze 564 und 568 auf einer Seite der Längsachse und die Schlitze 562 und 566
auf der anderen Seite der Längsachse des Schmelzelements angeordnet sind. Eine schwache
Steuerstelle 570 ist durch das rechte Ende des Schlitzes 562 und durch einen etwa
dreieckigen Einschnitt festgelegt, welcher nach innen von dem angrenzenden Rand
des Schmelzelements 560 vorsteht.
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Eine schwache Steuerstelle 572 ist durch die benachbarten Enden der
Schlitze 562 und 564 festgelegt, und eine schwache Steuerstelle
574
ist durch das linke Ende des Schlitzes 564 und durch einen etwa dreieckigen Einschnitt
festgiegt, welcher nach innen von der benachbarten Kante des Schmelzelements 560
vorsteht.
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Eine abhängige schwache Stelle 576 ist durch das rechte Ende des Schlitzes
562 und durch einen etwa drei eckigen Einschnitt festgelegt, welcher nach innen
von der benachbarten Kante des Schmelzelements 560 vorsteht, und eine abhängige
bzw. untergeordnete schwache Stelle 582 ist durch die linke Endkante des Schlitzes
564 und durch einen etwa dreieckigen Einschnitt festgelegt, welcher nach innen von
der benachbarten Kante des Schmelzelements vorsteht. Teile 578 und 580 einer zweiteiligen
abhängigen bzw. untergeordneten schwachen Stelle sind durch das linke Ende des Schlitzes
562 und durch das rechte Ende desSchlitzes 564 sowie durch etwa dreieckige Einschnitte
festgelegt, welche von gegenüberliegenden Kanten des Schmelzelements 560 nach innen
vorstehen.
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Eine schwache Steuerstelle 584 ist durch das rechte Ende des Schlitzes
566 und durch einen etwa dreieckigen Einschnitt festgelegt, welcher von der benachbarten
Kante des Schmelzelements 560 nach innen vorsteht. Eine schwache Steuerstelle 586
ist durch die benachbarten Enden der Schlitze 566 und 568 festgelegt, und eine schwache
Steuerstelle 588 ist durch das linke Ende des Schlitzes 568 und durch einen etwa
dreieckigen Einschnitt festgelegt, welcher von der benachbarten Kante des Schmelzelements
560 nach innnen vorsteht. Eine abhängige bzw. untergeordnete schwache
Stelle
590 ist durch das rechte Ende des Schlitzes 566 und durch einen etwa dreieckigen
Einschnitt festgelegt, welcher von der benachbarten Kante des Schmelzelements 560
nach innen vorsteht, und eine abhängige bzw. untergeordnete schwache Stelle 596
ist durch das linke Ende des Schlitzes 566 und durch einen etwa dreieckigen Einschnitt
festgelegt, welcher von der benachbarten Kante des Schmelzelements nach innen vorsteht.
Teile 592 und 594 einer zweiteiligen abhängigen bzw. untergeordneten schwachen Stelle
sind durch das linke Ende des Schlitzes 566 und durch das rechte Ende des Schlitzes
568 sowie durch etwa dreieckige Einschnitte festgelegt, welche von gegenüberliegenden
Kanten des Schmelzelements 560 nach innen vorstehen.
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Die Wirkungs- und Arbeitoweise des Schmelzelements 560 kann und entspricht
vorzugsweise der Wirkungs- und Arbeitsweise des entsprechend bezeichneten Schmelzelements
in der vorbezeichneten US-Anmeldung. Ferner entsprechen die Schmelzelemente 50,
52 und 54 vorzugsweise dem Schmelzelement 560. Außerdem sind die Schlitze und die
nach innen vorstehenden Einschnitte des Nebenschlußelements 46 in Form und Lage
denen desSchmelsel«ents 560 gleich, so daß die Form der Stromunterbrechungskennlinie
des Neb.nschlußelements im wesentlichen gleich der Form der Stromunterbrechungs
kennlinie jedes der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 ist. Jedoch hat das Nebenschlußelement
46 eine geringere Dicke als eines der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560, eo daß
das Nebenschlußelement eine Nennstromstärke hat, die kleiner ist als die Nennstromstärke
eines
dieser Schmelzelemente. Bei einer Sicherung gemäß der Erfindung, welche als eine
Doppel- oder Zweifachsi -cherung für 600A, 600V oder weniger ausgelegt ist, hat
jedes der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 eine Dicke zwischen 0,0445cm (0,0175inch)
und 0,0457cm (0,0180inch), während das Nebenschlußelement 46 eine Dicke zwischen
0,0287cm (0,0113inch) und 0,0297cm (0,0117inch) hat.
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Obwohl die Nennstromstärke des Nebenschlußelements 46 kleiner als
die Nennstromstärke jedes der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 ist, ist die Nennstromstärke
des Nebenschlußelements größer als die Nennstromstärke jeder der Verbindungen zwischen
den Schmelzelementen und den Wärmeabsorbern. Insbesondere die Erweichungstemperatur
des bei Wärme weich werdenden Materials in den entsprechenden Massen ist sehr viel
niedriger als die Schmelztemperatur des Kupfers des Nebenschlußelements 46, und
folglich erreichen die Massen 135, 137, 139 und 141 ihre Erweichungstemperatur bei
Stromwerten, welche erheblich unter den Stromwerten liegen, bei welchen das Nebenschlußelement
schmilzt.
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Solange der Wert des durch die Doppel- oder Zweifachsicherung gemäß
der Erfinduhg fließenden Stroms den Nennwert der Doppelsicherung nicht übersteigt,
fließt dieser Strom über eine Anzahl elektrischer Bahnen zwischen den Anschlüssen
20 und 84. Eine dieser elektrischen Bahnen weist den Ansatz 31 des Wärmeabsorbers
28 ,einen Teil dieses Wärmeabsorbers, welcher zwischen dem
Ansatz
und dem S-förmigen Verbindungsteil 134 liegt, weicher mit dem Wärmeabsorber und
dem Schmelzelement 52 durch die Masse 139 verbunden sind, das S-förmige Verbindungsteil
und die bei Wärme weich werdende Masse, das Schmelzelement, und auch einen Teil
der flächigen Wandung des kappendrtigen Abschlusses 80 auf.
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Eine zweite elektrische Bahn weist den Ansatz 30 des Wärmeabsorbers
28, den Teil des Wärmeabsorbers, welcher zwischen dem Ansatz und dem nt ht dargestellten
S-förmigen Verbindungsteil liegt, welches mit dem Wärmeabsorber und dem Schmelzelement
54 durch die bei Wärme weich werdende Masse 141 verbunden ist, das S-förmige Verbindungsteil
und die erwähnte Masse, das Schmelzelement, und auch einen Teil der flächigen Wandung
des kappenförmigen Abschlusses 80 auf. Eine dritte elektrische Bahn weist den Ansatz
36 des Wärmeabsorbers 34, den Teil des Wärmeabsorbers welcher zwischen dem Ansatz
und dem S-förmigen Verbindungsteil 138 liegt, welcher mit dem Wärmeabsorber und
dem Schmelzelement 50 durch die Masse 137 verbunden ist, das S-förmige Verbindungsteil
und diese Masse, das Schmelzelement selbst und auch einen Teil der flächigen Wandung
des kappenartigen Abschlusses 80 auf.
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Eine vierte elektrische Bahn weist den Ansatz 38 des Wärmeabsorbers
34, den Teil des Wärmeabsorbers, welcher zwischen dem Ansatz und dem S-förmigen
Verbindungsteil 136 liegt, das mit dem Wärmeabsorber und dem Schmelzelement 560
durch die Masse 135 verbunden ist, das S-förmige Verbindungsteil und diese Masse,
das Schmelzelement selbst und auch einen Teil der flä chigen Wandung des kappenartigen
Abschlusses 80 auf. Eine fünfteEelektrische
Bahn ist eine verzweigte
elektrische Bahn, welche die Ansätze 30 und 31 des Wärmeabsorbers 28 plus die Ansätze
36 und 38 des Wärmeabsorbers 34, die Teile dieser Wärmeabsorber, welche zwischen
diesen Ansätzen und den abgesetzten Teilen 32 und 34 liegen, diese abgesetzten Teile
selbst, das Nebenschlußelement 46 und einen Teil der flächigen Wandung des kappenartigen
Abschlusses 80 aufweisen.
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Der Verbindungsring 56 ist elektrisch mit jedem der Schmelzelemente
50, 52, 560 und 54 dadurch verbunden, daß die Ansätze 58, 60, 64 und 52 und auch
die Massen 137, 139, 135 und 141 unmittelbar anliegen, und es ist mit jedem der
S-förmigen Verbindungsteile 138, 134, 136 und dem vierten, nicht dargestellten Verbindungsteil
verbunden. Unter normalen Bedingungen fließt ein kleiner oder kein Strom über die
flächige Wandung des Verbindungsringes 56.
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Wenn jedoch Strom über einen der fünf elektrischen Bahnan zwischen
den Anschlüssen 20 und 84 fließt, spricht jeder Teil Jeder dieser elektrischenBahnen
auf den hindurchfließenden Strom an, um Wärme zu erzeugen. Da der elektrische Widerstand
jeder der Wärmeabsorber 28 und 34 sehr viel kleiner als der Widerstand einer der
Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 ist, werden nur geringfügige Wärmemengen durch
einen dieser Wärmeabsorber erzeugt. Da der elektrische Widerstand jeder der Verbindungen
zwischen den Schmelzelementen und den Wärmeabsorbern viel kleiner
als
der Widerstand eines der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 ist, werden auch durch
jede dieser Verbindungen nur verhältnismäßig kleine Wärmemengen erzeugt. Selbst
die verhältnismäßig kleinen Wärmemengen, die durch jede der Verbindungen zwischen
denSchmelzelementen und den Wärmeabsorbern erzeugt werden, sind jedoch wichtig und
von Bedeutung, da beinahe alle Wärme, die durch jede dieser Verbindungen erzeugt
wird, dazu dient, die Temperatur der bei Wärme weich werdenden Masse zu erhöhen,
welche ein Teil der Verbindung ist, und neigen dadurch dazu, die Nennstromstärken
dieser Verbindung und der Doppel- oder Zweifachsicherung zu begrenzen.
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Die Verbindungen zwischen den Schmelzelementen und den Wärmeabsorbern
einer bekannten Doppel- oder Zweifachsicherung konnten verhäismäßig kleine Wärmemengen
nur erzeugen, solana die elektrischen Widerstände all dieser Verbindungen ziemlich
niedrig waren. Da jedoch die Doppel- oder Zweifachsicherung der Erfin-/mit dung
dem Verbindungsring 56 versehen ist, können die Verbindungen zwischen den Schmelzelementen
50, 52, 54 und 560 und den Wärmeabsorbern 28 und 34 verhältnismäßig kleine Wärmemengen
erzeugen, selbst wenn eine oder mehrere dieser Verbindungen auf irgendeine Weise
einen höheren als den normalen elektrischen Widerstandswert haben sollten.
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Insbesondere wenn eine der vier Verbindungen zwischen den vier Schmelzelementen
und einem oder mehreren Wärmeabsorbern einer bekannten,
mit einem
Nebenschluß versehenen Doppel- oder Zweifachsicherung irgendwie einen höheren als
den normalen elektrischen Widerstandswert hatten, würde der Strom über diese Verbindung
und über das benachbarte Schmelzelement abnehmen, wobei es zu einer entsprechenden
Zunahme in den Strömen kommt, die über das Nebenschlußelement und über die anderen
drei Verbindungen plus den angrenzenden drei Schmelzelementen fließen. Obwohl der
verminderte, über die eine Verbindung und das benachbarte Schmelzelement fließende
Strom dazu neigen würde, die Wärmemenge zu vermindern, welche durch diese Verbindung
erzeugt wurde, neigt der Widerstandswert dieser Verbindung, der höher als der normale
elektrische Widerstand ist, dazu, die durch diese Verbindung erzeugte Wärmemenge
zu erhöhen. Da der über jede Verbindung und deren benachbartes Schmelzelement fließende
Strom umgekehrt proportional au der Summe der elektrischen Widerstandswerte der
Verbindung und des Schmelzelements ist, würde eine Zunahme im elektrischen Widerstand
dieser Verbindung nicht eine entsprechende Abnahme in diesem Strom hervorrufen.
Da ferner der elektrische Widerstandswert dieser Verbindung viel kleiner ist als
der elektrische Wideretandiwurt des Schmelzelements, würde die Abnahme des über
diese Verbindung fließenden Stroms so klein sein, daß die Wärmemengen die durch
die Verbindung, die einen höheren als den normalen elektrischen Widerstm dswert
hat, erzeugt worden ist, größer sein würde als die von einer normalen Verbindung
erzeugte Wärmemenge. Das Gesamtergebnis ist dann, daß irgendeine Zunahme in dem
elektrischen Widerstandawert einer der vier Verbindungen
zwischen
den vier Schmelzelementen und einem oder mehreren der Wärmeabsorber einer mit einem
Nebenschluß versehenen, bekannten Doppel- oder Zweifachsicherung zur Folge haben
würde, daß diese Verbindung merklich mehr Wärme als eine normale Verbindung erzeugen
würde, und folglich die Anzahl Sekunden, während welcher die Doppel- oder Zweifachsicherung
einen Überstrom von 500% führen könnte, merklich verringern würde.
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Wenn andererseits eine der Verbindungen zwischen den Schmelzelementen
50, 52, 54 und 560 und den Wärmeabsorbern 28 und 34 einen höheren als den normalen
elektrischen Widerstandswert haben würde, würde die Wärmemenge, welche durch diese
Verbindung erzeugt wurde, abnehmen. Insbesondere würde der Verbindungsring 56 den
Strom, der über das an dieser Verbindung angebrachte Schmelzelement fließt, teilen
können, und würde dadurch über die anderen Verbindungen sowie über diese Verbindung
fließen, und die sich ergebende Abnahme in dem Strom, der über die Verbindung mit
einem höheren als dem normalen elektrischen Widerstand fließt, würde dii durch diese
Verbindung erzeuge Wärmemenge auf einen Wert verringern, der kleiner als die von
einer normalen Verbindung erzeugte Wärmemenge ist. Der erhöhte Strom über die anderen
Verbindungen der Sicherung der Fig.1 würde dann die von diesen anderen Verbindungen
erzeugte Wärmemenge erhöhen, aber die Stromsunahme in jeder dieser anderen Verbindungen
würde kleiner sein als die Stromabnahme über die Verbindung mit einem Widerstandswsrt,
der höher als der normale elektrische Widerstand ist. Folglich würde
die
Wärmemenge, welche von einer dieser anderen Verbindungen erzeugt werden könnte,
erheblich kleiner sein als die Wärmemenge, welche durch eine Verbindung mit einem
höheren als dem normalen elektrischen Widerstandswert in einer bekannten Doppel-
oder Zweifachsicherung erzeugt würde, welche sich von der Sicherung der Fig.1 nicht
nur dadurch unterscheidet, daß diese den Verbindungsring 56 aufweist.
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Ferner würde eine erhöhte Strommenge, welche durch eine dieser anderen
Verbindungen derSicherung derFig.1 erzeugt werden würde, dazu neigen, von dem Verbindungsring
56 aufgenommen bzw. absorbiert oder verteilt bzw. vernichtet zu werden, und folglich
ist diese Sicherung mit einem höheren als dem normalen Sicherheitsgrad in der Lage,
einen Überstrom von 500% zumindest zehn Sekunden lang zu führen. Somit setzt der
Verbindungsring 56 die Wirkung auf ein Minimum herab, welche ein höherer als ein
normaler Widerstandswert einer Verbindung zwischen dem linken Ende eines der Schmelzalemente
50, 52, 54 und 560 und dem benachbarten Wärmeabsorber auf die Gesamtarbeitsweise
der Sicherung der Fig.1 haben :könnta.
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Der zylindrische Teil 66 des Verbindungsrings 56 befindet sich unmittelbar
an der Innenfläche des Mantels 98, und kann folglich beträchtliche Wärmemengen an
den Mantel übertragen. Dies ist auch erwünscht, da es dadurch dem Verbindungsring
ermöglicht wird, als Wärmeabsorber zu wirken, und er damit dazu beiträgt,
den
Nennwert zu verringern, bei welchem die Temperaturen der Massen 135, 137, 139 und
141 entsprechend den Überströmen ansteigen.
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Die oberen Teile der S-förmigen Verbindungsteile der Sicherung der
Fig.1 sind erheblich dicker als die oberen Teile der S-förmigen Verbindungsteile
von bekannten Doppel- oder Zweifachsicherungen derselben Nennstromstärke. Durch
diese zusätzliche Stärke kann der obere Teil eines S-förmigen Verbindungsteils,
das zufällig das letzte S-förmige Verbindungsteil ist, das auf einen lang andauernden,
verhältnismäßig niedrigen, möglicherweise aber schädlichen Überstrom anspricht,
sich von dem benachbarten Schmelzelement wegbewegen , um so dem Starkstrom zu widerstehen,
welcher über den oberen Teil fließt.
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Der Abstand oder Spalt, welcher durch den oberen Teil jedes der S-förmigen
Verbindungsteile der Sicherung der Fig.1 festgelegt ist, ist größer als der Abstand
oderSpalt, welcher durch den oberenTeil eines S-förmigen Verbindungsteils einer
bekannten Doppel- oder Zweifachsicherung festgelegt ist, da die Dicken des ein-
bzw. zurückspringenden, umgebogenen Endes eines Schmelzelements und des Ansatzes,
um welchen es gebogen ist, zusammen vil größer sind als die Dicke eines Schmelzelements
einer bekannten Doppelsicherung mit derselben Nennstromstärke. Jedoch kann die Fertigungstoleranz
des Zwischenraums oder Spaltes, welcher dunh den oberen Teil jedes der S-förmigen
Verbindungsteile der Fig.1 festgelegt ist, viel kleiner sein als die Fertigungstoleranz
des
Zwischenraums oder Spaltes, welcher durch den oberen Teil eines 5-förmigen Verbindungsteils
bei einer bekannten Doppelsicherung festgelegt ist, da die Ansätze 58, 60, 62 und
64 des V.rbindungsrings 56 genau sowohl die Lagen als auch die Stellen der einspringonden,
umgebogenen Enden der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 festlegen. Aufgrund der
engeren Fertigungstole ranz des Zwischenraums oder Spaltes, welcher durch den oberen
Teil jeder der S-förmigen Verbindungsteile der Sicherung der Fig.1 festgelegt ist,
kann die Menge an bei Wärme weich werdenden Material zwischen dem zurückspringenden,
umgebogenen Ende eines Schrelselonents und den gegenüberligenden Flächen des bebenachbarten
S-förigen Verbindungsteils zusammen mit einer entsprechenden Verkleinerung in dem
elektrischen Widerstandswert der Verbindung herabgesetzt werden, von welcher das
S-förmige Verbindungsteil ein Teil ist.
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Der Verhindungsring 56 und der kappenförmige Abschluß 80 schalten
die Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 zueinander parallel, und folglich sind die
über diese Schmelzelemente fließenden Ströme und die von ihnen erzeugten Wärmemengen
im wesentlichen gleich. Da das Nebenschlußelement 46 dünner ist als eines der Schmelzelemente
50, 52, 54 und 560, ist der über das Nebenschlußelement fließende Strom und die
von diesem erzeugte Wärmemenge kleiner als der über eines der Schmelzelemente 50,
52, 54 und 560 fließende Strom und die von diesen Elementen erzeugte Wärmemenge.
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Die Dicken der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 sind so gewählt,
daß diese Schmelzelemente genug Wärme erzeugen, damit die Massen 137, 139, 141 und
135 aus bei Wärme weich wrdendem Material in weniger als zwei Stunden schmelzen,
wenn die Sicherung der Fig.1 einem Überstrom von 130% ausgesetzt ist. Auch sind
diese Dicken so gewählt, daß diese Massen aus bei Wärme weich werdendem Material
nicht in weniger als zehn Sekunden erweichen, wenn die Sicherung der Fig.1 einem
Überstrom von 500X ausgesetzt ist. Jedoch sind die Dicken der Schmelzelemente 50,
52, 54 und 560 so gewählt, daß diese Schmelzelemente sofort und sicher bei Überströmen,
die größer als 500% sind und bei Kurzschlüssen schmelzen und damit durchbrennen.
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Solange der Strom, der über die Doppel- oder Zweifachsicherung gemäß
der Erfindung fließt, den Nennwert der Sicherung nicht überschreitet, werden die
Malen 135, 137, 139 und 141 nicht weich, und die Schmelzelemente 50, 52, 54 und
560 brennen nicht durch; folglich bleibt das Nebenschlußelement 46 unbeschädigt.
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Wenn ein Überstrom im Bereich von 135% bis 400X entsteht und eine
ausreichend lange Zeit andauert, werden die Massen 135, 137, 139 und 141 weich und
die zylindrischen Zugfedern 140, 142, 144 und die vierte nicht dargestellte zylindrische
Zugfeder ziehen die Förmigen Verbindungsteile 138, 136 und 13i sowie das vierte,
nicht dargestellte S-förmige Verbindungsteil weg von den linken Enden der Schmelzelemente
50, 560, 52 bzw. 54. Hieran fließt dann der ganze Strom, der durch die Sicherung
der Fig.1
fließt, über das Nebenschlußelement 46, und das Nebenschlußelement
brennt unmittelbar durch. Das Nebenschlußelement arbeitet in der Weise, in welcher
das Schmelzelement 560 in der eingangs erwähnten US-Patentanmeldung durchbrennt,
um die Schaltung zu öffnen, und Lichtbogen, welche sich bilden, wenn das Nebenschlußeliient
öffnet, werden schnell durch das lichtbogenlöschende Füllmaterial 93 in dem Rohr
92 gelöscht.
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Wenn ein Überstrom, der wesentlich größer als 500% ist, oder ein Kurzschluß
sich entwickelt bzw. entsteht, schmilzt das Nebenschlußelement 46 sofort und brennt
daher durch, und die Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 schmelzen bzw. brennen entweder
gleichzeitig mit oder unmittelbar nach dem Durchbrennen des Nebenschlußelements
durch. Da die Form der Stromunterbrechungskennlinie des Nebenschlußelements im wesentlichen
gleich der Form der Stromunterbrechungskennlinie jeder der Schmelzelemente ist,
ist die Unterbrechungszeit der Sicherung der Fig.1 im wesentlichen so kurz wie die
Unterbrechungßzeit einer dieser Schmelzelemeub,. Da ferner des Nebenschlußelement
und die Schmelzelemente in einer großen Menge von lichtbogenlöschendem Füllmaterial
93 in dem Mantel 92 eingebettet sind, erfolgen die Unterbrechungen und Trennungen
durch das Nebenschlußelement und die Schmelzelemente schnell und geräuschlos. Die
Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 und das Nebenschlußelement 46 brennen auf dieselbe
Weise und genauso wirksam wie das Schmelzelement 560 derin der erwähnten US-Patentaneldung
beschriebenen Sicherungen durch.
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Wenn ein Überstrom im Bereich von 400 bis 500X entsteht, werden die
Massen 135, 137, 139 und 141 weich und geben die S-förmigen Verbindungsteile frei,
bevor die Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 durchbrennen, oder diese Schmelzelemente
könnten durchbrennen, bevor diese Massen weich geworden sein können. In dem ersterwähnten
Fall würde das Nebenschlußelement 46 die Schaltung öffnen, nachdem die S-förmigen
Verbindungsteile freigegeben worden sind, und in dem zuletzt erwähnten Fall würde
das Nebenschlußelement unmittelbar vor oder gleichzeitig mit den Schmelzelementen
50, 52, 54 und 560 durchbrennen. In allen Fällen würden nur die Lichtbögen, welche
sich bilden könnten, in dem lichtbogenlöschenden Füllmaterial 93 in dem Mantel 92
entwickeln und schnell und sicher durch dieses Material ausgelöscht werden.
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Das Nebenschlußelem.ent 46 und jedes der Schmelzelemente 50, 52, 54
und 560 sind geradlinig über die wärmeerzeugenden Teile ihrer Längen, und diese
wärmeerzeugenden Teile weisen alle die Schlitze und Einschnitte des Nebenschlußelements
und der Schmelzelemente auf. Die wärmeerzeugenden Teile des Nebenschlußelements
und der Schmelzelemente stehen in Kontakt mit dem lichtbogenlöschenden Füllmaterial
93 und werden von dem Material umgeben. Die volle Breite der linken Enden des Nebenschlußelements
und der Schmelzelemente erstrecken sich durch und über das linke Ende des Mantels
92 hinaus, aber die volle Breite des linken Endes des Schmelzelements ist jedoch
unmittelbar mit den beiden Wärmeabsorbern verbunden, während die volle Breite des
linken Endes
jedes Schmelzelements durch ein S-förmiges Verbindungsteil
und die entsprechende Masse aus bei Wärme weich werdendem Material nur mit einem
der Wärmeabsorber verbunden ist.
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Erforderlichenfalls könnte eine große Masse von bei Wärme weich werdendem
Material gegen die vier S-förmigen Verbindungsteile und die vier vorgesehenen Massen
ausgetauscht werden. Diese große Materialmasse würde dann auf lang andauernde, verhältnismäßig
niedrige, möglicherweise aber schädiche Überströme ansprechen, damit sie schmilzt
und von den umgebogenen Enden der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 wegfließt.
Danach würde dann das Nebenschlußelement 46 schmelzen und damit durchbrennen, um
die Schaltung zu öffnen.
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Die Sicherung der Fig.1 ist eine Doppel- oder Zweifachsicherung, welche
eine Nennstromstärke von 600A und eine Nennspannung von bis zu 600V hat. Für Sicherungen,
welche eine kleinere Nennstromstärke haben1 könnten weniger Schmelzelemente und
weniger S-förmige Verbindungsteile verwendet werden. Für manche Zweifachsicherungen
könnte auch nur ein Wärmeabsorber verwendet werden.
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Der Verbindungsring 56 ist in der Sicherung der Fig.1 sehr vorteilhaft,
würde aber auch genauso gut in anderen Zweifachsicherungen vorteilhaft und brauchbar
sein. Tatsächlich würde der Verbindungsring auch in einer Zweifachsicherung vorteilhaft
sein, welche nicht mit einem Nebenschlußelement versehen ist. In diesen
Sicherungen
sowie in der Sicherung der Fig.1 würde dann der Verbindungsring dazu dienen, Wärme
von den Verbindungen zwischen den Schmelzelementen und den benachbarten Wärmeabsorbern
aufzunehmen und würde auch die Stellen und Lagen dieser Enden der Schmelzelemente
festlegen, welche Teile dieser Verbindungen darstellen.
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Da das Nebenschlußelement 46 so ausgebildet ist, daß die Form seiner
Stromunterbrechungskennlinie im wesentlichen dieselbe wie die Form der Stromunterbrechungskennlinie
jedes der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 ist, kann das Nebenschlußelement entsprechend
bemessen werden, um proportional mehr Strom zu führen, als irgendein Nebenschlußelement
einer bekannten Zweifach-oder Doppelsicherung führen könnte. Dies ist vorteilhaft,
da dadurch der Strom, welcher über die vier Verbindungen zwischen den Schmelzelementen
und den zwei Wärmeabsorbern fließen muß, kleiner wird, und dadurch wird auch die
Wärmemenge kleiner, welche durch diese Verbindungen erzeugt wird. Das heißt also,
daß das Nebenschlußelement 46 der Sicherung der Fig.1 es nicht nur ermöglicht, daß
die Sicherung eine vorteilhafte Unterbrechungswirkung hat, sondern es auch ermöglicht,
daß diese Sicherung für etwas mehr als zehn Sekunden einen Überstrom von 500% führen
kann.
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Die zurückspringenden, umgebogenen Enden der Schmelzelemente 50, 52,
54, 560 sind vorteilhaft, da sie die gestanzten Enden dieser
umgebogenen
Elemente in einem Abstand weg von den Spalten oder Zwischenräumen anordnen, welche
durch die oberen Teile der S-förmigen Verbindungsteile festgelegt sind. Diese zurückspringenden,
umgebogenen Enden sind auch vorteilhaft, da sie die Berührungs- und Anlagefläche
zwischen den Schmelzelementen und den Massen vergrößern und folglich zu einer Verminderung
der elektrischen Widerstandswerte zwischen diesen Schmelzelementen und den Förmigen
Verbindungsbilen beitragen.
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Die Tatsache, daß die Form der Stromunterbrechungskennlinie des Nebenschlußelements
im wesentlichen gleich der Form der Stromunterbrechungskennlinie jedes der Schmelzelemente
ist, ist wichtig. Zum einen ist dadurch eine sehr kurze Unterbrechungszeit für die
Sicherung der Fig.1 geschaffen. Ferner ist dadurch eine genauere Untersuchung dieser
Sicherung bei verschiedenen durchzuführenden Prüfbedingungen erleichtert. Außerdem
wird dadurch ein Extrapolieren der Prüfdaten, die bei verschiedenen vorgesehenen
Prüfbedingungen erhalten werden, für alle anderen möglichen Belastungabedingungen
und Überströmen erleichtert, welche auf dem Gebiet angetroffen werden könnten.
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Die Einschnitte und Schlitze in dem Nebenschlußelement 46 legen mehr
als eine elektrische Bahn fest, und in ähnlicher Weise legen die Einschnitte und
Schlitze in jedem der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 mehr als eine elektrische
Bahn fest. Der Spitzenstrom (I ) und die Energie (I2t) jeder elektrischen Bahn
in
dem Nebenschlußelement 46 sind dementsprechend 200% oder weniger des Spitzenstroms
(I ) oder der Energie (1 2t) jeder elekp trischen Bahn in jedem der Schmelzelemente
50, 52, 54 und 560, wenn das Nebenschlußelement und diese Schmelzelemente bei dem
Unterbrechungsnennwert der Doppel- oder Zweifachsicherung der Fig.1 untersucht werden.
Ferner hat die Doppel- oder Zweifachsicherung einen niedrigeren Spitzenstrom (I
) und eine niedrigere p Energie (I2t) als irgendeine bekannte mit einem Nebenschluß
versehene Zweifachsicherung mit derselben Belastbarkeit. All dies bedeutet, daß
die Sicherung der Fig.1 in der Größe kleiner gemacht, mit dichteren, weniger widerstandsfähigen
Mänteln und kappenförmigen Abschlüssen versehen oder ein Stromunterbrechungsvermögen
hat, welches noch größer ist als das gegenwärtig eingeführte, übliche Stromunterbrechungsvermögen
von 200 000A, und darüber hinaus können I t- und I -Werte erhalten werden, welche
p gegenwärtig für ausreichend gehalten werden.
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In dtr Sicherung der Fig.1 ist der wärmeerzeugende Teil des Nebenschlußelements
46 in der etwas größeren Masse von lichtbogenlöschendem Füllmaterial 93 eingebettet,
in welchem auch die wärmeerzeugenden Teile der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560
eingebettet sind. Folglich entfällt bei der Erfindung auch irgendeine besondere
Isolierhülle oder ein gesonderter Mantel für das Nebenschlußelement, und das Nebenschlußelement
braucht auch nicht nahe bei der Innenfläche des Sicherungsmantels angeordnet zu
sein. In Wirklichkeit können das Nebenschlußelement und die
Schmelzelemente
der Sicherung der Fig.1 und irgendeiner größeren oder kleineren Doppel- oder Zweifachsicherung
mit einem derartigen Nebenschlußelement in irgendeiner geforderten Form oder einer
entsprechenden Anordnung angeordnet sein, um die vorteilhafteste Montage zu erleichtern
und um die vorteilhafteste Wirkung beim Öffnen von Schaltungen zu schaffen.
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In bekannten, mit einem Nebenschluß versehenen Doppel- oder Zweifachsicherungen
sind drahtähnliche Nebenschlußelemente verwendet worden. Beispielsweise erstreckte
sich in der erwähnten US-PS 3 122 619 ein drahtförmiges Nebenschlußelement von einem
messerförmigen Anschluß zu dem wärmeaufnehmenden Teil; in der USPS 3 253 103 erstreckte
sich ein drahtähnliches Nebenschlußelement von einem messerförmigen Anschluß zu
dem anderen messerförmigen Anschluß, und in der US-PS 3 453 580 erstreckte sich
ein zweiteiliges, drahtähnlidies Nebenschlußelement, das zwei Teile mit einem kleineren
Durchmesser hatte, von einem Anschluß zu dem wärmeaufnehmenden Teil. Da die Nebenschlußelemente
in diesen Patenten drahtförmig waren, unterschieden sich die Stromunterbrechungskennlinien
dieser Nebenschlußelemente stark von den Stromunterbrechungskennlinien der in diesen
Patentschriften vorgesehenen Schmelzelemente. Um die Unterbrechungszeiten dieser
drahtförmigen Nebenschlußelemente ausreichend zu verkürzen, um unzulässige Verlängerungen
der Löschzeiten der in diesen Patentschriften beschriebinen Sicherungen zu vermeiden,
wurde die maximale Strombelastbarkeit jedes der Nebenschlußelemente ziemlich
klein
bezüglich der maximalen Strombelastbarkeit der Sicherung gemacht, von welcher es
ein Teil war, wenn das Nebenschlußelement und die Sicherung bei dem Stromunterbrechungsnenn-
bzw.
-
-grenzwert der Sicherung geprüft wurden. Bei Verwenden des gemäß der
Erfindung vorgesehenen Nebenschlußelements kann die maximale Strombelastbarkeit
des Nebenschlußelements höher gemacht werden als die maximale Strombelastbarkeit,
welche bei den Nebenschlußelementen in entsprechend ausgelegten Sicherungen in den
vor erwähnten Patentschriften für zweckmäßig gehalten wurden, und noch nicht die
Unterbrechungszeit dieses Nebenschlußelements erhalten werden, um die Unterbrechungszeit
der Sicherung der Fig.1 zu verlängern, wenn das Neben schlußelement und die Sicherung
bei dem Stromunterbrechungsnenn- bzw. -grenzwert dieser Sicherung untersucht wurden.
Aufgrund einer größeren maximalen Strombelastbarkeit ermöglicht es das Nebenschlußelement
der Erfindung, die Stromunterbrechungsleistung jedes der Schmelzelemente der Sicherung
der Fig.1 herabzusetzen.
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Die maximale Strombelastbarkeit des Nebenschlußelementes 46 sollte
kleiner als 40% der maximalen Strombelastbarkeit der gesamten, mit einem Nebenschluß
versehenen Doppel- oder Zweifachsicherung der Fig.1 sein, so daß das Nebenschlußelement
schmilzt und durchbrennt, wenn die S-förmigen Verbindungsteile der Zweifachsicherung
ausgelöst werden. Jedoch sollte die maximale Strombelastbarkeit des Nebenschlußelements
46 gleich oder größer als 15% der maximalen Strombelastbarkeit der gesamten Sicherung
der Fig.1
sein, und es sollte 120X oder weniger der maximalen Strombelastbarkeit
jedes der Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 sein.
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Das Nebenschlußelement 46 und die Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560
können aus Kupfer, aus Kupferlegierung mit einem hohen Leitvermögen, aus Silber
oder aus Silberlegierungen mit einem hohen Leitvermögen hergestellt werden. Das
Nebenschlußelement kann aus demselben Material oder derselben Legierung herw stellt
werden, aus welchen die Schmelzelemente hergestellt snd.
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Die Schmelzelemente 50, 52, 54 und 560 können entlang der wirksamen
Teile ihrer Längen flach bzw. eben ausgebildet sein, wie in den Zeichnungen dargestellt
ist, oder sie könnten gefaltet oder gebogen oder gekrümmt sein, wie in der US-PS
3 253 103 oder der US-PS 3 453 580 oder der eingangs angeführten US-Patentanmeldung
dargestellt ist. Darüber hinaus könnten erforderlichenfalls einige der Schmelzelemente
50, 52, 54 und 560 über die wirksamen Teile ihrer Längen flach bzw. eben gemacht
werden, wie in den Zeichnungen dargestellt ist, und der übrige Teil dieser Schmelzelemente,
könnte gefaltet, gebogen oder gekrümmt ausgebildet sein, wie in den US-PS'en 3 253
103 und 3 453 580 oder in der erwähnten US-Patentanmeldung dargestellt ist.
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Patentansprüche