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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung betrifft einen Stromschienen-Verbindungsanschluss und insbesondere
einen Stromschienen-Verbindungsanschluss
zum Verbinden einer Vielzahl von Stromschienen an Anschlüssen von
Schaltkreisunterbrechern und anderen elektrischen Vorrichtungen,
durch die ein großer
elektrischer Strom fließt,
sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Stromschienen-Verbindungsanschlusses.
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Stand der
Technik
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7 ist
eine schematische Vorderansicht, die einen Schaltkreisunterbrecher
des Einschubtyps zeigt, welcher konventionelle Stromschienen-Verbindungsanschlüsse aufweist, 8 ist
eine schematische Seitenansicht der Stromschienen-Verbindungsanschlüsse aus 7 in
einem Zustand, in dem die Stromschiene weggelassen wurde, 9 ist
eine Vorderansicht, die den in 7 gezeigten
konventionellen Stromschienen-Verbindungsanschluss
darstellt, 10 ist eine Draufsicht auf 9, 11 ist eine
zerlegte Vorderansicht des Stromschienen-Verbindungsanschlusses
aus 9, 12 ist eine Vorderansicht aus 11, 13 ist
eine Vorderansicht des in 7 gezeigten
konventionellen Stromschienen-Verbindungsanschlusses
in einem mit der Stromschiene verbundenen Zustand, und 14 ist eine
Draufsicht auf 13.
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In
den 7 und 8 umfasst ein Schaltkreisunterbrecher 10 des
Einschubtyps oder eine elektrische Vorrichtung, durch die ein großer elektrischer
Strom fließt,
einen Einschubrahmen 10a sowie einen Schaltkreisunterbrecher 10b,
der innerhalb des Einschubrahmens 10a befestigt ist, in
dem der Einschubrahmen 10a mit einer Befestigungsbasis 10c aus
synthetischem Harz zum Halten der Stromschienen-Verbindungsanschlüsse 30 vorgesehen
ist. Obwohl nicht dargestellt, sind die Anschlüsse des Schaltkreisunterbrechers 10b mit
dem inneren Ende jedes der Stromschienen-Verbindungsanschlüsse 30,
die von der Befestigungsbasis 10c gehalten werden, verbunden.
Die Befestigungsbasis 10c ist mit einer Art Stützplatte 40 zur
Verhinderung, dass die Befestigungsbasis 10c durch das
Einwirken einer elektromagnetischen Kraft, die in den durch die
Pfeile in 8 gezeigten Richtungen induziert
werden, während
eines Kurzschlusses oder anderer Fehler von einem exzessiven elektrischen
Strom zwischen den Stromschienen-Verbindungsanschlüssen 30,
die mit jedem Pol des Einschubrahmens 10a verbunden sind,
zerbrochen wird. Die Abstützplatte 40 verhindert
ebenso das Zerbrechen der Befestigungsbasis 10c aufgrund des Einwirkens
einer exzessiven Belastung aufgrund von Gewichten der Stromschienen 50,
die mit jedem Stromschienen-Verbindungsanschluss 30 in
Folge der Verbindung der Stromschienen 50 mit den Stromschienen-Verbindungsanschlüssen 30 einwirken.
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Üblicherweise
weisen Stromschienen-Verbindungsanschlüsse, die in Schaltkreisunterbrechern mit
großen
Kapazitäten,
etwa 4000 bis 6300 Ampere, verwendet werden, einen Aufbau auf, wie
er in den 9 bis 14 gezeigt
ist, die eine vertikale Verarbeitungsstruktur darstellen, welche
vertikale und horizontale Abschnitte beinhaltet, um Temperaturanstiege
aufgrund thermischer Konvektion, die zwischen den lastseitigen Anschlüssen (nicht
gezeigt) des Schaltkreisunterbrechers 10b und den Stromschienen 50 auftreten,
zu eliminieren, wobei die Struktur durch die Verbindung vertikaler
Anschlüsse 33 mit
den horizontalen Anschlüssen 31 durch
Löten oder
dergleichen ausgebildet wird.
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Wie
am besten aus den 11 und 12 ersichtlich,
weist der horizontale Anschluss 31 erste Positionierungsnuten 31a zum
Einsetzen der vertikalen Anschlüsse 33 an
deren U-förmigen
Kerben 33b, sowie eine Vielzahl von Einsatzlöchern 31b zum
Einschrauben der Abstützplatte 40 sowie
Kerben 31c zum Einsetzen in die Befestigungsbasis 10c auf.
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Die
vertikalen Anschlüsse 33 weisen
eine Vielzahl von Einsatzlöchern
33a zum Einschrauben der Stromschienen 50 durch Stromschienen-Verbindungsschrauben
(nicht gezeigt), die später
beschrieben werden, sowie U-förmige
Kerben 33b, an dem horizontalen Anschluss 31 auf.
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In
den konventionellen Stromschienen-Verbindungsanschlüssen mit
diesem Aufbau wird zum Zwecke der Verbindung mit Standard-Stromschienen das
Intervall L1 (10) entlang der Vielzahl von vertikalen
Anschlüssen 33 als
eine Dimension größer als
die Dicke der Standard-Stromschienen, welche vom Nennstrom bestimmt
wird, eingestellt. Beispielsweise wird zum Verbinden mit Standard-Stromschienen
mit einer Dicke von 10 mm (L0) das Intervall L1 entlang der vertikalen
Anschlüsse 33 in
einem Bereich von 10,5 mm bis 11,5 mm im vorgegebenen kleinen Abstand
eingestellt. Währenddessen
sollte die Dicke der vertikalen Anschlüsse 33 nie kleiner
als die Dicke L0 sein, da es notwendig ist, zwischen den Stromschienen 50 ein
Intervall vorzugeben, das identisch mit der kleinsten Dicke L0 der
Stromschienen 50 ist (siehe 14).
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Somit
werden dann, wenn die Stromschienen
50 in die Räume zwischen
den vertikalen Anschlüssen
33 des
Stromschienen-Anschlusses
30 eingeführt werden
und anschließend
mit Bolzen
60 und Muttern
65 zur Verbindung der
Stromschienen befestigt werden, um die vertikalen Anschlüsse
33 in engem
Kontakt mit den Stromschienen
50 zu bringen, wie dies in
den
13 und
14 gezeigt
ist, die vertikalen Anschlüsse
33 gebogen
und, wie in
14 gezeigt, deformiert. In diesem
Zustand wird der Abschnitt der vertikalen Anschlüsse
33, die in Kontakt
mit den Stromschienen
50 stehen, auf den Abschnitt S2 beschränkt, der
die Distanz von einem Ende des vertikalen Anschlusses
33 in
Liegeposition abdeckt, und wird nicht auf den Abschnitt S1 beschränkt, der
die gesamte Distanz abdeckt, in der die vertikalen Anschlüsse
33 entlang
der Stromschienen
50 liegen, wodurch der Bereich des elektrischen
Kontakts verglichen dem reduziert wird, der üblicherweise beim Kontakt dieser
Leiter zur Verfügung
gestellt wird. Dies könnte
daher einen Anstieg des elektrischen Kontaktwiderstands zwischen
den Stromschienen
50 und den vertikalen Anschlüssen
33 bewirken.
Darüber
hinaus verteilt sich die innerhalb des Schaltkreisunterbrechers
10b erzeugte Wärme
nicht tatsächlich über die
Stromschienen-Verbindungsanschlüsse
30 auf
die Stromschienen
50, was zu einer Schwierigkeit bei der
Erzielung einer ausreichenden Kühlung
des Schaltkreisunterbrechers
10 führt. Solch ein Verbindungsanschluss
ist in der
JP 52 155271
U offenbart.
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Zusätzlich muss
zur Ermöglichung
der Verbindung der Vielzahl von Stromschienen 50, wie dies in
den 11 und 12 gezeigt
ist, die Vielzahl von Positionierungsnuten 31a in den horizontalen
Anschlüssen 31 ausgebildet
sein und die Vielzahl von vertikalen Anschlüssen 33, die jeweils
Löcher 33a und
Kerben 33b aufweisen, muss hergestellt werden, und darüber hinaus
müssen
sämtliche
Komponenten mittels Löten
miteinander verbunden werden, so dass die Herstellungskosten für den Stromschienen-Verbindungsanschluss 30 nachteilig
hoch sind.
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Die
vorliegende Erfindung hat daher zum Ziel, einen Stromschienen-Verbindungsanschluss zur
Verfügung
zu stellen, der frei von den oben diskutierten Problemen ist, und
die Bereitstellung eines Stromschienen-Verbindungsanschlusses zu
gewährleisten,
der eine stabile und gute elektrische und thermische Verbindungsbeziehung
zwischen Stromschienen und Stromschienen-Verbindungsanschlüssen sicherstellt.
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Die
vorliegende Erfindung hat ebenso zum Ziel, ein effizientes Verfahren
zur Herstellung eines Stromschienen-Verbindungsanschlusses zur Verfügung zu
stellen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
oben beschriebenen Ziele werden durch den in Anspruch 1 beschriebenen
Stromschienen-Verbindungsanschluss sowie das Verfahren zur Herstellung
des Stromschienen-Verbindungsanschlusses,
wie dies in Anspruch 2 beschrieben ist, gelöst.
- (1)
Der Stromschienen-Verbindungsanschluss gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst zur Erreichung der oben genannten Ziele einen Leiterabschnitt,
der elektrisch mit einer elektrischen Vorrichtung verbunden werden
soll, eine Vielzahl von Verbindungsplattenabschnitten, die mit einer Vielzahl
von Stromschienen durch eine abwechselnde Anordnung verbunden werden
sollen, sowie einen Stützabschnitt
zur Verbindung und Abstützung
des jeweils anderen Leiterabschnitts und der Verbindungsplattenabschnitte,
wobei die Vielzahl von Verbindungsplattenabschnitten voneinander über ein
Intervall getrennt sind, das größer als
die Dicke der Stromschienen ist; dadurch gekennzeichnet, dass ein
flexibler Abschnitt zwischen den Verbindungsplattenabschnitten und dem
Stützabschnitt
zur Verfügung
gestellt ist.
- (2) Der flexible Abschnitt weist eine Dicke auf, die geringer
als die der Verbindungsplattenabschnitte ist, und
- (3) Der Stützabschnitt
kann derjenige sein, der mit dem Leiterabschnitt an einem Ende und
mit einer Vielzahl von Verbindungsplattenabschnitten am anderen
Ende verbunden ist und der einen flexiblen Abschnitt aufweist, der
dazwischen angeordnet ist, um einen Leiterblock auszubilden.
- (4) Zusätzlich
sind der Stützabschnitt
und die Verbindungsplattenabschnitte als kontinuierlicher integraler
Leiterblock ausgebildet.
- (5) Darüber
hinaus ist gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
der Leiterblock durch Schneiden eines extrusionsgeformten Materials
mit einem Querschnitt in einer Form ausgebildet, die den Stützabschnitt,
den Leiterplattenabschnitt und den flexiblen Abschnitt umfasst.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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1 ist
eine Vorderansicht, die eine Ausführungsform des Stromschienen-Verbindungsanschlusses
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Draufsicht auf den Stromschienen-Verbindungsanschluss aus 1;
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3 ist
eine vordere Explosionsansicht, die einen auseinandergebauten Stromschienen-Verbindungsanschluss
aus 1 darstellt;
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4 ist
eine Schnittansicht des vertikalen Anschlusses aus 1;
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5 ist
eine Vorderansicht, die den Stromschienen-Verbindungsanschluss aus 1 in
einem mit der Stromschiene verbundenen Zustand zeigt;
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6 ist
eine Draufsicht auf den Stromschienen-Verbindungsanschluss aus 5;
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7 ist
eine schematische Vorderansicht, die einen Schaltkreisunterbrecher
des Einschubtyps mit konventionellen Stromschienen-Verbindungsanschlüssen zeigt;
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8 ist
eine schematische Seitenansicht, die den Stromschienen-Verbindungsanschluss
aus 7 in einem Zustand zeigt, in dem die Stromschiene
weggelassen wurde;
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9 ist
eine Vorderansicht, die den in 7 gezeigten
konventionellen Stromschienen-Verbindungsanschluss zeigt;
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10 ist
eine Draufsicht auf 9;
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11 ist
eine vordere Explosionsansicht des Stromschienen-Verbindungsanschlusses aus 9;
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12 ist
eine Vorderansicht aus 11;
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13 ist
eine Vorderansicht, die den in 7 gezeigten
konventionellen Stromschienen-Verbindungsanschluss in einem mit
der Stromschiene verbundenen Zustand zeigt; und
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14 ist
eine Draufsicht auf 13.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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Eine
Ausführungsform
des Stromschienen-Verbindungsanschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in den 1 und 6 gezeigt,
in denen der Stromschienen-Verbindungsanschluss als Stromschienen-Verbindungsanschluss
zum Verbinden einer Vielzahl von Stromschienen mit dem Anschluss
eines Schaltkreisunterbrechers oder einer elektrischen Vorrichtung,
durch die ein großer
elektrischer Strom fließt,
zeigt. In diesen Figuren ist 1 eine vordere
Ansicht, die eine Ausführungsform
des Stromschienen-Verbindungsanschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, 2 ist eine Draufsicht auf den Stromschienen-Verbindungsanschluss aus 1, 3 ist
eine vordere Explosionsansicht, die den auseinandergebauten Stromschienen-Verbindungsanschluss
aus 1 zeigt, 4 ist eine Querschnittsansicht
des vertikalen Anschlusses aus 1, 5 ist
eine vordere Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Stromschienen-Verbindungsanschluss
aus 1 mit einer Stromschiene verbunden ist, und 6 ist
eine Draufsicht auf den Stromschienen-Verbindungsanschluss aus 5.
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In
diesen Figuren umfasst der Stromschienen-Verbindungsanschluss 70 gemäß dieser
Erfindung einen Leiterabschnitt 71, der elektrisch mit
einer elektrischen Vorrichtung sowie einem Schaltkreisunterbrecher
(siehe 7), eine Vielzahl von Verbindungsplattenabschnitten 73,
die parallel zueinander separiert und mit einer Vielzahl von Stromschienen 50 in
einer abwechselnden und einander angrenzenden Beziehung verbunden
sind, wie dies in den 5 und 6 gezeigt
ist, sowie einen Stützabschnitt 72,
der ein Ende starr an dem Leiterabschnitt 71 durch Löten oder
dergleichen verbunden und abgestützt
vorsieht, wobei das andere Ende die Vielzahl von Verbindungsplattenabschnitten 73 parallel
abstützt,
wodurch der Leiterabschnitt 71 sowie die Verbindungsplattenabschnitte 73 miteinander
verbunden und abgestützt
werden.
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Während der
Leiterabschnitt 71 ähnliche Aufbauten
wie diejenigen aufweist, die in den 7 bis 14 gezeigt
sind, so wie die Kerben 71c und die Löcher 71b für die Verbindung
mit den nicht dargestellten elektrischen Vorrichtungen, weist der
Endabschnitt 71a, der mit dem Stützabschnitt 72 verbunden
ist, keine Nuten oder dergleichen auf und ist durch die Nuten 72e,
die im Stützabschnitt 72 ausgebildet
sind, aufgenommen und fest durch Löten oder dergleichen daran
befestigt.
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Im
dargestellten Beispiel ist der Stützabschnitt 72 als
ein einzelnes Leiterblockelement ausgebildet und unterscheidet sich
vom korrespondierenden Abschnitt der in den 7 bis 14 gezeigten
konventionellen Verbindungsanschlüsse, die aus einer Vielzahl
von Plattenelementen zusammengesetzt sind. Zusätzlich ist die Nut 72e zur
Aufnahme des Leiterabschnitts 71 darin ausgebildet.
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Jeder
der Vielzahl von Verbindungsplattenabschnitten 73 weist,
wie dies am besten in 4 ersichtlich ist, eine Dicke
L1 auf, die wenigstens gleich einer Dicke L0 der Stromschiene 40 ist,
um damit verbunden zu werden, und die Dicke L1 wird in einem geeigneten
Dimensionsbereich eingestellt, so dass die Stromschienen 50 nach
der Verbindung mit einem nicht zu kleinen Intervall voneinander
getrennt sind. Darüber
hinaus wird das Intervall L2 zwischen den Verbindungsplattenabschnitten 73 so
eingestellt, dass es etwas größer als
die Dicke L0 der Stromschiene 50 zur Erleichterung der
Einführung
der Stromschiene 50 ist. Zusätzlich ist ein Bolzenloch 73e zum
Befestigen der Stromschienen 50, die zwischen den Verbindungsplattenabschnitten 73 eingesetzt
sind, durch nicht dargestellte Schrauben und Muttern ausgebildet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist jeder der Verbindungsplattenabschnitte 73 einen
Kontaktbereichabschnitt 73b der Größe S3 (4 und 6)
auf, der groß genug
ist, einen elektrisch und thermisch ausreichenden Kontaktbereich zur
Verfügung
zu stellen, und wird durch den Stützabschnitt 72 durch
einen flexiblen Abschnitt 74 abgestützt. Der flexible Abschnitt 74 ist
ein dünner
Abschnitt, der eine Dicke L3 aufweist, die geringer als die Dicke
L1 der Verbindungsplattenabschnitte 73 ist. Der flexible
Abschnitt 74 dient, wie dies durch den Vergleich der 4 und 6 verständlich wird,
als Abschnitt, um einen engen Kontakt mit der Stromschiene 50 des gesamten
Bereichs des Kontaktsabschnitts 73b, der durch das Bezugszeichen
S3 der Verbindungsplattenabschnitte 73 gekennzeichnet ist,
zu bewirken, da der flexible Abschnitt 74 sich leicht verbiegt
und deformiert, wenn die Stromschienen 50 mit einer Dicke L0
zwischen den Verbindungsabschnitten 73 eingesetzt und durch
Befestigungselemente so wie Schrauben 60 und Muttern 65 befestigt
werden. Daher würde
weder ein Anstieg des elektrischen Kontaktwiderstands zwischen den
Stromschienen 50 und den Verbindungsplattenabschnitten 73,
noch eine Behinderung der Bewegung der in dem Intervall erzeugten
Wärme erfolgen,
was eine vollständige
Ausbreitung der Wärme
vom Schaltkreisunterbrecher 10b oder einer anderen elektrischen
Maschine oder Vorrichtung gewährleistet.
Obwohl der flexible Abschnitt 74 im dargestellten Beispiel
so ausgebildet ist, dass er eine Nut 73b ergibt, die einen
nahezu kreisförmigen
Querschnitt aufweist, gibt es keine speziellen Nachteile, wenn die
Nut einen Querschnitt in Form eines Polygons so wie eines Rechtecks
oder eines Ovals aufwiese.
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Der
Stützabschnitt 72,
die Verbindungsplattenabschnitte 73 sowie der flexible
Abschnitt 74 sind als kontinuierlicher integraler Leiterblock 75 ausgebildet
und der Leiterblock 75 ist, wie im dargestellten Beispiel,
ein solcher, der durch Schneiden und Bearbeiten eines langen extrusionsgeformten
Materials mit einem Querschnitt in der Form, wie sie in 4 gezeigt
ist, und aus Stützabschnitt 72,
den Verbindungsplattenabschnitten 73 sowie dem flexiblen
Abschnitt 74 zusammengesetzt ausgebildet, um vorab bestimmte
Dimensionen aufzuweisen, die für
einen Stromschienen-Verbindungsanschluss geeignet sind. Somit können die
bisher erforderlichen Herstellungsprozesse oder die Herstellung
einer Vielzahl von horizontalen Anschlüssen 31, wie dies
in den 11 und 12 gezeigt
ist, die Ausbildung einer Vielzahl von Positionierungsnuten 31a hierfür, die Herstellung
einer Vielzahl von vertikalen Anschlüssen 33, die sämtliche
Löcher 33a und
Kerben 33b aufweisen, sowie das Zusammensetzen durch Zusammenlöten sämtlicher
dieser vielen Teile eliminiert werden, und zusätzlich werden die Herstellungskosten
des Stromschienen-Verbindungsanschlusses abgesenkt und die Leiterblöcke in solchen
Verbindungsanschlüssen
sind hochgradig zuverlässig,
da sie nicht zusammengesetzte Leiterblöcke sind.
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Während die
Stromschienen-Verbindungsanschlüsse
zum Verbinden von Stromschienen an einem Schaltkreisunterbrecher
in der Form eines Beispiels erläutert
wurden, ist es nicht notwendig zu erwähnen, dass der Stromschienen-Verbindungsanschluss
gemäß dieser
Erfindung auch auf andere elektrische Vorrichtungen so wie elektromagnetische Kontaktgeber,
die generell mit Stromschienen verbunden sind, angewendet werden
kann.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Wie
bereits beschrieben, ist der Stromschienen-Verbindungsanschluss gemäß der vorliegenden Erfindung
besonders als Stromschienen-Verbindungsanschluss zur Verbindung
der Vielzahl von Stromschienen mit den Anschlüssen einer elektrischen Vorrichtung
so wie eines Schaltkreisunterbrechers, durch den ein großer elektrischer
Strom fließt, anwendbar.