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Sicherungselement mit Schmelzsicherung und Wärmeauslösers.
Die Erfindung bezieht sich auf ein solches Sicherungselement, das ausser einem auswechselbaren Schmelzstöpsel noch einen vom Erwärmungszustand des zu schützenden Stromkreises abhängigen, ebenfalls auswechselbaren Wärmeauslöser enthält, der bei Überschreitung einer bestimmten Temperatur den durch die Schmelzsicherung fliessenden Strom so verstärkt, dass die Sicherung durchschmilzt und dadurch den gefährdeten Stromkreis abschaltet.
Das Hauptziel der Erfindung liegt darin, die Einrichtung und Bedienung des Sicherungselementes zu vereinfachen und zu erleichtern. Gleichzeitig bezweckt die Erfindung, das Sicherungselement so einzurichten, dass eine Gefährdung des zu schützenden Stromkreises durch unachtsame oder falsche Bedienung des Sicherungselements nicht eintreten kann.
Das Wesen der Erfindung besteht in erster Linie darin, dass die Schmelzsicherung mit dem axial dahinter angeordneten Wärmeauslöser mechanisch so gekuppelt ist, dass der Auslöser mit Hilfe der Schmelzsieherung in das Element eingesetzt und wieder herausgenommen werden kann. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, dass der Wärmeauslöser gleichzeitig den Gegenkontakt sowie den Passring für den Fusskontakt der Schmelzsicherung trägt oder bildet, so dass einerseits beim Einsetzen einer Schmelzsicherung ohne Wärmeauslöser die erstere an ihrem Fusskontakt keine elektrisch leitende Verbindung erhält, während zugleich das Einsetzen einer Schmelzsicherung von höherer Abschmelzstromstärke als vorgeschrieben verhindert ist.
Endlich besteht die Erfindung noch darin, dass auch der Wärmeauslöser in dem ihn aufnehmenden TeH, z. B. dem Mittelrohr einer Heizspule, nach Auslösetemperatur bzw. Stromstärke derart unverwechselbar ist, dass ein Auslöser von höherer Abschmelztemperatur als für den zu schützenden Stromkreis zulässig, nicht eingesetzt werden kann.
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Wärmeauslösers sich in Fig. 1 in der Ruhestellung und Fig. 2 in der Schaltstellung befindet. Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1. Fig. 4 und 5 je einen Wärmeauslöser von etwas andern Abmessungen als in Fig. 1-3 in Seitenansicht bzw. im Achsenschnitt.
1 ist der Sockel des Sicherungselements, welcher die gleiehe Grundflächenausdehnung, aber eine etwas grössere Höhe besitzt als der Sockel eines gewöhnlichen Sehmelzsicherungselements. In einer
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vorteilhaft keramischer Masse, angeordnet. Die Heizspule 17 ist wie üblich um ein Metallrohr 22 gewickelt, das zur Aufnahme des Wärmeauslösers dient. Die Wicklung der Spule 17 ist an ihrem inneren Ende mit dem Metallrohr 22 und am äusseren Ende mit einer seitlichen Anschlussklemme 72 leitend verbunden.
Sie ist, wie bekannt, so ausgebildet, dass sie sieh in möglichster Übereinstimmung mit dem zu schützenden Stromkreis erwärmt. Beschaffenheit und Zweck des Isolierrings 71 werden weiter unten näher erläutert.
Oberhalb des Isolierringes 71 ist in einer Erweiterung der Aussparung 70 der Gewindering 73 befestigt, der zum Aufschrauben des mit einem Gewinderohr 8 versehenen Kopfes 9 des Elements dient und mit einer zweiten seitlichen Anschlussklemme 74 leitend verbunden ist. Heizspule 77 und Isolierring 71 besitzen einen etwas grösseren Aussendurchmesser als der Gewindering dz so dass sie durch letzteren gegen unbefugte Herausnahme und Auswechslung geschützt sind. Der zwischen dem Isolierring 71 und dem Kopf 9 des Elements verbleibende Raum dient zur Aufnahme einer gewöhnlichen Schmelzsicherung, im Beispiel einer Diazedpatrone 10.
Diese steht an ihrem Kopfkontakt mit dem Gewinderohr 8 in leitender
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Verbindung, nährend sie am Fuss durch den jetzt zu beschreibenden Wärmeauslöser mit dem Mittelrohr 22 der Heizspule 17 verbunden ist.
Der Wämneauslöser besteht aus einer Metallhülse 30, die im Mittelrohr 22 der Heizspule sitzt und darin gerade soviel Spiel besitzt, dass sie leicht ein-und ausgeschoben werden kann. Die Hülse 30 hat einen metallischen Flansch 75, der auf dem oberen Flansch des Mittelrohres 82 der Heizspule J7 aufliegt und dadurch einen guten Kontakt mit diesem Rohr verbürgt. In der Hülse 30 ist ein Schaltstift 31 verschiebbar, derunter Wirkung einerihn nach abwärts drückenden Feder 58 steht, aber gewohnlich in seiner in Fig. 1 gezeichneten oberen Endlage festgelötet ist.
Um das vollständige Herausschieben des Stiftes 31 aus der Hülse 30 zu verhindern, ist einerseits der untere Rand der letzeren nach einwärts gebogen, anderseits besitzt der Schaltstift 31 an seinem oberen Ende einen Bund 76. Dieser Bund enthält gleichzeitig eine ringsumlaufende Nut oder Rille 77 zur Aufnahme des Lötmetalls, wodurch dieses gegen Verlust geschützt ist.
Der aus der Heizspule 17 nach oben herausragende Teil 78 des Führungsrohres 30 ist durch Anordnung mehrerer Längsschlitze zu einer nach innen federnden Klemmbüchse ausgebildet, deren lichte Weite
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greift mit ihrem Pass stift 10a in die Klemmbüchse 78 ein, die sich infolge der Federung ihrer Wandung auf dem Passstift festklemmt. Dadurch sind die Schmelzsicherung und der Wärmeauslöser so miteinander gekuppelt, dass bei der Entfernung der Sicherung gleichzeitig der Auslöser aus dem Element herausgezogen wird. Die Elemmbüchse ? bewirkt dabei gleichzeitig die elektrische Verbindung der Schmelzsicherung mit dem Wärmeauslöser, so dass eine besondere Kontaktschraube entbehrlich ist.
Je nach der gewünschten Absehmelzstromstärke der Sicherung 10 erhält die Klemmbüchse 78 eine andere lichte Weite, u. zw. entspricht sie in Fig. 1-3 dem Passstift einer Patrone von 6 Amp. Abschmelzstromstärke, während die Klemmbnehse bei den Auslösern nach Fig. 4 und 5 für die Aufnahme des Passstifts einer Patrone von 10 bzw. 25 Amp. eingerichtet ist. Da in den beiden letzteren Fällen das äussere, als Klemmbüchse und Passring dienende Ende 78 des Führungsrohres 30 einen grösseren Durchmesser besitzt als der im Mittelrohr der Heizspule sitzende Teil 30, so entsteht am Führungsrohr eine Schulter 75a, welche als Anschlag und Kontaktfläche zu dienen vermag, wodurch bei den Auslösern nach Fig. 4 und 5 der besondere Flansch 75 entbehrlich ist.
Natürlich ist die Abstufung nicht auf 6, 10 und 25 Amp. beschränkt, vielmehr sind alle praktisch vorkommenden Abstufungen möglich.
Der den Schaltstift 31 und die Feder : 32 enthaltende Teil des Führungsrohres 30 ist nach dem
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auf das Auflöten der Lötstelle folgenden Abwärtsverschiebung mit einem unten im Sockel 1 des Elements vorgesehenen, aus Kupferkohle bestehenden Kontakt 33 zusammen, der mit einer dritten Klemme 34 leitend verbunden ist.
Das Element wird mit den beiden Klemmen 74, 72 in den einen der beiden Leiter des zu schützenden Stromkreises eingeschaltet. Der Strom fliesst dabei von der Klemme 74 durch die Schmelzsicherung 10,
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zweiten Leiter des zu schützenden Stromkreises verbunden. Bei gewöhnlicher Belastung des zu schützenden Stromkreises befindet sich der Schaltstift 31 in seiner in Fig. 1 gezeichneten oberen Endstellung, so dass zwischen ihm und dem Kontakt 33 keine leitende Verbindung besteht. Tritt infolge Überlastung des Stromkreises eine unzulässige Erwärmung ein, so wird durch die in Übereinstimmung mit dem Stromkreis
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gegen den Kontakt 33 verschiebt. Dadurch wird hinter der Schmelzsicherung 10 ein Kurzschluss zwischen den beiden Polen des Stromkreises hergestellt, was die Abschaltung des gefährdeten Stromkreises durch die Schmelzsicherung 10 zur Folge hat.
Um die Schutzvorrichtung wieder instand zu setzen, wird der Kopf 9 des Elements abgeschraubt, worauf die Schmelzsicherung 10 gemeinsam mit dem Wärmeauslöser durch einen einfachen Handgriff entfernt werden kann. Ist dies geschehen, dann wird der Wärmeauslöser von der Schmelzsicherung abgezogen und der Schaltstift 31 in seine Ausgangsstellung zurüekbewegt, worin er durch das Erkalten des Lötmetalls erneut festgelötet wird. Alsdann wird der Auslöser auf eine neue Schmelzsicherung gesteckt und gemeinsam mit dieser in das Element eingesetzt und durch Aufschrauben des Kopfes 9 gesichert. Das Element ist dann wieder betriebsbereit.
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gewechselt zu werden. Der Zustand der Schmelzsicherung.
M ist, wie üblich, an einem im Schauloch 41 des Elementkopfes 9 sichtbaren Kennplättehen feststellbar, während der Zustand des Wärmeauslösers nach seiner gemeinsam mit der Schmelzsicherung stattfindenden Herausnahme aus dem Element an der Stellung des Schaltstiftes 31 erkennbar ist. Ragt dieser nicht aus der Hülse 30 heraus, dann hat nur die Schmelzsicherung angesprochen.
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Durchmesser (Fig. 1-4) einer niedrigen Auslösetemperatur entspricht. Es kann daher wohl ein Auslöser mit niedriger Auslösetemperatur, aber niemals ein Auslöser mit höherer Temperatur in das Element eingesetzt werden.
Um ferner zu verhüten, dass in das Element ein Wärmeauslöser eingesetzt wird, der zwar die vorgeschriebene Auslösetemperatur. aber einen Passring für eine Schmelzsicherung von höherer Abschmelzstromstärke besitzt als für den zu schützenden Stromkreis vorgeschrieben, ist der bereits erwähnte Isolierring 71 vorgesehen. Dieser besitzt in Fig. 1-3 eine dem Aussendurchmesser des am Wärmeausloscr vorgesehenen Flansches 75 und in Verbindung mit einem Auslöser nach Fig. 4 oder 5 eine dem Aussendurchmesser der Klemmbüchse 78 bzw. der Schulter 75a entsprechende lichte Weite. so dass an Stelle des vorgeschriebenen Auslösers wohl ein Auslöser mit engerer Klemmbuchse. aber niemals ein Auslöser mit weiterer Klemmbüchse eingesetzt werden kann.
Der Isolierring 71 dient weiter noch dazu, die Herstellung eines geschlossenen Stromkreises bei fehlendem Wärmeauslöser zu verhindern. Zu dem Zwecke besitzt der Ring eine grössere Höhe als die Länge des Passstifts 10a des Schmelzstöpsels 10 beträgt, so dass dessen Fusskontakt das Mittelrohr 22 der Heizspule 17 nicht unmittelbar zu berühren vermag.
Es entsteht also beim Einsetzen einer Schmelzsicherung ohne Wärmeauslöser keine leitende Verbindung zwischen der Sicherung 10 und der Heizspule 17.
Natürlich sind mancherlei Abänderungen des gezeichneten Beispiels sowie auch andere Aus- führungen möglich. Z. B. könnte der Wärmeauslöser im Mittelrohr 22 der Heizspule 17 einschraubbar sein, in welchem Falle natürlich die Kupplung zwischen Auslöser und Schmelzstöpsel so beschaffen sein muss, dass der Wärmeauslöser unter Vermittlung der Schmelzsicherung gedreht und damit ein-und ausgeschraubt werden kann. An Stelle einer Metallegierung könnte zum Festlöten des Schaltstifts 31 in der Hülse 30, insbesondere bei niedrigen Schmelztemperaturen auch ein anderer geeigneter Stoff, z. B. Kolophonium, Cellon, Bakelit od. dgl. verwendet werden.
Statt der gezeichneten seitlich angeordneten Klemmen könnten, wie bei Schmelzsicherungselementen üblich, rückwärtige Klemmen zur Verbindung des Elementes mit dem zu schützenden Stromkreis vorgesehen sein. Ferner könnte die Unverwechselbarkeit des Wärmeauslösers nach Auslösetemperatur bzw. Stromstärke statt durch Durchmesserabstufung der den Schaltstift enthaltenden Hülse 30 auch durch Längenabstufung dieser Hülse oder dadurch erreicht werden, dass der Wärmeauslöser mit seitlichen, in ihrer Form oder Grösse abgestuften Nocken versehen wird, die in entsprechende Aussparungen an der Innenwandung des Isolierringes 71 eingreifen.
Statt dass der Wärmeauslöser bei seinem Ansprechen einen Kurzschluss zwischen den Polen des Verbrauchers herstellt, also einen Hilfsstromkreis schliesst, könnte die Einrichtung auch derart sein, dass der Wärmeauslöser bei seinem Ansprechen einen Hilfsstromkreis öffnet, indem er beispielsweise einen die Schmelzsicherung enthaltenden gewöhnlich geschlossenen Kurz-oder Nebensehlusskreis öffnet und damit den durch die Schmelzsicherung fliessenden Strom so verstärkt. dass letztere zum Abschalten gebracht wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sicherungselement mit einer auswechselbaren Schmelzsicherung und einem den Stromdurehgang durch letztere überwachenden, ebenfalls auswechselbaren Wärmeauslöser, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzsicherung mit dem axialen dahinter angeordneten Wärmeauslöser mechanisch so gekuppelt ist, dass der Auslöser mitHilfe der Schmelzsicherung in das Element eingesetzt und wieder herausgenommen werden kann.
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Fuse element with fuse and thermal release.
The invention relates to such a fuse element which, in addition to a replaceable fusible plug, also contains a heat release which is also dependent on the heating state of the circuit to be protected and which is also replaceable, which, when a certain temperature is exceeded, amplifies the current flowing through the fuse so that the fuse melts and thereby switches off the endangered circuit.
The main aim of the invention is to simplify and facilitate the installation and operation of the safety element. At the same time, the invention aims to set up the fuse element in such a way that the circuit to be protected cannot be endangered by careless or incorrect operation of the fuse element.
The essence of the invention consists primarily in the fact that the fuse is mechanically coupled with the heat release arranged axially behind it so that the release can be inserted into the element and removed again with the help of the fuse. Another essential feature of the invention is that the heat release at the same time carries or forms the mating contact and the fitting ring for the foot contact of the fuse, so that on the one hand, when a fuse is inserted without a heat trigger, the former receives no electrically conductive connection at its foot contact, while at the same time Insertion of a fuse with a higher melting current than specified is prevented.
Finally, the invention still consists in the fact that the heat release in the TeH receiving it, e.g. B. the central tube of a heating coil, according to the trigger temperature or current strength is so distinctive that a trigger with a higher melting temperature than allowed for the circuit to be protected cannot be used.
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Heat release is in Fig. 1 in the rest position and Fig. 2 in the switching position. 3 shows a cross section along the line 3-3 of FIG. 1. FIGS. 4 and 5 each have a heat release of slightly different dimensions than in FIGS. 1-3 in a side view or in an axial section.
1 is the base of the fuse element, which has the same base area, but a slightly greater height than the base of a conventional sea fuse element. In a
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advantageously ceramic mass, arranged. The heating coil 17 is wound as usual around a metal tube 22, which is used to accommodate the heat release. The winding of the coil 17 is conductively connected at its inner end to the metal tube 22 and at the outer end to a lateral connection terminal 72.
As is known, it is designed so that it is heated as closely as possible to the circuit to be protected. The nature and purpose of the insulating ring 71 are explained in more detail below.
Above the insulating ring 71, in an extension of the recess 70, the threaded ring 73 is fastened, which serves to screw on the head 9 of the element provided with a threaded tube 8 and is conductively connected to a second lateral connection terminal 74. Heating coil 77 and insulating ring 71 have a slightly larger outer diameter than the threaded ring dz so that they are protected against unauthorized removal and replacement by the latter. The space remaining between the insulating ring 71 and the head 9 of the element is used to accommodate a conventional fuse, in the example a diazed cartridge 10.
This is at its head contact with the threaded tube 8 in conductive
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Connection, while it is connected at the foot to the central tube 22 of the heating coil 17 by the heat release to be described now.
The heat release consists of a metal sleeve 30, which sits in the central tube 22 of the heating coil and has just enough play in it that it can be easily pushed in and out. The sleeve 30 has a metallic flange 75 which rests on the upper flange of the central tube 82 of the heating coil J7 and thereby guarantees good contact with this tube. In the sleeve 30, a switching pin 31 is displaceable, which is under the action of a spring 58 which presses it downwards, but is usually soldered in its upper end position shown in FIG.
In order to prevent the pin 31 from being pushed out completely from the sleeve 30, the lower edge of the latter is bent inward on the one hand, and the switching pin 31 has a collar 76 at its upper end on the other hand. This collar also contains a circumferential groove or groove 77 for receiving of the solder, which protects it against loss.
The part 78 of the guide tube 30 protruding upward from the heating coil 17 is formed by arranging a plurality of longitudinal slots to form an inwardly resilient clamping sleeve, the clear width of which
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engages with its pass pin 10a in the clamping sleeve 78, which is stuck on the dowel pin due to the resilience of its wall. As a result, the fuse and the thermal release are coupled to one another in such a way that when the fuse is removed, the release is pulled out of the element at the same time. The Elemmbüchse? at the same time creates the electrical connection between the fuse and the thermal release, so that a special contact screw is not required.
Depending on the desired current strength of the fuse 10, the clamping sleeve 78 receives a different clearance, u. Between FIGS. 1-3 it corresponds to the dowel pin of a cartridge of 6 amps. Melting current, while the clamping jaw in the releases according to FIGS. 4 and 5 is set up to receive the dowel pin of a cartridge of 10 and 25 amps, respectively. Since in the latter two cases the outer end 78 of the guide tube 30, which serves as a clamping sleeve and fitting ring, has a larger diameter than the part 30 seated in the central tube of the heating coil, a shoulder 75a is created on the guide tube, which can serve as a stop and contact surface, whereby the special flange 75 can be dispensed with in the triggers according to FIGS. 4 and 5.
Of course, the graduation is not limited to 6, 10 and 25 Amp. Rather, all practically occurring gradations are possible.
The part of the guide tube 30 containing the switch pin 31 and the spring: 32 is according to the
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the downward shift following the soldering of the solder joint with a contact 33 made of copper and carbon which is provided at the bottom in the base 1 of the element and is conductively connected to a third terminal 34.
The element is switched on with the two terminals 74, 72 in one of the two conductors of the circuit to be protected. The current flows from the terminal 74 through the fuse 10,
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second conductor of the circuit to be protected connected. When the circuit to be protected is normally loaded, the switching pin 31 is in its upper end position shown in FIG. 1, so that there is no conductive connection between it and the contact 33. If inadmissible warming occurs as a result of overloading the circuit, it is in accordance with the circuit
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moves against contact 33. As a result, a short circuit is produced between the two poles of the circuit behind the fuse 10, which results in the fuse 10 switching off the endangered circuit.
In order to repair the protective device again, the head 9 of the element is unscrewed, whereupon the fuse 10 can be removed together with the heat release by a simple handle. Once this has happened, the heat release is removed from the fuse and the switch pin 31 is moved back into its starting position, in which it is re-soldered as the solder has cooled down. The trigger is then placed on a new fuse and inserted into the element together with it and secured by screwing the head 9 on. The element is then ready for operation again.
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to be changed. The state of the fuse.
As usual, M can be identified by an identification plate visible in the inspection hole 41 of the element head 9, while the state of the thermal release after it has been removed from the element together with the fuse can be identified by the position of the switching pin 31. If this does not protrude from the sleeve 30, then only the fuse has responded.
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Diameter (Fig. 1-4) corresponds to a low release temperature. A release with a lower release temperature can therefore be inserted into the element, but never a release with a higher temperature.
Furthermore, in order to prevent a thermal release from being inserted into the element, although it has the prescribed release temperature. but has a fitting ring for a fuse with a higher melting current than prescribed for the circuit to be protected, the aforementioned insulating ring 71 is provided. This has in Fig. 1-3 the outer diameter of the flange 75 provided on the heat actuator and, in conjunction with a trigger according to Fig. 4 or 5, a clear width corresponding to the outer diameter of the clamping sleeve 78 or shoulder 75a. so that instead of the prescribed release a release with a narrower clamping sleeve. but never a release with an additional clamping sleeve can be used.
The insulating ring 71 also serves to prevent the creation of a closed circuit in the absence of a thermal release. For this purpose, the ring has a greater height than the length of the dowel pin 10a of the fusible plug 10, so that its foot contact cannot directly touch the central tube 22 of the heating coil 17.
When a fuse is inserted without a heat release, there is no conductive connection between the fuse 10 and the heating coil 17.
Of course, all kinds of modifications to the example shown and other designs are possible. For example, the heat release could be screwed into the central tube 22 of the heating coil 17, in which case, of course, the coupling between the release and the fusible plug must be designed so that the heat release can be rotated and thus screwed in and out through the intermediary of the fuse. Instead of a metal alloy, another suitable substance, such as carbon fiber, could also be used for soldering the switching pin 31 in the sleeve 30, especially at low melting temperatures. B. colophony, cellon, bakelite or the like. Can be used.
Instead of the laterally arranged terminals shown, rear terminals for connecting the element to the circuit to be protected could be provided, as is usual with fuse elements. Furthermore, the uniqueness of the heat release according to the release temperature or current intensity could also be achieved by graduating the length of this sleeve instead of by graduating the diameter of the sleeve 30 containing the switch pin or by providing the heat release with lateral cams of graduated shape or size, which are positioned in corresponding recesses engage on the inner wall of the insulating ring 71.
Instead of the heat release producing a short circuit between the poles of the consumer when it is triggered, i.e. closes an auxiliary circuit, the device could also be such that the heat release opens an auxiliary circuit when it is triggered, for example by having a usually closed short or circuit containing the fuse The shunt circuit opens and thus amplifies the current flowing through the fuse. that the latter is switched off.
PATENT CLAIMS:
1. Fuse element with a replaceable fuse and a heat release that monitors the current flow through the latter and is also replaceable, characterized in that the fuse is mechanically coupled to the heat release located axially behind it so that the release can be inserted into the element and removed again with the aid of the fuse can.