"Die Schmelzsicherung ist wohl eine der geschicktesten Erfindungen, welche die Elektrotechnik hervorgebracht hat. Sie bekämpft einen Übelstand dadurch, dass sie an unschädlicher Stelle die schädliche Wirkung in vergrößertem Maße hervorruft. Sie reagiert mithin jederzeit in derselben Weise, nur in verstärktem Maße wie die zu schützenden Teile und stellt das Ideal einer Schutzvorrichtung dar." Dr. Ing Georg J. Meyer, "Zur Theorie der Abschmelzsicherung" München u. Berlin 1906

Fast 50 Jahre später ist der Schritt von der Sollbruchstelle zum Bauteil bereits getan: "Da die Erhitzung in einem Stromkreis an der schwächsten Leiterstelle, genauer gesagt an der Stelle des größten Widerstandes, am stärksten ist, dürfte die erste Sicherung durch die zufällige Anordnung eines entsprechend schwachen Leiterstückes in einer Versuchsreihe entstanden sein. Dieses leicht auszuwechselnde Drahtstück mit einem geringeren Querschnitt als dem des übrigen Stromkreises war also der Vorläufer der heutigen elektrischen Sicherung." Ober-Ing. Hermann Bellen, Die Geräte-Sicherung, Wickmann-Werke Juli1955, Seite 5 Im Jahre 1880 ließ sich Thomas Edison die erste Schmelzsicherung patentieren. Mit diesem grundlegenden Patent war die Idee geboren, einen elektrischen Stromkreis durch eine "Sollbruchstelle" zu schützen. Diese gewollte Verengung des Leitungsquerschnitts im Stromkreis konzentriert die versch. Wirkungen des elektrischen Stromes bei Überlastung auf einen definierbaren Ort. In den folgenden Jahren konzentrieren sich alle Arbeiten (Forbes, Preece, Reinisch, Herzog & Feldmann sowie die zitierten Arbeiten - um nur einige zu nennen) auf die Untersuchung des Wärmehaushalts, des Abschmelzverhaltens und der Alterung versch. Metalle. Die Versuchsspannung lagt meist bei 3-5V DC. Höhere Spannungen sind wegen der starken Unterschiede im praktischen Betrieb nur wenig von Bedeutung:

"In der vorliegenden Arbeit werden die Verhältnisse der Sicherung allgemein diskutiert und die nach dem Abschmelzen eintretenden Erscheinungen nicht mehr betrachtet, so dass die Verhältnisse des praktischen Betriebs, nämlich Widerstand, Selbstinduktion und Kapazität, außer Betracht bleiben und die Spannung nur einen verhältnismäßig untergeordneten Einfluss ausübt,…" Dr. Ing. Georg J. Meyer, "Zur Theorie der Abschmelzsicherung", München u. Berlin 1906

Bedeutsam sind aber die Untersuchungen und deren Ergebnisse zum Wärmehaushalt der Sicherung und zur Alterung der Materialien. Untersuchungen zum Wärmehaushalt betrachten besonders den Einfluss von Schmelzdrahtquerschnitt, dessen Länge und die Bedeutung der Anschlussstellen. Wärmeverteilungen (statisch und dynamisch), Kennlinien und Nennströme werden berechnet bzw. im Versuch ermittelt. Die allen Fachleuten bekannte Darstellung der Temperaturverteilung über Schmelzleiter und Anschlüsse diente schon seit 1892 als Grundlage weitergehender Untersuchungen und Berechnungen.

Temp Profil1 V2 1906

Untersuchungen des Einflusses der verwendeten Schmelzleitermaterialien auf die Trägheit (Stromzeitintegrale und Materialkonstanten) des Abschmelzvorgangs und Alterung der Schmelzleitermaterialien ("…Einfluss dauernder mechanischer und chemischer Strukturveränderungen durch vorhergegangene Beanspruchung…") Dr. Ing Georg J. Meyer, "Zur Theorie der Abschmelzsicherung" München u. Berlin 1906 waren ebenso bedeutsam wie die Untersuchung verschiedener Materialkombinationen wie Ag/Cu oder der Oxidationsschutz von Pb- und Cu-Schmelzleitern durch Ni-Schutzschichten. Verschieden strukturierte Bandschmelzleiter und Füllmaterialien bei Patronensicherungen wurden nur auf ihren Einfluss auf Nennstrom und Kennlinie untersucht. Meyer würdigt daher Untersuchungen zur Lichtbogenlöschung beim Abschalten wie folgt: "Ganz eigenartige Untersuchungen veröffentlichte Oelschläger (Elektrotechn. Zeitschr. 1904). Er untersuchte die beim Durchschmelzen einer Sicherung unter Kurzschluss auftretenden Strom- und Spannungsverhältnisse mit Hilfe des Oszillographen […] über das, was bis zu diesem Zeitpunkt vorgeht, bietet auch dieser Aufsatz nichts wesentlich Neues." Dr. Ing. Georg J. Meyer, "Zur Theorie der Abschmelzsicherung", München u. Berlin 1906 Die untersuchten Bauformen waren vermutlich offen montierte Schmelzleiter. Trotz der geringen Würdigung durch G. J. Meyer wurden in dieser Bauform aber bereits Materialkombinationen der Schmelzleiter- und Schaltungskombinationen verschiedener Schmelzleiterkonstruktionen hinsichtlich ihrer Fähigkeiten, Abschaltlichtbögen zu löschen, untersucht.

Doppelschmelzl 1906 V2

Stab- oder geschlossene Patronensicherungen werden allerdings schon wegen der möglichen Füllungen, zumindest im Versuch, Gegenstand der Untersuchungen des Abschaltverhaltens bei höheren Spannungen. Das folgende Bild zeigt eine der Bauformen aus dem Buch von G.J. Meyer.

schmelzleiter bauform