Diese und weitere Arbeiten anderer Forscher zur Theorie der Schmelzleiter waren dringend notwendig. Während offene Schmelzleiter viel Platz benötigten und auch hatten (i.d.R. wurden sie extern z.B. in Stromverteilungen eingesetzt) wurden in Geräten kleine, gekapselte Schmelzleiter verlangt.

Mordey Cartridge FuseMordey Cartridge Fuse

Im Jahr 1890 wurde ein Patent des Entwicklers G. Mordey veröffentlicht. Es zeigt eine Sicherung (cartridge fuse) in einem Rohr aus Glas, das mit metallischen Kappen verschlossen war.

Der Vorteil war, dass kein flüssiges Metall des Schmelzleiters unkontrolliert in der Umgebung verteilt wurde und dass eine Füllung des Rohres mit lichtbogenlöschenden Materialien (z.B. Sand) möglich war. Letzteres verbesserte das Abschaltverhalten besonders bei höheren Spannungen erheblich. Nachteilig aber ist, dass die bisher bekannten offenen Schmelzleiter in solche Rohre wg. der geringen Abmessungen nicht eingebaut werden konnten. Es mussten neue Schmelzleiter entwickelt werden die nicht nur kleiner waren sondern, bei gleicher Funktion, die geänderten Wärmeverhältnisse ( z.B. die deutlich höhere Wärmeableitung durch Füllung und Rohr) berücksichtigten. Das war besonders bei trägen Schmelzleitern nicht einfach.

Nach einigen, recht komplizierten Konstruktionen entstanden Schmelzleiter-Typen die aber z.T. heute noch gebräuchlich sind.

 zinnperlenZinnperlen

 Grundprinzip SchichtsicherungGrundprinzip Schichtsicherung

Dem Erfindungsreichtum der Entwickler waren kaum Grenzen gesetzt, so dass bis heute eine Vielzahl verschiedener Konstruktionen entstand. Alle hatten aber einen Nachteil: Die Montage in kleine Gehäuse war schwierig und oft nicht machbar!

Erst die Nutzung des M-Effektes machte rel. einfache Schmelzleiter-Konstruktion möglich. Der M-Effekt wurde erstmals 1939 in einem Artikel des engl. „Beama- Journals“ erwähnt. Bezogen auf die Entwicklung von Schmelzleitern beschreibt der (aus der Chemie bekannte) „M-Effekt“ u.A. die Fähigkeit von flüssigem Zinn (oder Zinn-Blei- Lot) Kupfer oder Silber aufzulösen. Zusammen mit der Nutzung der, bei allen Temperaturen gegebenen, Diffusion der Metalle gelang es völlig neue Schmelzleiter zu entwickeln.

Der gewickelte „Schmelzleiterdraht“ wurde ursprünglich mit mit Lot oder Zinn Perlen versehen. Später wurde eine durchgängige Zinn oder Zinn-/Blei-Schicht galvanisch aufgetragen und, zur Auslegung von kleinen Stromstufen, gewickelt.
Patent US3858142 A, G. Deelman, Firma Olvis, 1974

Um diese Technik der Entwicklung und Herstellung von Schmelzleitern zu beherrschen müssen alle Materialien in ihren Eigenschaften, ihrer Menge und ihrer Verarbeitung für die jeweilig vorgegebene Verwendung optimal aufeinander abgestimmt sein.