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Sicherungen und Kleinautomaten

Fuse Sicherung
serkat Photography / stock.adobe.com

Autor(en):

Manfred Rupalla

 

In der Geschichte der Elektrotechnik nimmt die Entwicklung von Sicherungen insofern eine besondere Rolle ein, als dass sie indirekt die Gefahren deutlich macht die mit der Nutzung elektrischer Energie verbunden sind.
Gefahren denen seit fast 150 Jahren Ingenieure und Techniker begegneten in dem sie verschiedene Arten von Sicherungen entwickelten (und noch entwickeln) die Anlagen, Geräte und, vor allen Dingen, Menschen vor den manchmal tödlichen Folgen von Überströmen und Kurzschlüssen schützen.
Häufig aber leider erst nachdem ein Unfall geschehen war. Man kann sagen, dass besonders in den ersten 50-70 Jahren die Geschichte der Sicherung auch eine Geschichte von Unfällen ist.
Wurden anfänglich noch Sicherungen für einzelne Anlagen oder Maschinen entwickelt, so war diese Vorgehensweise mit zunehmender Elektrifizierung der Haushalte in den 20ger und 30ger Jahren des letzten Jahrhunderts nicht mehr machbar. Besonders die Verbreitung von Haushalts- und Radiogeräten in den 30ger Jahren machten an das jeweilige Gerät angepasste Sicherungen notwendig.
Spätestens in dieser Zeit gingen die Entwicklungen von Sicherungen für Energieversorgungs- und Installationsanlagen sowie die Entwicklung der Gerätesicherungen eigene Wege. Die folgende Zeit-Tabelle gibt einen Überblick über Schwerpunkte dieser Entwicklungslinien und enthält die Gebiete der „Schmelz-Sicherungen“, „Leitungssicherungen“(z.B. Haus- und Maschineninstallationen, Sicherungsautomaten) sowie „Hochspannungssicherungen“ in der Energieversorgung.
Sie erhebt dabei aber keinen Anspruch auf Vollständigkeit, dafür waren die Fortschritte der Elektrotechnik zu rasant und vielfältig.


Chronik:

1774      Edward Narine: Erste Versuche mit Sicherungsdrähten im Zusammenhang mit Blitzschutz in der Elektrostatik

1846      Louis-Francois Cleme`nt Breguet: Bericht über den Großbrand-Unfall der Saint-Germain zerstört. Im Juni 1846 wurden während eines heftigen Gewitters über Saint-Germain Dorf, alle Drähte von Le Vesinet-Station verbrannt und alle Geräte zerstört. Der folgende Großbrand führte zu einem Umdenken und machte die Notwendigkeit deutlich, dass die Betreiber el. Geräte geschützt werden mussten.

1847      L. C. F. Bréquet: Idee und Diskussion der Schmelzsicherung in einem Brief an Arago

1864      Sir William Henry Preece: Telegraphie-Untersuchung zur Dauerbelastung "protect submarine cables", hat noch heute Bedeutung zur Berechnung des Grenzstromes von Sicherungen.

1874      Sir David Salomons: Vermutlich erster ausführlicher Bericht über den Gebrauch von Sicherungen

1878      1878/79, Th. A. Edison: Entwurf der wahrscheinlich ersten Streifensicherung

1879      Prof. Silvanus P. Thompson: Vielfacher Einsatz von Sicherungen macht Verbesserungen notwendig. Thompson entwirft Erste "träge" Konstruktion.

1880      Joseph Swan (1828-1914): Lampenhersteller, verwendet Sn-Folien-Sicherungen in Glühlampen

1880      Thomas Alva Edison (1847-1931): Erstes Patent über Schmelzleiter im Glasrohr-Gehäuse

1880      A.C. Cockburn: ca. 1880 erste umfassende Arbeit zur Theorie der Sicherungen (Wärmehaushalt, Analogie Thermo-/Elektrische Gesetze, Abschalten zwischen 1,5-2*Nennstrom bzw. Grenzstrom

1881      Großversuch mit den "neuartigen" Beleuchtungsmitteln: Elektrisches Licht in der Berliner City

1881      Electrical Exhibition: Elektrizitätsausstellung in Paris, erstmalig mit großem Bereich für Sicherungen

1882      Th. A. Edison: Zuordnung von Glühlampenzahl und Schmelzleiter (Auslegung und Einsatz verschiedener Stromstufen)

1883      Charles Vernon Boys (1855-1914), H.H. Cunyngham: Entwurf und Patent einer Sicherung/Schmelzleiter mit Lot/Ferder Konstruktion

1884      IEE "Institute of Electrical and Electronics Engineers: "Gründung der Normenstelle “Institute of Electrical and Electronics Engineers”

1887      A.C. Cockburn: Erster schriftlicher Bericht über Sicherungen an die "Society of Telegraph Engineers" in England

1890      W.M. Mordy: Erstes Patent zur "cartidge fuse" mit Füllung und Cu-Draht

1890      T. Blathy bei Ganz u. Co., Budapest: "Kammersicherung" (Schmelzdraht in beiderseits geschlossenem Hartgummirohr DRP 54249)

1892      Feldmann: Zusammenstellung erste theoretischer Grundlagen der Schmelzsicherung in der "Elektrotechnischen Zeitschrift"

1893      VDE "Verband Deutscher Elektrotechniker": Gründung des VDE

1894      UL "Underwriters’ Electrical Bureau": Henry Merrill gründet das "Underwriters’ Electrical Bureau"

1895      VDE " Verband Deutscher Elektrotechniker ": Entwurf einer Vorschrift für Anlagen mit Niederspannung bis 250V (Eisenacher Tagung)

1896      VDE-Vorschrift: Abschmelzstrom = 2 x Nennstrom. Zuordnung von Sicherung und Leiterquerschnitt

1896      VDE-Vorschrift: VDE schreibt Abdeckung der Sicherungen vor

1901      BSI "British Standards Institution": Gründung der Normenstelle "British Engineering Standards Association" durch Sir John Wolfe-Barry

1906      IEC "International Electrotechnica Commission": Gründung der IEC. Die IEC war u.A. wesentlich daran beteiligt, Normen für Maßeinheiten zu vereinheitlichen

1906      G.J.Meyer: "Zur Theorie der Abschmelzsicherungen" erste deutsche umfassendes Grundlagenwerk zur Theorie der Schmelzsicherung (vorwiegend nur Überstrom-Funktion)

1910      IEE "International Electrotechnical Commission": "IEEE’s roots, however, go back to 1884 ..". H.W. Kefford: Definition von In, Un, Kennlinie, Schaltvermögen und Prüfbedingungen

1915      VDE Festlegung des kleinen und großen Prüfstroms von Schmelzsicherungen durch den VDE

1918      DIN "Deutsches Institut für Normung": Erste DIN wird mit DIN 1 (Kegelstift für Maschinengewehr) erarbeitet und 1920 in Kraftgesetzt

1920      Erster Rundfunksender: Erster deutscher Rundfunksender "Königs Wusterhausen" nimmt den Betrieb auf

1924      IEE "Institute of Electrical and Electronics Engineers": Gründung der Normenstelle "Regulation for.. equipm. of bildings"

1925    Charles Ducas, Leiterplatte: Anmeldung beim amerikanischen Patentamt, 1942 erstmals eingesetzt und 1943 vom Östereicher Paul Eisler als Britisches Patent 639,178 „Manufacture of Electric Circuits and Circuit Components“ in London angemeldet.

1925      VDE-Blatt 9398: "Normierung" der Feinsicherung 5*20mm

1933      Funkausstellung: Vorstellung des "Volksempfängers" in Berlin. In Folge führt dies zu einem erhöhten Bedarf an Gerätesicherungen kleiner Nennströme.

1936      Vortrag und Schrift von O. Ackerman (Entwicklungsleiter der Wichmann Werke): Vortrag im Reichs-Luftfahrt-Ministerium u.A. über die Notwendigkeit einer Vereinheitlichung von Sicherungen und Abkehr von der  bis dahin applikationsbezogene Auslegung

1939      Richtlinie d. Generalbevollmächtigten für technische Nachrichtenmittel: Richtlinie zur Vereinheitlichung von Rundfunkgeräten u.A. zum Zweck der Reduzierung der Typen-Vielfalt

1939      A.W. Metcalf, Grundlagen des „M“ Effects. Nutzung der Lösungsfähigkeit von Sn (Lot) bei Ag- oder Cu-Schmelzleitern.

1943      erste VDE-Norm für Geräte- bzw. Fernmeldesicherungen: VDE-0820, gibt erstmals Prüfungen und Prüfkriterien vor

1944      DIN 41571 ff: Norm für verwechselbare und unverwechselbare 5*20/25mm Sicherungen – Die Standard Nennstromreihe wird auf max. 6A beschränkt

1950      Sicherungsnorm der 1930er Jahre FNE345.1: die (erste?) Normungs-Sitzung "Sicherungen" in Bacharach nach dem Weltkrieg

1950      E. Wintergerst: Theoretische Grundlagen zur Schmelzzeit von Schmelzsicherungen in der Zeitschrift für angewandte Physik

1951      H.W. Baxter: Fachbuch der Sicherungen. Vermutlich erstmalig eine Beschreibung des Ausschaltvermögens und seiner Bedeutung.

1971      (Dünn-)Filmsicherung: Umfangreiche Entwicklungsprojekte zu (Dünn-)Filmsicherungen.

1971      Wickelschmelzleiter: Firma Olvis, Gerardus Deelman patentiert den „Wickelschmelzleiter“ für Schmelzsicherungen mit trägem Abschaltverhalten. Voraussetzung für träge Miniatur-Sicherungen

1973      Wickelschmelzleiter mit Sn-Kugeln: Firma Olvis, Gerardus Deelman patentiert den Wickelschmelzleiter mit Sn-Kugeln für Schmelzsicherungen mit trägem Abschaltverhalten. Verbesserte Möglichkeit für träge Miniatur-Sicherungen.

1982      H. Johann: Sicherungen-Fachbuch (eher für NH-Sicherungen), aktuelles Standardwerk

1982      Serienfertigung von Miniatur-Sicherungen nach Norm: seit 1980 wird an der Miniatur-Sicherung TR5 als einlötbare Leiterplattensicherung  (IEC SC32C - WG32) gearbeitet („TR“ in Anlehnung der Halbleiter-Gehäuseform „TO“)

1982      Wickmann-Werke Sicherungskonzepte auf Hybrid-Basis: Erste „intelligente“ Sicherungskonzepte auf Hybrid-Basis (Sicherung mit Sensorik für die aktuelle Belastung, Protensor und „triggerbare“ Sicherung) erlangen Serienreife.

1984      Wickmann-Werke , Miniatursicherung für 250V AC "TR5": Gebrauchsmuster DE000008411568U1 "Miniatursicherung"

1985      neue Bauform "SMD": ab etwa 1985 zunehmender Bedarf an SMD-Sicherungen zur Absicherung von Baugruppen in SM-Technologie

1986      Wickmann-Werke, erster Dickfilm-Sicherungschip: Messe "Electronika" in München,  der erste WTF-Dickfilm-Sicherungschip, eine SMD-Sicherung wird vorgestellt

1988      IEC "International Electrotechnica Commission": Normblatt 127-3 "Sub-miniature fuse-links" erscheint als Ergebniss der SC32C

1990    Gründung der Firma „Elschukom“, heute eine der bedeutendsten Firmen in der Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Sicherungs-Schmelzleiter

1995      Wickmann-Werke, TR5 Markenschutz: Markeneintrag 2911511

1997      Wickmann-Werke, erste träge Chip-Sicherung nach Norm: Die weltweit erste, nach der Norm IEC 127-4 geprüfte „träge“ – Chipsicherung wird vorgestellt

1883      Fa. H. G. Moehring in Frankfurt/Main: Sogenannte "Kleinautomaten" für Café Bauer in Frankfurt/Main und Hotel Krasnopolski in Amsterdam:

1883      Th. A. Edison: Geschlossene Schraubstöpselsicherung

1887      Maschinenfabrik Esslingen: "Hebelbleisicherung" (Sicherungstrenner)

1895      VDE-Beschluss: Unverwechselbarkeit der Schraubsicherungen durch Längenabstufung bis 25A , später bis 60 A

1905      Erste Automaten mit elektromagnetischer Auslösung der Firma ELFA: Erste Automaten in Dosenform mit elektromagnetischer Auslösung und Druckknopfbetätigung

1909      W. Klement: Durchmesser-Unverwechselbarkeit bei zweiteiligen Schraubsicherungen bis 500 V genormt nach Vorarbeiten

1909      H. Stotz, Mannheim: Hausanschlusssicherung in Stahlblech bzw. Isoliermaterial:

1919      E. Besag bei Voigt u. Haeffner: DRP 336323: "Kurzschlußfester" Kleinselbstschalter "US-Automat"

1919      Fa. Rott u. Co., München: DRP 334891: "Rottco"-Stöpselselbstschalter mit Wärmeauslösung:

1920      Siemens 5-A-Kleinselbstschalter mit elektromagnet. und Freiauslösung

1923      Erste sog. „Stöpselautomaten“ der Firma Stotz: Die „Stöpselautomaten“ (Schraubsicherungsautomaten) sind als Ersatz für Leitungssicherungen in die Schraubfassung der Hausverteilungen (sog. „Zählertafeln“) geeignet.

1923      Fa. Elfa, Frankfurt/Main: Elfa-Stöpselautomat mit Drehgriff: Büschelberger

1925      Calor-Emag, Ratingen: DRP 412765: "Calor-Patrone", Schmelzlotelement, thermisch verzögerter Überstromauslöser (vermutlich schon früher fabriziert)

1925      Stotz, Mannheim (BBC): Kleinselbstschalter, auch Stöpselautomat mit E 27, mit thermischer und elektromagnetischer Auslösung

1927      AEG und Siemens: NDZ-Sicherungssystem E 16

1927      AEG und Stotz: Druckknopf-Automat

1928      Patentierung des FI-Schalter-Prinzip: Das zu der Zeit bekannte Prinzip des Differenzialschutzes zur Erfassung von Fehlerstömen wird in dieser Anwendung Patentiert.

1929      Firma AEG: Erste eigene "Installations-Selbstschalter"

1929      "Elektrotechnische Zeitschrift": Bericht über die aufkommende Bedeutung der Sicherungsautomaten

1929      A. Hermanni und E. Grünwald bei AEG: DRP 637737: Tardosicherung, mit großer Ansprechverzögerung

1929      Voigt u. Haeffner: Geschlossene NH-Sicherung in kurzer Bauform mit abnehmbarem Griff

1930      AEG und Siemens: NH-Sicherung mit Stichmaß bisheriger Streifensicherungen

1931      Erste Serienfertigung von „Leitungsschutzschaltern“ bei der AEG: Erste Serienfertigung von „Leitungsschutzschaltern“ bei der AEG. Die 1929 entwickelten Leitungsschutzschalter haben erstmals eine „träge“ Auslösecharakteristik.

1933      Siemens: Maschennetzsicherung 500 V, 600 A, 60 kA

1967      Fa. Lindner, Bamberg: Sicherungssystem DO: 16, 63, 100 A

1970      Fa. Jean Müller, Eltville, und Siemens: Schmelzsicherung mit Kennlinie (Kurzschlusssicherung)

1972      666-V-Sicherungseinsätze D 3 bis 63 A, 660 V, VDE mäßig

1900      W. Fellenberg bei AEG: 10-kV-Patronensicherung: Porzellankörper mit Längsbohrungen, gefüllt mit Talkum, Silberschmelzdrähte

1901      M. Vogelsang bei Voigt u. Haeffner: Schlagwettergeschützte Ölsicherung, Anschlüsse unten.

1904      Chr. Krämer bei F. u. G. - Lahmeyer A.G., Frankfurt/Main: Hochspannungs-Ölsicherung mit besonderer Schmelzkammer

1906      W. Fellenberg bei AEG: HS-Sicherung bis 30 kV: Porzellankörper mit mehreren Kanälen, durch die der Schmelzleiter zickzackförmig gezogen wurde, "Fb-Sicherung"

1928      Siemens: Sicherungseinsätze für 400 bzw. 500 MVA bei 10 bzw. 6 kV