Technik kurz erklärt Die Entwicklung des Sicherungsautomaten

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Vor 100 Jahren veränderte eine Erfindung die Welt der Elektrotechnik und legte den Grundstein für die sichere Nutzung von Strom in Gebäuden: der Sicherungsautomat mit thermisch-magnetischer Auslösung.

Am 9. November 1924 wurde der Leitungsschutzschalter als Patent eingetragen. Die Erfindung von Hugo Stotz und seinem Ingenieur Heinrich Schachtner kam genau zur richtigen Zeit auf den Markt: Immer mehr elektrische Geräte – vom Bügeleisen bis zum Kühlschrank – zogen in die Haushalte ein, was in der Folge auch neue Herausforderungen mit sich brachte.

Die steigende Zahl elektrischer Verbraucher sorgte für Überlastungen und Kurzschlüsse. Nicht selten waren sogar Wohnungsbrände die Folge – ein Gefahrenpotenzial, das bis heute nicht an Bedeutung verloren hat.

Die Schmelzsicherung und ihre Probleme

Bis zur Einführung des ab 1928 serienmäßig produzierten Stotz-Automaten kamen zum Schutz der Leitungen ausschließlich Schmelzsicherungen zum Einsatz. In der Praxis führte dieses Konstruktionsprinzip, bei dem im Inneren ein dünner Draht bei zu hoher Stromstärke zum Schmelzen gebracht wird, immer wieder zu Problemen. So musste die Sicherung jedes Mal durch eine neue ersetzt werden, um den Stromfluss wiederherzustellen. Das war teuer, umständlich und nicht ganz ungefährlich. War der auslösende Fehler nämlich zuvor nicht behoben worden, konnte beim Eindrehen der Ersatzsicherung ein Lichtbogen entstehen. Auch Basteleien, bei denen die verbrauchte Sicherung provisorisch mit einem Draht überbrückt wurde, erwiesen sich oft als buchstäbliches Spiel mit dem Feuer.

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Wie der Leitungsschutzschalter funktioniert

Hier setzten Stotz und Schachtner bei der Entwicklung ihres Leitungsschutzschalters an und konstruierten eine automatische, wiederverwendbare und sicherere Alternative.

Dazu kombinierten sie in einem kompakten Gehäuse zwei unterschiedliche Auslösesysteme, die schnell und gezielt auf Kurzschluss und Überlast reagieren:

• Fließen infolge eines Kurzschlusses hohe Ströme durch die integrierte Magnetspule, löst das erzeugte Magnetfeld einen Schalter aus, der sofort den Stromkreislauf unterbricht.

• Als zusätzliche Sicherungsfunktion integrierten die Ingenieure einen temperatursensitiven Schalter aus Bimetall, der immer dann aktiv wird, wenn beispielsweise eine zu große Anzahl an Verbrauchsgeräten die Leitung überlastet und in gefährlicher Weise erhitzt.

• Um den Strom wieder fließen zu lassen, genügte es jeweils, den Schutzschalter, der genau in die Edison-Schraubgewinde der Schmelzsicherungen passte, nach Behebung des Fehlers per Knopfdruck zu reaktivieren.

Wie es weiterging

Das ständige Wechseln der Sicherung gehörte nun der Vergangenheit an und die Gefahr einer Fehlbedienung wurde drastisch reduziert. Auch die Weiterentwicklung der Lösung für die Industrie ließ nicht lange auf sich warten. Mit seinem Team entwickelte Stotz eine spezielle Variante des Leistungsschalters, die in der Lage war, mit höherem Einschaltströmen und Motoranwendungen umzugehen. Durch Sicherungswechsel bedingte Produktionsunterbrechungen konnten so drastisch verkürzt und die Maschinenverfügbarkeit entscheidend gesteigert werden.

Auch 100 Jahre nach seiner Erfindung bleibt der Leitungsschutzschalter ein Symbol für Sicherheit, Effizienz und Innovation. Von den ersten Haushaltsgeräten über Industrieanwendungen bis hin zu digitalen Systemen für Energiemanagement und Gebäudeautomatisierung – ohne den Schutz, den der Leitungsschutzschalter bietet, wäre unser heutiges Leben undenkbar.

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