CH163113A - Einrichtung zum Schliessen und Unterbrechen eines Stromkreises mittelst Quecksilberschaltröhre in vertikaler Anordnung. - Google Patents

Description

  Einrichtung zum Schliessen und Unterbrechen eines Stromkreises mittelst       Quecksilberschaltröhre    in -vertikaler Anordnung.    Die Erfindung bezieht sieh auf eine Ein  richtung zum     Sehliessen,    und Unterbrechen  von Stromkreisen mittelst     Quecksilberschalt-          röhre    in vertikaler Anordnung, deren     Wan-          dun"        vorzu#,sweise    aus Glas besteht und bei  der die Kontaktgabe zwischen den beiden  feststehenden Elektroden der Schaltröhre  durch Bewegen von Quecksilber mit Hilfe  eines Schwimmers erfolgt, und bezweckt, die  Einrichtung, und insbesondere die     Quecksilber-          schaltröhre,

      hinsichtlich ihrer Bauart zu ver  einfachen, ohne     dass    die Sicherheit und Le  bensdauer der     Schalteinriehtung    herabgesetzt  wird, sondern im Gegenteil die Wirkung der       Selialtvorrichtung    vervollkommnet wird     un     mit ihrer Hilfe besonders grosse Ströme bei  kleiner Schaltleistung geschaltet werden  können.  



  Dieses wird nach der     Erfinduno-    dadurch       el     erreicht,     dass    der Schwimmer als metallisches  Rohr ausgebildet und zusammen mit den    Elektroden derart angeordnet ist,     dass    bei  dem Hineinziehen des Schwimmers in das  Quecksilber ein Aufsteigen des Quecksilbers  in den Raum zwischen dem Schwimmer und  der obern Elektrode längs der metallischen  Oberfläche der obern Elektrode eintritt.  Die Schaltröhre kann ein neutrales Gas,  zum Beispiel Wasserstoff, enthalten, das die  durch den Lichtbogen entstehende Wärme  nach aussen leitet und gleichzeitig eine che  mische Veränderung der in der Schaltröhre  befindlichen Teile verhindert.  



  Bei dem in     Fig.   <B>1</B> der Zeichnung dar  gestellten Ausführungsbeispiel der vorliegen  den Einrichtung sind die beiden Elektroden  mit<B>E,</B> und<B>E,</B> und das Quecksilber mit<B>Q</B>  bezeichnet. Die Elektrode<B>E,</B> besteht zum  mindesten an ihrem freien Ende, das beim  Betrieb des Schalters mit dem Quecksilber  in Berührung kommt, aus einem     lichtbogen-          widerstandsfähigen    Material, beispielsweise      Wolfram.     JU    ist die Magnetspule,     welclie    auf  den     rohrförmigen    Eisenschwimmer<B>8</B> ein  wirkt.

   Der Schwimmer<B>8</B> ist als glattes  Rohr ausgebildet und besitzt nur an der  Aussenseite seiner Enden Nocken, die zur  Führung des Schwimmers in der Schalt  röhre dienen; der seitliche Abstand zwischen  der     Aussenfläolie    des Schwimmers und der  innern Wand der Schaltröhre ist bei jeder  Stellung des Schwimmers gleich gross.- Bei  Erregung der Spule 111 wird der     Sellwim-          mer   <B>8</B> nach unten gezogen. Das     Querk-          silber    wird verdrängt und steigt nach.

   Wenn  das im Innern des rohrförmigen Schwimmers       befindlielle    Quecksilber die obere Elektrode  <B>E,</B> berührt, ist der Stromkreis über diese  Elektrode, das Quecksilber<B>Q</B> und die untere  Elektrode<B>E,</B> geschlossen. Bei Abschaltung  der Spule     M    steigt der Schwimmer     S        inr     folge des Auftriebes sehr schnell in die Hölle,  so     dass    die Abschaltung des Stromkreises  plötzlich erfolgt. Wegen des Eisenrückschlus  ses<B>(0)</B> der Spule ist der Eigenverbrauch  äusserst gering.  



  Wie aus der     Fig.   <B>1</B> der Zeichnung     er-          sichtlicl-i    ist, ist der Schwimmer von solcher  Länge,     dass    er, wenn er     durcli    die Spule her  untergezogen wird, die Kontaktstelle     zwi-          sehen    der Elektrode<B>E,</B> und dem Quecksilber  <B>Q</B> ebenfalls umgibt. Zweckmässig ist das Ver  hältnis von Länge zu äusserem Durchmesser  des Schwimmers grösser als<B>1.</B> Hierdurch er  gibt sieh erstens eine bessere Führung durch  die Nocken und zweitens eine bessere Form  der ganzen Schaltröhre.

   Es     muss    nämlich  dafür Sorge getragen sein,     dass    durch die  Masse des<U>Schwimmers</U> so viel Quecksilber  verdrängt wird,     dass    beim     Wiederaufsteigen     des Schwimmers ein sicheres Abreissen des  Lichtbogens erfolgt. Bei kürzeren Schwim  mern     müsste    also der Schwimmer eine grössere  Wandstärke besitzen und dementsprechend  der Durchmesser der ganzen Schaltröhre grö  sser werden.  



  Die     Fig.    2 und<B>3</B> der Zeichnung zeigen  ein anderes Ausführungsbeispiel, wobei       Fig.    2 eine Ansicht und     Fig.   <B>3</B> einen senk-    rechten Längsschnitt darstellt. Bei diesem  Beispiel sind an beiden Enden des Schwim  mers eine Anzahl von Spitzen angebracht.  Die Spitzen am untern Ende des Schwim  mers haben den Zweck, das Eindringen des  Schwimmers in die Oberfläche des Queck  silbers zu erleichtern, das bei einem     Tauch-          hern    ohne Spitzen wegen der Oberflächen  spannung des Quecksilbers einen gewissen  Kraftaufwand erfordert. Die Spitzen am  obern Ende des Schwimmers haben den  Zweck, Quecksilber, das beim Eintauchen des  Schwimmers in den Raum oberhalb des  Schwimmers gelangt, zu zerteilen.

   Die     An-          bringung    von Spitzen auch am obern Ende  des Schwimmers hat des weiteren den Zweck,  die     DureUdringung    der Oberfläche des Queck  silbers beim     Wiederauftauelien    des Schwim  mers zu erleichtern. Zweckmässig wird hier  bei die Einrichtung so getroffen,     dass    der  Schwimmer mit den Spitzen aus einem ein  zigen Stück hergestellt wird und die Spitzen  Verlängerungen des Schwimmers bilden.  Vorteilhaft können hierbei die Spitzen nach  der Aussenseite oder nach der Innenseite oder  nach beiden Seiten zugleich mit     Absehrägun-          gen    versehen werden.  



  Es ist<B>1</B> das Glasrohr der     Queck        silber-          schaltröhre,    die durch die elektrisch leiten  den     Verschlusskappen    2 und 2' luftdicht ab  geschlossen wird. Die     Schaltröhre    ist mit  einer gewissen     Quecksilbermenge   <B>3</B> gefüllt.  In das Glasrohr<B>1</B> ragen die Elektroden<B>1</B>  und V, die<B>je</B> mit einer der     Verschluss-          kappen,2    und     2'    leitend verbunden sind.

   Auf  der Quecksilbermasse<B>3</B> schwimmt ein zylin  drischer und rohrförmiger Körper<B>5</B> aus       ferromagnetischem    Material, der durch eine  in der Zeichnung der Ei     infachheit    halber  nicht dargestellte Spule zum Eintauchen in  das Quecksilber gebracht wird. Dieser  Schwimmer<B>5</B> trägt an seinem Aussenmantel  Erhebungen<B>6</B> und<B>6',</B> die beim Ein- und       Austauchen    des Körpers als Führungen die  nen, so     daZ    der Schwimmer stets parallel  zur Längsachse der Schaltröhre, beziehungs  weise zur Richtung der Elektroden 4 und 4'  bewegt wird. Ausserdem ist der Schwimmer<B>5</B>      ,in seinem obern und an seinem untern Ende  mit Spitzen<B>7</B> und<B>7'</B> versehen.

   Die Wandung  des rohrförmigen Schwimmers weist ferner       Offnunuen   <B>8</B> auf.  



  <I>;n</I>  Wird der Schwimmer<B>5</B> beispielsweise  durch Erregen der Spule zum Eintauchen  gebracht, so durchdringen seine Spitzen<B>7'</B>  den     Oberfläehenspiegel    der Quecksilbermasse  <B>3</B> und beschleunigen damit den     Eintauchvor-          gang.    Gleichzeitig kann infolge der     rohr-          förmigen    Ausgestaltung des Schwimmers<B>5</B>  und infolge der geeigneten Bemessung des       t'     Abstandes zwischen diesem und dem Glas  rohr<B>1</B> ein rasches Ansteigen des verdräng  ten     Queel,-silbers    stattfinden.

   Durch das Ein  tauchen des Schwimmers<B>5</B> in die Queck  silbermasse<B>3</B> wird so viel Quecksilber ver  drängt,     dass    die Elektroden 4 und 4' über  brückt werden, wodurch der     Kontaktsehluss     herbeigeführt ist. Bei eingetauchtem Schwim  mer<B>5</B> ist die Quecksilbermasse so weit gestie  gen,     dass    sie über den Spitzen<B>7</B> steht, Nach       Entregen    der Spule steigt der Schwimmer<B>5</B>  sofort wieder hoch, da er einerseits mit Hilfe  der Spitzen<B>7</B> die über dem Schwimmer lie  gende     Queeksilbermenge    zerteilt und zum  Abfliessen     brinut    und ihm anderseits durch  diese     Form-ebung    die Durchdringung,

   der       t'   <B>;D</B>     el     Oberfläche des Quecksilbers beim Wieder  auftauchen erleichtert wird. Das Abfliessen  des Quecksilbers kann beschleunigt werden  durch     Anbringung    von     Abschrägungen    an  n<B>en</B> e  der Innen- und Aussenwand der Spitzen     bezw.     des Schwimmers<B>5</B> oder an beiden Wänden  zugleich (vergleiche     Fig.    4 und<B>5).</B> Der     Ein-          und        Austauchvorgang    wird ferner vorteilhaft       beeinflusst    durch die Öffnungen<B>8,

  </B> durch     wel-          ehe    das im Innern des rohrförmigen Schwim  mers<B>5</B> angestaute Quecksilber abfliessen kann.  Hierbei haben Versuche ergeben,     dass    der seit  liche Abstand zwischen der Aussenfläche des  Schwimmers<B>5</B> und der innern Wand der  Glasröhre<B>1</B> zweckmässig grösser als<B>%</B> Milli  meter zu wählen ist. Unterhalb dieser Grenze  werden die Adhäsionskräfte der etwa auf  tretenden Quecksilberschichten so gross,     dass     die freie     Ein-    oder     Austauchbeweo-un,    des       t'        23     Schwimmers<B>5</B> nicht mehr gewährleistet ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Schliessen und Unter brechen eines Stromkreises mittelst Queck- silberschaltröhre in vertikaler Anordnung, bei der die Kontaktgabe zwischen den bei den feststehenden Elektroden der Schaltröhre durch Bewegen von Quecksilber mit Hilfe eines Schwimmers erfolgt, dadurch gehenn- zeichnet, dass der Schwimmer als metallisches Rohr ausgebildet und zusammen mit den Elektroden derart angeordnet ist,

   dass'bei dem Hineinziehen des Schwimmers in das Queck silber ein Aufsteigen des Quecksilbers in den Raum zwischen dem Schwimmer und der obern Elektrode längs der metallischen Ober fläche der obern Elektrode eintritt. UNTERANSPRüCIIE: <B>1.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Schwim mer stets die Kontaktstelle umgibt. 2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeich net, dass an dem einen oder an beiden Enden des Schwimmers eine Anzahl Spit zen angebracht sind.

   <B>3.</B> Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen<B>1</B> und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schwimmer mit den Spitzen aus einem Stück besteht und dass die Spitzen Verlängerungen des Seh-v#-,immers bilden. 4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen<B>1</B> bis<B>3,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass die Spitzen nach der Aussenseite oder nach der Innenseite oder nach beiden Seiten mit Absehrägmigen versehen sind. <B>5.</B> Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen<B>1</B> bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Wand des Schwimmers Offnungen vorgesehen sind.

   <B>6.</B> Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen<B>1</B> bis<B>5,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass die Führungsmittel des Schwimmers in Nocken bestehen und dass der seitliche Abstand zwischen der Aussenfläche des Schwimmers und der innern Wand der Schaltrölire bei je(ler Stellung des Schwimmers gleich..gross ist.

   <B>7.</B> Einrichtung nach Patentanspruc'h und Unteransprüelien <B>1</B> bis<B>6,</B> bei welcher die seitliche Wandung der Schaltröhre -,ins Glas besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Abstand zwischen der Aussenfläche des Schwimmers und der Innenwandung der Schaltröhre grösser als 3/4 Millimeter ist. <B>8.</B> Einrichtung nach Patentansprucli und Unteransprüchen <B>1</B> bis<B>7,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass das zur Betätigung des<U>Schwimmers</U> dienende Sellütz einen Spulenrückschluss mit dem Schwimmer bildet.

   <B>9.</B> Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen<B>1</B> bis<B>8,</B> dadurch ge- ZD kennzeichnet, dass innerhalb der Schalt röhre die Kontakigabe zwischen Queck- silber und lielitbogenwidefstandsfähigem Metall erfolgt.

   <B>10.</B> Einrichtung nach Patentansprueli und Unteransprüchen<B>1</B> bis<B>9,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass sieh innerhalb der Schaltröhre ein neutrales Gas befindet, das die durch den Lielltbogen entstehende Wärme nach aussen ableitet und gleich zeitig eine chemische Veränderung der in der Schaltrühre befindlichen Teile ver hindert. <B>11.</B> Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüclien <B>1</B> bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass das Verhältnis von Länge zu äusserem Durchmesser des Schwimmers grösser als<B>1</B> ist.