Impulsgeber für elektrische Zäune. Die vorliegende Erfindung betrifft. einen Impulsgeber für elektrische Zäune mit einer stillstehenden Quecksilberkontaktröhre, die zwei miteinander verbundene Abteilungen aufweist, von welchen die eine ein Treib mittel enthält, das periodisch Quecksilber<B>voll</B> dieser Abteilung in die andere treibt, in welch letzterer eine erste Kontaktelektrode angeordnet ist, die zusammen mit einer eben , falls in der Röhre angeordneten zweiten Kon taktelektrode in einem Impulsstromkreis liegt.
Bei derartigen Impulsgebern war bisher der Kontaktschluss des Impulsstromkreises durch einen gewissen statisehen, obwohl vor über sehenden Zustand des Quecksilbers be dingt, indem die Queeksilhermasse vorüber gehend in eine Lage gebracht wurde, wo sie gleichzeitig zwei im Impulsstromkreis liegende Kontakte berührte. Im. Gegensatz hierzu zeichnet sich der Impulsgeber nach vorliegen der Erfindung dadurch aus, dass die Kontakt elektroden derart angeordnet sind, dass sie im Ruhezustand des Gebers voneinander elek trisch isoliert sind und dass sie durch Wir kung des Treibmittels durch fliessendes Queck silber periodisch. kurzgeschlossen werden.
Diese Ausbildung ermöglicht, eine zu lange Kontaktdauer zu vermeiden, was ins besondere erlaubt, die Stromquelle zu schonen i bzw., wenn ein unmittelbarer Anschluss an einem Starkstromnetz benützt wird, Strom zu sparen. Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben werden, in welcher Fig. 1 bzw. 2 das erste bzw. zweite Bei spiel nnit zugehörigem Schaltbild zeigt.
Der in Fig. 1 gezeigte Impulsgeber umfasst eine stillstehende Queelzsilberkontaktröhre, die eine Treibröhre 1 aufweist-, die oben eine Er weiterung besitzt, in welcher ein elektrisches Heizmittel, z. B. ein Heizdraht 22, angeordnet ist, und welche Kontaktröhre unten mit einer Krümmung 2 in eine schräg aufsteigende, mittels einer eingesetzten Metallröhre 27 kalibrierte Steigröhre 3 übergeht, von welcher unten eine Rücklaufleitung 4 abgezweigt ist.
Die Krümmung 2 verbindet die beiden Ab teilungen 1 und 3, 4, 5 der Kontaktröhre. Die Steigröhre 3 und die Rüeklaufröhre 4 münden oben in einen schräggestellten LTber- laufbehälter 5 ein. Der untere Teil der Treib- röhre 1 sowie die Steigröhre 3 und die Rück- laufleitimg 4 sind mit kleinerem lichten Querschnitt als der obere Teil der Treibröhre 1 ausgeführt, so da.ss an dieser eine Veren- (@ung 6 entsteht.
Etwas über dieser Ver engung ist in einer Ausbuchtung ein Kontakt 7 angeordnet, der über den Heizdraht 22 mit dem einen Pol a einer Stromquelle verbunden ist. Weiter unten in der Treibröhre 1 ist ein anderer Kontakt 8 angeordnet, der mit dem andern Pol. b der Stromquelle verbunden ist.
Im Überlaufbehälter 5 ist zwischen den Ein- mÜndungen der Steigröhre 3 und der Pücl.;#- laufleitung 4 ein Kontakt 9 angeordnet, der über die Primärwicklung 10 eines Transfor mators 10/11 an den erstgenannten Pol a der Stromquelle angeschlossen ist. Die Sekundär- wicklung 11 des Transformators ist zwischen Erde 12 und den Zaun 13 geschaltet. In die Röhre ist Quecksilber eingefüllt, über wel- ehem sich ein Gas, z. B. Wasserstoff, befindet.
Die Kontakte 7 und 8 dienen als Steuer kontakte zum Steuern der Bewegung des Quecksilbers und der Kontakt 8 dient ferner zusammen mit dem Kontakt 9 als Impuls kontakt zur Auslösung der Impulse zum Zaun.
Die Wirkungsweise ist die folgende Wenn die Röhre ausser Betrieb ist, steht das Quecksilber in den verschiedenen Zwei gen z. B. in den eingezeichneten Höhenlagen. In der Treibröhre 1 steht das Quecksilber wesentlich über dem Kontakt 7, und wenn die Vorrichtung unter Strom gesetzt wird, wird deshalb ein Strom vom Pol b über den Kon takt 8 durch das Quecksilber nach dem Kon takt 7 und weiter über den Heizdraht 22 nach dem Pol a der Stromquelle fliessen.
Das Gas in der Treibröhre expandiert durch die hierdurch hervorgerufene Beheizung und drückt das Quecksilber in der Treibröhre 1 nach unten und in der Steigröhre 3 und der Rücklaufleitung 4 nach oben. Sobald der Quecksilberspiegel unter die Ausbuchtung des Kontaktes 7 gelangt ist, wird der Strom kreis des Heizdrahtes 22 unterbrochen und die Heizung hört auf. Der Quecksilberspiegel im Rohr 1. wird sich jedoch noch um eine ge- %visse Strecke nach unten verschieben, bis er infolge der Abkühlung der Treibröhre 1 wie der in dieser zu steigen beginnt.
Sobald er die Ausbuchtung des Kontaktes 7 wieder er reicht hat, erhält der Heizdraht aufs neue Strom und drückt das Quecksilber nach unten. Wenn die Röhre einige Zeit gearbeitet hat, wird die Treibröhre eine Durchschnitts ; temperatur annehmen, die etwas, höher als die jenige der Umgebung liegt, und der Queck silberspiegel in der Treibröhre 1 wird zwi schen einer Lage etwas über dein 'Niveau 7a und einer Lage etwas unter dem Niveau cles Kontaktes 8 schwingen.
Der Umstand, dah ; die Temperatur der Treibröhre 1 im Betrieb etwas höher als die der Umgebung- liegt, ist dadurch bedingt, dass der Quecksilberspiegel in kaltem Zustand der Röhre wesentlich höher als das Niveau 7(t steht, und ist von Bedeutung, weil man dadureli eine schnellere Abkühlung der Röhre in jeder Periode er reicht, als es der Fall wäre, falls die Röhre jedesmal ganz bis auf die Temperatur der Umgebung abgekühlt werden sollte.
Jedesmal, wenn der Quecksilberspiegel in der Treibröhre 1 sinkt, steigt er in der Steig röhre 3 und in der Riichlaufleitun g 4. Die Röhre ist derart ausgebildet, dass die hierfür erforderliche Bewegung des Quecksilbers nur, unter Überwindung eines gewissen Wider standes vor sich gehen kann, so dass das Quecksilber durch die Heizung des Gases in der Treibröhre nicht in eine allzu gewaltsame Bewegung versetzt werden kann. Dies wird bei der gezeigten Ausführungsform.
unter anderem durch die Verengung, 6 und durch die ziemlich starke Krümmuing 2 zwischen der Treibröhre und der Steigröhre erreicht. Man könnte hierfür auch andere Mittel ver wenden, z. B. eigentliche Drosselorgane, die im untern Teil der Treibröhre oder in der Steigmöhre angeordnet sind.
Im Überlaufbehälter steht bei dieser Quecksilberströmung der Flüssigkeitsspiegel niedriger als in der Steigröhre 3, da. die Rücklaufleitung 4 im Vergleich zur Röhre 3 für das Quecksilber einen solchen Durch strömungswiderstand hat, dass dieses citireli die Leitung 4 praktisch nicht in den L ber- laufbehälter oder in den obersten Teil der Rücklaufleitung hinauf dringen kann.
rin diesen erforderlichen Strömungswiderstand der Rücklaufleitung zu erzeugen, kann, wie gezeigt, ein Drosselorgan in der Form eines kalibrierten Einsatzes 26 verwendet. werden, der beim gezeigten Ausführungsbeispiel ans einem, auf einem Teil seiner Länge konischen, schraubenlinienförmig eng get@,icli:elten Dralit besteht, der in Glasröhren mit sehwankender Lichtweite eingepasst wird.
An Stelle des Ein- satzes 26 oder in Kombination damit könnte die Röhre -1 mit einer nicht. bezeigten Ver engung versehen sein. Ferner könnte die Rücklanfleitung 4 in mehr oder weniger scharfen Knickungen geführt werden, oder es könnte ein Rückschlagventil, z. B. ein ein faches Kugelventil, eingebaut. werden.
Das in jeder Periode durch die Steigröhre 3 hinaufsteigende Quecksilber läuft in der Form eines Tropfens an der schrägen Wand des i'berlaufbehälters 5 hinunter. In dem Augenblick, in welchem ein. Quecksilber tropfen von der -Mündung der Steigröhre 3 nach dem untern Ende des L'berlaufbehälters <B>5</B> hinmiterläuft, wird dieser Tropfen gege benenfalls den Kontakt. 9 treffen, bevor er sieh vom Quecksilber in der Steigröhre losge- rissen hat.
Der Qtieclisilbertropfen kann sich ferner, während er noch mit dem I#ontakt 9 in Verbindung ist, ganz bis zum Flüssigkeits spiegel im C\berlaufbehälter erstrecken und schliesslich für einen ilu",-enbliek einen. -e- schlossenen Strang zwischen dein Quecksilber in der Steigröhre 3 und dem Quecksilberspie gel im Überlaufbehälter oder in der Rück laufleitung bilden.
Für einen kurzen Augen blick wird durch den Quecksilbertropfen eine elektrische Verbindung vom Kontakt 9 über das Quecksilber nach. dein Kontakt 8 gebildet (pi-iiriärer Impulsstromkreis), und in diesem .Augenblick -- oder falls die Stromquelle eine Gleichstromquelle ist, insbesondere in dein Augenblick, wo der Kontakt unterbrochen wird -- wird in der Primärwieldung 10 eine Stromänderung stattfinden, wodurch in der Sekundärwicklung 11. ein Impuls induziert wird.
Die Kontaktdauer hängt von der Ge schwindigkeit ab, mit welcher der Quecksil bertropfen durch den Uberlaufbehälter 5 läuft. Die durch die Geschwindigkeit des Quecksilbertropfens gegebene Begrenzung der Kontaktdauer ist in vielen Fällen völlig aus reichend.
Damit jedoch, die Kontaktdauer nicht zu lang wird, ist bei der gezeigten Aus- führungsform der Kontakt 8 derart angeord net, dass der Unterbruch des Stromkreiskon- taktes 8-9 durch Senken des Quecksilber spiegels aucb am Kontakt 8 erfolgt, wodurch der Impulsstromkreis in der betreffenden Periode endgültig unterbrochen wird.
Beim gezeigten Beispiel steht das Queck silber in kaltem Zustand des Impulsgebers über dem Kontakt 7, und zwar wie darge stellt, während es bei maximaler Verdrängung unten in der Nähe der Krümmung steht. Beim Start aus dem kalten Zustand wird das Quecksilber zunächst gewaltsam durch die Steigröhre 3 itnd die Riicklaufleitung 4 ge trieben, und es können auf diese Weise unter CTniständen r -asblasen. in das Quecksilber ge langen, z.
B. dadurch, da.ss ein Quecksilber tropfen vom T'berlaufbehälter 5 in die Rück laufleitung 4 hinabläuft, bevor diese sieb. von unten her gefüllt hat. Diese Startschwierig- keit kann dadurch vermieden werden, dass der Strom durch den Heizdraht. 2 beim Start wesentlich niedriger gehalten wird als im Dauerbetrieb der Röhre.
Zu diesem Zwecke ist, mit gestrichelter Linie angedeutet, über der Reihenschaltung von Kontakt 7 und Glühdraht 22 ein Kurzsehlusskontakt 14 und ein Widerstand 15 parallel angeordnet, wobei mit dieser Parallelschaltung ein Vorsclia-It- widerst.and 16 in Reihe geschaltet ist.
Wenn die Röhre aus dem. kalten Zustand startet, wird deshalb die Stromstärke durch geeignete Bemessung der Widerstände 15 und 1.6 derart festgelegt, dass die Wärmeentwicklung des Heizdrahtes 22 das Quecksilber in der Treib- röhre 1 langsam nach unten treibt, wodurch es in der Steigröhre 3 und der Rücklauflei- tung 4 langsam emporsteigt. Wenn der Quecksilberspiegel in der Röhre 1 unter den Kontakt 14 gelangt, wird der Kurzsehluss des Heizdrahtes 22 aufgehoben, und dieser erhält deshalb nunmehr den vollen Betriebs strom, so dass die Kontaktröhre im Normal betrieb arbeitet.
Für den Dauerbetrieb ist der Kontakt 14 in einer solchen Höhe ange ordnet, dass er nicht mehr vom Quecksilber getroffen wird und deshalb überhaupt keine Einwirkung auf den Betrieb der Röhre hat.
Der Kontakt 14 ist, wie gezeigt, an der om Tberlaufbehälter 5 abgekehrten Seite der v<B>-C</B> Treibröhre angeordnet. Wird die Kontakt röhre durch unbeabsichtigte Einflüsse in eine Schräglage nach links versetzt, so wird da durch die Kontaktdauer verlängert, was eine umerwünschte Temperatursteigerung zur Folge hätte.
In einer solchen Schräglage wird je doch der Kontakt 14 vom Quecksilber ge troffen und die Stromstärke durch die Wider stände 15 und 16 begrenzt, was eine Herab setzung der Heizung in jeder Periode und dadurch das Hinauftreiben eines Tropfens Quecksilber in den Überlaufbehälter 5 be dingt, wodurch die Verlängerung der Kon taktdauer wieder- ganz oder teilweise ausge glichen wird.
Beire Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 umfasst die stillstehende Kontaktröhre eine Steigröhre 3, einen L ber laufbehälter 5 und eine Rücklaufleitung 4 mit einer Verengung <B>25.</B> Dagegen ist keine besondere Treibröhre vorhanden, sondern die Treibmittel werden durch einen Verdrängungskörper 17 aus ferromagnetischem Material gebildet,
der in der Steigröhre 3 angeordnet ist und mit einer um die Steigröhre herum gewickelten Magnet spule 18 zusammenwirkt. Im überlaufbehälter 5 ist auch hier in der Bahn des Quecksilber tropfens ein Impulskontakt 9 eingeschmolzen. Ferner ist am Boden der Kontaktröhre ein Kontakt 8 eingeschmolzen, der hauptsächlich die gleiche Wirkung wie in Fig. 1 hat. Schliesslich ist im Überlaufbehälter ein Kon takt 19 angeordnet, welcher, wenn er mit dem Quecksilber in Berührung kommt, einen Kurzschlusskreis für die Spule 18 durch das Quecksilber nach dem Kontakt 8 bildet.
In Reihe mit der Spule 18 und dem Kurzschluss- kreis für diese ist ein Vorschaltwiderstand 20 angeordnet. Der sekundäre Impulsstromkreis 7.2, 11, 13 ist der gleiche wie in Fig. 1.
Wenn die Vorrichtung mit Strom gespeist wird, erhält die Spule 18 Strom und zieht den Verdrängungskörper 17 nach unten, wo durch dieser das Quecksilber in der Steig röhre zum Steigen bringt, wogegen zufolge der Verengung 25 praktisch keine Steigung des Quecksilbers im Überlaufbehälter 5 er folgt.
Das aufsteigende Quecksilber in der Steigröhre 3 läuft in der Form eines Tropfens am Boden des Überlaufbehälters hinunter und schliesst am Kontakt 9 den Impulsstromkreis. Unmittelbar danach bringt der Qteeksilber- tropfen den Quecksilberspiegel im Ü berlauf- behälter 5 zum Steigen, so dass der Kontakt 19 in Berührung mit dem Quecksilber kommt,
wodurch für die Spule 18 ein Kurzschluss- kreis geschlossen wird und der Verdrängungs körper 17 emporsteigt.. Hiernach sinkt der Quecksilberspiegel im Cberlaufbehälter lan g sam infolge der Verengung 25, und wenn er so weit herabgesunken ist, dass das Queck silber den Kontakt 19 nicht mehr berührt, beginnt eine neue Periode. Bei dieser Ausfüh rungsform dient also allein der Strömungs widerstand für das Quecksilber zur Erzeu gung der die Periodizität bedingenden Träg heit.
Bei beiden Ausführungsformen können die Kontakte in verschiedener Weise in der Röhre angeordnet. sein. Die meisten Kontakte sind auf der Zeichnung direkt in die Röhre hineinragend gezeigt, aber der Kontakt 7 in Fig. 1 ist indessen in einer Ausbuchtung an geordnet, so dass der Kontaktsehluss in der Tat zwischen der Hauptmasse des Quecksil bers und dem Quecksilber in der Ausbuch tung gebildet wird.
Kontakte dieser Art können auch an andern Stellen der Röhre verwendet werden, und falls man z. B. die Impulskontakte, also im vorliegenden Falle die Kontakte 9 und 8, in dieser 'Weise ausführt, können die in Frage stehenden Ausbuchtungen nach verschiedenen Seiten hinausragen, was einen Beitrag dazu leisten kann, dass bei kaltem. Tmpulsgeber das Quecksilber in keiner Lage der Röhre gleich zeitig mit beiden Impulskontakten in Berüh rung kommen kann.
Übrigens wird man dies stets dadurch erreichen können, dass der L'berlaufbehälter 5 senkrecht. zur Zeichnungs ebene ausreichend gross bemessen wird.