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OueckllberschaltMhre.
Die bekannten Quecksilberschaltröhren haben den grossen Nachteil, dass sie zuverlässig nur 4 bis 5 Ampere bei höchstens 220 Volt Gleichstrom unterbrechen. Ein weiterer Nachteil
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bewegten Tauchkemes in zwei mit je einer Stromzuleitung verbundene Teile gemhieden wird, wobei die Stromunterbrechung ausschliesslich zwischen Quecksilber und Quecksilber stattfindet. Die Erfindung betrifft nun eine derartige Quecksilberschaltröhre und ermöglicht, bei 220 Volt Gleichstrom 40 bis 50 Ampere und selbst bei 550 Volt noch etwa 30 Ampere dauernd, d. h. in häufiger Folge zu unterbrechen.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Quecksilbermasse durch das Anheben des Tauchkernes längs einer mehr oder weniger vollkommenen Kreislinie in zwei konzentrisch liegende, je mit einer Stromzuleitung verbundene Teile geschieden wird.
Die Kontaktunterbrechung findet infolgedessen hier im Gegensatz zu dem bekannten Quecksilberschalter mit einseitiger Trennung der Quecksilbermasse längs einer grossen Fläche statt und hierauf beruht eben die Möglichkeit, grosse Stromstärken ohne unzulässige Erwärmung bzw. Explosionen zu unterbrechen. Wie Versuche zeigten, ist die Funkenbildung beim Ein- und Ausschalten 80 gering, dass die Temperaturerhöhung im Dauerbetrieb"v nicht übersteigt. Bei den betreffenden Versuchen folgten Stromschliessung und-unterbrechung abwechselnd nach je fünf Sekunden aufeinander.
Die neue Röhre eignet sich daher beispielsweise zum periodischen Ein-und Ausschalten umfangreicher Lichtreklamen vorzüglich. Zu diesem Zweck wird sie in Verbindung mit einem selbsttätig in bestimmten Zeitabschnitten wirkenden Schalter verbunden, welcher das Solenoid für den Tauchkern periodisch ausschaltet. Als solcher Taktgeber kann beispielsweise ein Quecksilberschalter dienen, und zwar kann der Taktgeber mit der eigentlichen Schaltröhre zu einem einzigen Apparat vereinigt sein. Dieser Apparat weist trotz seiner doppelten Funktion eine sehr einfache Bauart auf, nämlich nur eine einzige Quecksilberschaltmasse und nur ein einziges Solenoid. Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes für diesen Fall.
Die Schaltröhre gemäss Fig. 1 besteht aus einem röhrenförmigen, in der Mitte er- weiteren, senkrecht stehenden Glasbehälter 1, Der untere Röhrenteil ist nnt emer Quecksuber- masse 2 gefüllt, welche auch noch in die Erweiterung hineinragt. An der übergangsstelle beider Teile ist eine Buchse 3 aus isolierendem, feuerfestem Material, wie Porzellan oder Quarzglas emgekittet, die bis nahe zur Quecksilberobernäche ragt. Infolge. dieser Buchse scheidet sich die Quecksilbermasse beim Anheben des Tauchkernes 6 in die beiden konzentrisch liegenden Teile J und 5. von denen jeder mit einer Zuleitung 7 bzw. 8 verbunden ist. Auf diese Weise kann der Strom für irgend welche Stromverbraucher, z. B. für eine Lichtreklame 9, unterbrochen werden.
Um die Unterbrechung und Schliessung selbsttätig in bestimmten Zeiträumen herbeizuführen, tat noch eine dritte Stromzuführung 10 vorgesehen, welche von oben bis zur Quecksilberoberssäche reicht und daselbst in einem Kontaktstück 14 aus Eisen, Platin, Kohle, Wolfram, Molybdän
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Solenoid 14 ist mit der Stromzuführung 10 in Reihe geschaltet. Der Innenraum oberhalb des Quecksilbers wird zweckmässig mit Wasserstoff gefüllt, um die Wärme von der Unterbrechungsstelle rasch abzuleiten.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende : Beim Schliessen des Handschalters 16 werden die Lampen 9 und das Solenoid 14 eingeschaltet, der Lampenstmm fliesst über die Stromzuleitung 7, durch die Quecksilbermassc 2 und die Stromzuführung 8 und zurück zum Netz. der Solenoidstrom über die Stromzuführung 10 und das Kontaktstück II ebentalls zur Quecksilbermasse 2, jedoch zunächst zu dem innerhalb des Rohres 12 befindlichen Teil des Quecksilbers und dann durch die Rohrwand und durch die ordnung J5 zum äusseren Teil des Quecksilbers und zuletzt durch die Stromzuführung 8 zurück zum Netz.
Durch die Erregung des Solenoides wird der Solenoidankcr 13 mit dem Rohr 12 gehoben, der Quecksilberspiegcl ausserhalb des Rohres 12 sinkt sofort schnell und hiedurch tritt an der Buchse 3 eine rasche Trennung des Quecksilbers in einen inneren und äusseren Teil und somit eine Unterbrechung des Lamppnstromcs ein. Das mitgehobene Quecksilber im Innern des Rohres 12 fliesst durch die
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Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann in mannigfaltiger Weise abgewichen werden. Insbesondere ist es möglich, die Buchse 3 fortzulassen und die Glaswand des Behälters 1 selbst an der Übergangsstelle vom unteren röhrenförmigen Teil zur Erweiterung so zu führen, dass eine äussere ringförmige Rinne wie durch die Buchse 3 gebildet wird. Zum Schutz gegen zu starkes Erhitzen durch den Unterbrechungmunken ist in diesem Fall an der Übergangsstelle ein Anstrich von Porzellan vorzusehen.
Die quecksilberschaltröhre nach Fig. 1 kann nur für Gleichstrom und Einphasen-Wechselstrom ohne weiteres verwendet werden. In Drehstromnetzen dagegen besteht die Notwendigkeit möglichst gleicher Phasenbelastung, so dass gleichzeitige Unterbrechung mehrerer Leiter erforderlich ist. Hiezu sind mindestens zwei Röhren der in Fig. 1 dargestellten Art oder der sonst bekannten Schaltröhren erforderlich.
Die in Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes ermöglichen nun, in Drehstromanlagen mit einem einzigen Schaltrohr alle drei Phasen gleichzeitig zu unterbrechen. Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt und Fig. 3 m : d 4 zugehörige Horizontalschnitte für zwei verschiedene Ausführungsformen. Die äussere Form und die Bestandteile der hier dargestellten Schaltröhren stimmen grösstenteils mit denjenigen der Röhren nach Fig. 1 überein und sind wie bei Fig. 1 bezeichnet. Die ringförmige Rinne 4 wird aber hier durch zwei (Fig. 3) bzw. drei (Fig. 4) Falten (Eindrücke) a in zwei bzw. drei muldenförmige Behälter b unterteilt, von welchen jeder eine Zuleitung erhält.
Die Leitungen sind, wie Fig. 2 zeigt, so anzulegen, dass die Quecksilbermasse 2 den Stem- punkt bildet. Dabei können die drei Phasen I, 11, 111 der Stromverbraucher 9 entweder in zwei Mulden und in der Zuleitung 8 zum unteren Teil 5 der Quecksilbermasse oder auch sämtlich in drei Mulden b miinden. je nachdem die Form nach Fig. 3 oder Fig. 4 gewählt ist.
Ist im Netz eine Sterupunktleitung vorhanden, so können die drei Phasen auch ungleichmässig belastet werden. Hiezu ist der verkettete Drehstrom den drei Mulden b der Fig. 4 zuzuführen. während die Sternpun1rtleitung an Zuleitung 8 gelegt wird.
Mit Vorteil lässt sich derselbe Schalter in einem Gleichstrom-Dreileiternetz verwenden zu gleichzeitiger Ausschaltung beider Netzhälften, die dabei auch verschieden belastet sein können. Die beiden Aussenleiter gehen dann über die Stromverbraucher zu den Zuleitungen 7, während der Nulleiter an 8 angeschlossen wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Quecksilberschaltröhre, bei der eine Quecksilbermasse durch Anheben eines durch ein
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wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (4, 5) der Quecksilbermasse konzentrisch ht-en, zum Zweck, eine schädliche, einseitige Erwärmung der Schaltröhre auch bei periodischer Unterbrechung grosser Ströme zu vermeiden.