CH197689A - Quecksilberkontaktvorrichtung. - Google Patents

Description

      quecksilber        kontaktvor        richtung.       Vorliegende Erfindung bezieht sich auf  eine     Quecksilberkontaktvorrichtung,    welche  zum Beispiel für Kontaktbetätigungen in der  Fernmeldetechnik und bei andern elektri  schen Schaltvorgängen Anwendung findet.  



  Durch die vorliegende Erfindung wird  ermöglicht, auf einfache Weise unter gerin  gem Aufwand an Material,     Erstellungs-          kosten    und in sehr beschränkten Raumver  hältnissen eine verhältnismässig grosse An  zahl von Stromkreisen gleichzeitig zu  steuern.  



  Die bisher bekannten Quecksilberkontakt  vorrichtungen, die unter     Luftabschluss    ar  beiten, werden en durch Kippen der aus Glas  oder einem andern Isolierstoff bestehenden,  luftdicht geschlossenen Quecksilbergefässe  betätigt. Solche     Vorrichtungen    eignen sich  nicht zur gleichzeitigen Steuerung einer gro  ssen Zahl von Stromkreisen. Es ist auch schon  der Vorschlag gemacht worden, in Queck  silberkammern, die auf einer Seite mit einem  elektrischen Leiter in     Verbindung    stehen,  einen längsbeweglichen, an einer Federklinke    angeordneten Kontaktstöpsel in die Queck  silbermasse einzutauchen. Es ist nun nicht  möglich, solche Kontaktvorrichtungen dau  ernd unter     Luftabschluss    arbeiten zu lassen.

    Beim Auftreten von elektrischen Funken  wird das Quecksilber durch den Luftsauer  stoff oxydiert, wodurch der elektrische       Stromschluss    verschlechtert und schliesslich,  wenn der Zustand längere Zeit andauert,     ver-          unmöglicht    wird. Ein dauernd einwandfreier       Stromschluss    mit Quecksilber ist nur unter       Luftabschluss    wenigstens der Kontaktstelle  möglich.

   Dies wird nach der vorliegenden  Erfindung ermöglicht durch zwei in axialer  Richtung hintereinander angeordnete je eine  an mindestens eine elektrische Leitung an  geschlossene,     Quecksilbermasse    enthaltende  Kammern, welche durch einen vom Queck  silber nicht     durchdringbaren    Kanal mitein  ander verbunden sind, durch den ein die eine       Quecksilbermasse    vollständig durchdringen  der, längsbeweglicher Kontaktstöpsel     hin-          durchgeht,

      der bei     seiner        Längsverschiebung     zur elektrischen     Verbindung    beider Queck-           silbernnassen    in die andere Quecksilbermasse  eindringt und bei Verschiebung desselben in  entgegengesetzter Richtung zur Unterbre  chung der erwähnten Verbindung aus der  zweiten Quecksilbermasse austritt. Das Off  nen und Schliessen des     Stromkreises    erfolgt  dabei in einem durch die zwei     Quecksilber-          massen    luftdicht     abgeschlossenen    Raum, in       welebem    mangels     Sauerstoff    eine Oxydation  des Quecksilbers bei Funkenbildung verhin  dert wird.

   Es ist daher ein dauernd einwand  freies Schliessen und Öffnen des Stromes ge  währleistet.  



  Auf der     Zeichnung    sind zwei     Ausfüh-          iungsbeispiele    einer Kontaktvorrichtung     ge-          iuäss        der    Erfindung dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt im     Vertikalschnitt    eine Aus  führungsform mit je zwei hintereinander an  geordneten Kammern;       Fig.    2 zeigt eine zweite     Ausfiihrung    im       Schnitt    mit einem Doppelblock mit je zwei  hintereinander angeordneten     Kontaktkam-          inern    ;       Fig.    3 zeigt einen Teilschnitt für beide       Ausführungen    in grösserem     3Ta-ssstab,          Fig.    4 eine Platte in Ansicht, mit einer  Anzahl von Kontaktstöpseln.  



  Gemäss     Fig.    1 sind drei Platten 1, 2, 3  aus Isoliermaterial zu einem     Block    vereinigt.  Auf den innern Seiten der Platten 1 und 3  und auf beiden Seiten der Platte 2 sind     ko-          achsial    zueinander Vertiefungen 4 angeord  net. Je zwei solcher Vertiefungen der Plat  ten 1 und 2     bezw.    2 und 3 bilden zusammen  zwei liegende zylindrische Kammern zur  Aufnahme von     Quecksilbermasse,    die als       Quecksilberkontakt    dient.

   Zwischen den Plat  ten 1 und 2     bezw.    2 und 3 sind mindestens       ebensoviele    metallische Leitschichten 5 und 6       bezw.    7 und 8 vorhanden, als der Kontakt  block 1. 2, 3 Paare von hintereinander liegen  den Kammern aufweist. Die     Leitschichten    5  und 6     bezw.    7 und 8 sind durch eine Isolier  schicht 9 voneinander isoliert. Bei jeder  Kammer weisen die Leitschichten und die  Isolierschicht ein Loch auf.

   Diejenige     Leit-          schicht,    die mit der Quecksilbermasse einer  Kammer in Kontakt sein soll, in     Fig.    3 zum    Beispiel die Leitschicht     E        at    ein Loch 10,  das kleiner ist als der     Du.ehmesser    der die  Quecksilbermasse aufnehmenden Kammer 4.  Diese Leitschicht taucht also mit dem Rand  ihres Loches in die Quecksilbermasse ein.  Die Berührungsfläche zwischen     Leitschicht     und Quecksilbermasse ist somit verhältnis  mässig gross, so dass ein sicherer Kontakt ge  währleistet ist.

   Das Loch 11 derjenigen     Leit-          schichten,    die mit der Quecksilbermasse nicht  in Berührung kommen dürfen, in     Fig.    3 zum  Beispiel der Leitschicht 5, hat einen grösse  ren Durchmesser als die Kammer 4. Diese  Leitschicht steht also mit der Quecksilber  masse nicht in elektrisch leitender Verbin  dung. Die Leitschichten sind so dünn bemes  sen, zum Beispiel (>,1 mm, dass das Queck  silber infolge der ihm innewohnenden Kohä  sion nicht in die innerhalb des Lochrandes  vorhandene Rinne 12 einzudringen vermag.

         (?m    jedoch auf alle Fälle sicher zu sein, dass  kein     Quecksilber    finit der     Leitschicht    5 in  Berührung kommen kann, die mit der betref  fenden     Quecksilbermasse    nicht in     elektrisch     leitende Verbindung treten darf, wird die  Rinne 12 mit isolierender Masse, zum Bei  spiel einem     Isolierlack,    ausgefüllt. Von den       Leitschichten    sind nach aussen Lappen 5'       bezw.    6' über die Platten 1, 2, 3 hinausge  führt und je mit einem oder mehreren An  schlussdrähten 13 versehen.

   Die Lappen 5'  und 6' sind verschieden lang. um die Drähte  13 übersichtlich auseinander zu halten.     Tim     eine leitende Verbindung zwischen den  Quecksilbermassen zweier     koachsial    hinter  einander liegender Kammern und folglich  auch zwischen den mit ihrem Lochrand in  dieselben eintauchenden Leitschichten herzu  stellen,     führt    von aussen in jede Kammer  und von der einen Kammer zur andern     ko-          acbsial    liegenden Kammer je eine     Kapillar-          bohrung    14     bezw.    15, durch welche Boh  rungen dünne,

   als Kontaktstöpsel dienende       Metalldrähtchen    16     bezw.    16' gehen, die an  einem plattenförmigen Träger 17     bezw.    17'  festsitzen. Beide     Stöpselträger    17 und 1.7'  sind auf einer gemeinsamen Stange 18 zu  beiden Seiten des     Blockes    1, 2, 3 befestigt.      Die Stange 18     iJ        @In    einer die Platten des  Blockes 1, 2, 3     zuammenhaltenden    Hülse 19  aus Isolierstoff     achsial    verschiebbar geführt.  Sie kann durch irgend welchen mechanisch  oder elektromagnetisch angetriebenen Mecha  nismus (nicht dargestellt) hin- und herbe  wegt werden.

   Die Länge der Kontaktstöpsel  ist so bemessen, dass ihr inneres Ende in zu  rückgezogener Stellung in der     Kapillarboh-          rung    15 liegt, also die Quecksilbermasse in  der vordern Kammer nicht berührt, in vorge  schobener Stellung aber mit der Spitze in  die Quecksilbermasse eindringt. Im     ersten     Falle ist die elektrische Verbindung zwischen  den Quecksilbermassen der hintereinander  liegenden Kammern 4 unterbrochen (Fix. 1  oben) und im zweiten Falle ist diese Verbin  dung hergestellt (Fix. 1 unten). Bei jeder  Bewegung der Stange 18 wird also bei dem  in     Fig.    1 dargestellten Beispiel eine Verbin  dung     unterbrochen    und eine andere herge  stellt.

   Damit an die Mündungen der     Kapil-          larbohrungen    14 und 15 bei der Hin- und       Herbewegung    der Kontaktstöpsel kein Queck  silber gelangt, also eine sichere Abdichtung  zwischen zwei hintereinander liegenden  Kammern erzielt werden kann, sind die  Enden der Kammern spitzwinklig konisch  verengt, so dass der Meniskus der Queck  silbermasse wohl in diesen konisch verengten  Raum hineinragen kann, jedoch infolge der  Kohäsion des Quecksilbers normalerweise  nicht die Mündungen der     Kapillarbohrungen     erreicht (Fix. 3 rechts).  



  Statt in einem und demselben Block bei  einer Bewegung der Stange 18 in einer Rich  tung eine Kontaktverbindung herzustellen  und eine andere zu unterbrechen, können für  eine Mehrzahl von Verbindungen alle gleich  zeitig hergestellt oder unterbrochen werden  und zu gleicher Zeit in einem     andern    Block  unterbrochen oder hergestellt werden. Eine  solche Ausführung ist in     Fig.    2 dargestellt.  Hier sind zwei Blöcke 20 und 21 auf einer  gemeinsamen Hülse (oder mehreren mit Ab  stand axial hintereinander     angeordneten    Hül  sen) 19 zu einem Doppelblock vereinigt, um  welche Hülse herum eine Anzahl Kammer-    paare 4 gruppiert sind (Fix. 4).

   Die Stöpsel  träger 17 und 17' tragen für jedes Kammer  paar einen haarfeinen Kontaktstöpsel 16       bezw.    16'. Diese sind an den     Stöpselträgern     isoliert befestigt. In der Bewegungsrichtung  von links nach rechts stellen alle Kontakt  stöpsel 16 je eine     elektrische    Verbindung  zwischen den zugehörenden Quecksilber  massen zweier hintereinander liegender Kam  mern her und die Stöpsel 16' unterbrechen  gleichzeitig die elektrische Verbindung zwi  schen den ihnen zugehörenden Quecksilber  massen.

   Bei einer grösseren Zahl von     Leit-          schichten    und Kontaktstöpseln sind die nach  aussen geführten Lappen 22 mit den An  schlussdrähten 23 verschieden lang und  gruppenweise zueinander versetzt (Fix. 4),  um eine gute Übersicht über die Anschlüsse  zu gewinnen und dieselben gut zugänglich  zu machen.  



  Die Isolierplatte 2 wird zweckmässig aus  einem     Stück    Isoliermaterial angefertigt, da  mit der Öffnungsfunke des Stromkreises in  einem sehr kleinen Luftraum stattfindet,  welcher einerseits durch Isoliermaterial und  anderseits durch Quecksilber von der Aussen  luft abgeschlossen ist, so dass der Sauerstoff  in diesem Raum sehr bald durch die Bildung  von Quecksilberoxyd aufgebraucht und als  dann eine weitere Oxydation verhindert wird.  



  Durch diese Konstruktion wird eine Oxy  dation des Quecksilbers verhindert, ohne dass  das Kontaktsystem unter Vakuum betätigt  werden muss.  



  Es können natürlich beliebig viele solcher  Schaltvorrichtungen     in    jeder geeigneten  Gruppenformation zu einer Anlage zusam  mengebaut und die     Stöpselträger    durch eine  gemeinsame oder für Stufen- oder Gruppen  schaltungen durch mehrere voneinander un  abhängige     Antriebsvorrichtungen    betätigt  sein, wobei die Kontaktstöpsel     statt    gleiche  auch ungleiche Längen haben können.  



  Die beschriebene     Quecksilberkontaktvor-          richtung    kann in der gesamten Schwach  stromtechnik und mit besonderem Vorteil     in     der     Telephonie    und Reklamebeleuchtung  Verwendung finden.

Claims (1)

1. PATEN TAN S PR UCF3 Queeksilberkontaktvorriclitung, gekenn zeichnet durch zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete, je eine an min destens eine elektrische Leitung angeschlos sene, Quecksilbermasse enthaltende Kam mern, die durch einen vom Quecksilber nicht durchdringbaren Kanal miteinander verbun den sind, durch den ein die eine Quecksilber masse vollständig durchdringender, längsbe weglicher Kontaktstöpsel hindurchgeht,

   der bei seiner Längsverschiebung zur elektrischen Verbindung beider Quecksilbermassen in die andere Quecksilbermasse eindringt und bei Verschiebung desselben in entgegengesetzter Richtung zur Unterbrechung der erwähnten Verbindung aus der zweiten Quecksilber masse austritt, das Ganze derart, dass das Verbinden der Quecksilbermassen sowie das Trennen dieser Verbindung in einem durch die beiden Quecksilbermassen luftdicht abge schlossenen Raum erfolgt.

   UNTERANSPRtl CHE 1. Queeksilberkontaktvorriehtung nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet:, dass mehrere Kontaktstöpsel an einem ge- ineinsamen Träger angeordnet sind. ?. Queeksilberkontaktvorrichtung nach Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstöpsel an ihrem Träger voneinander isoliert. befestigt sind.

   3. Queclzsilberkontaktvorrichtung nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss jede Quecksilberkammer durch gegen einander offene Aussparungen zweier zu einem Block vereinigter Isolierplatten ge bildet ist. 4. Quecksilberkontaktvorrichtung nach Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Block bildenden Platten durch eine Hülse zusammengehalten sind, durch welche eine achsial hin- und tier bewegliche Stange geht, die zu beiden Sei ten des Blockes je einen Kontaktstöpsel träger trägt.

   5. Quecksilberkontaktvorrichtung nach Un- teranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Isolierplatten metallene, voneinander isolierte Leitschichten ange ordnet sind, die bei den Quecksilberkam- inern koachsial zu diesen Löcher aufwei sen, von denen diejenigen der an die be treffende Quecksilbermasse anzuschliessen den Leitschichten kleiner sind als der Durchmesser der Kammer, so dass der Lochrand in die Quecksilbermasse ein taucht.

   6. Quecksilberkontaktvorrielitung nach Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher derjenigen Leitschichten. die nicht an die Quecksilbermasse einer Kammer anzuschliessen sind, einen grösse ren Durchmesser als die Kammer aufwei sen, wobei Isoliermittel vorgesehen sind, die eine Berührung des Lochrandes mit dem Quecksilber verhindern.

   7. Quecksilberkontaktvorrichtung nach Un teranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da13 die Leitschichten nur von solcher Dicke sind, da.ss die Kohäsion des Queck silbers allein dieses verhindert, in die vom Rand der Leitschichtenlöcher, die einen grösseren Durchmesser als die Kammer aufweisen, nach aussen begrenzte Rinne einzudringen, welche Rinne ausserdem durch elektrisch isolierende Masse ausge füllt ist.

   B. Qiiecksilberkoiltaktvorrichtung nach Un teranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern liegend zylindrisch und an den Enden konisch verengt sind, wobei zur Einführung der Kontaktstöpsel in die Kammern von aussen und von einer Kam mer zu einer andern koachsial zu ihr lie genden Kammer in der Längsachse der selben Kapillarbohrungen vorhanden sind, das Ganze so, dass das Quecksilber infolge seiner Kohäsion verhindert ist, aus den Kammern auszutreten oder von einer Kammer in die andere Kammer hinüber zu fliessen.