CH620045A5 - - Google Patents

Description

Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen neuartigen gasbe- 1 tätigten Schalter ohne die genannten Nachteile zu schaffen. Insbesondere soll sich dieser Schalter bei sehr geringen Kosten in Miniaturausführung herstellen lassen und dabei wesentlich höhere Arbeitsgeschwindigkeiten aufweisen als bisher bekannte gasbetriebene Schalter. Dabei soll gleichzeitig erreicht werden, ■ dass dieser neue Schalter auch stossunempfindlich wird.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch den gasbetätigten Schalter gelöst, der in Patentanspruch 1 definiert ist.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 schematisch im vergrösserten Massstab eine Ausführungsform eines gasbetätigten Schalters gemäss der Erfindung,

Fig. 2 in stärkerer Vergrösserung den in Fig. 1 dargestellten 1 Schalter, wobei Teile weggebrochen sind,

Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht mit zum Teil weggebrochenen Teilen einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsge-mäss aufgebauten Schalters,

Fig. 4 eine Kurve zur Darstellung der Zunahme der Hyste- ' rese bei abnehmendem Durchmesser der Bohrung des Kapillarröhrchens,

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Zunahme der zwischen einem Quecksilberfilm und einem Draht oder Leiter wirkenden Kraft entsprechend der Zunahme des Aussendurch- 1 messers des Drahtes oder Leiters,

Fig. 6 die Schaltfunktion des in Fig. 3 dargestellten Schalters beim Beginn des Schliessens des Schalters,

Fig. 7 die Schaltfunktion gemäss Fig. 6 bei geschlossenem Schalter, -1

Fig. 8 die Schaltfunktion des geschlossenen Schalters beim Beginn des Öffnens,

Fig. 9 die Schaltfunktion wie in Fig. 8 beim öffnen des Schalters,

Fig. 10 eine Schaltungskarte, auf der eine Anzahl von 5 Schaltern gemäss der Erfindung untergebracht sind,

Fig. 11 ein Schaltdiagramm für die selektive Erregung der in Fig. 10 gezeigten Anordnung von Schaltern,

Fig. 12 eine Funktionstabelle für die in Fig. 11 gezeigte Schaltung für eine wahlweise Erregung der Anordnung von s Schaltern gemäss Fig. 10 und

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsge-mäss aufgebauten Schalters unter Verwendung einer erstarrenden Flüssigkeit mit einer dritten Heizvorrichtung.

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In Fig. 1 und in Fig. 2, die eine vergrösserte Darstellung von Fig. 1 ist, ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäss aufgebauten Schalters dargestellt, der aus einem aus einem Stück bestehenden, vorzugsweise aus Glas hergestellten Kapillarröhrchen 10, einem ersten bzw. zweiten elektrischen Leiter <, 12 bzw. 14 innerhalb des Röhrchens 10 und einem Tropfen einer leitenden Flüssigkeit, vorzugsweise aus reinem Quecksilber 16, und einem nichtoxidierenden Gas 18 besteht. Das

Kapillarröhrchen 10 ist an seinen Enden 20 und 22 durch Zusammendrücken um die Leiter 12 bzw. 14 dicht verschlossen. Das Quecksilbertröpfchen 16 teilt das dichtverschlossene Röhrchen 10 in eine erste Kammer 24 und eine zweite Kammer 26 . von praktisch gleichgrossem Volumen. Enden 28 und 30 der Leiter 12 bzw. 14 liegen innerhalb des dichtverschlossenen Röhrchens 10 und enden mit einem gewissen Abstand voneinander an oder in der Nähe des Quecksilbertröpfchens 16. Die Grösse des Quecksilbertröpfchens 16 ist dabei so gewählt, dass i es mit jedem der Enden 28 und 30 der Leiter 12 bzw. 14 gleichzeitig in Kontakt kommen kann. Eine erste Strömungssperre 32 umgibt den ersten elektrischen Leiter 12 in der Nachbarschaft seines Endes 28, und eine zweite Strömungssperre 34 umgibt den zweiten elektrischen Leiter 14 in der Nähe ■ seines Endes 30. Die Strömungssperren 32 und 34 bestehen vorzugsweise aus Glas oder einem durch das Quecksilbertröpfchen 16 nicht benetzbaren Material, sind mit den Leitern 12 und 14 verbunden und weisen einen derartigen Durchmesser auf, dass der Abstand zwischen den Strömungssperren 32 und 34 i und der inneren Oberfläche des Röhrchens 10 kleiner ist als 0,25 mm, vorzugsweise aber 0,05 mm beträgt. Die Leiter 1 und 14, insbesondere aber deren Enden 28 bzw. 30 bestehen aus einem Material, wie z.B. Nickel, das durch das Quecksilbertröpfchen 16 benetzbar ist. Das Gas 18 kann dabei Stickstoff, Wasserstoff oder Freon sein. Zur Darstellung einer hermetischen Abdichtung an den Enden 20 und 22 des Röhrchens 10 sind die Leiter 12 und 14 in der Nachbarschaft der Enden 20 und 22 des Glasröhrchens örtlich oxidiert und die Enden der Glasröhrchen werden bei der Herstellung örtlich erhitzt, so dass sie sich zusammensinkend dicht an die oxidierten Oberflächen der Leiter 12 und 14 anschmiegen. Heizvorrichtungen, wie z.B. die Heizwicklungen 36 und 38, die aus Nichrom oder Kupfer bestehen, sind in unmittelbarer Berührung mit der äusseren Oberfläche des Röhrchens 10 angebracht und umgeben die erste Kammer 24 bzw. die zweite Kammer 26.

Ein gemäss Fig. 1 und 2 hergestellter Schalter hat ausserordentlich kleine Abmessungen. Ein mit Erfolg betriebener Schalter dieser Art hat einen Aussendurchmesser von 0,33 mm, einen Innendurchmesser von 0,18 mm und eine Länge von 16,3 mm. Die Länge der Abdichtung an jedem Ende des Röhrchens 10 beträgt etwa 0,4 mm, und die Dicke der Leiter 12 und 14 beträgt etwa 0,1 mm. Die Grösse des Quecksilbertröpfchens beträgt etwa 0,2 X 0,4 mm.

Im Betrieb des Schalters wird Strom aus einer angeschlossenen Stromquelle durch die Heizwicklung 38 geschickt, so dass der Schalter in seine offene oder ausgeschaltete Stellung geht. Wie klar aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist das Quecksilbertröpfchen 16 dann, wenn der Schalter geöffnet ist, in Kontakt mit dem Ende 28 des Leiters 12, jedoch nicht in Kontakt mit dem Ende 30 des Leiters 14, so dass durch den Schalter dann kein Strom fHessen kann, wenn über den Leitern 12 und 14 eine Spannungsdifferenz angelegt wird. Zum Schliessen des Schalters wird Strom aus einer Stromquelle durch die Heizwicklung 36 geschickt. Wenn der Schalter geschlossen ist, dann ist das Quecksilbertröpfchen 16 gleichzeitig in Kontakt mit den Leiterenden 28 und 30.

Es sei darauf verwiesen, dass das Röhrchen 10 als Kapillarröhrchen vom Ende 20 bis zum Ende 22 einen gleichförmigen Durchmesser aufweist und damit nicht nur einfach herzustellen ist, sondern auch eine grosse Aufheizfläche für das in den Kammern 24 und 26 befindliche Gas besitzt, sich aber ebenso rasch abkühlt, wenn der durch die Heizwicklungen 36 bzw. 38 fliessende Strom abgeschaltet ist. Sollen gasbetriebene Schalter mit hoher Geschwindigkeit umgeschaltet werden, dann fordert das ein rasches thermisches Ansprechen des in den Kammern 24 und 26 befindlichen Gases. Diese Anordnung gemäss der Erfin-gung ergibt eine bemerkenswerte Druckdifferenz zwischen den

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freien Enden des Quecksilbertröpfchens, wodurch die Schaltgeschwindigkeit wesentlich verbessert wird. Es sei ferner darauf verwiesen, dass dadurch, dass für die gesamte Länge des Schalters ein Kapillarröhrchen gleichen Durchmessers verwendet wird, die Wände des Röhrchens 10 sehr dünn gemacht werden können, beispielsweise 0,1 mm oder weniger, ohne dass dazu kostspielige Herstellungsverfahren erforderlich sind. Das dünnwandige Röhrchen 10 überträgt die Wärme von der Heizwicklung 36 bzw. 38 sehr schnell auf die entsprechende Kammer, bringt das Gas zur Ausdehnung und treibt damit das Quecksilbertröpfchen 16 in Richtung auf die andere Kammer. Da die andere Kammer ebenfalls sehr dünn und langgestreckt ist, verbleibt ihre Temperatur und die Temperatur des darin befindlichen Gases praktisch dann auf Umgebungstemperatur, wenn die Heizvorrichtung nicht in Betrieb ist.

Da dieser Schalter für eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit, d.h. eine Ansprechzeit von weniger als 25 Millisekungen ausgelegt ist, kann eine kurzzeitige Erwärmung, d.h. ein Wärmeimpuls von weniger als 10 Millisekunden Dauer, benutzt werden, wenn während dieser Zeit die notwendige Energie in Milliwatt-sekunden geliefert wird. Um die Unversehrtheit des Quecksilbertröpfchens 16 als eines einzigen Tröpfchens aufrecht zu erhalten, sind die Strömungssperren 32 und 34 in der Nachbarschaft des für eine hin- und hergehende Bewegung des Quecksilbertröpfchens zur Verfügung stehenden Weges in der Nähe der Enden 28 und 30 der Leiter 12 un 14 angeordnet. Die Strömungssperren 32 und 34 und die Leiter 12 und 14 an diesen Strömungssperren sollten nicht benetzende Oberflächen aufweisen. Die kolbenartige Verschiebung des Quecksilbers und/ oder kleinere Quecksilbertröpfchen, die durch mechanische Erschütterung erzeugt werden könnten, sind daher auf ein Volumen begrenzt, dass innerhalb der Strömungssperren liegt. Kleine Tröpfchen können daher nicht existieren, da deren räumliche Einschränkung die Wahrscheinlichkeit vergrössert, dass die kleinen Quecksilberkügelchen miteinander in Berührung kommen. Wenn aber Quecksilberkügelchen miteinander in Berührung kommen, so findet sofort eine Absorption der kleinen Kügelchen durch das grössere Tröpfchen statt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer ähnlich wie Fig. 2 vergrösserten Darstellung, wobei gleiche Teile des Schalters mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der in Fig. 3 dargestellte Schalter unterscheidet sich von dem Schalter gemäss Fig. 2 darin, dass die Heizvorrichtung für die Kammern 24 und 36 aus Widerstandsschichten 36' bzw. 38' bestehen. Stromanschlüsse 40 und 42 sind dabei für die Widerstandsschicht 36' und Stromanschlüsse 44 und 46 für die Widerstandsschicht 38' vorgesehen. Diese Schichten 36' und 38' können dabei aus Kohlenstoff und Glas bestehen, das durch Aufstreichen, Aufsprühen oder Aufdampfen auf das Glasröhrchen 10 aufgebracht ist. Der in Fig. 3 dargestellte Schalter unterscheidet sich ausserdem von dem Schalter gemäss Fig. 2 dadurch, dass die Strömungssperren als Flansche 32' und 34' Bestandteil der Leiter 12 bzw. 14 sind. Diese Flansche 32' und 34' sind so angeordnet, dass der Abstand zwischen den Flanschen 32' und 34' und der inneren Oberfläche des Röhrchens 10 kleiner ist als 0,25 mm, so dass das Quecksilbertröpfchen 16 nicht hindurchtreten kann, während das inerte Gas 18 passieren kann. Da die Leiter 12 und 14 aus einem benetzbaren Material, wie z.B. Nickel bestehen, ist ein Überzug aus einem durch Quecksilber nicht benetzbaren Material, wie z.B. eine Schicht aus Chrom 48 oder 50, über jeder der Strömungssperren oder Flansche 32' bzw. 34' vorgesehen. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist das Ende 28 des Leiters 12 von Chrom frei, genau wie die senkrechte Oberfläche des Endes 30 des Leiters 14. Der Schalter gemäss Fig. 3 arbeitet in gleicher Weise, wie der in Fig. 2 gezeigte Schalter.

Fig. 4 zeigt eine Kurve, die die zur Bewegung des Quecksilbertröpfchens 16 innerhalb des Röhrchens erforderliche Kraft bei abnehmendem Innendurchmesser des Kapillarröhrchens 10 zeigt. Aus einer Betrachtung dieser Kurve erkennt man, dass die <; erforderliche Kraft rasch nichtlinear mit abnehmendem Innendurchmesser des Röhrchens zunimmt. Damit nimmt aber die Hysterese oder die durch das Quecksilbertröpfchen 16 innerhalb des Kapillarröhrchens 10 verursachte Verzögerungswirkung mit einer Abnahme des Innendurchmessers des Röhrchens m rasch zu.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm zur Darstellung, wie sich die Kraft zwischen einem Quecksilberfilm und dem Aussendurchmesser eines Drahtes oder Leiters ändert, an dem das Quecksilber haftet. Man sieht, dass die Haftkraft linear mit dem Aussen-! s durchmesser des Drahtes oder Leiters zunimmt.

Es sei bemerkt, dass der erfindungsgemäss aufgebaute Schalter eine sehr starke Selbsthaltewirkung aufweist, da das Kapillarröhrchen einen sehr kleinen Innendurchmesser, der Leiter 14 dagegen einen relativ grossen Aussendurchmesser an > seinem Ende 30 aufweist, wodurch eine zusätzliche Kraft erzeugt wird, die dann wirksam wird, wenn der Schalter geschlossen ist.

Fig. 6 und 7 zeigen den Schaltvorgang des in Fig. 3 dargestellten Schalters beim Schliessen. Zum Einleiten dieses Schliessvorganges wird die Heizvorrichtung 36' von Strom durchflössen, wodurch sich das Gas in der ersten Kammer 24 durch Erwärmung ausdehnt. Die durch das sich ausdehnende Gas erzeugte Kraft wirkt als Kraft über den zwischen der Strömungssperre 32' und der inneren Oberfläche des Röhr-m chens 10 auf das Quecksilbertröpfchen ein und bewegt das Quecksilbertröpfchen 16 nach Art eines Kolbens gegen das Ende 30 des Leiters 14, wie dies in Fig. 6 angedeutet ist. In Fig. 7 ist der Schalter in geschlossener Stellung dargestellt, wobei das Quecksilbertröpfchen 16 in inniger Berührung mit dem Ende 30 15 des Leiters 14 ist, während es gleichzeitig in Kontakt mit dem Ende 28 des Leiters 12 ist. Sobald der Schalter geschlossen ist, wird die Heizvorrichtung 36' abgeschaltet und wegen der langen, dünnen Kammer 24 kühlt sich das Gas 18 in der Kammer 24 rasch ab, so dass der auf das freie Ende des Quecksilber-10 tröpfchens in der Kammer 24 ausgeübte Druck abfällt. Wegen dieses raschen Druckabfalls in der Kammer 24, kann der Schalter schnell dadurch geöffnet werden, dass man die Heizvorrichtung 38' erregt, die durch Erwärmung das in der zweiten Kammer 26 befindliche Gas zur Ausdehnung bringt. Die durch 45 das sich ausdehnende Gas erzeugte Kraft ist dabei über den zwischen dem Flansch 34' und der inneren Oberfläche des Röhrchens 10 gebildeten Spalt auf das Quecksilbertröpfchen 16 gerichtet und bewegt dieses in Richtung auf das Ende 28 des Leiters 12. Das Abschalten der Heizvorrichtung vor dem tat-5o sächlichen Schliessen des Schalters ist dann zulässig, wenn eine ausreichend grosse Energie abgegeben worden ist, die ein Schliessen des Schalters sicherstellt. In Fig. 8 ist der Schaltvorgang zu dem Zeitpunkt dargestellt, wenn der Schalter sich zu öffnen beginnt, und in Fig. 9 ist der Schlater in seiner geöffneten 55 Stellung gezeigt. Es ei bemerkt, dass eine kleine Menge Quecksilber 50 am Ende 30 des Leiters 14 haftet, während die Masse des Quecksilbertröpfchens 16 in die geöffnete Position des Schalters zurückkehrt. Es wurde festgestellt, dass nur eine kleine feststehende Menge des Quecksilbers am Ende 30 des 6i) Leiters 14 unter Bildung eines dünnen Filmes haften bleibt, und dass dieser Film für den Hauptkörper des Quecksilbertröpfchens 16 eine sehr erwünschte Netzwirkung aufweist.

In Fig. 10 ist eine gedruckte Schaltungskarte gezeigt, auf der eine Anzahl von Schaltern gemäss Fig. 1,2 und 3 angebracht os sind. Obgleich 32 Schalter oder 16 Schaltpaare angedeutet sind, können auch mehr oder weniger Schalter auf jeder Schaltungskarte vorgesehen sein. Wegen der sehr geringen Abmessungen lassen sich die Schalter durch Fliesslöten oder durch Ver-

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schweissen der Drähte an der Karte anbringen, so dass hunderte von Schaltern leicht auf einer einzigen Schaltungskarte untergebracht werden können. Die Karte besteht aus einem Substrat 52 und den Eingangs/Ausgangsanschlüssen 54, an denen die Schalter angeschlossen sind. Eine integrierte Halbleiterschaltung 56, die einen oder mehrere Transistoren enthalten kann, ist auf dem Substrat 52 angeordnet und steurt das Arbeiten der Schalter. Eine Steuerschaltung gemäss Fig. 11 kann zur Steuerung der Schalter 58,60,62 und 64 in Fig. 10 benutzt werden. Natürlich lassen sich wesentlich mehr Schalter in der Kartenanordnung gemäss Fig. 10 steuern, wenn man die Steuerschaltung gemäss Fig. 11 entsprechend grösser auslegt. Eine Funktionstabelle, die in Verbindung mit der in Fig. 11 gezeigten Steuerschaltung eingesetzt werden kann, zeigt Fig. 12. Man sieht aus den Fign. 10,11 und 12, dass dann, wenn ein durch eine 1 dargestellter Impuls oder ein durch eine 0 dargestelltes Erdpotential gemäss Tabelle in Fig. 12 in geeigneterWeise an den X, X', X", Y und Y' Klemmen der Fig. 11 angelegt werden, jeder Schalter 58,60, 62 und 64 je nach Wunsch geschlossen oder geöffnet werden kann. In Fig. 11 stellen die Wicklungen S und R die Heizwicklungen, wie z.B. 36' bzw. 38' für die Schalter 58, 60,62 und 64 dar. Die Transistoren 66,68,70 und 72 können in Form einer integrierten Schaltung auf einem Halbleitplättchen 56 angebracht sein. Die einzelnen Schalter oder die paarweise vorgesehenen Schalter auf der Schaltungskarte gemäss Fig. 10 können zur Steuerung beliebiger elektrischer Stromkreise, wie z.B. bei Fernsprechvermittlungen benutzt werden.

In Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform eines erfin-dungsgemäss aufgebauten Schalters gezeigt. In dem in Fig. 13 dargestellten Schalter sind in der vergrösserten Darstellung die Enden des Kapillarröhrchens 10 weggelassen, und das Tröpfchen der leitenden Flüssigkeit ist vorzugsweise ein Tröpfchen aus Lötmasse oder Indium 16'. Der Schalter arbeitet dabei im wesentlichen in der gleichen Weise wie die zuvor beschriebenen, erfindungsgemäss aufgebauten Schalter, mit der Ausnahme,

dass eine dritte Heizvorrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, das Tröpfchen 16' in seinem flüssigen Zustand zu halten. Durch Verwendung eines Tröpfchens aus Lötmittel oder Indium erhält man eine weitere Verbesserung der Stossempfindlichkeit des ? erfindungsgemäss aufgebauten Schalters. Dieser Schalter kann mit Halbauswahl oder Teilauswahl betrieben werden, so dass die Anforderungen für die Ansteuerung des Schalters herabgesetzt werden, wenn der Schalter in Bereichen mit umfangreicher X-, Y-Auswahl eingesetzt wird, wie z.B. bei grossen Vermittln lungsanlagen.

Die Betätigung des Schalters erfordert das selektive Anlegen von Energie an die Heizvorrichtungen 36', 74 und 38' in Fig. 13. Man sieht, dass dann, wenn die Heizvorrichtung 74 | 5 nicht erregt ist, ein Umschalten des Schalters nicht möglich ist. Man erhält auch keine Umschaltung des Schalters, wenn die Heizvorrichtungen 36', 74 und 38' gleichzeitig erregt sind. Zum Schliessen des Schalters werden nur die Heizvorrichtungen 36' und 74 erregt, und zum öffnen des Schalters werden nur die , Heizvorrichtungen 74 und 38' erregt. Es sei bemerkt, dass dieser Flüssig-Fest-Schalter gemäss Fig. 13 in vielen Anwendungsgebieten eingesetzt werden kann, wo sehr hohe Stossbela-stungen auftreten.

Obgleich die Erfindung mit Heizwicklungen oder Heizschichten für die Ausdehnung des Gases 18 dargestellt wurde, so ist doch ohne weiteres einleuchtend, dass andere Heizvorrichtungen, wie z.B. mit Strahlungsenergie aus einem Laserstrahl für manche Anwendungsgebiete des Schalters gemäss der vi Erfindung erwünscht sein können. Ausserdem sei klargestellt, dass die Heizvorrichtung auch in der Wandung des Glasröhrchens selbst untergebracht werden kann oder aus einem Widerstandsglas gebildet sein kann. Ferner kann die Heizvorrichtung auch innerhalb des Kapillarröhrchens über die Länge der Kam-^ mern 24 und 26 angebracht sein.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Gasbetätigter Schalter, dadurch gekennzeichnet, dass in ein an beiden Enden dicht verschlossenes, isolierendes Kapillar-röhrchen von jedem Ende her ein elektrischer Leiter ( 12,14) eingeführt und mit einem Kontaktelement (28, 30) versehen ist, -dass ferner in dem Kapillarröhrchen ( 10) ein Tröpfchen (16)

   eines elketrisch leitenden und wenigstens während der Betätigung flüssigen Materials eingeschlossen ist, derart dass das Röhrchen in eine erste und eine zweite Kammer (24,26)

   unterteilt ist, in denen jeweils ein nicht oxidierendes Gas (18) m eingeschlossen ist, und dass schliesslich eine Heizvorrichtung (36,38) zum selektiven Aufheizen des Gases in der einen oder anderen Kammer vorgesehen ist.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (36,38) zwischen den Enden (20,22) des i -Kapillarröhrchens angeordnet ist.
3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten bzw. in der zweiten Kammer in der Nachbarschaft des Tröpfchens eine Strömungssperre (32,34 ; 32', 34') angeordnet ist, die das Tröpfchen elektrisch leitenden Materials :<> innerhalb eines bestimmten Volumens begrenzt hält.
4. 4. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung wenigstens aus einem ersten (36) und einem zweiten (38) Heizelement besteht, das in Berührung mit der ersten bzw. zweiten Kammer angebracht ist.
5. 5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Heilzelement (74) vorgesehen ist und der selektiven Erwärmung des Tröpfchens (16') leitenden Materials dient.
6. 6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das aus leitendem Material bestehende Tröpfchen bei Umge- .«> bungstemperatur erstarrt ist.
7. 7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung aus einer mit dem Kapillarröhrchen in Kontakt befindlichen Widerstandsschicht (36', 38', 74) besteht.
8. 8. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (36,38) wahlweise miteinander abwechselnd erregbar sind, so dass zur Darstellung des offenen bzw. geschlossenen Zustands des Schalters das aus leitendem Material bestehende Tröpfchen in Kontaktberührung mit nur einem (12) oder gleichzeitig mit beiden elektrischen Leitern (12,14) 4» zu bringen ist.
9. 9. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungssperren aus einem das Ende jedes Leiters (12,14) umgebenden, durch das elektrisch leitende Material nicht benetzbaren Flansch (32,34; 32', 34') bestehen. 45
10. 10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Material Quecksilber ist und dass die Strömungssperren aus Glas bestehen.
11. 11. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (32,34; 32', 34') Bestandteil der Leiter (12,14) so sind und mit einem durch das elektrisch leitende Material nicht benetzbaren Überzug (48,50) versehen sind.
12. 12. Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

    dass die Leiter (12,14) aus Nickel sind, dass der nicht benetzbare Überzug (48,50) aus Chrom besteht und dass das leitende ss Material Quecksilber ist.
13. 13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

    dass der erste Leiter (12) mit seinem Kontaktalement (28) in ständigem Kontakt mit dem Quecksilbertröpfchen ist und dass die Querschnittsfläche des Kontaktelementes (30) des zweiten <«> Leiters (14) beträchtlich grösser ist, als jene des Kontaktelementes (28) des ersten Leiters.
14. 14. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

    dass die Strömungssperren (32, 34; 32', 34') einen Abstand von der Innenwand des Kapillarröhrchens aufweisen. (>s
15. 15. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Material ein Tröpfchen Lötmetall oder Indium ist.

    Gasbetätigte Schalter unter Verwendung von leitenden Flüssigkeiten sind seit vielen Jahren und in vielen Ausführungsformen bekannt ; meistens bestehen Schalter dieser Art jedoch aus einem Kapillarröhrchen, dass an einer gasgefüllten Kugel oder an mehreren gasgefüllten Kugeln angeschlossen ist, deren Durchmesser im allgemeinen wesentlich grösser ist als der Durchmesser des Kapillarröhrchens. Das in der gasgefüllten Kugel befindliche Gas wird erwärmt und übt dabei von einem Ende des Kapillarröhrchens aus einen Druck auf die leitende Flüssigkeit, im allgemeinen Quecksilber, in Richtung auf das andere Ende des Kapillarröhrchens aus.

    Die US-Patentschrift 310 472 offenbart einen elektrischen Schalter in einem verschlossenen Glasrohr mit zwei Kammern, die durch ein Kapillarröhrchen miteinander verbunden sind, das einen Quecksilbertropfen enthält, in dem zwei Drähte, die aus Platin bestehen können, enden. Durch elektrischen Strom erzeugte Wärme deht das Gas in der Kammer aus und drückt das Quecksilbertröpfchen durch die Kapillare und steuert damit das Arbeiten des Schalters. Die Wärme kann dabei durch einen ausserhalb oder innerhalb der Kammer angeordneten elektrischen Leiter erzeugt werden. Die US-Patentschrift 1 598 874 zeigt einen Schalter mit einem geschlossenen Glasgefäss und eingegossenen Elektroden, die durch eine kleine Menge aus hochreinem Quecksilber, das ebenfalls in dem Glasgefäss enthalten ist, elektrisch miteinander in Kontakt kommen können. Das Glasgefäss kann dabei mit einem inerten Gas, wie z.B. Stickstoff, Helium oder Wasserstoff, gefüllt sein. Die Elektroden können dabei aus Eisen, Nickel oder Wolfram bestehen. Die US-Patentschrift 2 012 491 offenbart einen Schalter mit einem Paar wasserstoffgefüllter Kammern, die durch einen rohrförmigen Abschnitt miteinander verbunden sind, der Quecksilber enthält. In jeder Kammer ist ein Heizelement vorgesehen. Der Schalter wird dabei in der Weise als selbsthaltender Schalter betrieben, dass in das Quecksilber ein erstes oder ein zweites Kontaktelement eintauchen, je nachdem welches der beiden Heizelemente zur Ausdehnung des darin befindlichen Gases erregt wird.

    Die US-Patentschrift 2 666 105 offenbart einen Schalter mit einem Kapillarröhrchen, das sich zwischen zwei gasgefüllten Kammern befindet. Innerhalb des Röhrchens befindet sich ein Quecksilbertropfen und ein Paar durch das Quecksilber in Kontakt zu bringender Drähte. Die in der einen oder anderen der beiden Kammern erzeugte Wärme öffnet und schliesst den Schalter. In einer Ausführungsform dieses Schalters werden langgestreckte zylindrische Glaskolben an dem Kapillarröhrchen angebracht und stehen miteinander über ein Paar kugelförmiger vergrösserter Öffnungen in Verbindung, die dazu dienen, das Metall vor dem Quecksilber zu schützen. Die US-Patentschrift 3 102 179 beschreibt einen Schalter mit einem Kapillarröhrchen und einem Quecksilbertropfen, bei welchem ein Paar Stopfen an entgegengesetzten Enden des Kapillarröhrchens angebracht sind, welche verhindern sollen, dass das Quecksilber aus dem Röhrchen herausfliesst, während gleichzeitig das Gas zum Quecksilber hindurchströmen kann. Ein aus Draht und Glasfaser hergestellter Stopfen wird dabei vorgeschlagen. Die US-Patentschrift 3 176 101 zeigt einen Schalter mit einem Kapillarröhrchen, das zwischen zwei gasgefüllten kolbenähnlichen Kammern liegt. In dem Glasröhrchen befindet sich ein Quecksilbertropfen und ein Paar Drähte, die durch das Quecksilber in elektrisch leitende Verbindung miteinander gebracht werden können. Für jede der Kammern ist eine elektrische Heizvorrichtung vorgesehen, durch deren Erwärmung das in der Kammer befindliche Gas sich ausdehnt und den Quecksilbertropfen bewegt. Als Heizvorrichtung sind ein Heizdraht oder eine Heizspule vorgesehen.

    Die US-Patentschrift 3 632 941 beschreibt einen Schalter mit einem innerhalb eines Hohlraumes von im wesentlichen

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    gleichförmigem Querschnitt verschiebbaren Quecksilbertropfen für eine wahlweise Kontaktierung der Enden eines Drahtpaares durch abwechselndes Anlegen eines Fluidumdruckes von entgegengesetzten Seiten des Quecksilbertröpfchens aus einer ersten oder einer zweiten Druck-Quelle. Dabei sind Mittel, die die hohe Oberflächenspannung des Quecksilbers ausnutzen, zwischen der Kammer in der sich das Quecksilber bewegt, und den Druck-Quellen vorgesehen. Sie verhindern, dass das Quecksilber in die Druck-Quellen gelangt. Die bisher bekannten mit leitender Flüssigkeit arbeitenden Schalter waren für die beabsichtigten Zwecke zufriedenstellend. Sie sind im allgemeinen jedoch relativ teuer, unhandlich, langsam und empfindlich gegen Erschütterung, Temperaturänderungen, und ausserdem lageempflindlich.