DE1089071B

DE1089071B - Magnetically operated switching or control device

Info

Publication number: DE1089071B
Application number: DEK31674A
Authority: DE
Inventors: Curt Kohlstroem
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-04-13
Filing date: 1957-04-13
Publication date: 1960-09-15

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetisch betätigte Schaltsteuereinrichtung unter Verwendung einer ferromagnetischen Flüssigkeit, welche grundsätzlich für die Herstellung von Verbindungen in elektrischen Schaltungen bestimmt ist.The present invention relates to a magnetically operated shift control device below Use of a ferromagnetic fluid, which is basically used for making connections in electrical circuits.

Bei den bisher bekannten Quecksilber-Kontaktrelais besitzt die durch eine stromdurchflossene Spule erzeugte magnetische Kraft durchweg starre mechanische Betätigungsmittel, z. B. in Form eines magnetischen Ankers, welcher entweder bewirkt, daß das Quecksilber zu und von den Kontakten oder Stromanschlüssen bewegt wird, oder solche Anker, die ihrerseits selbst den Strom zwischen den Quecksilberkontakten führen. In bestimmten Fällen hat der magnetische Kreis eine unvorteilhafte Form erhalten, und in anderen Fällen war die mechanische Konstruktion ziemlich kompliziert.In the previously known mercury contact relays, the coil generated by a current flowing through it has magnetic force consistently rigid mechanical actuation means, e.g. B. in the form of a magnetic Armature, which either causes the mercury to move to and from the contacts or power connections or those anchors, which in turn conduct the current between the mercury contacts. In In certain cases the magnetic circuit has taken on an unfavorable shape, and in other cases the mechanical construction was quite complicated.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine neue und vorteilhafte magnetisch betätigte Schalt- oder Steuereinrichtung zu schaffen.The invention has the task of providing a new and advantageous magnetically operated switching or To create control device.

Die erfmdungsgemäße Einrichtung besitzt das wesentliche Merkmal, daß in einem magnetischen Kreis als Schaltmittel ein strömungsfähiger Stoff vorgesehen ist, der aus einer Legierung von Quecksilber mit einem ferromagnetischen Stoff besteht.The device according to the invention has the essential feature that in a magnetic Circle as switching means a flowable substance is provided, which consists of an alloy of mercury with a ferromagnetic substance.

Da das erwähnte Schaltmittel ferromagnetisch ist, kann es durch den magnetischen Fluß, der von einem permanenten Magneten oder einer stromdurchflossenen Spule ausgeht, betätigt werden. Ist das Schaltmittel in vorteilhafter Weise in den magnetischen Kreis eingeführt, so ist es möglich, weil Quecksilber und Queck-Silberlegierungen einen sehr starken Strom führen können, auf einfache Weise eine bisher nicht erreichte Verstärkung zu erzielen.Since the mentioned switching means is ferromagnetic, it can by the magnetic flux that is from a permanent magnet or a current-carrying coil. Is the switching means advantageously introduced into the magnetic circuit, it is possible because mercury and mercury-silver alloys can carry a very strong current, in a simple way one that has not been achieved before To achieve reinforcement.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen noch näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described in more detail below with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch die magnetische Quecksilberlegierung, die in einem U-förmigen Rohr eingeschlossen ist,Fig. 1 is a section through the magnetic mercury alloy enclosed in a U-shaped tube is,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Anordnung mit E-förmiger Quecksilberlegierung,2 shows a section through an arrangement with an E-shaped mercury alloy,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Anordnung, bei welcher die Quecksilberlegierung in einem leichtgekrümmten Rohr untergebracht ist. 3 shows a section through an arrangement in which the mercury alloy is accommodated in a slightly curved tube.

Gemäß Fig. 1 ist eine Quecksilberflüssigkeit 1 in einem U-förmigen Rohr 2 untergebracht, das evakuiert oder mit einem Gas ausgefüllt sein kann, das Quecksilber oder Eisen nicht angreift. Ein Schenkel des U-Rohres ist von einer Spule 3 umschlossen, deren Anschlußenden mit 4 und 5 bezeichnet sind. Die Spule ist ihrerseits von einem Eisenkern 6 umgeben, der solche Gestalt hat, daß er bei A mit dem Quecksilber in Berührung kommen kann. Die Kontaktbetätigung des Relais erfolgt durch Herstellung einer galvanischen Verbindung zwischen den Anschlüssen 7 und 8, von Magnetisch, betätigte Schalto der SteuereinrichtungAccording to Fig. 1, a mercury liquid 1 is housed in a U-shaped tube 2, which can be evacuated or filled with a gas that does not attack mercury or iron. One leg of the U-tube is enclosed by a coil 3, the connecting ends of which are denoted by 4 and 5. The coil is in turn surrounded by an iron core 6, which has such a shape that it can come into contact with the mercury at A. The contact actuation of the relay takes place by establishing a galvanic connection between the connections 7 and 8, from the magnetically actuated switch of the control device

Anmelder:
Curt Kohlström, Sandviken (Schweden)Applicant:
Curt Kohlström, Sandviken (Sweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. !!angewiesene, Patentanwalt, Regensburg, Zollerstr. 13Representative: Dipl.-Ing. W. !! assigned, patent attorney, Regensburg, Zollerstr. 13th

Curt Kohlström, Sandviken (Schweden),
ist als Erfinder genannt wordenCurt Kohlström, Sandviken (Sweden),
has been named as the inventor

denen der letztere die Form einer Elektrode besitzt, welche ständig in die Quecksilberlegierung im anderen Schenkel des U-Rohres eintaucht.which the latter has the form of an electrode which is constantly immersed in the mercury alloy in the other Leg of the U-tube is immersed.

Wenn ein bestimmter Strom die Spule 3 durchfließt, wird die Quecksilberlegierung 1 bei A dadurch betätigt, daß durch ein magnetisches Feld die Quecksilberlegierung vom Eisenkern angezogen wird und mit diesem Kern oder einer an geeigneter Stelle auf ihm angebrachten Elektrode einen Kontakt herstellt. Hierdurch werden die Anschlüsse 7 und 8 miteinander galvanisch verbunden.When a certain current flows through the coil 3, the mercury alloy 1 is actuated at A in that the mercury alloy is attracted to the iron core by a magnetic field and makes contact with this core or an electrode attached to it at a suitable point. As a result, the connections 7 and 8 are galvanically connected to one another.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die ferromagnetische Quecksilberlegierung 9 in einem Eisenkörper 10 eingeschlossen, der in irgendeiner geeigneten Weise, z. B. durch Gießen, Pressen, Stanzen oder Drücken, hergestellt werden kann. Der mittlere Schenkel des E-förmigen Eisenkerns ist von einer Spule 11 umschlossen. Zwischen dem Kern 10 und einem Joch 12 sind Isolationszwischenlagen 13 und Rohre 14, z. B. aus Glas oder Plastikstoff, vorgesehen, welche als Abdichtung gegen den Eisenkern 10 und das Joch 12 wirken. Im Eisenkern 10 ist ferner eine Einstellschraube 15 angeordnet, welche mit Hilfe ihres kegelförmigen Sitzes einen veränderbaren Durchlaß bildet. Diese Anordnung ist, wie aus der Figur ersichtlich, vorteilhaft so ausgeführt, daß die Durchtrittsfläche von der Flußrichtung der Quecksilberlegierung unabhängig ist. Mit Hilfe eines einseitigen Ventils kann die Anordnung aber auch so ausgebildet sein, daß der Querschnitt größer ist, wenn die Quecksilberlegierung in der einen Richtung, und geringer, wenn sie in der anderen Richtung fließt. Die Schraube 16 dient zum Füllen und Entleeren des Systems. Fließt ein bestimmter Strom durch die Spule 11., so wird dieIn the embodiment according to FIG. 2, the ferromagnetic mercury alloy 9 is in an iron body 10 included, which may be used in any suitable manner, e.g. B. by casting, pressing, punching or Press, can be made. The middle leg of the E-shaped iron core is of one Coil 11 enclosed. Between the core 10 and a yoke 12 are insulation layers 13 and Tubes 14, e.g. B. made of glass or plastic, provided which as a seal against the iron core 10 and the yoke 12 act. In the iron core 10, an adjusting screw 15 is also arranged, which with the help of her conical seat forms a variable passage. As can be seen from the figure, this arrangement is advantageously designed so that the passage area from the flow direction of the mercury alloy is independent. With the aid of a one-sided valve, however, the arrangement can also be designed in this way be that the cross-section is larger when the mercury alloy in one direction, and smaller, if it flows the other way. The screw 16 is used to fill and drain the system. Flows a certain current through the coil 11., then the

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Quecksilberlegierung bei B durch das Joch 12 angezogen und dieses mit dem Eisenkern 10 in Berührung gebracht. Hierdurch wird ein Stromkreis über die Anschlüsse 7, 8 nach einer gewissen Zeit geschlossen, welche beliebig wählbar ist und mit Hilfe der Stellschraube 15 eingestellt werden kann. Beim Abschalten des Erregerstromes in der Spule 11 wird der Kontakt zwischen den Anschlüssen 17 und 18 nach einer entsprechenden Zeit unterbrochen.Mercury alloy attracted at B by the yoke 12 and brought this with the iron core 10 in contact. As a result, a circuit via the connections 7, 8 is closed after a certain time, which can be selected as desired and adjusted with the aid of the adjusting screw 15. When the excitation current in the coil 11 is switched off, the contact between the connections 17 and 18 is interrupted after a corresponding time.

Bei den beiden oben beschriebenen Ausführungsformen ist es natürlich auch möglich, durch eine geeignete Elektrodenanordnung umgekehrt einen oder mehrere Stromkreise zu unterbrechen, wenn ein Strom durch die Spule fließt.In the two embodiments described above, it is of course also possible by a suitable electrode arrangement reversed to interrupt one or more circuits when a current flows through the coil.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die ferromagnetische Quecksilberlegierung 19 in einem leichtgekrümmten Rohr 20, z. B. aus Glas, eingeschlossen, welches von einer Spule 21 mit AnschlüssenIn the embodiment according to FIG. 3, the ferromagnetic mercury alloy 19 is in one slightly curved tube 20, e.g. B. made of glass, included, which is from a coil 21 with terminals

22 umgeben ist.22 is surrounded.

An einem Ende (oder an beiden Enden) des Rohres sind mindestens zwei Elektroden 23 und 24 angeordnet. Wenn ein kurzer Stromstoß, z. B. bei der Entladung eines Kondensators, die Spule 21 durchfließt, wird das Quecksilber aus der einen stabilen Lage bei C in die andere stabile Lage bei D geschleudert. Hierdurch werden beim ersten Stromstoß die ElektrodenAt least two electrodes 23 and 24 are arranged at one end (or at both ends) of the pipe. When a short power surge, e.g. B. when a capacitor discharges through the coil 21, the mercury is thrown from one stable position at C into the other stable position at D. As a result, the electrodes are turned off at the first current surge

23 und 24 in galvanische Berührung miteinander gebracht. Bei dem nächsten Stromstoß kehrt das Quecksilber wieder in die Ursprungslage bei C zurück, die galvanische Verbindung zwischen den Elektroden wird unterbrochen, usw.23 and 24 brought into galvanic contact with one another. With the next current surge, the mercury returns to its original position at C , the galvanic connection between the electrodes is interrupted, etc.

Bei anderen Ausführungsformen kann z. B. einer der Kontaktpunkte einen geerdeten neutralen oder Nullpunkt einer sterngeschalteten elektrischen Dreiphasenleitung bilden, z. B. die Primärwicklung eines Dreiphaseninduktionsmotors mit einem kurzgeschlossenen Rotor oder Anker, und die Spule oder die Spulen können von einem Schwachstromkreis in geeigneter Schaltung gespeist werden. Mehrere Kontaktpunkte können in verschiedener Höhe angebracht sein, wodurch bei Kontaktgabe dieser Punkte mit der Quecksilberlegierung verschiedene Stromkreise für stufenweise Regelungen verschiedener Art nacheinander geschaltet werden können.In other embodiments, e.g. B. one of the contact points a grounded neutral or Form the zero point of a star-connected electrical three-phase line, e.g. B. the primary winding of a Three-phase induction motor with a short-circuited rotor or armature, and the coil or the Coils can be fed from a weak circuit in a suitable circuit. Multiple points of contact can be installed at different heights, which means that when these points come into contact with the Mercury alloy different circuits for gradual controls of different types one after the other can be switched.

Die beschriebene Einrichtung kann naturgemäß in verschiedene elektrische Schaltungen eingefügt und auch in anderer Weise als eine Kontaktbetätigungseinrichtung, z. B. auch als Reluktanzveränderungsmittel, ausgebildet werden. Es ist ferner möglich, an Stelle einer stromdurchflossenen Spule einen permanenten Magneten zu benutzen.The device described can of course be inserted into various electrical circuits and also in other ways than a contact operating device, e.g. B. also as reluctance change means, be formed. It is also possible to use a permanent coil instead of a current-carrying coil Use magnets.

Der Anteil der ferromagnetischen Bestandteile kann im Hinblick auf das angewendete Feld des ferromagnetischen Quecksilbers frei gewählt werden und läßt sich in den weitesten Grenzen verändern. Für gewohnliche Zwecke ist jedoch ein Anteil von 0,5 bis 50 bzw. 2 bis 15 oder rund 5 % vorteilhaft.The proportion of the ferromagnetic constituents can in view of the applied field of the ferromagnetic Mercury can be chosen freely and can be changed within the broadest limits. For ordinary For purposes, however, a proportion of 0.5 to 50 or 2 to 15 or around 5% is advantageous.

Es ist ferner möglich, mit dem Quecksilber in bekannter Weise andere ferromagnetische Stoffe, z. B. eine oder mehrere sogenannte Heusler-Legierungen od. dgl., in Kombination mit Eisen oder einzeln zu verwenden.It is also possible with the mercury in a known manner other ferromagnetic substances, such. B. one or more so-called Heusler alloys or the like, in combination with iron or individually use.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Magnetically operated switching or control device, characterized in that in the magnetic circuit as a switching means a flowable substance is provided, which is made of an alloy consists of mercury with a ferromagnetic substance.

2. Magnetically operated switching or control device according to claim 1, characterized in that that the magnetic flux is generated by a permanent magnet.

3. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 and 2, characterized in that that the magnetic flux in a known manner by a solenoid or by a Coil (3, 11, 21) generated and the magnetic circuit with or without means for amplifying the magnetic The river is running. "*

4. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 to 3, characterized in that that the container for the mercury alloy has an elongated rod-like shape (20).

5. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 to 4, characterized in that that the aforementioned container fully or partially fitted into the coil (3, 11, 21) is.

6. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 to 5, characterized in that the mercury alloy (1) is movable with respect to at least one contact point (A) and its connection (7) and at least with one other contact and its connection ( 8) Stay in touch at all times.

7. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 to 6, characterized in that that the mercury alloy opposite at least two contact points (23, 24), preferably without making contact with any other contact points, is movable.

8. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 to 7, characterized in that that one of the contact points is the possibly grounded zero point of an electrical Three phase circuit is.

9. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 to 8, characterized in that that the mercury alloy is housed in two or more containers (10) which are mutually communicate.

10. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 to 9, characterized in that that the containers (2) are U-shaped or that they have U-shaped or E-shaped passage ways.

11. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 to 10, characterized in that a one-sided valve and / or a preferably changeable bottleneck in one or more branches in or between the containers is arranged.

12. Magnetically operated switching or control device according to claim 1 to 11, characterized in that that the mercury alloy (19) by a relatively short current surge from one Position is brought into another.

Considered publications:
German Patent No. 392 096;
Zeitschrift für Elektrochemie, 1954, pp. 431 to 437.

1 sheet of drawings