DE1301386B - Quecksilber-Schalter, insbesondere Koppelrelais fuer Fernsprechanlagen - Google Patents

Description

• Das Hauptpatent betrifft einen Quecksilber-Schalter, insbesondere Koppelrelais für Fernsprechanlagen, bei dem der Schaltvorgang durch Verschieben einer Quecksilbermenge in einem isolierenden, rohrförmigen, Kontaktelektroden tragenden Gehäuse erfolgt und das Gehäuse in zwei durch einen gegenüber der Quecksilberkugel engeren Kanal verbundene Kammern aufgeteilt ist, wobei die Quecksilberkugel unabhängig von der Lage des Gehäuses durch in Achsrichtung des Gehäuses wirkende Bewegungsimpulse unter Verformung gegen die Oberflächenkräfte durch den Kanal in die jeweils andere Kammer hindurchtreibbar ist.
• Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Quecksilber-Schalters gemäß dem Patent 1239 756. Bei dem genannten Quecksilber-Schalter wird durch einen mittels eines elektromagnetisch ausgelösten Hammers auf eine Stirnseite des Gehäuses bewirkten Schlag eine Kraft auf den Quecksilbertropfen ausgeübt, die ihm entgegen seinen Kapillarkräften durch die Einschnürung der Schaltzelle hindurch zu dem entgegengesetzten Ende des Schaltergehäuses treibt. Die bei der Erschütterung auftretenden Massenkräfte müssen dabei von den Anschlußdrähten und gegebenenfalls mittels zusätzlicher Federn aufgefangen werden. Dieses hat sich wegen der bei ]anganhaltendem Gebrauch auftretenden Materialermüdung als nachteilig erwiesen.
• Es ist beispielsweise durch die deutsche Patentschrift 1134 763 ein thermisch steuerbares gasgefülltes Quecksilberrelais bekanntgeworden, bei dem durch ein elektrisches Heizelement erwärmtes Gas als Antriebsmittel für eine Quecksilbersäule dient, die bei ausreichender Verschiebung die Kontaktelektroden überbrückt. Zur Aufrechterhaltung dieses Schaltzustandes muß das Heizelement weiter betrieben werden. Wegen der unvermeidlichen Wärmeverluste ist der dauernde Leistungsverbrauch unnötig hoch. Außerdem ist als nachteilig anzusehen, daß die Quecksilbersäule beim Schaltvorgang verhältnismäßig langsam verschoben wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schalter der eingangs genannten Art die durch die Betätigung auftretende Erschütterung zu verhindern.
• Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Kammern des Gehäuses jeweils mit einem elektrisch beheizbaren, gasgefüllten Hohlraum verbunden sind, von dem aus mittels thermischer Expansion des Gasinhaltes eine die Quecksilberkugel - durch den Kanal hindurchtreibende Druckwelle erzeugbar ist.
• Der Quecksilber-Schalter gemäß der Erfindung weist den Vorteil auf.. daß er für die Aufrechterhaltung eines Schaltzustandes keine Leistung benötigt. Die beim Gegenstand des Hauptpatentes mit dem den Schaltvorgang bewirkenden Schlag verbundene mechanische Erschütterung tritt hier nach außen hin nicht in Erscheinung, obgleich sich der Schaltantrieb wie ein Moment-Sprungwerk verhält.
• Die Erfindung wird an der in der Abbildung dargestellten Schnittzeichnung eines Quecksilber-Schalters erklärt.
• Der zylindrische Körper 5, der beispielsweise aus Glas oder einem anderen geeigneten Material hergestellt ist, enthält an seinen beiden Enden mittels Heizspinalen 11 und 12 beheizbare Hohlräume 1 und 2. In der Mitte des Körpers ist die eigentliche Schaltzelle angeordnet, die durch eine Einschnürung in die beiden Kammern 3 und 4 geteilt ist. Durch die Wandung jeder Kammer sind Kontaktstäbe durchgeführt, die von dem Quecksilbertropfen 6 überbrückt werden, der sich wegen seiner Kapillarkräfte immer nur als Ganzes entweder in der einen oder in der anderen Kammer in stabilem Zustand befinden kann.
• Jede Kammer 3 bzw. 4 ist über einen Kanal mit dem ihr benachbarten Hohlraum 1 bzw. 2 verbunden. Befindet sich beispielsweise der Quecksilbertropfen 6 in der Kammer 3 und wird der Hohlraum 1 mittels der Heizspirale 11 elektrisch beheizt, so bewirkt der steigende Gasdruck den schlagartigen übertritt des Quecksilbertropfens in die Kammer 4. Auch nach Abschaltung der Heizung verbleibt der Tropfen wegen der Kapillarkräfte in seiner Lage, bis er durch Beheizen des Hohlraumes 2 wieder in die Kammer 3 zurückgeführt wird. Es bedarf eines bestimmten, auf den Tropfen wirkenden Gasdruckes, um diesen so weit in die Einschnürung hineinzudrängen, daß er schlagartig in die andere Kammer springt, wo er wieder eine stabile Lage einnimmt. Dieses Verhalten liegt insbesondere dann vor, wenn das Volumen der Hohlräume 1, 2 größer ist als das der Kammern 3, 4.
• Die die Kammern 3. 4 des Gehäuses mit den Hohlräumen 1, 2 verbindenden Kanäle weisen einen geringeren Querschnitt auf wie die zwischen den Kammern 3, 4 befindliche Einschnürung. Durch diese Maßnahme wird der gelegentliche übertritt des Tropfens in einen der Hohlräume 1. 2 verhindert.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Quecksilber-Schalter, insbesondere Koppelrelais für Fernsprechanlagen, bei dem der Schaltvorgang durch Verschieben einer Quecksilbermenge in einem isolierenden, rohrförmigen, Kontaktelektroden tragenden Gehäuse erfolgt und das Gehäuse in zwei durch einen gegenüber der Quecksilberkugel engeren Kanal verbundene Kammern aufgeteilt ist, wobei die Quecksilberkugel unabhängig von der Lage des Gehäuses durch in Achsrichtung des Gehäuses wirkende Bewegungsimpulse unter Verformung gegen die Oberflächenkräfte durch den Kanal in die jeweils andere Kammer hindurchtreibbar ist, nach Patent 1239756, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (3, 4) des Gehäuses jeweils mit einem elektrisch beheizbaren, gasgefüllten Hohlraum (1, 2) verbunden sind, von dem aus mittels thermischer Expansion. des Gasinhaltes eine die Quecksilberkugel durch den Kanal hindurchtreibende Druckwelle erzeugbar ist.
2. 2. Quecksilber-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kammern (3, 4) des Gehäuses mit den beheizbaren Hohlräumen (1, 2) verbindenden Kanäle einen geringeren Querschnitt aufweisen als der zwischen den Kammern (3, 4) angeordnete Kanal.
3. 3. Quecksilber-Schalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Hohlräume (1, 2) groß ist im Vergleich zu den Kammern (3, 4).