DE1591865A1 - Verfahren und Einrichtung zum Anzeigen elektrischer Signale - Google Patents

Description

GK/cs
CEH 72/90

CENTPE ELECTPONIQUE HORLOCEB S. A. Neuchfitel (Schweiz)

Verfahren und Einrichtung zum Anzeigen elektrischer Signale

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Anzeigen leiBtungsarmer elektrischer Signale vorzugsweise aus niederfrequenten : '.vrcn Vorgangen durch .Anlegen der elektrischen Spannung der Signale an Elektrizität leitende, nicht mischbare Flüssigkeiten, deren gegenseitige Phasengrenzflächen bei Polarisation im elektrischen Feld eine Aenderung der Oberflächenspannung erfahren und durch Herbei führen einer neuen, der veränderten Oberflächenspannung entsprechenden Gleichgewichtslage der Flüssigkeiten. Auseerdeni hat die Erfindung Einrichtungen zum Gegenstand, die jeweils ein

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mindestens teilweise durchsichtiges, mit gegeneinander geschichteten. Elektrizität leitenden Flüssigkeiten mindestens teilweise gefülltes Gefass aufweist, in dessen Inneres min jestens zwei Elektroden ragen. Schllesslich betrifft die Erfindung puch Uhren mit einer Einrichtung zum Anzeigen elektrischer Zeitsigrilo. .,

Ί Unter der Bezeichnung "Kapillarelektrometer'¹ if:t benüts eine i

Einrichtung bekannt geworden, die die oben genannten Λ er km al.· mic

der erfindungsgemäseen Einrichtung gemeinsam, hst, ur.i aisssrdem <%

zum Durchführen eines bereits erwähnten Verfahrers dient Di s GefEes des Kapillarelektrometers ist teilweise mit Quecksilber· und teilweise mit einer wässrigen Elektrolytlösung gefü'lt. ie die Gefässwand vollständig benetzt.

Aus der Oberflächenspannung in der Phasengrenzfläche zwisc \en Elektrolytphaße und Quecksilber resultieren KrS te, die irc Gleichgewicht mit aus der Erdanziehung in den Flüssigkeiten resultier:·.-.-den Kräften im Gleichgewicht stehen, und die äußere Forrngeburx,-der beiden Flüssigkeitsphasen mitbestimmen.

Das Gef£ss des Kapillarelektronieters ißt nun so p.us^elogt, dcss rliy Obsruttohenspannung in der Phasen gren-zFiäche zwiechen der

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Queckeilberphftse und der Elektrolytphase einen sehr grossen Einfluss auf die Formgebung der Quecksilberphase ausübt, und eine Aenderung der Oberflächenspannung eine sehr starke und leicht sichtbare Formänderung der Quecksilbcrphaise nach Rieh zieht. Dem bekannten Verfchren gemäss wird nun die anzuzeigende elektrische Spannung mit Hilfe tweier Elektroden in der Quecksilberphase..einerseitB, und in der Elektrolytphase andererseits, an die Phasengrenzfläche angelegt, die dadurch eine Polarisationsänderung und gleichzeitig eine Aenderung der Oberflächenspannung erfährt.

Das bekannte Verfahren hat min den Nachteil, da be. cb nur beschränkt anwendbar ist, weil die durch die Erdanziehung auf die Flüssigkeiten einwirkenden Schwerkräfte die Genauigkeit der Anzeige in erheblichem Umfang mitbestimmen, und die konstruktiven Gestaltungemögllehkeiten für das Kapillarelektrometer eohr stark beschränken. Dae Kapillartlektrometer weist seinerseits insbesondere den Nachtf 11 auf, dass es lageabhängig iat, und unter anderem aus diesem Grunde bisher nur in Laborttorier. Anwendung finden konnte.

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Dem gegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die genannten Nachteile des bekannten Verfahrens und des Kapillarelektrometers zu überwinden, und ein Verfahren zum Anzeigen leistungsarmer elektrischer Signale zu schaffen, bei dem Schwerkräfte auf die Anzeige keinen wesentlichen EinflusB mehr nehmen. Insbesondere soll eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrene geschaffen werden, die einfach aufgebaut und wirtschaftlich herstellbar ist, zuverlässig arbeitet und lageunabhfingig ein* gesetzt werden kann. Ausserdem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Anzeigeeinrichtung für eine elektrische Uhr, insbesondere eine elektrische Kleinuhr mit geringem Energieverbrauch, zu schaffen.

Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die elektrische Spannung der Signale an drei hintereinander angeordnete und durch zwei Phasengrenzflächen voneinander getrennte Flüssigkeiten angelegt wird. Hierbei entstehen in den zwei verschiedenen Phasengrenzflächen verschieden grosse Oberflächenspannungen, aus denen verschieden grosse Kräfte in den Elektrizität leitenden Flüssigkeiten resultieren. Diesen Kriften kann eine bestimmte Gleichgewichtslage der Flüssigkeiten zugeordnet werden, die ihrerseits als Mass für die angelegte elektrische Spannung dient.

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Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird also als Vergleichskraft zu den aus der Oberflächenspannung einer Phasengrenzfläche resultierenden Kräften nicht mehr die Schwerkraft der Erdanziehung, sondern vielmehr die aus der Oberflächenspannung einer weiteren Phasengrenzfläche resultierenden Kräfte herangezogen.

Die erfindungsgemässe Einrichtung, die die Lösung eines weiteren Teiles der genannten Aufgabe darstellt und ein mindestens teilweise durchsichtiges, mit gegeneinander geschichteten, Elektrizität leitenden Flüssigkeiten mindestens teilweise gefülltes Gefäss aufweist, in dessen Inneres mindestens zwei Elektroden ragen, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss mindestens drei hintereinander angeordnete und durch zwei Phasengrenzflächen voneinander getrennte FlOssigkeitsphasen umfasst, dass ausserdem mindestens ein Teil der inneren Oberfläche des Gefäases in Kontakt mit der mittleren Flüssigkeitsphase eine liquiphobe Eigenschaft aufweist, und dass die beiden Elektroden mit den zwei ausseren, durch die mittlere Flilseigkeitsphatte voneinander getrennten Flüssigkeitsphasen in Verbindung stehen. Unter liquiphober Eigenschaft ist die dureh das Material oder die Materialstruktur bedingte Eigenschaft der Oberfläche zu verstehen, dass sie sich nicht durch die in dem Gefftss befindlichen Flüssigkeiten benetzen liest.

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HSrnndangsgemäes grenzt nun die mittlere der drei Flüerigkeitsphaeen an den llquiphoben Teil der inneren Oberfläche -iee Geflistes und trennt damit die beiden äusseren Flüssigkeitephasen vollständig voneinander. Wegen der üquiphoben Eigenschaft der Oberfläche kann rieh also zwischen der mittleren Flüssigkeitephase und der Cberflfi^'.ie kein molekularer Flüssigkeitsfilm anderer Zusammensetzung bilden, so dass zwischen den drei Flüssigkeitsphasen tatsächlich zwei vollständig voneinander getrennte Phasengrenzflächen existieren.

Else besondere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungngemftsaen Blarlchtung besteht darin, dass die Flüssigkeiten und din dazwischenliegenden Phaaengrenzflfehen in einer Längsrichtung gejjenflber dem Gefias verschiebber abgeordnet sind, dass autserdem an mindestens, eteer Stelle die tnwre Oberfläche des Gef|sses eise zwei Phasengrenzflächen zwischen den Flüssigkeiten berasdete Zone mit liquiphober Eigenschaft aufweist, während sich die übrigen Teile der Oberfläche gegenüber den zwei ftusseren, die mittlere Flüeeigkeitsphase flankierenden Flüseigkeitsphasen liquiphil verhalten, und dass 3ich die mittlere Flüssigkeitsphase In der Längsrichtung weiter ausdehnt als diese liquiphobe Zone.

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Eine andere, für viele Anwendung«gebiete besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungegemBssen Einrichtung ist darin zu sehen, dass die Flüssigkeiten und die dazwischen liegenden Phasengrenzflächen in einer Längsrichtung gegenüber dem Gefäss verschiebbar angeordnet sind, und dass an mindestene eirer Stelle des GcfBflsee sich die Querschnittflache des Tnnenraume in Abhär -gigkeit von der Längerichtung ändert. Die erfindu.igsgemftsee Einrichtung kann die beiden letztgenannten Au ε ge staltungen entweder einzeln oder in Kombination miteinander ausweisen. V.'enn in einer derartigen Einrichtung t'le Flüssigkeiten gegenüber dim Geflss verschoben werden, Indern sich die Clröeeen der Phasengrenzflächen, was mit «inenn Enerfieutnsatc verbunden ist. Die Flüssigkeiten bewegen sich unter dem Einfluss der verschiedenen Oberflacr.enapannucgen selbsttätig, solang« die Bilanz des Energieumsatces im Sinne mechanischer Energie positiv iet. Die G rosse der die Flüssigkeiten ic einer Fichtung dringenden Kräfte ist von der Grosse der Ober die Elektroden angelegten Spannung abhangig, und es sind-gemle« einer weiteren Entwicklang dee Erfinuungsgedankens insbesondere bei der beschriebenen Einrichtung elastische Elemente vorgesehen, dl· den Flüeeigkeitsphasen eine der elektrischen Spannung entsprechende Gleichgewichtslage aufzwingen.

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BADORIGtNAL

Die Erfindung umfasst auch eine Einrichtung, bei der nur zwei gegeneinander geschichtete Elektrizität leitende Flüssigkeiten in einer Längsrichtung gegenüber einem Gefäss verschiebbar angeordnet sind, bei dem an mindestens einer Stelle des Gefässes sich die Querechnittflfiche des Innenraums in Abhängigkeit von der Längsrichtung ändert und bei dem das Gefäss elastische Elemente a lfweist, die den Flüssigkeitephasen eine der elektrischen Spannung entsprechende Gleichgewichtslage aufzwingen. Es handelt eich hierbei also um eine abgewandelte Form des Kapillarelektrometers, bei dem an Stelle der Schwerkraft der Erdanziehung Elaetizit&tekrlfte wirksam werden.

Die erfindungsgemässe Einrichtung eignet eich insbesondere zum Anzeigen leietungsarmer elektrischer Zeitsignale einer elektroit -sehen Armbanduhr und ist besondere einfach herzustellen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an verschiedenen AusfOhrungsbeispielen mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:

Die Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemässe Einrichtung, in der Flüssigkeiten zwei verschiedene Gleichgewichtelagen entsprechend zwei verschiedenen elektrischen Signalen einnehmen kSnnen,

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die Fig. 3*5 eine weitere AusfOhrungsform der erfindungsgemfissen Einrichtung, in der Flüssigkeiten drei Gleichgewichtslagen entsprechen drei verschiedenen elektrischen Signalen einnehmen können«

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der erfindungegemässen Einrichtung,

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Einrichtung nach den Fig. 3-5,

die Fig. 8 und 9 eine erfindungsgemSsE ausgestaltete Einrichtung sum Anzeigen elektrischer Zeitsignale einer Uhr,

Fig. 10 eine weitere erfindungegemass ausgestaltete Einrichtung zum Anzeigen elektrischer Zeitsignale einer Uhr .

Fig. 11 einen Ausschnitt aus einer Einrichtung mit vorteilhaft gestalteter Anordnung der Elektroden an kapillaren Kanälen.

Fig. 12 einen Querschnitt durch eine weitere Ausfüh:*ungBforin der erfindungsgemässen Einrichtung zum Anzeigen von Zeitsignalen einer Uhr;

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Fig. 13 und 14 Querschnitte durch die Einrichtung nach Figur 12 entlang den Schnittlinien II-II und ΙΠ-ΙΠ;

Fig. 15 bis 17 Teilquerschnitte durch eine erfindungsgernäese Einrichtung abgewandelter Ausführongsform mit verschiedener» Stellungen der Fltissigkeitephasen im.Gefässinnenr: urr, bei vpveehiedenen Polarisations zuständen;

Fig. 18 einen Querschnitt durch eine weitere AasfO'irungsf ϊγ:τ.

der erfindungßgemässen Einrichtung zum Anzeigen von Zeitsignalen einer Uhr.

Alle Figuren sind im Wesentlichen echematische Darstellungen mit stark verzerrten Maeastlben. Gleiche Teile sind in allen Figuren durch gleiche Beaugez: ff am gekennzeichnet.

Die Fig. 1 und 2 der Zeichnungen stellen die einfachste AusftlhrungBform der erfindtingsgemässen Einrichtung dar. Diese Au3-fühi-ungsform weiat ein durchsichtiges Kapillarrohr 1, beispielsweise auf Glas, auf, in dae auf beiden offenen Seiten je eine Elektrode 2 und 3 hineinragt. Das Kapillarrohr 1 uir'asat eine wässrige Elektrolytlösung in einer ersten Elektrolytohase 4, atuBserdem flüssiges Quecksilber in einer QueckerTjerphase 5,

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und eine weitere wässrige Elektrolytlösung in einer zweiten trolytphaee 6, Die innere Oberfläche des Kapillarrohres 1 hat in einer ringförmigen, in sich geschlossenen Zone 7 hydrophobe Eigenschaften, während die übrigen Teil-; der Oberfläche sich gegecenflbtr den ^¹IeW.rolytph*ee*ydrophil verhalten.

In den Figuren 1 und 2 ist die hydrophobe Zone 7 so dargestellt, als sei in ihrem Bereich das Kapillorrohr 1 aus anderem Material gefertigt als in den Bereichen mit hydrophiler Eigenschaft. Diese Darstellung hat sich auch bei allen Übrigen Figuren als besondere zweckmlseig und tibersichtlich erv/iesen. Zur Herstellung von Geffiseen mit abwechselnd hydrophoben und hydrophilen Oberflächen ist jedoch die Verwendung verschiedener Baumaterialien nicht notwendig; vielmehr können hydrophobe Zonen auf normalerweise hydrophilen Oberflächen oder umgekehrt hydrophile Zonen auf normalerweise hydrophoben Oberflächen durch besondere Oberflächenbehandlung erzeugt werden. In dem gläsernen Kapillarrohr 1 der Einrichtung nach den Figuren 1 und 2. dessen Oberfläche sich normaiertf&iee. gegenüber wässriger Elektroytlösung hydrophil verhält, kann beispielsweise die Hydrophobe Zone T durch Auftragen einer dünnen Silikonschicht auf die an sich hydrophile Oberfläche erzeugt werden.

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Die Queckeilberphaee 5 dehnt eich gemäse der Darstellung in den Fig. 1 und 2 in dem Kapillar rohr 1 weiter aus als die hydrophobe Zone 7 und berührt die innere Oberfläche dee Kapillar rohree nur irr Bereich der hydrophoben Zone» während in anderen Bereichen die Elektrolytphase 4 und 6 dünne Zwischenschichten von molekularen Ausmaseen bilden, die die Queckeilberphaeen von der inneren Oberfläche dce Kapillarrohres trennen. Die Phasengrenzfläche zwischen der Quecksilberphase 5 einerseits und den beiden Elektrolytphasen 4 und reichen also jeweils bis an die beiden äueseren Berandungen der hydrophoben Zone 7. Wenn eich demgem*lss die Flüssigkeitephasen in dem Kapillarrohr 1 verschieben, vergrössert sich die eine Phasengrenzfläche, während die andere Phasengrenzfläche kleiner wird.

Nach Fig. 1 der Zeichnungen befinden sich die Flttseigkeitsphasen in einer Stellung in der die mit der Bezugsziffer 8 gekennzeichnete Phasengrenzfläche zwischen der Queckeilberphaee S und der Eiektrolytphase 6 ein Minimum erreicht hat, während in Fig. 2 eine Flussigkeitsstellung dargestellt ist, bei der die mit der Bezugsziffer 9 bezeichnete Phasengrenzfläche zwischen der Quecksilberphase 5 und der Elektrolytphase 4 am kleinsten ist. Die Flüssig* keitsstellung nach Fig. 1 entspricht einem stabilen Kräftegleichgewicht in den Flüssigkeitsphasen, wer» die Oberflächenspannung

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in der Phasengrenzfläche 8 grosser ist als die Oberflächenspannung in der Phasengrenzfläche 9. Umgekehrt nehmen die Flüssigkeitsphasen die Stellung nach Fig. 2 dann ein, wenn die Oberflächenspannung in der Phasengrenzfläche 9 grosser ist nie die Oberflächenspannung in der Phasengrenzfläche 8.

Die beiden Elektroden 2 und 3 bestehen aus geeignet vorbehandelten zylindrischen Metallstäben, die bei jeder möglichen Flüesigkeitsstellung in die beiden Elektrolytphasen 4 und 6 hineinragen. Aufgrund ihrer zylindrischen Form und ihrer symmetrischen Anordnung in dem Kapillarrohr 1 haben die Elektroden 2 und 3 keinen Einfluss auf die Stellung der Flüssigkeitsphasen in dem Kapillarrohr,

Die Bezugsziffer 10 kennzeichnet eine Signalquelle, die in den Figuren als elektrische Snannungsquelle dargestellt ist und von der wechselnde elektrische Signale ausgehen können. Diese Signalquelle steht mit den Elektroden 2 und 3 in Verbindung und überträgt auf diese elektrische Spannungen, die nach den Fig. 1 und 2 unterschiedliche Vorzeichen haben. Eine an die Elektroden 2 und 3 angelegte Spannung ergibt unterschiedliche Polarieationsgrade an den Phasengrenz·* flächen 8 und 9, die eich dadurch auswirken, dass unterschiedliche Oberflächenspannungen in den Phasengrenzflächen auftreten, und die

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Flüsslgkeitsphasen in eine der beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Gleichgewichtslagen wandern.

Wenn die E'ektrolytphasen 4 und 6 dieselbe Zusammensetzung aufweisen und somit die Einrichtung nach* den Fig. 1 und 2 völlig symmetrisch aufgebaut ist stehen in dem horizontal gelagerten Kapillarrohr 1 alle auf die Flüssigkeiten einwirkenden Kräfte unabhängig von der Stellung der Flüssigkeiten in dem Kapillarrohr miteinander im Gleichgewicht, solange die Elektroden 2 und äusserlich kurz; geschlossen sind.

In manchen Fällen ist aber eine ständige Polarisation der Phasengrenzfläche 8 und 9 gegeneinander erwünscht, durch die eine bestimmte Gleichgewichtslage der Flüssigkeiten bestimmt wird, auch wenn an den Elektroden 2 und 3 keine elektrische Spannung anliegt. Eine G rundpolar isation der beiden Phasengrenzflächen ist bei der Einrichtung nach Fig. 1 und 2 dann vorhanden, wenn die wässrigen Elektrolytlosungen der beiden Elektrolytphasen 4 und 6 verschiedene Zusammensetzungen aufweisen. Unter verschiedener Zusammensetzung sind hierbei entweder unterschiedliche Ionenkonzentrationen oder verschiedene Ionenarten oder beides gleichzeitig in dem Wasser zu verstehen.

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Bei den Einrichtungen nach «dta Fig. 1 und 2 nimmt der auf beiden Seiten der F'fissigkeitsphasen einwirkende Gasdruck keinen Einfluss auf die Gleichgewichtsstellung der F'tissigkeite-n» weil das Kapillar rohr 1 gegenüber der Aussenatmocphftrc offen steht und diese Aussenatnuosphftre auch bei Verschiebung der Flüssigkeiten einen ständig gleichbleibencW Druck herbeiführt. Aber auch der Gasdruck auf beiden Seiten der Elektrolytphasen 4 und 6 können xur Erzielung einer weiteren Gleichgewichtslage herangezogek werden, wie dies beispielsweise in Fig. 7 der Zeichnungen dargestellt ist.

Im Versuch hat es sich bisher als besonders zweckniässig erwiesen, in der erfindungsgemlssen Einrichtung eine Kette der Art Silber-Silberhalidelektrode/Alkalihalogenid/Quecksilber/Alkalihalogenid/ Silber-Silberhalidelektrode zu bilden.

Die am Ausföhrungsbeispiel gemüse den Fig. 1 und ί nfiher beschriebenen Funktionsmechanismer. und MögUchkc'·«» zur Bes^nderen Ausgestaltung der erfindungsgemlssen Einrichtung und deren Anpassung mn die Bedingungen bestimmter Anwendungsgebiete sind ebenso bei den Einrichtungen nach den Fig. 3 - U ge |eben, ohne dass darauf nochmals hingewiesen wird.

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Die Fig. 3-5 stellen eine weitere Ausfuhrungsform der erfindungsgemftssen Einrichtung dar, bei der eine Quecke llberphase U, «wei Elektrolytphasen 12 und 13 sowie eine sogenannte Ieolationsphaee 14 von einem ringförmigen Gehäuse 15 umechloaoen wird. In die TClektrolytphase 13 und 14 ragen Elektroden 16 und 17, die mit einer Signalquelle 18 in Verbindung stehen. Ein Teil des Gehfiuse« 15 besteht aus einem Kapillarrohr 19, dessen Mittelbereich •ine verhiltnismäesig grosse Querechnittfläche aufweist un·?. sich in beiden Lange richtungen verengt. Der von dem Kapillar rohr 19 umschlossene Innenraum kann beispielsweise doppe^.konisch cu'.er in Form eines doppelten ßotaüonsparaboloides ausgebildet sein. Ein weiterer Teil des Gehäuses 15 besteht aus einer Verbindungeleitung 20, durch die bei Verschiebung der Fltissigkeitsphasen in dem Kapillarrohr 19 Flüssigkeit von einem Ende des KapilUrrohrer zum anderes} fliessen kamt.

Die Isolationsphase 14 soll verhindern, dass elektrischer Strom von der Elektrode 16 sur Elektrode 17 Ober die Verbindungeleitung kurz geschlossen wird. Die Isolationsphase 14 kann aus einer Gasblase bestehen, sofern die innere Oberfläche der Verbindungeleitung 2O liquiphcbe Eigenschaften aufweist, und die Elektrolytflüselgkeiten der beiden E'lektrolytphaeen 13 und 14 keinen elektrisch

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leitenden Flüssigkeitsfilm im Bereich der Gatblae« aus der ge» nannten Oberfllche bilden könnea Die Isolationsphase 14 könnte aber auch aus einer isolierenden FlOseigkelt, beispielsweise aus Benzol, gebildet sein.

Wenn die innere Oberfläche des Kapillarrohres 19 vollständig liqiphob ist, begrenzt sie unmittelbar die durch die Bezugsziffer 21 bezeichnete Phasengrenzfläche zwischen der Quecksilberphase 11 und der Elektrolytphase 13 einerseits sowie die durch die Bezugsziffer 22 gekennzeichnete Phasengrenzfläche zwischen der Quecksilberphase Il und der Elektrolytphase 12 andererseits.

Solange die Phasengrenzfläche 21 und 22 nicht polarisiert sind, d. h. solange an den Elektroden 16 und I¹⁷ die elektrische Snannung von der Grosse Null, anliegt, werden im allgemeinen die Flöesigkeitsphasen die in Fig. 4 dargestellte Fleichgewichtsstellung einnehmen, in der die Quecksilberphase Il aufgrund ihrer Stellung im Mittelteil des Kapillarrohres 19 die kleinste Gesamtoberfläche aufweist. Wenn nun die Quecksilbernhase Il aus der in Fig. 4 dargestellten Lage in «^iner der beiden Längsrichtungen des Kaplllerrohres 19 verecliob«n wird, verschieben sich selbstverständlich die Elektrolytphaeen 12 und 13 gleichzeitig, und die Grossen der beiden Phasengrenzflächen 21 und verändern sich in entgegengesetztem Sinn in ähnlicher Weise wie die

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Phasengrenzflächen 8 und 9 bei Verschiebung der Fll'ssigkeitsphanen gegenüber dem Kapillarrohr 1 der Einrichtung nach dsn Fig. 1 upd 2.

Wenn aleo die Phasengrenzflächen 21 und 22 durch Anleger einer elektrischen Spannung an die I/ektroden IC und 17 unterschiedlich polarisiert werden, verschieben sich die FlüSBigkeitsphisen 11 - 13 sowie die Isolationsphase 14 aus der in Fig. 4 dargesteV ten Mittellage selbständig solange als in der Gesamtheit ailer Phasengrenzflächen bei der Veränderung der FlächengröS3en irechani3cbe Energie frei wird.

Wenn beispielsweise nach den Fig. 3-5 der von dem Kapillarrchr 19 umschlossene Innenraum doppelkonisch auegebildet ist, ändert sich die QuerschniUflfiche dieses Kapillarrohres in der Längsrichtung nach einer quadratischen Funktion. Wenn also die F¹USBi^- kehsphasen 11 - 13 ausgehend vr»·' der in Fig. 4 dargestellten Mittellage in eine Richtung verschoben werden, beispielsweise in Pachtung zur Elektrode 18 hin, verändert die Phasengrenzxilche 22 ihre Grosse in zunehmendem Masse weniger als die Fhasengrenzfläche IiI und, de die in den Phasengrenzflächen umgesetzte Energie proportional der !"ichenänderung und der Oberflächenspannung ist, werden die

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Flüssigkeitsphasen eine vom Unterschied eier Oberflächenspannungen in den beiden Phasengrenzflächen abhängige Gleichgewichtslage einnehmen. Die in den Fig. S und 5 dargestellten Gleichgewichtslagen der Flüseigkeitsphasen 11 - IS und der Isolationaphase 14 sind also Funktionen der an die Elektroden 16 und 17 angelegten Spannung. Bei der in den Fig. 3-5 dargestellten Dimensionierung der Quecksilberphase 11 wandert diese jedoch unabhängig von der Grosse der angelegten elektrischen Spannung nicht weiter als bis die eine der beiden Phasengrenzflächen, beispielsweise die Phasengrenzfläche in Fig. 3 ein Minimum erreicht hat.

Bei der Einrichtung nach Fig. 6 endet ein Kapillarrohr 23 in sw»i Gelassen 24 und 25 mit erweitertem Querschnitt, in die jeweils eine Elektrode 26 und 27 hineinragen. Aufgrund des erweiterten Querschnittes der Gefässe 24 und 25 bilden die E^ktroden 26 und

27 keinen störenden Strömungswiderstand. Eine Verbindungsleitung

28 «wischen den Gelassen 24 und 25 dient zum Ausgleich von Druck und Menge bei Verschiebung einer Elektrolytphase 29, einer Quecksilberphase SO. einer weiteren Elektrolytphase 31 und einer Ieolationaphase 32.

Die Innere Oberfläche de« aus den Teilen 23, 24, 25 und 28

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bestehenden Gehäuses hat gegenüber den Elektrolytphasen 29 und Sl liquiphile Eigenschaften. Lediglich zwei lipuiphobe Zonen 33 und 84 sind vorhanden, von denen die Zone 33 zwei Gleichgewichtslagen der Flüssigkeitsphasen bei Anlegen von Spannungssignalen an die Elektroden 26 und 27 bestimmt, während die Zone 34 eine Elektrizität leitende Verbindung zwischen den Elektrolytphasen 29 und 31 im Bereich der Isolationsphase 32 verhindert.

Bei der erfindungsgemtssen Einrichtung nach Fig. 7 der Zeichnungen steht ein Kapillarrohr 85 an seinen beiden Enden mit geschlossenen Gefässen 36 und 87 in Verbindung. In die Gefässe 36 und 37 ragen Elektroden 38 und 89, die ihrerseits mit einer Signalquelle 40 in Verbindung stehen können. Die innere Oberfläche eines doppelkonischen Teiles 41 des Kapillarrohres 35 ist gegenüber einer Elektrolytphase 42, einer QuecksÜberphase 43 und einer weiteren Elektrolytphase 44 liquiphob. Ueber den Elektrolytphaeen 42 und 44 befinden sich jeweils Gaspolster 45 und 46, die als elastische Elemente auf die Flüssigkeitsphaeen 42-44 einwirken. Bei Po larisation der Phasengrenzflächen zwischen der Queckeilberphase 43 einerseits und den Elektrolytphasen 42 und 44 andererseits treten Kräfte in diesen Flüssigkeitsphasen auf, die so einer Verschiebung der Flüssigkeit* -phasen gegen die ElastizitätskräfU in den Gaspolstern 45 und 46 führen.

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Die Grttsse der Verschiebung ist hierbei abhängig von der angelegten elektrischen Spannung. Bei der elektrischen Spannung von der Grosse Null nehmen die Flüssigkeitsphasen eine mittlere, du*xh die Drücke in den Gaspolstern bestimmte Gleichgswichtsstellung ein.

Die Fig. δ stellt ene Einrichtung dar, mit deren Hilfe insgesamt 4 Signale angezeigt werden können. Aus dei'Kreissymmetrie dieser Einrichtung ist aber leicht zu erkennen, dass sie durch Vervielfältigung einzelner Teile zur Anzeige von s. B. 12 Signalen

einer Uhr ausgebaut werden könnte. Das besonde*« Kennzeichen der Einrichtung nach Fig. 8 sind die sternförmig zuenanderangeordneten Kapillarrohre 47 - 5O, die sowohl im Sterasnittelpuukt als

auch an ihren Suseeren Enden über eine Bingleiturtg 51 miteinander in Verbindung stehen. Die inneren Oberflächen der Kapillarrohre 47 - 50 bilden im Bereich des Sternmittelpunktee eine liquiphobe Zone 52 und die Ringleitung 51 weist ebenfalls jeweils zwischen den Anschlüssen der Kapillarrohre hydrophobe Zonen 53 auf, in deren Bereichen jeweils eine Uaeblaee jder eine isolierende Flüssigkeit als sogenannte Isolationsphase 54 beweglich angeordnet ist.

Die Kapillarrohre 47 - 50 umschlieesen im Bereich des SternmittelpunkteB eine Quecksilberphase 5 i5 die eich mindestens in

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einem Kapillarrohr über die hydrophobe Zone 52 hintue erstreckt. Die übrigen Hohlräume der Kapillarrohre 47 - 50 und die Ringleitung 51 sind mit einer wässrigen Elektrolytlösung gefüllt, die vier voneinander vollständig getrennte Elektrolytphasen 56 - 59 zwischen der Quecksilberphase 55 und den Isolationsphasen 54 bildet. In die Elektrolytphasen 56 - 59 ragen Elektroden 60 - 63, von denen jeweils eine Elektrode, beispielsweise die Elektrode mit dem einen Pol und alle übrigen Elektroden gemeinsam mit dem andern FoI einer Spannungsquelle 64 je nach dem anzuzeigenden Signal verbunden sein können.

Wenn beispielsweise nach Fig. 8 die elektrische Spannung an der Elektrode 63 einerseits und an den Elektroden 60 - 62 andererseits anliegt, entstehen unterschiedliche Polarisationen an der Phasengrenzfläche zwischen der Elektrolytphase 59 und der Quecksilberphase 55 einerseits und an den drei weiteren Phasengrenzflächen zwischen der Quecksilberphase 55 und den Elektrolytphasen 56 - 58 andererseits. Aufgrund entsprechender Aenderung der Oberflächenspannungen in den Phasengrenzflächen wird das Quecksilber der Quecksilberphase 55 soweit au* den Kapillarrohren 47 - 49 verdrängt, bis die entsprechenden Phasengrenzflächen die hydrophobe Zone 52 erreichen. Das verdrängte Quecksilber flieset in dem Kapillarrohr 50 nach aussen und könnte darin beispielsweise die Anzeige für das Zeitsignal der neunten Stunde bilden.

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Geinass der Darstellung nach Fig. 9 verdecken ein«· aussehe Maeke 65 insbesondere die Pilotleitung 51 und eint· innere l/taßke (6 iasbesondere die liquiphobr Zone 52 der Einrichtung η ich I'ig. I;. Aufgrund dieser Abdeclmng sind also von 2er Einri< htung ι act Fig. 6 lues*rlich mr T««ile der Kapillarrohre 47 - 50 sowie «-<tri Teil der Quocksilberpüase 55 η e'nem der Kapillarrohre bedplateveise im Krpillarrohr 50 sichtb?ir. Zweckniö8Sif»er\.'ei8i^> bilcioi eine der beiden Maskqr bei Ar.wendh.ng in einer Ifhr. oe^ep.elp se die aus β ere Maske 6ζ, gleichzeitig das Zifferolat·.

Die Einrichtung nach Fig. 10 der Zeichnungen weist i ein ringförmig in eich geechloeeenene Kapillarrchr ^" ajf, ir, dessen Innere* Uttgetm mt 6 gleichmleeig auf den F ingulf in.- vvrteilte Elektroden 66 - 73 ragen. Aus Gründen der Zvreckrcf sr;'fkeit sollen c'ie Elektroden im Inneren dee Kapillarrohre*· 6"* 7u keiner Querschnitterweiterung oder -Verengung fflhron. In de*r Kapillarrohr 67 befindet sich eine Gaablaec oder einp elekirisrcir isolierenden Flüssigkeit in Form einer sogenannten Isolation^- phas? 74, tiutserdem «wei Queckeilberphaeen 75 υηί 76 so rir fi:'»i voneinander getrennt· E*ektrolytphasen 77 - 79.

Das Kapillarrohr 67 kann aus Glas bestehen, des β ei Oberf.-a'ch« sich normalerweise gegendber den vrlesrigen Losungen der

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Elektrolyptphasen 77 - 79 hydrophil verhält. Die innere Oberfläche dee Kapillarrohres weist jedoch zwölf gleich mäsßig auf den Ringumfang verteilte hydrophobe Zonen 80 auf, die in Ringrichtung eine geringere Auedehnung haben, als die Quecksilberphasen 75 und 76.

Für die richtige Funktion der Einrichtung nach Fig. 1? ist es wichtig, dass die die Quecksilberphasen 75 und 76 voneinandertrennende Elektrolytphase 78 genau die Länge im Kapillarrohr 67 einnimmt, die, in einer bestimmten Richtung betrachtet, durch die vordere Berandung einer hydrophoben Zone 60 und durch die hintere Berandung einer anderen hydrophoben Z- ne 80 bestimmt ist. Mit andern Worten ausgedrückt soll die Länge der Elektrolytphas ? 78 gleich einem ganzen Vielfachen der durch die Anzahl der hydrophoben Zonen geteilten Gesamtlänge des Kapillarrohres 67 abzüglich der L&nge einer hydrophoben Zone 80 sein. Bei der Einrichtung nach Fig. 10 nimmt die Elektrolytphase 78 ein Drittel der Länge dee Kapillarrohres 67 abzüglich der Länge einer hydrophoben Zone PO ein. Di· Länge jeder der beiden Quecksilberphasen 75 und 76 vermindert um die Länge einer hydrophoben Zone 80 muss, identische Längen aller hydrophoben Zonen 80 vorausgesetzt, mindestens ebenso lang sein wie der Umfang des Kapillarrohres 67,

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geteilt d\irch die doppelte Anzahl der hydronhoben Zonen.

Für die Beschreibung der Funktion der Einrichtung nach Fig. 10 sei angenommen, dass die Fltissigkeitsnhasen im Uhrzeigersinn gegenüber dem Kaoillarrohr 67 vorwärtsbewegt werden sollen. Legt man demgemäss an die Elektroden 71 und 73 eine elektrische Spannung entsprechender Richtung an, so wird nach dem bereits mehrfach beschriebenen Funktionsschema die Queckeilberphase 75 soweit vorwärtsgetrieben, bis sich die Phasengrenzfläche zwischen der Quecksilberphase 75 und der Elektrolytphast auf ein Minimum reduziert hat. Unter dem Antrieb der Quecksilberohase **5 bewegen sich auch die Isolationsphase 74 und die ande ren Flüßsigkeitsohaeen 76 - 79 im Kreis. Die Quecksilbemhaee ^e wird sTpo aus dem Bereich der einen hvdrotihoben Zone £0 vrrdrSngt und erreicht im Uhrzeigersinn gesehen jnU ihrer Vorderfront den Bereich der nächsten hydrophoben Zone i.0. Danach wird die elektrische Spannung in for selben Sichtung an die Elektroden 73 und 69 abgelegt, sodass sich nunmehr die Quecksilberphase 76 im Uhrzeigersinn vorwärtsbewegt bis die Phasengrenzfläche zwischen der Queeksilberphase 76 und der Elektrolytphase 78 ein Minimum erreicht hat. Durch die hier beschriebenen Maeenthmen wurden also die Queckeüberphasen 73 und 76 sowie alle

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Übrigen Flüesigkeitsphasen jeweile um 30 Winkelgrade im Kreis bewegt.

Zweckmäsßigerweise legt man an diejenigen Elektroden 68 - 73 Spannung an, die während eines Bewegungsvorganges mit einer der Elektrolytphasen 7? - 79 in Verbindung stehen. Es ist ausserdem vorteilhaft, die nicht unter Spannung stehenden E'ekeroden untereinander derart k\i?2zu schliessen, dass keine für die Bewegung der Flüesigkeitsphasen unerwünschte Polarisationen auftreten. Unter Beachtung dieser Tatsache können die oben beschriebenen Masenahmen beliebig wiederholt und die Flüssigkeitsphasen im Kreis bewegt werden.

Für die Anzeige von Zeitsignalen in einer Uhr benötigt man eine gut sichtbare Zeigerflache. Ale solche bietet sich beispielsweise die Isolationaphase 74 an, die gegenüber den Elektrolyt· phasen 77 und 79 «inen farblichen Kontrast bilden sollte. Falls die Isolationsphase 74 aus ener Flüssigkeit besteht, kann ta zweckmässig sein« diese Flüssigkeit stark einxuf&rben.

Möglicher w»i β* ist damit ku rechnen, dass bei der Einrichtung

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nach Fig. IO die Queckellberptosen im Kontakt mit tkr» sehen l-.lt-ktrodtn rtn Amalgan bilden, durch das in» Laufe der Zeit die Einrichtung unbrauchbar wird. In Flg. 11 ist nun ein kapillarer Kanal 81 dargestellt, den eine Nische o2 von einer Elektrode t.3 trennt. Eine Quecksilberphase 84 kann aufgrund der verhaitnienifleeig hohen Oberflächenspannung nicht in die Nische £2 eindringen, wahrend entweder die Oberfiachenbefichaffenheit odefdie Dimensionierung der Nische der Elektrolytphase £.5 den Kontakt mit der Elektrode ermöglichen.

Die Einrichtung nach den Figuren 12 bis 14 weiat eine kreisrunde Platte 101 mit einer zentralen Aussparung 102 auf. Tn dtr Oberfläche der Platte 101 befindet eich eine ringförmige. In sich geschlossene Vertiefung 103 mit zwölf mal wechselnden Querschnitten. Bestimmten Querschnitten der Vertiefung sind Uhrziffern 104 auf der Platte zugeordnet. Die Vertiefung 103 kann ebenso wie die Uhrziffern 104 in die Oberflache der Platte XOa beispielsweise eingeätzt, eingraviert oder eingedrückt sein. In die Platte 101 sind, am Umfang gleichmfisnig verteilt, sechs Elektroden 105 - 110 eingelassen, die sich in den Bereich der Vertiefung 103 erstrecken. Die Vertiefung 103 ist mit einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit als Isolationephase Ul, mit Elektrolytflüesigkeit in drei voneinander

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getrennten Elektrolytphasen 112 - 114 und mit Quecksilber in zwei voneinander getrennten Quecksilberphasen 115 und 116 gefüllt. Gegenüber den Flüssigkeiten dieser verschiedenen Phasen verhalt sich die Oberfläche der Vertiefung liquiphob. Di e Vertiefung 103 ist durch eine mit der Platte 101 dichtschliessenden Deckplatte 117 abgedeckt. Mindestens eine der beiden Platten soll aus durchsichtigen Material bestehen, beispielsweise aus einem durchsichtigen Kunststoff, dessen Oberfläche ohne besondere Behandlung gegenüber den in der Vertiefung befindlichen Flüssigkeiten liquiphob ist.

Wenn beispielsweise an den Elektroden 106 und 108 eine geeignete Spannung anliegt, bewegt sich die Quecksilberphase 115 unter den auf ihre Phasengrenzflächen durch Polarisation einwirkenden Kräften im Uhrzeigersinn solange, bis die Phasengrenzfläche zwischen dieser Quecksilberphase 115 und der Elektrolytphase 113 «·ίη Minimum erreicht hat. Durch die Quecksilberphase 115 werden auch die anderen Flüssigkeilsrhasen in der ringförmigen Vertiefung 103 vorangetrieben. Die Elektrolytphase 113 und die Quecksilberphase 116 sollen nun so dimensioniert sein, dass die Phasengrenzfläche zwischen de der Quecksilberphase 116 und der Elektrolytphase 114 eine Stelle mit minimaler Querschnittsfläche in der Vertiefung 103 erreicht hat.

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Die Figur 12 zeigt eine derartige Stellung der FlÜseigkeitephasen, die beispielsweise durch Anlegen einer entsprechenden elektrischen Spannung an die Elektroden 106 und 108 erreicht werden kann. Wenn nunmehr die gleiche Spannung beispielsweise an die Elektroden 108 und UO angelegt wird, treiben die aus den Oberflächenspannungen an den Phasengrenzflächen der Quecksilberphase 116 resultierenden Krfifte die Flttaeigkeitsphftsen weiter im Uhrzeigersinn. Durch die hier beschriebenen Massnahmen wurden also die Flüaeigkeitsphasen insgesamt um 30 Winkelgrade im Kreis bewegt.

Der in den Figuren 15 bis 17 dargestellte Teil eines Kapillarrohres wieist EngsteUen Uf sowie Stellen mit maximaler Querschnittflfiche 120 auf und ist mit Quecksilber in einer Quecksilberphase 121 sowie mit Elektrolytflüesigkeif' in ψ/wi voneinander getrennten Elektrolytphasen 122 und 123 gefallt. Das Kapillarrohr 118 verhält sich gegen· fiber den genannten Flüssigkeiten liquiphob und weist lediglich im ' Bereich maximaler Querechnittsfläche eine gegenüber den Elektrolytphasen 123 und 123 liquiphile Ringzone auf, deren Zonengrenzen durch die Besugsziffern 124 und 125 gekennzeichnet sind. Die verschiedenen FlOesigkeitsphasen 121 bis 123 bilden zwei Phasengrenzflächen 126 und 127 ewiachen dem Quecksilber einerseits und den Elektrolytflüssigfceitect andererseits*

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Wenn die Phaaengrenzfl&chen 126 und 127 geeignet polarisiert werden, so wandern sie in Längsrichtung gegenüber dem Kapillarrohr 118 nach links unter dem Einfluss der in ihnen wirkenden Oberflächenspannungen. Sobald die Phasengrenzfläche 26 hierbei gemäss der Darstellung nach Figur 15 die Zonengrenze 124 überschreitet, wird sie ohne Energieumsatz plötzlich um cüe liqulphile Hingzone grosser. Gleichzeitig ändert sich mich der funktionelle Zu»ammenhang zwischen der Stellung der Quecksilberphase 121 und der Grosse der Phasengrenzfläche 126. Aus diesem Grund ist es möglich, dass bei gleichbleibender Polarisation der Phasengrenzflächen die Quecksilberphase 121 nicht in der in Figur 15 dargestellten Stellung verharrt, sondern in eine der beiden in den Figuren 16 oder 17 dargestellten Gleichgewichtsstellungen weiter wandert. In der Gleichgewichtsstellung nach Figur 17 hat dann die Phasengrenzfläche 127 die Engstelle 119 überschritten.

Wenn nunmehr in aer Stellung nach Figur 17 die Polarisation der Phasengrenzflächen gewechselt wird, wandert die Quecksilberphase 121 solange nach links weiter, bis die Phasengrenzfläche 126 die Engstelle 119 erreicht hat. Eine weitere Bewegung in Längsrichtung nach links erfolg «dann, wenn die Polarisation der Phasengrenzflächen verschwindet und die Quecksilberphase 121 die Gesamtheit ihrer AussenflSche auf ein Minimum zu reduzieren sucht. Dieses Minimum

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ist erreicht, sobald die Quecksilberphase Im Bereich einer Stelle 120 mit maximaler Wuerachnlttftflf ehe liegt.

Setzt eich aleo dan Kapillarrohr lit mit sich ständig wiederholender Formgebung, wie sie in den Figuren 15 bis 17 dargestellt ist, welter fort, so kann die Queckeilberphase 121 in diesem Kapü'r.rrohr durch ständigen Wechsel der Polarisationszustände in den Ρπσ rongrenzflächen 12G und 127 beliebig schrittweise weitergetrie'jen verden. Selbstverständlich lässt sich auch das Kapillar rohr HS ir< seiner verlängerten Form zu einem Ring schlössen und damit zu einer Einrichtung verwandeln, wie sie in den Figuren 12 bis* 14 dargestellt 1st. Diese Etnrlchtuaf w«Ut dann mr «ine Queckeilberphase, zwei Elektrolytphmsen und «ine dazwischen eingeschobenen Isolation« - phase auf un* eignet «Sch insbesondere zur Anzeige elektrischer

·> ■ · Signale einer Ohr. .

Et wird darauf hingewiesen« das* neben der Polarisation lediglich die Formgebung des den Flüssigkeiten zur Verfügung stehenden Raumes die Gleichgewichtslage der Flüssigkeiten bestimmt. Wenn also den Flüesigkeitsphaeen eine bestimmte GleichgewichtpstelTung aufgezwungen werden soll, kann es zweckanfissig sein, die Formgebung des den Flfissigk*ltcii zur Verfft^tatg jtehenden Baumes durch Elektroden besonderer Formgebung zu bestimmen.

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Bei der Ausfuhrunfsform der Erfindung nach Figur 18 der Zeichnung sind in einem, vorzugsweise aus Kunststoffplatten zusammengesetzten Bauteil, welches eine Grundplatte 129 aufweist, sowohl ein ringförmiger kapillarer Kanal 130 als auch kreuzförmig miteinander verbundene kapillare Kanäle 131 angeordnet. Die Kanäle münden in den ringförmigen Kanal 130. Für die Anwendung dor erfindungegemessen Einrichtung in einer Uhr sind vorzugsweise mindestens ewölf kreuzförmig zueinander angeordnete kapillare Aanält l"i vorhanden, während in Figur Ii. im Interesse der Uebersichtliohl rJt nur 4 derartige Kanäle dargestellt sind.

Jedem Kanal 131 ist in der dargestellten Weise eine Elektrode 132 zugeordnet. Jeder der Kanäle 131 weist unmittelbar vor der Einmandung in den ringförmigen Kanal 130 eine eich im Querschnitt erv/enernde und wieder verengende Zone 133 auf. Die Sterranitte der Kenfile 131 ist mit Quecksilber 134 soweit gefüllt; dass dieses bis an die Zonen 133 heranreicht und diese teilweise füllt. Bewegliche Isolationsmittel 135 trennen die Einmündungen der Kanäle 131 in den ringförmigen Kanal 130. Die Isolations mittel 135 können beispielsweise Gasblafen oder Tropfen einer elektrisch-isolierenden Flüssigkeit sein. Der verbleibende flaum in den kapillaren Kanälen 130 urd 131 ist mit einer oder mehreren Elektrolytflüssigkeiten ausgefüllt.

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Die Funktionsweise der Einrichtung nach Figur 18 ist an sich ohne weitere Erklärung erkennbar. Wenn beispielsweise die Elektrode 132 auf der linken Seite gegenüber allen anderen Elektroden mit dem richtigen Vorzeichen polarisiert wird, wandert das Quecksilber nach links mindestens teilweise in die Zone 133 des entsprechenden Kanales 131 und zeigt damit den Polarisationszustand der entsprechenden Elektrode gegenüber oen anderen Elektroden an.

Da sich bei einer Verschiebung des Quecksilbers in den Einrichtungen nach Figur 18 auch die anderen Flüssigkeiten verschieben, bleibt es der Entscheidung des Fachmanns überlassen, ob dieser nun das Quecksilber als anzeigendes Medium oder beispielsweise die sich bewegendenisolationsmittel ale Anzeigemedium verwenden will. Wenn die Isolationsmittel aus Flfiseigkeitströpfchen bestehen, kann es zweckmttseig sein, diese konti&ftreich einzufSrben und al* Anzeigeznedium zu verwenden. Insbesondere bei der Anwendung in Uhren ist die Einrichtung nach Figur IC abgedeckt mit Ausnahme von Bereichen, in denen eich die Anzeigemedien bewegen.

Alle Einrichtungen gemäss der Erfindimg sind vorzugsweise hermetisch verschlossen. Falls sie starken Temperaturfinderungen ausgesetzt sind, dehnen eich die Flüssigkeiten in den kapillaren Kanälen aus.

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tv·. QesheJb «ollen gemlra einer besonderen Weiterentwicklung t)e* Srfindungsfeduikena entweder die GefAssinnenrlume bzw. die lcapillaren Kanäle mindestens teilweise aus elastischen Wfinden gebildet sein, oder sie sollen mit mindestens einem Ausdehnungsraum in Verbindung stehen. Dieser Ausdehnungsraum kann seinerseits aus dehnbaren Wftnden gebildet sein oder er steht bei mittlerer Temperatur unter Vakuum leer, während er bei der höchst zulässigen Temperatur mit Flüssigkeit gefüllt ist. Wenn die Isolationsmittel in den kapillaren Kanälen bzw. in dem Gefässinnenraum aus Gasblasen bestehen, können sich die Flüssigkeiten unter Kompression dieser Gaeblase ausdehnen.

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Claims (1)

1. 8591865

   5. Juni 1967 GK/cfl CEH 72/90

   Patentansprüche

   1. Verfahren zum Anseigen leistungsarmer elektrischer Signale vorzugsweise aus niederfrequenten binaren Vorgängen durch Anlegen der elektrischen Spannung der Signale an Elektrizität leitende, nicht mischbare Flüssigkeiten, deren gegenseitige Phasengrenzflächen bei Polarisation im elektrischen Feld eine Aenderung der Oberflächenspannung erfahren und durch Herbeiführen einer neuen, der veränderten Oberflächenspannung enteprecbenden Gleichgewichtslage der Fluesigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spannung der

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   Signale in drei hintereinander angeordnete und durch zv/ei Phasengrenzflächen voneinander getrennte Flüssigkeiten angelegt wird.

   2. Einrichtung insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, die ein mindestens teilweise durchsichtiges, mit gegeneinander geschichteten. Elektrizität leitenden Flüssigkeiten mindestens teilweise gefülltes Geiäo3 aufweist, in dessen Inneres mindestens zwei Elektroden ragen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäee mindestens drei hintereinander angeordnete und durch zwei Phasengrenzflächen voneinander getrennte Flüssigkeitsphasen umfasst, dass ausserdem mindestens ein Teil der inneren Oberfläche des Gefäsees in Kontakt mit der mittleren Flüssigkeitsphase eine liquiphobe Eigenechaft aufweist und dass die beiden Elektroden mit den zwei äusseren, durch die mittlere Flüssigkeitsphase voneinander getrennten Flüseigkeitsphasen in Verbindung stehen.

   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeiten und die dazwischen liegenden Phasengrenzflächen in einer Längsrichtung gegenüber dem Gefäße verschiebbar angeordnet

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   sind, dass ausserdem an mindestens einer Stelle die innere Oberfläche des Gefässes eine zwei Phasengrenzflächen zwischen den Flüssigkeiten berandete Zone mit liquiphober Eigenschaft aufweist, während sich die übrigen Teile der Oberfläche gegenüber t'en zwei äusseren, die mittlere Flüssigkeitsphase flankierenden Flüusigkeitsphasen liquiphü verhalten, und dass sich die mittlere Flüssigkeitsphase in der Längerichtung weiter ausdehnt als diese liquiphobe Zone.

   4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeiten und die dazwischen liegenden Phasengrenzflächen in einer Längsrichtung gegenüber dem Gefäss verschiebbar angeordnet sind und dass an mindestens einer Stelle des Gefässes sich die Querschnittfläche des Innern*duras In Abhängigkeit von der Längsrichtung ändert.

   5. Einrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss elastische Elemente aufweist, die den Flüssigkeitsphasen eine der elektrischen Spannung entsprechende Gleichgewichtslage aufzwingen.

   6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bia 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gefägsinnenraum teilweise mit Quecksilber und

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   teilweise mit Elektrolytflüseigkeit gefüllt ist.

   7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Quecksilber und die Elektrolytflüsaigkeit in Form einer Kette ElektrolytflÜseigkeit/Quecksilber/Elektrolytflüesigkeit angeordnet sind.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Quecksilber an ElektrolytflüsBigkeiten unterschied! Icher Zusammensetzung angrenzt

   9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytflüssigkeit eine wässrige Alkalihalogenidlösung ist und die Stromzuführung über Silber - Silberhalidelektroden erfolgt.

   10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gef äs Sinnenraum teilweise mit einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit gefüllt ist, die zwei getrennte Phasengrenzflächen gegenüber der Elektrolytflüssigkeit aufweist.

   11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss eine zylindrische Innenwand aufweist, von

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   der mindestens eine zylindrische Ringzone die Eigenschaft ha<, sich nicht durch die Flüssigkeiten benetzen zu lassen.

   12. Einrichtung nach einem der Ansprüche '2, bis 9, dadurc'i gekennzeichnet, dass c!ae Gefäes einen konischen lanenraum umnshliesat, dessen Wand mindestens in bestimmten Ringzone.j die Eigenschaft hat, sich nicht durch die Flüssigkeiten benetzen zu lassen.

   13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Inn*»nraum des Gefässes mehrfach konisch mit entgegengesetzt zueinander geneigten Konuswinkeln auegebildet ißt.

   14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeiclinet, dass der Konuawinkel der Wand des Innenraims pich längs der Konusachse vorzugsweise stetig ändert.

   15. Einrichtung nach einem der Anspruches bis 12, dadurcn gekennzeichnet, da es der Innenraum des Gefässes im Wesentlichen einen kapillaren Querschnitt aufweist.

   16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Uefässinnenraum ringförmig in sich geschlossen

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   159186b

   17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Gefäesinnenraum durch Phasen grenzen voneinander getrennt Elektrolytflüeeigkeit, Quecksilber. Elektrolytflüssigkeit und elektrisch isolierende Flüssigkeit angeordnet sind.

   18. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Gefässinnenraum durch Phasengrenzen voneinander getrennt die Folge ElektrolytflüBsigkeit, Quecksilber, Elektrolytflüssigkeit mehrfach vorhanden ist.

   19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ringraum vorzugsweise am Umfang verteilt sternförmig Kanäle münden, die ihrerseits untereinander in Verbindung stehen.

   20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefassinnenraum mit eiriem mindestens teilweise leeren, evakuierten Ausgleichs raum in Verbindung steht.

   21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefäesinnenraum mit mindestens einem Ausgleichs· raum in Verbindung steht, dessen Wände elastisch dehnbar ausgestaltet sind.

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   22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefäasinnenraum an mindestens einer Stelle aus dehnbarem Material gebildet ist.

   23. Einrichtung nach einem der Ansprache 2 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss mindestens teilweise aus Glas ' «steht.

   24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss mindestens teilweise aus einem durchsichtigen Kunststoff besteht.

   25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss aus mindestens zwei Einzelteilen zusammengesetzt ist, die an der Gefässinnenwand vorzugsweise in deren Längs -erstreckung eine Teilfuge bilden.

   26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefässinnenraum durch eine vorzugsweise gravierte oder geätzte Rinne an der die Teilfuge bildenden Oberfläche mindestens eines der beiden Einzelteile gebildet ist.

   27. Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 2 bis 26 in einer Uhr zum Anzeigen elektrischer Zeitsignale.

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