DE1614671A1 - Lageunabhaengiges Quecksilberrelais - Google Patents

Description

■■"... Lageunabhanglges Quecksilberrelais

Die Erfindung besieht sieh auf ein lageunabhängigos Quccksirberrclais mit hermetisch dichtem Schal träum, wobei die kontaktgobcnden Teile des Relais mit Queckairbei benetat sind.

3;S ist bekannt, zum Erreichen einer Prcllfrciheit der kontaktgcbcnden iCeilc und eines geringen elektrischen tiborgangsv/idOrfitaiidOG statt metallischer IContakte Flüssigkeitskontakte vorzusehen. Man verwendet in der Regel^ Quecksilber als Schaltflüssigkeit:, wobei sich dann auch beim Schälten höherer elektrischer leistungen weder ein "Verschv/eißen ergibt, noch eiile Veränderung der Kontaktoberfläche, durch Metall transport

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möglich ist. Diesen bekannten Vorteilen steht bei vielen Quocksilbcrrclaia der Nachteil gegenüber, daß vielfach eine bestimmte Einbaulagc vorgeschrieben werder/inuß, da durch das Vorhandensein einen Quecksilberrcservoirs eine Lageabhängigkoit besteht. Dieses Quecksilberreservoir ist bei vielen bekannten Ausführungsfarmen auch dann erforderlich, wenn nur eine Benetzung der Kontakte mit Quecksilber vorgesehen ist. Betriebsmäßig verspritztes Quecksilber gelangt dann aufgrund der Schwerkraft immer wieder in das Reservoir zurück und steht zur Aufrechterhaltung der Benetzung dann wieder zur Verfügung.

IrQT Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Quecksilberrelais zu schaffen, das in jeder Lage betriebsfähig ist. Dabei wird die Forderung gestellt, daß die kontaktgebenden Teile des Relais mit Quecksilber benetzt bleiben, obwohl kein Quecksilberreservoir vorhanden' ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Quecksilberrelais der eingangs näher bezeichneten Art durch eine derartige Bemessung des Schaltraums gelöst, daß der als elektrisches Überbrüekungsglied für die starren Kontaicteleraente v/irkaame Anker betriebsmäßige Schaltbewegungen ausführt, die den gesamten Schaltraum überstreichen. Durch diese lösung wird erreicht, daß dem Schaltvprgang praktisch kein Quecksilber

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entsogen v/erden kann,, Da das gesamtg zur Verfügung stehende .Volumen dos SchaTtraums bei jedem Schaltvorgang von dem quecksiltierbenetstcn Anker überstrichen-vri-rd, laßt sich erreichen, daß mit Sicherheit alle im -Schal/träum "verstreuten" Quecksilbertrüpfehen bei jeder Jlnkerbev^egung eingesammelt v/erden. Es ergeben sich daher durch die erfindungsgemäßö Lösung skiBlt. die Vorteile eines Quecksilberrelais mit benetaten IContaktolenenteno Die liachteile, die sich/bei bekannten Relais dieser Art. durch die Lageabhängigkeit einstellen, können jedoch mit Sicherheit vermieden werden,- Da im übrigen, die Kontaktelenente starr ausgeführt sind und gegenüber bekannten Ausführungsformen betriebsmäßig nicht- federnd ,-ausgelenkt werden müssen* "lassen sich derartige-'.Relais, insbesondere hinsichtlieh ihrer Baulänge, besonaei-s klein herstellen. Dadurch besitst auch der Schaltraum ein relativ kleines Volumen, so daß sich ein guter Wärmeaustausch mit der Umgebung ergibt. Auch hinsichtlich Bruchgefahr während der r.ertiginig bsv/. beim Einbau ist das geringe Innenvolumen des Schaltrauris von-Vorteil-*.:- Durch das Fehlen eines Quecksilberreservoirs'ergeben sich auch im Fall, einer "Zerstörung .der beispielsvieise aus Glas bestehenden Hülle für den Schaltraum .keine gefahrbringenden Folgen, da: durch das Fehlen eines : .. Reservoirs kein Quecksilber an die Umgebung abgegeben v/erden kann, .; . .. - '' ' . . ..." .":.. . " . ..

Eine- be\^rorzugtc Ausführungsforra der Erfindung sieht. yor_?I.die........

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Kontaktelemente"magnetisch leitend auszuführen und eine Vor- *· magnetisierung durch Dauermagnete vorzusehen. Den spiegelbildlich und paarweise angeordneten Kontaktelementen sind dann beispielsweise gleichsinnig gepolte Dauermagnete zugeordnet. ZuTa Erreichen eines durch die Dauermagnete bestimmten Kippverhaltens mit zweiseitiger Ruhelage des Ankers ist letzterer dann als Drohanker'V-förmig ausgebildet. Um eine möglichst günstige, durch den Anker selbst herstellbare Kontaktverbindung" su erreichen, ist es zweckmäßig, die paarweise angeordneten Kontaktelemente an dein dem Anker'zugewandten Ende keilförmig aneinander-verlaufen zu lassen.

Statt eine ICippbev/egung kann der An3cer auch eine Flugbewegung ausführen* wobei dann den paarweise angeordneten Kontakt-* elementen Dauermagnete mit entgegengesetzter Polung zugeordnet werden» Vorteilhafterweioe erhält der Anker dann eine rotationssymmetrische Form und man bildet ihn beispielsweise als Scheibenoder" Selleranker aus.

Bei beiden Ausführungsformen des Ankers kann dieser als loses !einzelteil bei der Herstellung ohne jede Befestigung zwischen die Kontakteiementceingelegt werden. Durch die bewirkte Vormagnetisierung der magnetisch leitenden Kontaktelemente erfolgt nach jedem Sehaltvorgang ein Anlegen der wir Sesame n Kontaktflächen des Ankers an die starren Kontaktelemente.

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WeitereEinzelheiten der Erfindung ergeben sich aus naehfolgender Be. Schreibung "zweier -;Ausführungsbeispiele.

Es. zeigen ; ■

Eig-, 1 in sclieraatisclior Barstcllwig ein lageiinaWinngigGS ". Qüceksilberrclais mit V-förmigem Anker nach der Erfindung, : ; .- - ■

Jig. 2 eine Variante von Pig..1 mit Scheibenanker.

Die sciieraatische Darstellung nacli Mg. 1 zeigt ein lageunabhängiges Schaltsiystem unter Verwendung von ^useksilber- ' benotsten Schaltteilen» Als Schaltteile gelten, liierbei die Kontaktelenente 2a und 2b bavf. 3a und 3b sowie der' innerhalb des Schal tr auiTisi kippbare Anker 4. Zwischen den magnetisch ' leitenden, und paarv/eise angeoränetsia Kontaktcleinenten 2a und 2b bsw, 3a und Jh ist je ein Dauei^raagnet 5 bsv/. 6 angeordnet, um einen Dauerfluß innerhalb der wirksamen Flußkreise zu erreichen. Die Pölung dieser Dauermagnete ist bez^o-gen auf ihre. Anordnung 3v;ischen den magnetisch leitenden Kontaktelementen gleichsinnig, so daß der den Kontaktelementen 2a und 3b bzw. 2b und 3a beti"iebsmäßig zugeordnete Anker 4 eine Ver-. bindung zwischen den untersc^iGdlichen Polen der Dauermagnete und 6 herstGllt. Dadurch entstehen bei entsprecliender Feldstarke der Däueriuagnete zwei stabile Ruhelagen des Ankers, wobei die Haftkraft durch die wirksame ^eldstarfoe der .wendeten Dauermagnete bestimmt wird, ."._. ■'■;'-:^[ _:\/. :^:'-\

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Der Schaltrauui 1. befindet eich in einer pillenförmigen Hülle 8, die beispielsweise aus Glas hergestellt sein kann. Die Werkstoff wahl lot in jedem Fall derart, daß die Wände dos ■Schaltraums weder elektrisch leitend noch magnetic iei"bar sind. Da die V/ände auch für Quecksilber nicht benetzbar sind, bleiben für die Benetzung lediglich die wirksamen Enden der· Kontakt- · elemente 2a und 2b bzw. 3a und 3b sowie der Anker 4. Der zur Aufreehtorhaltung dieser Kontaktbenetzung notwendige, geschlossene Quecksilbcrkreislauf wird dadurch gewährleistet, daß der V-fürnige Drehanker 4 beim Schalten in die eine oder andere Ruhelage ;jev:eils dar ' ooamte Volumen des Schaltraums überstreicht. Da keine Hohlräume ^handen sind, in denen sich das betriebsmäßig verspritzte Que_v 'über ablagern könnte, ΰί-cht nach jeder Ankerbewegung praktisch die gesarate Quecksilbernenge wieder zur Kontaktbenetzung zur Verfügung»

Die hier dargestellte lage des Drehankers 4 entspricht einer der beiden Ruhelagen. Es sind hier durch den Anker 4.die Kontaktelcmente 2b und 3a elektrisch leitend verbunden, wobei die vorhandene Quecksilberbenetzung die sieh daraus ergebenden Vorteile zwangsweise· hervorruft. Wird durch einen Stromimpuls in der Erregerwicklung 7 eine Überlagerung des Dauerflusses .mit dem Erregerfluß derart hervorgerufen,* daß der resultierende Fluß in den Arbeitsluftspalten größer ist als der Fluß an den Kontaktstellen zwischen dem Drehanker 4 und den Kontaktelementen 2b und 3a, so hebt der Drehanker 4 an den beiden "Enden. gltfSeh- ,;,

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' zeitig ab: und dreht sich in die entgegengesetzte Rühelage. In diesen Pail stellt dann der Anker 4 eine elektrische und magnetische Verbindung: zwischen den Kontakteleinenten 2a und 3b her und verbleibt in dieser lage auch nach Aufhören.des Erregerflusses. Edne Rückführung des Ankers in die Äüsgangslage ist in bekannter Weise -wieder durch einen Gegenstrom in der Erregerwicklung erreichbar, · .

In Jig.2 ist eine Variante derin Pig.1 gezeigten Anordnung dargestellt, die sich auf eine Hubbewegung des Ankers 14 besieht .: Auch: hier kann davon ausgegangen v/erden, daß sich in einer pillenfÖrmigen Hülle 18 die Enden von magnetisch leitenden Kontaktelementen 12a und 12b bzw. 13a'und 13b .befinden.\ wobei der Anker .14 hierbei als Scheibenanker ausgebildet ist. Auch hier dient^ der Anker 14 als elektrisches Überbrückuhgsglied für die starren: Kontaktelemente <> Er führt hier jedoch keine Kippbey/egung sondern eine betriebsmäßige riugbe\7egung aus« Auch seine Ruhelage ist nicht 'diagonal zv/ischen den Enden der Kontaktelemente, sondern er verbindet, entsprechend der jeweils wirksamen Ruhelage entweder die oberen oder die/unteren Kontaktelemente miteinander. In dem hier : geneigten,Ausführungsbeispiel: ist eine Ruhelage dargestellt, "." bei der der- Anker 14 die Kontakteiemente 12ä vmxä, 13'ä verbindet. Die sich hierbei ergebende Haftlage des Ankers wird durch den Fluß der zwischen' den paarweise angeordheten Köntak'teiementen 12a, 12b/T3a, ' 13b" vorhandenen Dauermagne'te TB und-Ί-ρ erreicht.

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Es kann im übrigen zweckmäßig sein, dem Scheibenanker eine 'mittlere Bohrung 14a zu geben, die sowohl zum Druckausgleich als auch zur Verringerung der Ankermasse dient. Naturgemäß ist die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungen des Ankere beschränkt, sondern für jede Ankerart anwendbar, wobei entweder eine Kippbewegung, Hubbewegung oder Abrollbewegung des Ankers in Präge kommt« Auch die zweiseitige Ruhelage des Ankers ist nicht -zwingend. Erforderlichenfalls kann in bekannter l/eisc durch Wahl zusätzlicher Dauermagnete auch eine einseitige Ruhelage des Ankers erreicht werden. Die Erfindung ist ferner nicht auf die Verwendung von Quecksilber als Schaltflüssigkeit beschrankt, sondern es kann für die erfindungsgemäße Lösung naturgemäß jede elektrisch leitende Flüssigkeit benutzt werden.

10 Patentansprüche .

2 Figuren ■·'."■

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Claims (1)

1. • 1SU671

   ! al & n'.t.a n_;""s ρ r ü e h ο _v

   mit . neriaetiseit dichtem

   , wobei dio .kontaktgsbondsn Teile des Eelais isife Qu©oksiXber b§notat. -sindy '.gekeimseioimst"--" durch, eine derartige Bssiocssun'g -des Sühalt2?auiss (I)₁ daS der als olt-ktrisotea Hbor^iiAeMmgagliod iUy.'die starren .Kontakt-

   5a» 5"b) \iirksea»e Anfeer (4) tetris"bsmäSig iihrfev.' die den £sssmtcm-Söh-aitra\iia (.1}

   s- aacli "Änsprueti" T,-".dadurch. -

   » dai dl© Wind© des Sehsltxauas. ■ (1) ©loktrissh

   nach. Anspruch. -2_t dadurch feB &i§ dtÄ Schal trau® "usisetiend.^ Hülla (3)

   'Qaecksilfeerrolais 'nach, lasprueh 1 a ^lesnäls^ichnet». -daß; die'

   (5

   - ίο -

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   ordneten Kontaktelementen (2a, 21i/3a, Jb) gleichsinnig gepolte Dauermagnete (5, 6) angeordnet sind.

   6. Lageunabhängiges Quecksilberrelain naelii Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichndij daß der innerhalb ilcs Schaltraums (1) frei bewegliche Ämter (4) zhr Ermöglichen einer Eippbev/egung als Br-ehanker V-föreig ausgebildet ist

   7. Lageunabhängiges Queclrsilberrelais natsh Imspracii 6, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise aBgcöEretae/ten Kontakt— eleoente C2a, -2b^3a,31)) an dem äem Imker ((4) zugewandten Ende zueinander keilförmig verlaufen.

   8. Lageunabhängiges Quecksilberrelais maelE imss>nae:li 1 bis 4, dadurch gekeiinaoieliiiet, daß. zram Erreictem eimer lietriete-. mäßig geradlinigen Plugbewegnjng des Imkers; Ci*) die. den paariToise angeordneten Kontaktelememteini CH2a, 121/13a, 15b) zugeordneten BauerEagnete (5,6) emtgegemgeseifcrt gepolt sind» (Pig.2).

   9. Lageunalbhliingiges QueeksillberreXais mmäh. iumsspnaclE 8, dadurck gekennzeichnet, daB der Anker (14) <eim© roifcaifcio Form, "boisBielstreise Sclieilben— ©der if©JJ.ejr£<n)rj!a_a

   10_e lageunaTblaängiges Quiecksillserrelais anaesÄi ünaisianiacte. 9_a dadnircli gekennaeicnnet, da® der Anker (114) vffijrwsgsswsEJLse Im seiiiesr

   eine Bolunurag (14a) heuttoEtm BAD OR'^'M JJ

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