DE1614671B2 - Lageunabhaengiges quecksilberrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein lageunabhän- Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

giges Quecksilberrelais mit hermetisch dichtem sieht vor, die Kontaktelemente magnetisch leitend

Schaltraum, wobei die kontaktgebenden Teile des auszuführen und eine Vormagnetisierung durch

Relais mit Quecksilber benetzt sind. Dauermagnete vorzusehen. Den spiegelbildlich und

Es ist bekannt, zum Erreichen einer Prellfreiheit 5 paarweise angeordneten Kontaktelementen sind der kontaktgebenden Teile und eines geringen elek- dann beispielsweise gleichsinnig gepolte Dauertrischen Übergangswiderstandes statt metallischer magnete zugeordnet. Zum Erreichen eines durch die Kontakte Flüssigkeitskontakte vorzusehen. Man ver- Dauermagnete bestimmten Kippverhaltens mit zweiwendet in der Regel Quecksilber als Schaltflüssigkeit, seitiger Ruhelage des Ankers ist letzterer dann als wobei sich dann auch beim Schalten höherer elek- io Drehanker V-förmig ausgebildet. Um eine möglichst trischer Leistungen weder ein Verschweißen ergibt, günstige, durch den Anker selbst herstellbare Konnoch eine Veränderung der Kontaktoberfläche durch taktverbindung zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Metalltransport möglich ist. Diesen bekannten Vor- paarweise angeordneten Kontaktelemente an dem teilen steht bei vielen Quecksilberrelais der Nachteil dem Anker zugewandten Ende keilförmig zueinander gegenüber, daß vielfach eine bestimmte Einbaulage 15 verlaufen zu lassen.

vorgeschrieben werden muß, da durch das Vor- Statt einer Kippbewegung kann der Anker auch

handensein eines Quecksilberreservoirs eine Lage- eine Flugbewegung ausführen, wobei dann den paar-

abhängigkeit besteht. Dieses Quecksilberreservoir weise angeordneten Kontaktelementen Dauermagnete

ist bei vielen bekannten Ausführungsformen auch mit entgegengesetzter Polung zugeordnet werden.

dann erforderlich, wenn nur eine Benetzung der 20 Vorteilhafterweise erhält der Anker dann eine

Kontakte mit Quecksilber vorgesehen ist. Betriebs- rotationssymmetrische Form, und man bildet ihn

mäßig verspritztes Quecksilber gelangt dann auf beispielsweise als Scheiben- oder Telleranker aus.

Grund der Schwerkraft immer wieder in das Reser- Bei beiden Ausführungsformen des Ankers kann

voir zurück und steht zur Aufrechterhaltung der Be- dieser als loses Einzelteil bei der Herstellung ohne

netzung dann wieder zur Verfügung. 25 jede Befestigung zwischen die Kontaktelemente ein-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gelegt werden. Durch die bewirkte Vormagnetisie-

Quecksilberrelais zu schaffen, das in jeder Lage be- rung der magnetisch leitenden Kontaktelemente er-

triebsfähig ist. Dabei wird die Forderung gestellt, folgt nach jedem Schaltvorgang ein Anlegen der

daß die kontaktgebenden Teile des Relais mitQueck- wirksamen Kontaktflächen des Ankers an die starren

silber benetzt bleiben, obwohl kein Quecksilber- 3° Kontaktelemente,

reservoir vorhanden ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem aus nachfolgender Beschreibung zweier Ausführungs-

Quecksilberrelais der eingangs näher bezeichneten beispiele. Es zeigt

Art durch eine derartige Bemessung des Schaltraums Fig. 1 in schematischer Darstellung ein lagegelöst, daß der als elektrisches Überbrückungsglied 35 unabhängiges Quecksilberrelais mit V-förmigem für die starren Kontaktelemente wirksame Anker Anker nach der Erfindung,

betriebsmäßige Schaltbewegungen ausführt, die den Fig. 2 eine Variante von Fig. 1 mit Scheibengesamten Schaltraum überstreichen. Durch diese anker.

Lösung wird erreicht, daß dem Schaltvorgang prak- Die schematische Darstellung nach Fig. 1 zeigt tisch kein Quecksilber entzogen werden kann. Da 4° ein lageunabhängiges Schaltsystem unter Verwendas gesamte zur Verfügung stehende Volumen des dung von quecksilberbenetzten Schaltteilen. Als Schaltraums bei jedem Schaltvorgang von dem Schaltteile gelten hierbei die Kontaktelemente 2 a quecksilberbenetzten Anker überstrichen wird, läßt und 2b bzw. 3a und 3 6 sowie der innerhalb des sich erreichen, daß mit Sicherheit alle im Schalt- Schaltraums 1 kippbare Anker 4. Zwischen den raum verstreuten Quecksilbertröpfchen bei jeder 45 magnetisch leitenden und paarweise angeordneten Ankerbewegung eingesammelt werden. Es ergeben Kontaktelementen 2a und 2 b bzw. 3 ο und 3 b ist sich daher durch die erfindungsgemäße Lösung zwar je ein Dauermagnet 5 bzw. 6 angeordnet, um einen die Vorteile eines Quecksilberrelais mit benetzten Dauerfluß innerhalb der wirksamen Flußkreise zu Kontaktelementen. Die Nachteile, die sich bei be- erreichen. Die Polung dieser Dauermagnete ist bekannten Relais dieser Art durch die Lageabhän- 5° zogen auf ihre Anordnung zwischen den magnetisch gigkeit einstellen, können jedoch mit Sicherheit ver- leitenden Kontaktelementen gleichsinnig, so daß der mieden werden. Da im übrigen die Kontaktelemente den Kontaktelementen 2 α und 3 b bzw. 2 b und 3 a starr ausgeführt sind und gegenüber bekannten Aus- betriebsmäßig zugeordnete Anker 4 eine Verbindung führungsformen betriebsmäßig nicht federnd aus- zwischen den unterschiedlichen Polen der Dauergelenkt werden müssen, lassen sich derartige Relais, 55 magnete 5 und 6 herstellt. Dadurch entstehen bei insbesondere hinsichtlich ihrer Baulänge, besonders entsprechender Feldstärke der Dauermagnete zwei klein herstellen. Dadurch besitzt auch der Schalt- stabile Ruhelagen des Ankers, wobei die Haftkraft raum ein relativ kleines Volumen, so daß sich ein durch die wirksame Feldstärke der verwendeten guter Wärmeaustausch mit der Umgebung ergibt. Dauermagnete bestimmt wird.

Auch hinsichtlich Bruchgefahr während der Ferti- 60 Der Schaltraum 1 befindet sich in einer pillen-

gung bzw. beim Einbau ist das geringe Innenvolumen förmigen Hülle 8, die beispielsweise aus Glas her-

des Schaltraums von Vorteil. Durch das Fehlen gestellt sein kann. Die Werkstoffwahl ist in jedem

eines Quecksilberreservoirs ergeben sich auch im Fall derart, daß die Wände des Schaltraums weder

Fall einer Zerstörung der beispielsweise aus Glas elektrisch leitend noch magnetisierbar sind. Da die

bestehenden Hülle für den Schaltraum keine gefahr- 65 Wände auch für Quecksilber nicht benetzbar sind,

bringenden Folgen, da durch das Fehlen eines Reser- bleiben für die Benetzung lediglich die wirksamen

voirs kein Quecksilber an die Umgebung abgegeben Enden der Kontaktelemente 2 α und 2 b bzw. 3 α und

werden kann. 3 b sowie der Anker 4. Der zur Aufrechterhalten?

dieser Kontaktbenetzung notwendige, geschlossene Quecksilberkreislauf wird dadurch gewährleistet, daß der V-förmige Drehanker 4 beim Schalten in die eine oder andere Ruhelage jeweils das gesamte Volumen des Schaltraums überstreicht. Da keine Hohlräume vorhanden sind, in denen sich das betriebsmäßig verspritzte Quecksilber ablagern könnte, steht nach jeder Ankerbewegung praktisch die gesamte Quecksilbermenge 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 Kontaktelemente 2 b und 3 a elektrisch leitend verbunden, wobei die vorhandene Quecksilberbenetzung die sich 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 2 b und 3 a, so hebt der Drehanker 4 an den beiden Enden gleichzeitig ab und dreht sich in die entgegengesetzte Ruhelage. In diesem Fall stellt dann der Anker 4 eine elektrische und magnetische Verbindung zwischen den Kontaktelementen 2 α und 3 b her und verbleibt in dieser Lage auch nach Aufhören des Erregerflusses. Eine Rückführung des Ankers in die Ausgangslage ist in bekannter Weise wieder durch einen Gegenstrom in der Erregerwicklung erreichbar.

In F i g. 2 ist eine Variante der in F i g. 1 gezeigten Anordnung dargestellt, die sich auf eine Hubbewegung des Ankers 14 bezieht. Auch hier kann davon ausgegangen werden, daß sich in einer pillenförmigen Hülle 18 die Enden von magnetisch leitenden Kontaktelementen 12 α und 12 b bzw. 13 a und 13 b befinden, wobei der Anker 14 hierbei als Scheibenanker ausgebildet ist. Auch hier dient der Anker 14 als elektrisches Überbrückungsglied für die starren Kontaktelemente. Er führt hier jedoch keine Kippbewegung, sondern eine betriebsmäßige Flugbewegung aus. Auch seine Ruhelage ist nicht diagonal zwischen den Enden der Kontaktelemente, sondern er verbindet entsprechend der jeweils wirksamen Ruhelage entweder die oberen oder die unteren Kontaktelemente miteinander. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Ruhelage dargestellt, bei der der Anker 14 die Kontaktelemente 12 α und 13 α verbindet. Die sich hierbei ergebende Haftlage des Ankers wird durch den Fluß der zwischen den paarweise angeordneten Kontaktelementen 12 a, 12 b 113 a, 13 b vorhandenen Dauermagnete 15 und 16 erreicht.

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

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Lageunabhängiges Quecksilberrelais mit hermetisch dichtem Schaltraum, wobei die kontaktgebenden Teile des Relais mit Quecksilber benetzt sind, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Schaltraums (1), daß der als elektrisches Überbrückungsglied für die starren Kontaktelemente (2 a, 2 b, 3 a, 3 b) wirksame Anker (4) betriebsmäßige Schaltbewegungen ausführt, die den gesamten Schaltraum (1) überstreichen.

2. Lageunabhängiges Quecksilberrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Schaltraums (1) elektrisch und magnetisch neutral ausgeführt sind.

3. Lageunabhängiges Quecksilberrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaltraum umgebende Hülle (8) aus Glas besteht.

4. Lageunabhängiges Quecksilberrelais nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (2 a, 2 b, 3 a, 3 b) magnetisch leitend sind und eine Vormagnetisierung durch Dauermagnete (5, 6) besitzen.

5. Lageunabhängiges Quecksilberrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den spiegelbildlich und paarweise angeordneten Kontaktelementen {2a, 2b 13a, 3b) gleichsinnig gepolte Dauermagnete (5, 6) zugeordnet sind.

6. Lageunabhängiges Quecksilberrelais nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb des Schaltraums (1) frei bewegliche Anker (4) zum Ermöglichen einer Kippbewegung als Drehanker V-förmig ausgebildet ist (F i g. 1).

7. Lageunabhängiges Quecksilberrelais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneten Kontaktelemente (2 a, 2b 13a, 3 b) an dem dem Anker (4) zugewandten Ende zueinander keilförmig verlaufen.

8. Lageunabhängiges Quecksilberrelais nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen einer betriebsmäßig geradlinigen Flugbewegung des Ankers (14) die den paarweise angeordneten Kontaktelementen (12 a, .12 b 113 a, 13 b) zugeordneten Dauermagnete (5, 6) entgegengesetzt gepolt sind (F i g. 2).

9. Lageunabhängiges Quecksilberrelais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (14) eine rotationssymmetrische Form, beispielsweise Scheiben- oder Tellerform, aufweist.

10. Lageunabhängiges Quecksilberrelais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (14) vorzugsweise in seiner Symmetrielinie eine Bohrung (14 a) besitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen