DE2201794C3

DE2201794C3 - Elektrolytische Zeitschaltvorrichttung

Info

Publication number: DE2201794C3
Application number: DE2201794A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Air Products and Chemicals Inc
Current assignee: Air Products and Chemicals Inc
Priority date: 1971-01-14
Filing date: 1972-01-14
Publication date: 1979-09-13
Also published as: GB1376177A; DE2201794B2; FR2121876A1; DE2201794A1; FR2121876B1; CA982514A; US3711751A; GB1376178A; USRE28941E

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrolytische Zeitschaltvorrichtung für elektrische Schaltungen, bei der sich ein Leitungsweg in einem Stromkreis durch Weggalvanisie- v> ren nach einer vorbestimmten Zeitperiode unterbrechen läßt, und bei der eine metallische Elektrode in einem Elektrolytbad angeordnet ist.

Es ist eine Zeitschaltvorrichtung der genannten Art bekannt (US-PS 33 55 73!), bei der die Elektrode aus r> zwei Zuleitungen besteht, die innerhalb des Elektrolytbades durch einen Elektrodenteil mit gleichförmigem Querschnitt miteinander verbunden sind. Es ist bei einer solchen Vorrichtung kaum möglich, den Unterbrechungszeitpunkt exakt einzustellen. Außerdem ändert hi sich der Widerstand des Leitungsweges merklich. Das gleiche gilt auch bezüglich einer weiteren bekannten /citschaltvorrichtung (US-PS 3157 055), bei welcher /war die Elektrode aus einem einzigen l.eilerstück besteht, wobei der Querschnitt dieses l.citerstiickes · ■ aber ebenfalls gleichförmig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer /citschaltvorrichüint: der eingangs genannten Art ein'· sehr genaue Zeiteinstellung zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Elektrode aus einem einzigen Drahtstück besteht, dessen sich im Elektrolyibad befindlicher Mittelteil so verformt ist, daß er wenigstens einen dünneren, bandförmigen Abschnitt mit gegenüber den Drahtenden vergrößerter Oberfläche aufweist.

Durch diese Maßnahme ist es vorteilhafterweise möglich, die gewünschte Zeitspanne sehr genau einzustellen. Außerdem ist dadurch sichergestellt, daß die Stromumerbrechnung an einer bestimmten Stelle erfolgt und daß der Übergang vom leitenden Zustand in den unterbrochenen Zustand plötzlich erfolgt, ohne daß vorher eine wesentliche Änderung des Widerstandes des Leitungsweges auftritt.

Vorteile ergeben sich auch, wenn zusätzlich die in den Unteransprüchen bezeichneten Mittel vorgesehen sind.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Ansicht im Aufriß und im Schnitt einer elektrolytischen Zeitschaltvorrichtung der beschriebenen Art und

F i g. 2 eine Draufsicht dar Ausbildung einer Anodenelektrode, die bei dem Zeitschaltvorgang weggalvanisiert wird.

Aus der Zeichnung ergibt sich, daß die Zeitschaltkapsel einen äußeren korrosionsbeständigen zylindrischen Metallbehälter bzw. ein Gehäuse 5 besitzt, das beispielsweise aus Nickel sein kann. Dieses Gehäuse 5 bildet eine als Kathode wirkende Elektrode, welche mit einer elektrolytischen Plattierlösung 6 im Inneren des Gehäuses 5 Kontakt hat und in leitendem elektrischen Kontakt mit der Kathode an der Endwand 7 steht.

Die elektrolytische Lösung 6 ist in einem Hohlraum enthalten, der durch einen umgekehrten isolierenden zylindrischen Napf 8 gebildet wird, der enge Passung innerhalb des Innendurchmessers des Gehäuses 5 hat, um die elektrolytische Lösung 6 auf leitenden Kontakt mit dem Gehäuse 5 nur an der Endwand 7 zu begrenzen. Die elektrolytische Lösung kann in den Hohlraum mit Hilfe einer Injektionsnadel od. dgl. durch die Öffnung 9 im Boden des Napfes 8 bis zu einer Höhe eingefüllt werden, daß sie den Boden 10 des Napfes 8 erreicht.

Im Boden des Napfes 8 sind zwei weitere Öffnungen Il vorgesehen, durch welche die beiden Enden 12 der Anodenelektrode 15 hindurchgeführt werden können.

Diese Anodcnelektrode 15 ist aus einem Metall, das weggalvanisiert wird, wenn eine Spannung zwischen ihr und dem als Kathode dienenden Gehäuse 5 angelegt wiH, und mit der elektrolytischen Lösung 6 reagiert. Beispielsweise kann ein Kupferdraht mit einer Kupfersulfatlösung verwendet werden.

Zur Bestimmung einer genauen Zeit für die Unterbrechung des Leitungsweges zwischen den beiden Leitungen 12 bei einem konstanten elektrischen Strom zwischen der Kathode und der Anodenelektrode, muß der Querschnitt und der Flächeninhalt des Teils 16 der Anode 15, der sich in die elektrolytische Lösung 6 erstreckt,genau festgelegt werden.

Die Anodcnelektrode 15 wird daher durch ein einziges Drahtstück gebildet, das leicht mit einem bekannten genauen Diirchineser erhallen werden kann Der Draht wird dann an dein /.wischenabschnitt 16 in einem geeigneten Gesenk so geprägt, daß ein bandförmiger Querschnitt erhalten wird, bei dem eine wesentlich größere Fläche der cl"ktrol\tischen l.osunr ausgesetzt im. Auf diese Weise sind die Abmessung'

und der Flächeninhalt genau und mit geringen Kosten festgelegt.

Wie in Fig.2 gezeigt, kann der Bandabschnitt 16 mindestens einen Zwischenteil 17 haben, der dünner ist und einen noch größeren Flächeninhalt zum Weggalvanisieren durch die elektrolytische Lösung aufweist, so daß die Unterbrechung bei bestimmten Stellungen eintritt. Dies dient zur schnellen Abschaltung durch Bruch des Anodendrahtes, ohne daß der Widerstand zwischen den Enden 12 wesentlich erhöht wird, wenn der Anodendraht einem Bruch sehr nahe kommt, wie dies bei einem längeren, gleichmäßig geätzten, sehr dünnen Drahtteil der Fall sein kann. Auf diese Weise läßt sich der Zeitraum bis zum Bruch noch genauer bestimmen.

Die Anode 15 wird dann U-förmig gebogen und in den öffnungen 11 im Napf 8 gehalten. Die Anode 15 kann im Napf 8 durch einen weiteren Eintiefungs- oder Prägevorgang außerhalb des Bodens 10, wie bei 18 gc/cigi, gesichert werden.

Nachdem der Elektrolyt 6 in den mit seiner Cuerseite nach unten gerichteten Napf 8 eingefüllt worden ist, wird der obere Teil des Gehäuses 5, das länger als der Napf 8 ist und sich daher über den Boden 10 des letzteren hinaus erstreckt, mit Siegelwachs oder Epoxyharz 19 gefüllt.

Im Betrieb ist der U-förmige Teil 16. der sich in die elektrolytische Lösung 6 erstreckt, in seiner Fo^rm von wesentlicher Bedeutung. Wenn der Teil 16 beispielsweise zugespitzt oder V-förmig ist, findet der Bruch am Scheitel zu einem viel früheren Zeitpunkt statt als bei einem U-förmigen Teil, was durch die Konzentration des elektrischen Feldes durch die elektrolytische Lösung 6 zwischen der Anode 15 und der als Gehäuse dienenden Kathode 5 bedingt ist.

Durch die Verwendung des U-förmigen Anodenteils 16 innerhalb des Elektrolyten 6 und durch die

ϊ Herstellung des elektrischen Kontakts des Elektrolyten mit dem als Kathode dienenden Gehäuse 5 an der Endwand 7 mit Hilfe des isolierenden umgekehrten Napfes 8 wird eine bestimmte Gestaltung des elektrischen Feldes des Zeitschaltelements erhalten,

ίο welche gleichmäßige Zeiträume bis zum Bruch des leitenden Weges zwischen den Zuführungsenden 12 erhalten.

In einer elektrolytischen Zeitschaltkapsel, die nach dem Prinzip des Nachweises des Bruches des Leitungsweges zwischen zwei sich erstreckenden Enden 12 der Anode 15 durch Weggalvanisieren des Zwischenteils 16 arbeitet, der in der elektrolytischen Lösung 6 angeordnet ist, ist es wünschenswert, einen angemessenen hohen Widerstand in der elektrolytischen ' ösung zwischen

2w den unterbrochenen Enden der Anode 55 aufrechtzuerhalten, so daß der Ablauf des Zeitraums durch relativ einfache elektronische Schaltungen festgestellt werden kann. Die Elektrolytlösung 6 kann daher mit einem Stoff dotiert verden, eier den spezifischen Widerstand des Elektrolyten erhöht. Dies ergibt eine starke Konzentration von Ionen in einer konzentrierten Elektrolytlösung, die den Galvanisiervorgang bestimmt, ohne daß ein solch niedriger spezifischer Widerstand entsteht, daß der Bruch des Anodenteils 16 schwierig nachzuweisen

so ist. Ein Beispiel eines Stoffes zur Erhöhung des spezifischen Widerstandes der Elektrolytlösung würde ein Alkohol oder ein Alkoholderivat sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 22 Ol

1. ElekirolytJsche Zeitschaltvorrichtung für elektrische Schaltungen, bei der sich ein Leitungsweg in einem Stromkreis durch Weggalvanisieren nach einer vorbestimmten Zeitperiode unterbrechen läßt, und bei der eine metallische Elektrode in einem Elektrolytbad angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus einem einzigen Drahtstück (15) besteht, dessen sich im ι ο Elektrolytbad (6) befindlicher Mittelteil so verformt ist, daß er wenigstens einen dünneren bandförmigen Abschnitt (16) mit gegenüber den Drahtenden (12) vergrößerter Oberfläche aufweist.

2. Elektrolytische Zeitschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich im Eiektrolytbad (6) befindliche Mittelteil (16) der Elektrode U-förmig gebogen ist.

3. Elektronische Zeitschaltvorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich >ij nur der dünnere Abschnitt (16) des Mittelteils im Elektrolytbad (6) befindet.

4. Elektrolytische Zeitschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dünnere bandförmige Abschnitt (16) wenigstens einen noch dünneren Zwischenteil (17) mit noch größerer Oberfläche aufweist.

5. Elektrolytische Zeitschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an ich bekannter Weise das Elektrolytbad in einem eine zweite F'<*ktrode bildenden zylindrischen Metallgehäuse enthalten ist und daß ein die Elektrode (16) enthaltender zylindrischer Isoliernapf (8) mit seiner Öffnung in Richtung auf den Boden (7) des zylindrischen Metallgehäuscs (5) i^r> so eingesetzt ist, daß d?s Elektrolyibad (6) nur mit dem Boden (7) des Mctallgehäuses (5) und mit der Elektrode (16) Kontakt hat.

6. Elektronische Zeitschaltvorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel des U-förmig gebogenen Mittelteils (16) der Elektrode (15) auf den Boden (7) des Metallgehäuses (5) gerichtet ist.