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Klappenschrank mit in Reihen angeordneten Quecksilberrelais, bei denen
ein Verdrängungskörper- unter elektromagnetischer Einwirkung mittels Quecksilbers
die Steuerung von Stromkreisen bewirkt In Klappenschränken verwendet man neuerdings
Relais, die an Stelle von festen Kontaktteilen Quecksilberkontakte enthalten, um
den Stroinschluß sicherer zu gestalten. Dabei hat man sich im Aufbau an die Relais
mit festen Kontakten gehalten. Man hat nämlich mit dem drehbaren Anker des Elektromagneten
ein Quecksilberkippröhrchen verbunden, in dem die Kontakte derart angeordnet sind,
daß durch das Kippen der Stromschluß zustande kommt.
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Die Verwendung derartiger Relais mit Kippkontakten in Klappenschränken
hat eine Reihe großer Nachteile im Gefolge. Zunächst müsssen sich infolge der Kippbewegung
des das Quecksilber enthaltenden Röhrchens auch die in dieses eingeschmolzenen Drähte
bewegen. Es tritt hierbei ein gewisser, wenn auch kleiner mechanischer Widerstand
auf. Außerdem ist die Bewegung mit einer fortgesetzten Biegungsbeanspruchung der
Drähte verbunden, die mit der Zeit brechen können. Auch aus der notwendigen Lagerung
des das Röhrchen tragenden Ankers ergeben sich Bewegungswiderstände.
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Ferner nimmt das Relais infolge der Anordnung des quer zur Achse der
Spule stehenden Ankers mit Kippröhre sehr viel Raum ein. Dieser Umstand ist gerade
bei Klappenschränken von außerordentlich großer Bedeutung, weil zu jedem einzelnen
Anschluß ein besonderes Relais gehört. Will man trotz der Sperrigkert des Relais
den Raum im Klappenschrank möglichst ausnutzen, so ist man genötigt, die Relais,
ungebührlich zusammenzudrängen. Hierdurch wird die Übersieht und Kontrolle sowie
auch die Ausführung von Reparaturen, die Auswechslung von Teilen und die Einstellung
erschwert Letzere ist bei den bisher verwendeten Relais unerläßlich. Um aber eine
sichere Einstellung möglich zu machen, kann man bei der Ausführung des Relais nicht
unter gewisse Abmessungen heruntergehen.
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Entsprechend der Kompliziertheit sind natürlich auch die Herstellungskosten
des Klappenschrankes sehr hoch, die sich einerseits aus den Kosten der einzelnen
Relais, andererseits aus einem Betrag pro Relais zusammensetzen, der in einem gewissen
Verhältnis zu dem Raumbedarf des einzelnen Relais steht. Besonders aber nimmt das
Relais allein einen zu großen Prozentsatz der Anlagekosten pro Anschluß in Anspruch.
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Bei der bekannten Ausführung mit Kippröhren hat man sich übrigens
auch genötigt gesehen, den Anker abzufedern und durch elastische Puffer in den beiden
Endlagen abzufangen, um Vibrationen bei Wechselstrombetrieb zu vermeiden.
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Gemäß- vorliegender Erfindung werden diese -Nachteile unter Erzielung
weiterer noch
zu erörternder Vorteile dadurch beseitigt, daß der
Klappenschrank mit Qtiecksilberr elais ausgestattet wird, die in an sich bekannter
Weise je aus einer Elektromagnetspule und einem in ihr gleichachsig angeordneten
Glasröhrchen finit eingeschmolzenen Drähten bestehen, welches Quecksilber und einen
in diesem schwimmenden Eisenkörper enthält, dessen verdrängende Wirkung auf das
Quecksilber durch Wirkung der Elektromagnetspule verändert wird, so daß je nach
der Anordnung durch Erregung der Elektromagnetspule der Spiegel des Quecksilbers
steigt oder fällt und der Strom durch die Einschmelzdrähte geschlossen oder unterbrochen
wird.
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Die Vorteile der Verwendung solcher Relais in Klappenschränken liegen
auf der Hand. Zunächst wird das Quecksilberröhrchen einfach in die Elektromagnetspule
eingesetzt und bedarf im Gegensatz zu den bisher verwendeten Kippröhrenrelais keinerlei
Befestigung.
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Im Betrieb nimmt überdies das Röhrchen dauernd eine unveränderliche
Lage ein, so daß die Zuführungsdrähte keinerlei Bewegung erfahren.
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Insbesondere ist auch keine genaue Einstellung nötig, weil der Eisenkern
ohne Rücksicht auf seine Stellung gegenüber der Elektromagnetspule beim Stromschluß
angezogen wird, vorausgesetzt natürlich, daß er überhaupt genügend in dem Kraftlinienfeld
der erregten Spule liegt.
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Da keine Einstellung nötig ist, kann man mit dein Raum im Klappenschrank
besonders sparsam umgehen. Überhaupt ist der Raumbedarf der denkbar kleinste, weil
die den Eisenkern und das Ouecksilber enthaltende Röhre als einziger neben der Spule
vorhandener Teil im Hohlraum der Spule untergebracht wird, also für den Raumbedarf
lediglich der Umriß der Spule maßgebend ist.
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Es fällt auch die bei Verwendung von Kippröhren unentbehrliche Federung
und Pufferung des bewegten Teiles fort.
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Infolge der außerordentlichen Einfachheit der Ausführung, bei der
jede drehbare Lagerung vermieden ist, und bei der das ganze Relais nur aus der Spule
und dem das Quecksilber und den Eisenkern enthaltenden Glasröhrchen besteht, werden
die Herstellungskosten des Klappenschrankes auf einen Bruchteil der bisherigen Kosten
herabgemindert. Durch die Kleinheit der Relais ergibt sich auch die Möglichkeit,
die Klappenschränke im ganzen kleiner auszuführen oder in einem Klappenschrank von
gegebener Größe mehr Anschlüsse unterzubringen. Infolgedessen kann natürlich auch
ein vorhandenes Vermittlungsamt eine entsprechend große Anzahl Anschlüsse aufnehmen.
Zu der bedeutenden Ersparnis an den einzelnen Relais kommt somit auch noch die ebenfalls
beträchtliche Ersparnis an den sonstigen Einrichtungs- und Baukosten. Vor allem
aber stehen auch die Kosten der Relais in einem bedeutend günstigeren Verhältnis
zu den Gesamtkosten der Anlage, als dies bisher der Fall war.
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Überdies werden durch die außerordentliche Einfachheit und den Fortfall
von sich abnutzenden Teilen die Unterhaltskosten erheblich herabgesetzt bei gleichzeitiger
Erhöhung der Betriebssicherheit sowie Erleichterung der Übersicht, der Kontrolle,
der Auswechslung von Teilen. und der Ausführung von Reparaturen.
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Besonders wertvoll ist der bereits erwähnte Fortfall einer Befestigung
des Röhrchens, das einfach in die hohle Spule hineingesetzt wird. Man braucht also
nichts weiter zu tun, als die Verbindung der eingeschmolzenen Drähte mit den Leitungen
herzustellen. Aber auch diese Verbindung kann man leicht ohne besondere Handgriffe
ausführen. Man braucht zu diesem Zwecke nur die Glasröhre als Stecker oder ähnlich
auszubilden, derart, daß beim Einsetzen der Röhre in die Spule ohne weiteres die
Verbindung ihrer Einschmelzdrähte mit den Leitungen zustande kommt. In gleichem
Sinne kann man auch die Spule mit Steckstiften versehen, wobei zweckmäßig zwei Steckstiftpaare
vorhanden sind, von denen das eine die Verbindung mit dem durch das Relais zu kontrollierenden
Stromkreis herstellt und das andere die Magnetspule in den Erregerstromkreis einschaltet.
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.Ouecksilberrelais der gemäß der Erfindung bei Klappenschränken zu
verwendenden Art sind an sich bereits bekannt, jedoch noch nicht in dem vorliegenden
Sonderfall verwendet worden, in welchem sie ganz besondere Vorteile gegenüber den
-bisher ausschließlich verwendeten Kipprelais bieten.
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Die Zeichnung zeigt verschiedene Äusführungsbeispiele der Erfindung.
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Abb. r stellt einen Teil eines Klappenschrankes mit eingebauten Quecksilberrelais
dar.
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Abb. a veranschaulicht ein einzelnes Relais, Abb. 3 ein Relais mit
Steckerverbindung. Abb. ¢ und 5 zeigen zwei Relais für zwei Stromkreise.
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Abb. 6 veranschaulicht ein Halterelais.
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In Abb. r sind @a ;die Spulen ider einzelnen Relais, b die aus ihnen
oben herausragenden Glasröhrchen mit Einschmelzdrähten c. Die Spulen sind in dichten
Reihen auf Tragschienen d im Klappenschrank m montiert. Es ist ohne weiteres
ersichtlich, daß bei den bekannten Klappenschränken mit Quecksilberrelais
die
Spulen nicht so dicht zusammengedrängt werden können, weil noch Raum für die außerhalb
des Spulenumrisses anzuordnenden beweglichen Teile gelassen werden muß.
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Aus Abb. 2 ist die Ausführung des Relais ersichtlich. Die Elektromagnetspule
a ist hohl ausgebildet, und in den- zentralen Hohlraum ist die das Quecksilber e
und--den stabförmigen Eisenkörper f enthaltende Röhre b mit Einschmelzdrähten c
eingesetzt. Wird der Stromkreis der Spule a geschlossen, so zieht diese den Eisenkörper-
f ein, so daß er eine größere Menge Quecksilber verdrängt und der Quecksilberspiegel
so weit ansteigt,- daß die Einschmelzdrähte c von Quecksilber bedeckt werden, also
der. Stromkreis durch diese Drähte geschlossen wird.
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Gemäß Abb. 3 sind in Verbindung mit der Glasröhre zwei Blechstreifen
g angebracht, die mit den Einschmelzdrähten c in Verbindung stehen. Diesen Blechstreifen
entsprechen. Blechstreifen la, die in die Innenfläche der zentralen Bohrung des
Spulenkörpers eingelassen sind und mit Steckstiften i an der unteren Stirnfläche
der Spule in Verbindung stehen. Diese Steckstifte werden beim Einsetzen der Spule
in Steckhülsen der Schienen d eingesetzt, die mit den Zuleitungsdrähten für den
sekundären Stromkreis in Verbindung stehen, so daß durch Einsetzen der Spule ohne
weiteres die Einschmelzdrähte c in den Stromkreis eingeschaltet werden. Ein weiteres
Paar Steckstifte j, die gegenüber den Stiften i um je 9o° versetzt sind, dient in
Verbindung mit entsprechenden Steckhülsen in den Schienen d zur Einschaltung der
Spulenbewicklung in den Erregerstromkreis. Es «-erden somit durch Einsetzen der
Spule in den Klappenschrank ohne weiteres sämtliche Verbindungen hergestellt, so
daß jede Notwendigkeit der Herstellung einer Verbindung durch besondere Handgriffe
nach Einsetzen der Spule bzw. des Quecksilberröhrchens in die Spule entfällt.
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Die Verwendung des Relais in Klappenschränken gibt auch in besonders
einfacher Weise und ohne nennenswerten Mehrbedarf an Raum die Möglichkeit, das Relais
zum Schließen zweier Stromkreise zu benutzen.
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Abb. d. zeigt eine Anordnung, bei der zwei Quecksilber und ein Eisenstück
enthaltende Röhren b1, b2 gleichachsig übereinander in die Spule a eingesetzt
sind. In der Röhre b1 erfolgt der Stromschluß durch das Quecksilber in der gleichen
Weise, wie oben unter Bezugnahme auf Abb.2 beschrieben, wenn der Erregerstromkreis
der Spule geschlossen wird. Gleichzeitig wird in der Röhre b2 der Eisenkern aus
dem Quecksilber- herausgehoben, so daß hier der Quecksilberspiegel sinkt und der
im Ruhezustande bestehende Stromschluß aufgehoben wird.
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Da die beiden Röhrchen übereinander angeordnet sind, benötigt das
Relais nur in der Höhenrichtung etwas mehr Platz, während die von ihm beanspruchte
Grundfläche dieselbe ist wie bei dem einfachen Relais.
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Handelt es sieh darum, gleichzeitig zwei gesonderte Stromkreise zu
schließen und zu unterbrechen, so kann man, wie aus Abb. 5 ersichtlich, zwei Röhrchen
b1, b2 in gleicher Höhenlage in einer Spule unterbringen, deren Hohlraum entsprechend
groß gehalten ist. Die Spule kann hierbei von länglicher Querschnittsform sein,
und die Glasröhren können einen halbrunden Querschnitt erhalten, um den Hohlraum
der Spule möglichst vollständig auszunutzen.
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Das Relais läßt sich auch leicht als Halterelais ausbilden, um durch
einen Stromstoß einen dauernden Schluß des Sekundärstromes hervorzubringen. Abb.6
veranschaulicht eine solche Ausbildung des Relais. Die Spule a besteht hierbei aus
zwei Wicklungen a1, a2, deren erstere im primären Erregerstromkreis liegt, während
die letztere in den die E'inschmelzdrähte, eine als optisches-Rufsignal gedachte
Lampe l und einen Schalter k enthaltenden Sekundärstromkreis eingeschaltet ist.
Hat einmal ein Stromstoß die Spule a1 erregt und damit durch das steigende Quecksilber
den Sekundärstromkreis geschlossen, so wird durch den sekundären Strom die Spule
a2 erregt, so daß sie den Eisenkern festhält und auch nach Aufhören des Stromstoßes
in der Primärleitung die Unterbrechung des Sekundärkreises verhindert. Die Unterbrechung
erfolgt erst dann, wenn der Schalter k, z. B. durch Stöpseln der zugehörigen Sprechleitung,
geöffnet wird.