DE612342C - Elektrischer Schalter mit einem leitende Fluessigkeit, insbesondere Quecksilber, enthaltenden U-Rohr - Google Patents

Description

Es ist ein elektrischer Schalter mit einem leitende Flüssigkeit, insbesondere Quecksilber, enthaltenden U-Rohr bekannt, bei dem in dem einen Schenkel des U-Rohres ein als Steuerorgan dienender Tauchkörper und in dem anderen Schenkel ein eine Bohrung enthaltendes Schwimmerventil angeordnet ist.

Bei dieser bekannten Einrichtung fehlt ein unterer Sitz für den Schwimmerventilkörper, so daß die Gefahr besteht, daß der Körper unzulässigerweise im Augenblick des Ausschaltens durch das zurückflutende Quecksilber aus dem U-Rohrschenkel herausgestoßen wird. Die zur Sicherung seiner Lage in der unteren Grenzstellung vorgesehene Spule bietet in dieser Hinsicht Iceine restlose Sicherheit.

Weiterhin ist auch noch ein Quecksilberschalter bekannt, bei dem für einen kugelförmigen Ventilkörper ein unterer Sitz vorgesehen ist. Sowohl bei dieser bekannten Einrichtung als auch bei der obenerwähnten bekannten Einrichtung wird der Schwimmerventilkörper vom Quecksilber ständig überflutet. Demzufolge wird der Ventilkörper bei beiden bekannten Einrichtungen zwar im Augenblick der Abschaltung von seinem oberen Sitz abgehoben. Der Ventilkörper hat aber während der Dauer des Abschaltevorganges infolge seines Auftriebes die Neigung, sich wieder gegen den oberen Ventilsitz zu legen und dadurch das Zurückfluten des Quecksilbers, also die Unterbrechung der Kontakte, zu hemmen. Deshalb sind derartige Schalter für kurzzeitig aufeinanderfolgende Kontaktgaben ungeeignet, weil die Gefahr besteht, daß infolge des durch den Ventilkörper stark gehemmten Zurückflutens des Quecksilbers während des Abschaltevorganges noch gar keine Kontaktuuterbrechung erfolgt ist, wenn schon die nächste Kontaktgabe stattfinden soll.

Die Erfindung bezweckt, diese Mängel zu beseitigen und die Möglichkeit zu schaffen, daß ein oder mehrere Kontakte, die in an sich ^bekannter Weise in einem schräg· mit dem das Schwimmerventil enthaltenden Schenkel des U-Rohres verbundenen Rohr angeordnet sein können, kurzzeitig unterbrochen werden, indem das Ventil nur beim Zulauf des Quecksilbers, also für die Einschaltung der Kontakte, hemmend wirkt.

Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung zur Erzielung eines schnellen Rücklaufes des Quecksilbers durch Freigabe eines

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden: :

Ernst Stärke in Berlin-Siemensstadt.

weiten Strömungsquerschnittes wahrend des gesamten Ausschaltvorganges und noch bis zum nächstfolgenden Einschalten der Ventilkörper ständig unterhalb des oberen Sitzes gehalten, indem er auf dem darunter befindlichen Quecksilber schwimmt bzw. auf dem unteren Sitz abgestützt ist. Der Ventilkörper wird also· im scharfen Gegensatz zu den Entgegenhaltungen nur während des Einschalte-Vorganges bis zur Ausschaltung der Kontakte vom Quecksilber überflutet. Nach erfolgter Abschaltung ist aber das Quecksilber so weit zurückgetreten, daß der Ventilkörper, ohne seinen oberen Sitz zu berühren, auf dem Quecksilber schwimmt oder sich an dem unteren Sitz abstützt.

Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. In dem einen Schenkel ι eines U~förmigen Rohres 2 ist ein Schwimmer 3 angeordnet. Der für die Schaltung ausgenutzte obere Teil des Schwimmers hat z. B. die Form einer Halbkugel. In dem Schwimmer ist eine enge Bohrung 4 vorgesehen. Der Schwimmer 3 ist durch die nasenförmigen Ansatzes geführt. Der" Schenkel 1 endet nach oben hin in einem geschlossenen Rohr 6, in welchem der bzw. die Kontakte 7 eingeschmolzen sind.

Die Verstellung des Schwimmers 3 kann in verschiedener Weise erfolgen. Es ist z.B. möglich, durch Vorsehen eines hinreichend langen, waagerechten Schenkels des U-Rohres 2 die Verstellung des Schwimmers 3 durch eine Kippbewegung hervorzurufen. Eine noch ³S bessere einfache Verstellmöglichkeit ist auf der Zeichnung veranschaulicht. In diesem Beispiel ist an dem zweiten Schenkel 8 des U-Rohres eine Spule 9 ruhend angeordnet, die einen ebenfalls als Schwimmer ausgebildeten Magnetkern 10 beeinflußt. Die Wirkungsweise der dargestellten · Einrichtung ist wie folgt:

Bei Abschaltung der Kontakte/ befindet sich der Schwimmer 3 und der Magnetkern 10 in der gezeichneten Stellung. Sollen nun die Kontakte 7 geschlossen werden, so wird der nicht dargestellte Stromkreis der Spule 9 geschlossen. Die Spule zieht den Magnetkern 10 in sich hinein. Infolge der dadurch _tstattfindenden Änderung der Standhöhen . der Flüssigkeit 11, vorzugsweise Quecksilber, in den Schenkelnil und 8 wird der Schwimmer 3 angehoben und legt sich gegen den Ventilsitz 12, so daß für den Flussigkeitsdurchtritt zu den Kontakten/ nur die enge Bohrung4 zur Verfügung steht. Die Flüssigkeit 11 strömt nun langsam durch die enge Bohrung in das Rohrstück 6 ein und schließt der Reihe nach die z. B. im Abstand voneinander angeordneten Kontakte 7. Wird nun der Stromkreis der Spule 9 wieder unterbrochen, so bewegt sich der Magnetkern 10 wieder in die gezeichnete Stellung, und demzufolge gelangt auch der Schwimmer 3 wieder in die gezeichnete Stellung, in welcher er nicht nur die enge Bohrung 4, sondern auch den Umlauf zwischen der Wandung des Schenkels 1 und der Seitenfläche des Schwimmers für den Abfluß der Flüssigkeit freigibt. Infolgedessen wird die Flüssigkeit plötzlich in das U-Rohr 2 zurückströmen, und damit werden auch die Kontakte/ plötzlich geöffnet.

Durch passende Bemessung des Querschnittes der Bohrung 4 und des Abstandes des Schwimmers von der Gefäß wandung lassen sich in einfachster Weise in sehr weitem Bereich die dem besonderen Verwendungszweck des neuen Schalters entsprechenden günstigsten Verhältnisse von Einschalt- und Ausschaltzeit erreichen. Je langsamer der Kontaktschluß sein soll, desto enger wird man die Bohrung 4 bemessen, und je plötzlicher die Kontaktöfrnung stattfinden soll, desto größer wird man den Zwischenraum zwischen dem Schwimmer und der Gefäßwandung bemessen.

Der neue Schalter ist für zahlreiche Verwendungszwecke gut geeignet. Man kann ihn beispielsweise zur Ausführung von in bestimmter zeitlicher Aufeinanderfolge gewünschten Schaltvorgängen verwenden, bei denen eine plötzliche Kontaktunterbrechung gewünscht ist. Dies spielt insbesondere für Reklamebeleuchtungen und beim stufenweisen'Einschalten von elektrischen Apparaten, Motoren o. dgl. eine Rolle.

Ein weiteres Anwendungsgebiet des neuen Schalters ist der Schutz von Motoren. Für diesen Verwendungszweck kann man beispielsweise die auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsform verwenden. Handelt es sich um einen Drehstrommotor, so sieht man drei der dargestellten Schalter vor und schaltet die drei Spulen 9 zwischen je zwei Phasen. Man erzielt dann beim Wegbleiben einer Phase eine Abschaltung von insgesamt zwei Phasen. In diesem Fall sind natürlich nur zwei Kontakte 7 notwendig für jeden einzelnen Schalter.

Der neue Schalter läßt sich im übrigen auch für alle solche Anwendungsgebiete vorteilhaft verwenden, bei denen ein verzögertes Einschalten oder auch ein stufenweises Einschalten irgendwelcher Vorgänge notwendig ist, während durch plötzliches Einschalten Schaden entstehen würden.

Die auf der Zeichnung veranschaulichte schräge Stellung des Rohrteiles 6, in welchem die Kontakte 7 eingeschmolzen sind, ist für viele Zwecke angebracht, jedoch kann gewünschtenfalls auch ein senkrecht gestelltes Rohr, oder es können auch mehrere Rohre 6

an dem gleichen Schenkel ι vorgesehen sein. Wesentlich für den neuen Schalter ist schließlich noch, daß, abgesehen von dem Rohrteil 6, der dem zeitlichen Verlauf der Schaltvorgänge genau entsprechen muß, die übrigen Rohrquerschnitte mehr oder weniger große Ungenauigkeiten aufweisen können, ohne daß ein einwandfreies Arbeiten des. neuen Schalters irgendwie beeinträchtigt wird, da man derartige Ungenauigkeiten z. B. durch die Bemessung der Quecksilbermenge ohne weiteres ausgleichen kann.

Um beim Abschaltvorgang ein Abschließen des Schenkels ι durch den Schwimmer 3 zu verhindern, legt sich der Schwimmer in der tiefsten Stellung gegen Anschläge 13, die einen ungehinderten Abfluß des Quecksilbers aus dem Schwimmerbehälter gestatten. Als Baustoff für das U-Rohr kommt z. B. Glas oder Porzellan in Betracht; die Schwimmer können aus Metall oder teils aus Metall und teils aus Isolierstoff, wie Hartgummi, hergestellt sein.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι Elektrischer Schalter mit einem leitende Flüssigkeit, insbesondere Quecksilber, enthaltenden U-Rohr, einem als Steuerorgan dienenden Tauchkörper in einem Schenkel des U-Rohres und einem eine Bohrung enthaltenden Schwimmerventil in dem anderen Schenkel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines schnellen Quecksilberrücklaufes durch Freigabe eines weiten Strömungsquerschnittes während des gesamten Ausschaltvorganges und noch bis zum nächstfolgenden Einschalten der Ventilkörper (3) sioh ständig unterhalb des oberen Sitzes (12) befindet, indem er auf dem darunter befindlichen Quecksilber schwimmt bzw. sich auf dem unteren Sitz abstützt.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (4) des Schwimmerventilkörpers (3) gegen die Achse des U-Rohres (1, 11) geneigt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen