DE616057C - Quecksilberschaltroehre, bei der das Ein- und Ausschalten des zu betaetigenden Stromkreises durch Drehen der Schaltroehre um ihre Laengsachse erfolgt - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 20. JULI 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 616057 KLASSE 21 c GRUPPE 33 oi

2i c M 1256.

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. September 1930 ab

Es sind bereits aus Glas bestehende, allseitig verschmolzene Quecksilberschaltröhre!! bekanntgeworden, bei denen der zu schaltende Stromkreis durch Drehen bzw. Kippen der S Röhre um eine zu ihrer Längsachse senkrechten Achse geöffnet oder geschlossen wird. Bei diesen bekannten Röhren ist in der Glasröhre eine Einlage aus Quarz vorgesehen, um die in Frage kommenden Teile der Glaswandung gegen den beim Schalten auftretenden Lichtbogen zu schützen. Die Einlage kann dabei eine Zwischenwand bilden, die den Raum der Röhre in zwei Teile teilt und mit einem Loch versehen ist, durch das hindurch die Vereinigung der beiden Ouecksilbermassen erfolgen kann, wenn die Röhre zwecks Ausführung eines Schaltvorganges gekippt wird. Der Schaltvorgang besteht bei den bekannten Röhren darin, daß beispielsweise beim Öffnen des zu schaltenden Stromkreises die Quecksilbermasse in zwei voneinander getrennte Teile zerlegt wird bzw. das Quecksilber die eine der beiden festen Elektroden ve.rläßt, so daß dadurch der Stromkreis unterbrochen wird und danach das Quecksilber gegebenenfalls auch die zweite feste Elektrode verläßt. Für den beim Schalten auftretenden Lichtbogen besteht hur eine Entladungsstrecke, deren Elektroden entweder beide von Quecksilber gebildet werden oder aber die eine von Quecksilber und die andere von einer festen Elektrode. Diese bekannten Schaltröhren besitzen den Nachteil, daß die Herstellung wegen des notwendigen Ouarzeinsatzes verhältnismäßig schwierig und teuer wird. Ferner verhindert der Quarzeinsatz die schnelle Ableitung der Wärme nach außen hin.

Es sind auch Flüssigkeitsschalter bekanntgeworden, bei denen das die Flüssigkeit und die Elektroden enthaltende zylindrische Gefäß zur Ausführung der Schaltvorgänge um seine Längsachse gedreht wird. Diese bekannten Flüssigkeitsschalter sind so beschaffen, daß das (nichtevakuierte) Gefäß etwa zur Hälfte mit Quecksilber und" im übrigen mit einer nichtleitenden Flüssigkeit gefüllt ist. Die stabförmigen Elektroden sind auf der (gedachten) Achse des Gefäßes liegend an der Gefäßwand befestigt und erstrecken sich senkrecht zur Gefäßachse, so- daß sie sich bei 5<> geöffnetem Schalter in der isolierenden Flüssigkeit befinden. Beim Öffnen des Flüssigkeitsschalters durch Drehung um seine Längsachse (Gefäßachse) entstehen zwar für den Lichtbogen zwei in Reihe geschaltete Entladungsstrecken in der Weise, daß das Quecksilber für die eine Entladungsstrecke Anode und für die andere Entladungsstrecke Ka-

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

Charles Hatay in Berlin.

thode ist. Dieses ist indessen für die Löschung des Lichtbogens bei dem bekannten Flüssigkeitsschalter nicht wesentlich, da das Zustandekommen des Lichtbogens durch die isolierende Flüssigkeit, die sich auf dem Quecksilber befindet, verhütet werden soll. Diese isolierende Flüssigkeit ist indessen insofern nachteilig, als sie im Laufe der Zeit durch elektrolytischen Stromübergang ίο zwischen den Elektroden zersetzt wird und auch die Gefahr der Verunreinigung des Quecksilbers durch die isolierende Flüssigkeit besteht. Des weiteren wird durch die isolierende Flüssigkeit und den ganzen Aufbau dieses bekannten Flüssigkeitsschalters dessen Gewicht stark erhöht, so daß die erzielbaren Schaltgeschwindigkeiten sehr gering sind und große Schaltleistungen aufgewendet werden müssen. Bekannt sind außerdem zylindrische, aus Glas bestehende und allseitig verschmolzene Drehschaltröhren, bei denen die Unterbrechung des Stromkreises durch Trennen zweier Ouecksilbermassen erfolgt.

Bei einer bekanntgewordenen Aueführung einer solchen Drehschaltröhre sind die Elektroden in die Durchstoßstellen der Drehachse durch die Gefäßwand eingeschmolzen. Ihre freien Enden sind als Ringe ausgebildet, deren Ebene senkrecht zur Drehachse steht, so daß sie in jeder Betriebslage mit dem Quecksilber in Kontakt stehen. Die Unterbrechung des Stromes wird durch eine einseitig im Gefäßmantel angeordnete Einkerbung hervorgerufen, die bei Drehung der Schaltröhre in die Ausschaltstellung die Quecksilbermasse in zwei Hälften teilt, so daß an der Kerbe ein Unterbrechungslichtbogen zwischen den Ouecksilberhälften auftritt.

Die erfindungsgemäße Schaltröhre, die ebenfalls beim Drehen um ihre Längsachse den Stromkreis ein- und ausschaltet, ist durch die Vereinigung nachstehender Ausführungsmerkmale in der Weise ausgebildet, daß die allseitig verschmolzene, aus Glas bestehende Röhre kugelförmig ausgeführt ist, daß ferner die Elektrodenzuführungen in an sich bekannter Weise an den Durchstoßstellen der Drehachse durch das Glasgefäß in dieses eingeschmolzen sind und daß außerdem die den Stromkreis durch Berührung mit dem Quecksilber schließenden Elektroden aus ihrem anfänglichen, der Richtung der Drehachse entsprechenden Verlauf derart abgebogen sind, daß sie von oben und etwa im mittleren Teil der Ouecksilberoberfläche gleichzeitig in das Quecksilber eintauchen. Die Elektroden bestehen dabei zweckmäßig in an sich bekannter Weise aus einem Metall von sehr hohem Schmelzpunkt, beispielsweise Wolfram oder Chromeisen. Die in das Quecksilber eintauchenden Enden der Elektroden sind vorteilhaft in ebenfalls an sich bekannter Weise kugelförmig gestaltet. Diese neuen Schaltröhren haben außer den bekannten Vorteilen der Drehschaltröhren insbesondere den Vorteil eines sicheren Schutzes der Glaswand ohne die Verwendung einer den Arbeitsaufwand beim Schalten erhöhenden Einlage oder einer ölfüllung durch die Verlegung der Schaltstelle an eine besonders günstige Stelle des kugelförmigen Gefäßes, wodurch sowohl eine unmittelbare Erhitzung¹ der Glaswand an der Schaltstelle durch die beim Schalten erzeugte Hitze als auch eine Einwirkung des Schaltlichtbogens auf die der Schaltstelle gegenüberliegende Glaswand vermieden ist und außerdem auch die besonders empfindlichen Einschmelzstellen der Elektroden der an der Schaltstelle entstehenden Hitze entzogen sind.

Dabei wird ferner durch die erfindungsgemäße Anordnung ein besonders schnelles Erlöschen des Schaltlichtbogens dadurch erreicht, daß! sich der Schaltlichtbogen aus zwei in Reihe geschalteten Entladungsstrecken zusammensetzt, derart, daß das Quecksilber für die eine Entladungsstrecke Anode und für die andere Entladungsstrecke Kathode ist, während die andere Elektrode jeder der beiden Entladungsstrecken aus festem Material, vorzugsweise einem schwer schmelzbaren Metall besteht. Durch diese vorteilhafte Ausbildung zeichnet sich die erfindungsgemäße Quecksilberschaltröhre gerade auch gegenüber den eingangs erwähnten Schaltröhren, bei denen das Schalten durch Drehen bzw. Kippen der Röhre um eine zur Längsachse der 'Röhre senkrechten Achse erfolgt, aus, da bei diesen bekannten Schaltröhren für den Schaltlichtbogen nur eine einzige Entladungsstrecke vorliegt. Die erfindungsgemäße Schaltröhre unterscheidet sich in dieser Hinsicht auch grundsätzlich von den bekannten Schaltröhren, bei denen das Schalten zwar durch Drehen einer kugelförmigen Röhre um ihre Längsachse erfolgt, die beiden Elektroden jedoch von unmittelbar an der Gefäßwand sitzenden, aus Glas bestehenden Quecksilbernäpfchen gebildet werden. Es sind bei diesen bekannten Schaltröhren zwar für den Schaltlichtbogen zwei in Reihe geschaltete Entladungsstrecken vorhanden, jedoch wird jede Elektrode der Entladungsstrecken von Quecksilber gebildet. Es ist daher, abgesehen von der Gefahr der Zerstörung der Quecksilbernäpfchen durch den Schaltlichtbogen, nicht das schnelle Erlöschen des Schaltlichtbogens gewährleistet, das bei der erfindungsgemäßen Schaltröhre dadurch erzielt wird, daß zwei in Reihe geschaltete Entladungsstrecken für den Schaltlichtbogen vorhanden sind und nur eine Elek-

trode jeder der Entladungsstrecken aus Quecksilber besteht, die andere dagegen aus festem Material, zweckmäßig schwer schmelzbarem Metall, wie Wolfram oder Chromeisen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das kugelige Glasgefäß i, welches bis zu der in der Zeichnung dargestellten Stelle mit Quecksilber 8 gefüllt ist, ist links und rechts mit je einem

ίο zylindrischen Ansatz 2 bzw. 3 versehen, durch welche die Stromzuführungen 6 bzw. 7, die mit dem Glas verschmolzen sind, in die Röhre hineinragen. Die Stromzuführungen sind an ihren Enden nach unten umgebogen. Der nach unten umgebogene Teil ist kurbeiförmig gestaltet, so daß, wie aus dem gestrichelten Teil in Abb. 2 ersichtlich ist, die an den äußersten Enden angebrachten Elektroden 4 bzw. 5 senkrecht in das Quecksilber 8 eintauchen. Die Elektroden 4 und 5 bestehen aus einem Metall von sehr hohem Schmelzpunkt, beispielsweise Wolfram oder Chromeisen.

Bei entsprechender Lage der Röhre' tauchen die Elektroden in das Quecksilber ein und stellen somit den Kontaktschluß her. Sobald die Röhre gedreht wird, wird zwar das Quecksilber entsprechend seiner Schwere ständig seine Lage beibehalten, jedoch wird der Kontakt durch das Drehen der an der Röhre befestigten Anode unterbrochen, und zwar erfolgt die Unterbrechung zweifach. Die Betätigung der Drehröhre kann beispielsweise durch einen Elektromagneten beliebiger Form erfolgen.

Durch die Eigenart des konstruktiven Aufbaues der Drehröhre wird eine Art Ventilwirkung erzielt, welche für die Unterdrückung des Lichtbogens außerordentlich günstig ist. Es ist dabei gleichgültig, ob der momentane Stromfluß von rechts oder links kommt. Es wird unbedingt immer in einem P"all Quecksilber Anode sein, während Metall Kathode ist, wodurch eine außerordentlich günstige Beeinflussung für das Abreißen des Lichtbogens hervorgerufen wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   Spruch i, dadurch gekennzeichnet,

   Andaß

   i. Quecksilberschaltröhre, bei der das Ein- und Ausschalten des zu betätigenden Stromkreises durch Drehen der Schaltröhre um ihre Längsachse erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die allseitig verschmolzene,, aus Glas bestehende Röhre kugelförmig ausgeführt ist, daß ferner die Elektrodenzuführungen an den Durchstoßstellen der Drehachsen durch das Glasgefäß in dieses eingeschmolzen sind und daß außerdem die den Stromkreis durch Berührung mit dem Quecksilber schließenden Elektroden aus ihrem anfänglichen, der Richtung der Drehachse entsprechenden Verlauf derart abgebogen sind, daß sie von oben und etwa im mittleren Teil der Ouecksilberoberfläche gleichzeitig in das Quecksilber eintauchen.
2. 2. Quecksilberschaltröhre nach

   nur die Enden der Stromzuführungen aus Metall von hohem Schmelzpunkt, beispielsweise Wolfram oder Chromeisen bestehen.
3. 3. Quecksilberschaltröhre nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nach unten gebogene. Teil der Stromzuführungen kugelförmig gestaltet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen