DE621128C - Elektrischer Schalter mit einem leitende Fluessigkeit, insbesondere Quecksilber, enthaltenden U-Rohr - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
1. NOVEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)

enthaltenden U-Rohr

Zusatz zum Patent 612

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Juni 1933 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 30. November 1932.

Das Hauptpatent bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit einem leitende Flüssigkeit, insbesondere Quecksilber, enthaltenden U-Rohr. Die Kontakte des Schalters sind vorteilhaft in einem schräg zum U-Rohr verlaufenden Rohrstück in ständig Flüssigkeit enthaltenden Näpfen angeordnet. In dem einen Schenkel des U-Rohres ist ein als Steuerorgan dienender Tauchkörper angeordnet, und in dem anderen Schenkel des U-Rohres befindet sich ein mit einer engen Bohrung versehenes Schwimmerventil. Der Schwimmerventilkörper ist während des Ausschaltvorganges auf einem stets offenen Sitz abgestützt

t5 bzw. er schwimmt, einen weiten Strömungsquerschnitt freigebend, auf der Flüssigkeit.

Die Wirkungsweise des Schalters ist erfindungsgemäß derart, daß beim Einführen des als Steuerorgan dienenden Tauchkörpers in die Flüssigkeit der Schwimmerventilkörper sich oben gegen seinen Ventilsitz legt und als Flüssigkeitsdurchtritt zu den Kontakten nur die verhältnismäßig enge Bohrung im Schwimmerventilkörper freigibt (Einschalt-

Vorgang), während er beim Wiederherausführen des Tauchkörpers aus der Flüssigkeit sich unter dem Einfluß des Gewichtes der über ihm stehenden Flüssigkeit ruckartig gegen seinen unteren offenen Sitz legt und nunmehr nicht nur die in ihm vorgesehene enge Bohrung, sondern auch den zwischen dem Schwimmerventilkörper und der Gefäßwandung befindlichen verhältnismäßig weiten Zwischenraum für das Zurückströmen der Flüssigkeit freigibt (Ausschaltvorgang). .

Der Schalter nach dem Hauptpatent arbeitet mit einer bestimmten Verzögerung, die gegeben ist durch den Strömungswiderstand der im Schwimmerventilkörper vorgesehenen Bohrung, also insbesondere durch die lichte Weite und durch die Länge der Bohrung. Für viele Anwendungszwecke eines derartigen Schalters ist es indessen erwünscht, verschiedene Verzögerungszeiten wahlweise einstellen zu können. Die Erfindung betrifft eine einfache Lösung dieser Aufgabe. Gemäß der Erfindung sind in dem Schwimmerventilkörper mehrere Bohrungen von verschiedenem Strömungswiderstand ausgebildet. Es empfiehlt sich, den Schwimmerventilkörper drehbar anzuordnen, derart, daß jede der in ihm vorgesehenen Bohrungen vor die Öffnung des die Kontakte enthaltenden, zweckmäßig schräg zum U-Rohr angeordneten Rohr Stückes einstellbar ist. Die Bohrungen im Schwimmerventil können insbesondere auf einem Kreise angeordnet sein, und das die Kontakte enthaltende Rohrstück kann exzentrisch zu dem

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

Ernst Stärke in Berlin-Siemensstadt.

Schwimmerventilgefäß angebracht sein. Am einfachsten kann man die Drehung des Schwimmerventils zur Einstellung der die jeweils gewünschte Verzögerung ergebenden Bohrung von außen her mit Hilfe eines oder mehrerer Magnete vornehmen.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungs-. beispiele der Erfindung veranschaulicht. Fig. ι zeigt in Seitenansicht und Fig. 2 im ίο Grundriß eine erste Ausführungsform, während in Fig. 3 in Seitenansicht und in Fig. 4 im Grundriß die hauptsächlichsten Teile einer zweiten Ausführungsform nebst der zugehörigen elektrischen Schaltung dargestellt sind.

Nach Fig.-1 und 2 ist in dem einen Schen-• kel ι eines LJ-förmigen Rohres 2 ein Schwimmer 3 angeordnet. Der Schwimmer 3 wird durch nasenförmige Ansätze 5 geführt. Gegebenenfalls können diese Ansätze am Ventilkörper 3 angebracht sein oder auch ganz in Fortfall kommen. An den Schenkel 1 ist nach oben hin ein schräges Rohrstück 6 angesetzt, in welchem die Kontakte/ eingeschmolzen sind, und zwar in Näpfen, die ständig Flüssigkeit enthalten. Die Verstellung des Schwimmerventils 3 erfolgt in dem Beispiel mit Hilfe eines im zweiten Schenkel 8 des U-Rohres 2 vorgesehenen Tauchkörpers 10 aus magnetischem Material, der bei Erregung einer außen an dem Schenkel vorgesehenen Spule 9 in diese hineingezogen wird. Im Augenblick der- Ausschaltung ist der Schwimmerventilkörper 3 auf einem offenen Sitz 13 abgestützt und schwimmt er auf der im U-Rohr vorgesehenen Flüssigkeit 11, insbesondere Quecksilber. Wird die Spule 9 mit Strom gespeist, so zieht sie den Eisenkern 10 in sich hinein. Der Schwimmerventilkörper 3 wird infolge des Ansteigens der Flüssigkeit 11 gehoben und legt sich im Schenkel 1 gegen die untere Öffnung 14 des die Kontakte enthaltenden Rohrstückes 6.

Die bisher beschriebene Ausführung entspricht im wesentlichen derjenigen nach dem Hauptpatent. Um nun die Möglichkeit der Einstellung verschiedener Verzögerungszeiten zu schaffen, ist im Sinne der Erfindung der Ventilkörper aus mehreren, in 'dem Beispiel vier Einzelteilen 3°, 3⁶, 3^C, 3^d aus Isoliermaterial hergestellt, die miteinander zu einem gemeinsamen Ganzen verbunden sind. In jedem der vier Ventilkörper 3° bis 3^d ist eine verhältnismäßig enge Bohrung 4^a, 4P₁ 4P, 4^d vorgesehen. Man kann auch einen einzigen Ventilkörper mit mehreren verschiedenen Bohrungen verwenden. Die Bohrungen 4" bis 4^d haben verschiedenen Strömungswiderstand, d. h. verschiedene Weite oder verschiedene Länge resp. Richtung. Die oberen Öffnungen der Bohrungen 4" bis 4^d sind auf einem Kreise angeordnet (vgl. Fig. 2), und die untere öffnung 14 des die Kontakte 7 enthaltenden schrägen Rohrstückes ist seitlich neben der Achse des U-Rohrschenkels 1 angeordnet, derart, daß immer nur eine der Öffnungen 4° bis 4^d unterhalb der Öffnungen 14 des Rohrstückes 6 zu stehen kommt. An dem Ventilkörper sind zwei Weicheisenstücke 15 und 16 (Fig. 2) befestigt, die außerhalb des U-Rohres angeordneten Permanentmagneten 17 und 18 gegenüberstehen. Die Permanentmagneten 17 und 18 sind in einer senkrecht zur Achse des U-Rohrschenkels 1 liegenden Ebene drehbar angeordnet. Bei einer Drehung der Magnete 17 und 18 nehmen diese die Eisenstücke 15 und 16 und damit den Ventilkörper 3 mit. Hierdurch ist es möglich, wahlweise die jeweils gewünschte Bohrung 4^a bis 4^d vor die untere Öffnung 14 des die Kontakte 7 enthaltenden Rohrstückes 6 einzustellen. Da, wie bereits bemerkt wurde, die einzelnen Bohrungen 4° bis 4^d verschiedenen Strömungswiderstand haben, kann man mit ihrer Hilfe durch entsprechende Drehung des Ventilkörpers 3 eine bestimmte Verzögerungszeit einstellen.'

Steht z. B. die Bohrung 4P vor der unteren Öffnung 14 des Rohrstückes 6, so legt sich bei Erregung der Spule 9 der Teil 3^& des Ventilkörpers 3 gegen die Öffnung 14. Damit bildet die Bohrung 4P den Durchtrittsweg der Flüssigkeit 11 zu den Kontakten 7, und ihre lichte Weite sowie ihre Länge bestimmen daher die zeitliche Verzögerung, mit welcher die Einschaltung der Kontakte 7 erfolgt.

Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1 und 2 nur dadurch, daß an Stelle von Permanentmagneten gewünschtenfalls aus der Ferne erregbare Elektromagnete für die Drehung des Ventilkörp.ers 3 vorgesehen sind. Nach den Fig. 3 und 4 sind insgesamt 8 Elektromagnete 19 bis 26 sternförmig außen um das Schwimmerventilgefäß 27 herum angeordnet. Die einen Enden der Wicklungen der Elektromagnete sind mittels einer Leitung 28 an den 'einen Pol einer Stromquelle 29 gelegt, deren anderer Pol über eine Schleifbürste und einen Schleifring 30 mit Kontaktstücken 31, 32, 33, 34 ständig in Verbindung steht. Die Kontaktstücke 31 bis 34 sind auf einer Trommel 35 aus Isoliermaterial angebracht, die mittels einer Handkurbel 36 drehbar ist. In der Bahn der Kontaktstücke 31 bis 34 sind vier Schleifbürsten 37, 38, 39, 40 ortsfest angebracht. Mit jeder der Schleifbürsten 37 bis 40 sind die einen Enden zweier gegenüberliegender Spulen der Elektromagnete 19 bis 26 verbunden, und zwar mit der Schleifbürste 37 die Spulen 19 und

23, mit der Schleifbürste 38 die Spulen 20 und 24, mit der Schleifbürste 39 die Spulen 21 und 25 und mit der Schleifbürste 40 die Spulen 22 und 26.

In der in Fig. 4 gezeichneten Stellung des Schalters 31 bis 36 berührt die Schleifbürste 37 das Kontaktstück 31. Damit ist der Stromkreis für die Magnetspulen 19 und 23 geschlossen über Batterie 29, Schleifbürsten-

ό anordnung 30, Kontakt 31, Schleifbürste 37, Magnetwicklungen 19 und 23, Leitung 28, zurück zur Batterie 29. Die beiden Elektromagnete 19 und 23 sind infolgedessen erregt und halten durch Anziehen der Eisenstücke 15 und 16 den Ventilkörper 3 in der gezeichneten Lage, in welcher z. B. die Bohrung 4P unter der Öffnung 14 des die Kontakte 7 enthaltenden Rohrstückes 6 steht. Will man nun z. B. die Bohrung 4^a unter die öffnung 14 einstellen, so dreht man die Handkurbel 36 entgegen dem Uhrzeigersinn. Bei dieser Drehung wird zunächst der Kontakt 31, 37 unterbrochen und bald danach der Kontakt 32, 38 hergestellt, wodurch nunmehr die Hilfsmagnete 20 und 24 erregt werden. Diese ziehen die Eisenstücke 15 und 16 an und bewirken damit eine Drehung des Ventilkörpers 3 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Dreht man nun die Handkurbel 36 noch weiter,'so wird

der Kontakt 32, 38 unterbrochen und kurze Zeit später der Kontakt 33, 39 hergestellt, über den der Stromkreis für die Elektromagnete 21 und 25 geschlossen ist. Die Elektromagnete 21 und 25 drehen infolge Anziehung der Eisenstücke 15 und 16 den Ventilkörper 3 nochmals um ein Stück weiter, so daß nunmehr die Bohrung 4" unterhalb der Öffnung Γ4 des Rohrstückes 6 zu stehen kommt. In entsprechender Weise kann man jede beliebige der Bohrungen 4« bis 4^d wahlweise für die Einstellung der jeweils gewünschten Verzögerungszeit heranziehen. Die Hilfsmagnete 20 und 24 sowie 22, 26, die an sich keiner Bohrung zugeordnet sind, bewirken dabei eine ungehinderte Drehung des Ventilkörpers 3 in der gewünschten Richtung. Die Erfindung ist naturgemäß nicht beschränkt auf die Anordnung von vier verschiedenen Bohrungen 4° bis 4^d, sondern man kann in entsprechender Weise auch eine kleinere oder eine größere Anzahl von Bohrungen von verschiedenem Strömungswiderstand vorsehen. Die Ferneinstellung der jeweils gewünschten Bohrung braucht nicht notwendigerweise, wie an Hand von Fig. 4 beschrieben, von Hand aus erfolgen. Man kann statt dessen auch eine selbsttätige Verstellung durch ein Meßgerät oder ein Uhrwerk, z. B.

für Reklamebeleuchtung, an denen entsprechende Kontakte vorgesehen sind, vornehmen. Weiter kann man auch an Stelle eines' oder mehrerer Paare von Magneten zur Drehung des Schwimmventilkörpers'3 einen einzelnen Magneten verwenden. Am Ventilkörper 3 kann an Stelle der Eisenstücke 15 und 16 naturgemäß auch ein Permanentmagnet angeordnet sein; die Drehung des Ventilkörpers zur Einstellung einer bestimmten Bohrung hat im ausgeschalteten Zustand des Flüssigkeitsschalters zu erfolgen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit einem leitende Flüssigkeit, insbesondere Ouecksilber, enthaltenden U-Rohr, einem als Steuerorgan dienenden Tauchkörper in einem Schenkel des U-Rohres und einem eine Bohrung enthaltenden Schwimmerventil in dem anderen Schenkel, nach*Patent 612 342, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schwimmerventilkörper (3) mehrere Bohrungen (4° bis 4^d) von verschiedenem Strömungswiderstand ausgebildet sind.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmerventükörper (3) drehbar angeordnet ist, derart, daß jede der vorgesehenen Bohrungen (4^a bis 4^d) vor die öffnung (14) des die Kontakte (7) enthaltenden, zweckmäßig schrägen Rohrstückes (6) einstellbar ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (4^a bis 4^tf) des Schwimmerventilkörpers (3) auf einem Kreise angeordnet sind und die Öffnung (14) des die Kontakte (7) enthaltenden Rohrstückes exzentrisch zu dem Ventilgefäß angeordnet ist.

4. Schalter nach Anspruchs und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Ventilkörpers (3) von außen her mit Hilfe eines oder mehrerer Magnete (17, 18) erfolgt.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sternförmig außen um das Schwimmerventil herum angeordnete, fernschaltbare Elektromagnete (19 bis 26) zur Drehung des Ventilkörpers (3) dienen.

6. Schalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper aus mehreren Isoliert eilen. (3^a bis 3«*)-besteht, die unter sich und mit Eisenteilen (15, 16) zu einem gemeinsamen Ganzen verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen