DE633913C

DE633913C - Mercury switch

Info

Publication number: DE633913C
Application number: DE1930633913D
Authority: DE
Original assignee: Klinger & Schmidt
Current assignee: Klinger & Schmidt
Priority date: 1930-09-23
Filing date: 1930-09-23
Publication date: 1936-08-11

Description

Bei den zum Schalten elektrischer Ströme dienenden Flüssigkeitsschaltern, die sich als leitender Flüssigkeit im allgemeinen des Quecksilbers bedienen und daher kurz den Namen Quecksilberschalter führen, sind außer den Kippschaltern, die außen nachgiebige Stromanschlüsse besitzen, noch die sog. Vertikalschalter bekannt, bei denen ein gewöhnlich von außen her bewegter Tauchkörper innerhalb der geschlossenen und mit inertem Gas gefüllten Glasröhre den Quecksilberspiegel durch Verdrängung zum Verbinden der beiden Elektroden hochzutreiben erlaubt; bei allen diesen Schaltern entstehen Störungen, wenn der Öffnungsfunke zwischen dem Quecksilber und einer Elektrode entsteht und sich dadurch allmählich Oberflächenveränderungen der Elektrode einstellen.In the case of the liquid switches used to switch electrical currents, which are conductive liquid generally serve the mercury and therefore briefly the Names of mercury switches are, apart from the toggle switches, the ones that are flexible on the outside Have power connections, still the so-called. Vertical switch known, where one usually Immersion body moved from the outside within the closed and with inert Gas-filled glass tube allows the mercury level to be driven up by displacement to connect the two electrodes; with all of these switches malfunctions occur when the opening spark between the Mercury and an electrode are created and this gradually changes the surface of the electrode.

Bekannt sind auch Quecksilberschalter mitMercury switches are also known

ao einem innerhalb einer gläsernen Schaltröhre beweglichen, hohlzylindrisch ausgebildeten Tauchkörper, der durch Verdrängungswirkung die Kontaktgebung zwischen konzentrischen Quecksilberbehältern herbeiführt, um einerseits Funkenbildung an einer festen Elektrode und andererseits eine ungleichmäßige Erwärmung der Röhre durch einen einseitigen Öffnungsfunken zu vermeiden. Bei einem Teil dieser Röhren liegen die beiden Elektroden gegebenenfalls gleichachsig einander gegenüber, und der Quecksilbernapf für die obere Elektrode ist an dieser befestigt, und zwar entweder in Form eines schalenförmigen Napfes, z. B. aus Quarz oder einem sonstigen Isoliermaterial, oder in Form eines Zylinders mit einer ringförmigen Rinne für das Quecksilber, das durch eine zentral angeordnete enge Düse mit der Quecksilbermasse der unteren Elektrode in Verbindung gebracht wird. Bei der ersten Ausführungsr form ist die sichere Festlegung des Quecksilbernapfes an der oberen Elektrode schwierig und unsicher, und bei Lösung des Napfes von der oberen Elektrode infolge der durch den Tauchkörper hervorgerufenen Erschütterungen wird der Schalter unbrauchbar. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Festlegung des Quecksilberbehälters an der oberen Elektrode ebenfalls verwickelt, und beim Einschalten der Röhre, das im allgemeinen durch einen die Röhre umgebenden Elektromagneten mit großer Kraft vor sich geht, spritzt das Quecksilber durch die mittlere enge Düse der Quecksilberrinne heftig und ungleichmäßig in den oberen Elektrodenbehälter hinein und verursacht hier exzentrischen Kontaktschluß, derart, daß die Röhre einseitig erwärmt wird. Bei einem anderen Teil solcher Röhren ist die eine Elektrode isoliert durch eine untere Quecksilbermasse der Röhre hindurchgeführt und endigt oben in einem Quecksilbernapf aus Isoliermaterial,· die andere Elektrode ist dann seitlich an- die untere Quecksilbermasse angeschlossen. Sobald eine solche Röhre geschlossen wird, also Strom erhält, besteht die Gefahr, daß die seitlichao a hollow cylinder which is movable within a glass interrupter Immersion body, which by displacement effect the contact between concentric Mercury containers causes the one hand sparking at a solid Electrode and, on the other hand, uneven heating of the tube due to a one-sided opening spark. at In part of these tubes, the two electrodes are possibly coaxial with one another opposite, and the mercury cup for the upper electrode is attached to this, either in the form of a bowl-shaped bowl, e.g. B. made of quartz or a other insulating material, or in the form of a cylinder with an annular groove for the mercury, which through a centrally arranged narrow nozzle with the mercury mass the lower electrode is brought into connection. In the first execution form it is difficult to securely fix the mercury cup to the upper electrode and insecure, and when loosening the cup from the top electrode as a result of the through shocks caused by the immersion body, the switch becomes unusable. at The second embodiment is the attachment of the mercury container to the top Electrode also entangled, and when you turn on the tube, this is generally through an electromagnet surrounding the tube goes on with great force, splashes the mercury through the middle narrow nozzle of the mercury gutter violently and unevenly into the upper electrode container and causes an eccentric contact closure here, such that the tube is heated on one side. With another part of such Tubes, one electrode is insulated and passed through a lower mercury mass of the tube and ends at the top in a mercury bowl made of insulating material, · the other electrode is then on the side of the lower one Mercury mass connected. As soon as such a tube is closed, i.e. electricity receives, there is a risk that the side

in die Röhre eingeführte Elektrode infolge Erwärmung, besonders bei starken Strömen, die Röhre sprengt.Electrode inserted into the tube as a result of heating, especially with strong currents, the tube blows up.

Weitere ähnliche Ausführungsformen en%? halten den Quecksilbernapf für die obei^i; Elektrode am beweglichen Tauchkörper, "&φ daß dieser mit dem Tauchkörper bewegt wird.'' Dadurch erhält aber der Tauchkörper eine unstetige Gestalt mit starken Vorsprüngen, ίο so daß das Quecksilber beim Einschalten der Röhre in heftige ungleichförmige Bewegung gerat, die zu Spritzen des Quecksilbers und einseitigen Kontaktschlüssen und damit einseitigen Erwärmungen der Röhre führt, die ein Springen der Röhre verursachen können. Die Erfindung bezieht sich auf einen Quecksilberschalter mit einem innerhalb der gläsernenSchaltröhre beweglichen, hohlzylindrisch ausgebildeten Tauchkörper, der durch Verdrängungswirkung die Kontaktgebung zwischen konzentrischen Quecksilberbehältern herbeiführt, mit zwei gleichachsig- einander gegenüberstehenden Elektroden, und die Erfindung besteht darin, daß die untere von Quecksilber umgebene Elektrode an ihrem oberen Ende einen von ihr isolierten Quecksilbernapf aus Quarz oder ähnlichen Stoffen trägt, in den die obere mit der unteren gleichachsigen Elektrode hineinragt. . Diese Aus-3a f ührungsform gewährleistet nicht nur den Vorteil gleichmäßiger Erwärmung der Rohre, infolge zentrischer Einführung beider Elektroden und zentrischen Kontaktschlusses und ferner großflächiger Kontaktgabe unter Vermeidung des Spritzens des Quecksilhers, da das Quecksilber des unteren Behälters durch den ziemlich großen Ringquerschnitt zwischen dem Quecksilberbehälter der oberen ■ Elektrode und dem Tauchkörper mit entsprechend geringer Geschwindigkeit bei der Kontaktgabe nach oben fließt, sondern vor allem den wesentlichen Vorteil, daß der Quecksilbernapf für die obere Elektrode besonders einfach und vor allem erschütterungssicher an der unteren Elektrode festlegbar ist. Da bei dieser Anordnung nämlich notwendigerweise die obere Elektrode tief in ihren Quecksilbernapf hineinragt, wird der Napf zwischen beiden Elektroden in seiner Lage festgehalten, auch wenn die Befestigung dieses Napfes an der unteren Elektrode infolge der beim Schalten dauernd auftretenden Erschütterungen sich mit der Zeit lokkert. Dieses ist wichtig, weil der notwendigerweise aus Isoliermaterial, wie z. B. Quarz, bestehende Quecksilbernapf der oberen Elektrode sich nur schwierig sicher befestigen läßt, da die üblichen Kitte nicht genügend erschütterungssicher sind und da die Festlegung etwa durch metallische Umfassungen von Vorsprüngen des Quecksilbernapfes schon bei der Fabrikation häufig zur Zerstörung des Napfes führen. Bei der neuen i.Ausführungsform dagegen genügt es, den •vQuecksilbernapf reibungsschlüssig an der fs .'unteren Elektrode festzuhalten, da bei Lösung '■ijdieser Festlegung der Napf nur kleine Verschiebungen zwischen den beiden Elektroden ausführen kann, die aber das sichere Arbeiten der Röhre nicht gefährden.Other similar embodiments en%? hold the mercury bowl for the obei ^ i; Electrode on the movable immersion body, "& φ that it is moved with the immersion body." This gives the immersion body a discontinuous shape with strong protrusions, ίο so that when the tube is switched on, the mercury starts to move violently, which leads to the mercury splashing and One-sided contact closures and thus one-sided heating of the tube, which can cause the tube to crack. The invention relates to a mercury switch with a hollow-cylindrical immersion body which is movable within the glass switching tube and which, through displacement effect, brings about contact between concentric mercury containers, with two coaxial opposing electrodes, and the invention consists in that the lower electrode, surrounded by mercury, carries at its upper end a mercury bowl made of quartz or similar materials, insulated from it, into which the upper electrode is coaxial with the lower electrode e protrudes. . This Aus-3a guide not only ensures the advantage of uniform heating of the tubes, due to the central introduction of both electrodes and central contact closure and also large-scale contact avoiding splashing of the mercury, since the mercury of the lower container through the rather large ring cross-section between the mercury container Upper ■ electrode and the immersion body flows upwards at a correspondingly low speed when contact is made, but above all the significant advantage that the mercury cup for the upper electrode can be attached to the lower electrode in a particularly simple and, above all, vibration-proof manner. Since with this arrangement the upper electrode necessarily protrudes deep into its mercury bowl, the bowl is held in place between the two electrodes, even if the attachment of this bowl to the lower electrode loosens over time as a result of the constant vibrations when switching. This is important because the necessarily made of insulating material, such as. B. quartz, existing mercury bowl of the upper electrode is difficult to secure securely, since the usual putties are not sufficiently vibration-proof and since the definition for example by metallic enclosures of protrusions of the mercury bowl often lead to the destruction of the bowl during manufacture. With the new embodiment, however, it is sufficient to hold the mercury cup with a friction fit on the lower electrode, since if this fixation is resolved, the cup can only make small shifts between the two electrodes which, however, do not allow the tube to work safely endanger.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung, und zwar zeigtThe drawing illustrates the invention, namely shows

Abb. ι einen Schalter mit an der oberen Elektrode befestigtem Näpfchen, der etwa einer üblichen- Ausführungsform entsprechen würde,Fig. Ι a switch with a cup attached to the upper electrode, which is about would correspond to a common embodiment,

. Abb. 2 einen Schalter mit an der unteren Elektrode befestigtem Näpfchen gemäß der Erfindung.. Fig. 2 shows a switch with a cup attached to the lower electrode according to FIG Invention.

Nach Abb. 1 enthält eine Glasrohre 1 eingeschmolzen eine untere Elektrode 2 und eine obere Elektrode 3, und an dieser letzten ist ein dünnwandiges Metallnäpfchen 4 angenietet, das in eine Quarzkappe 5 eingepreßt ist. Als Tauchkörper ist ein hohlwandiger Quarzzylinder 6 eingebracht, der außen mit einer Eisendrahtumwicklung 7 versehen ist, und außerhalb der Röhre ist ein Solenoid 8 zum Bewegen des Tauchkörpers angebracht. Der untere Teil der Röhre ist bis zu der dargestellten Spiegelhöhe mit Quecksilber gefüllt, so daß der Tauchkörper 6, 7 etwa in der dargestellten Höhe auf dem Quecksilber schwimmt und bei dieser Schwimmlage kein Kontakt' zwischen dieser Quecksilbermasse und der im Näpfchen 4, 5 enthaltenen besteht. Das Schließen eines Steuerstromes im Solenoid 8 bewirkt ein Niederziehen des Tauchkörpers und die Stromschließung zwischen beiden Quecksilbermassen. Die Ein- bringung des MetaUnäpf chens 4 in den Quarznapf 5 ist schwierig und führt häufig zum Bruch des Quarznäpfchens. Löst sich ferner die Vernietung zwischen der Elektrode 3 und dem Metallnäpfchen 4 infolge der häufigen Erschütterungen der Röhre beim Schalten und infolge der dabei vorkommenden Berührungen zwischen dem Tauchkörper 6, 7 und dem Napf 4, 5, so wird die Röhre infolge Schiefstellung des Näpfchens 4, 5 unbrauchbar.According to Fig. 1 contains a glass tube 1 melted down a lower electrode 2 and an upper electrode 3, and to this last one a thin-walled metal cup 4 is riveted, which is pressed into a quartz cap 5. A hollow-walled quartz cylinder is used as the immersion body 6 introduced, which is provided with an iron wire winding 7 on the outside, and outside the tube is a solenoid 8 for Moving the immersion body attached. The lower part of the tube is up to that shown Level of the mirror filled with mercury, so that the immersion body 6, 7 approximately in the illustrated Height on which the mercury floats and in this floating position there is no contact between this mass of mercury and that contained in the wells 4, 5. The closing of a control current in the Solenoid 8 pulls down the plunger and closes the current between the two mercury masses. The A- Bringing the MetaUnäpf chens 4 in the quartz bowl 5 is difficult and often leads to Breakage of the quartz cup. Furthermore, the riveting between the electrode 3 and is loosened the metal cup 4 as a result of the frequent vibrations of the tube when switching and as a result of the contacts occurring between the immersion body 6, 7 and the cup 4, 5, the tube is as a result Inclination of the cups 4, 5 useless.

Nach Abb. 2 weist die Röhre 1 mit den Elektroden 2 und 3 im wesentlichen dieselbe Gestalt auf. Das Quecksilbernäpfchen besteht hier jedoch gemäß der Erfindung aus einem Quarzbecher ζ', der durch einen Fassungsteü 9, beispielsweise von der Gestalt eines Napfes oder Armsternes, auf der unteren Elektrode festgelegt ist, während die obere Elektrode frei in den Innenraum des Näpfchens 5' bis in die Nähe des Bodens eintaucht. Das .Quarznäpfchen 5' braucht hierbei nur, wie die Abb. 2 zeigt, reibungsschlüs-According to Fig. 2, the tube 1 with the electrodes 2 and 3 has essentially the same shape. However, according to the invention, the mercury cup consists of a quartz cup ζ ' which is fixed on the lower electrode by a socket part 9, for example in the shape of a cup or arm star, while the upper electrode is freely inserted into the interior of the cup 5' to in immersed near the bottom. The 'quartz cell 5' only needs, as Fig. 2 shows, frictional

Claims

sig to be held by the socket part 9, since the loosening of the frictional connection Well 5 'can only move a little upwards and is then held in place by the upper S electrode 3. The operability of the tube is thereby in none Way disturbed.

A quartz tube is used to prevent accidental sparking on the electrode itself 10 is provided which encloses the upper electrode 3 in the vicinity of the mercury level. The immersion body here consists of a full-walled quartz tube 6 'with an iron jacket 7 'in the form of a sheet of iron bent into a cylinder and pushed on elastically. The mercury filling is dimensioned so that this heavier immersion body pushes the mercury up to the contact closure, and that Solenoid 8 'is mounted so high that when the control current closes, it hits the plunger lifts and thereby interrupts the tube contact. This is the closing of the Contact particularly gently and evenly in front of you, as it is only under the action of the Weight of the immersion body 6 'takes place and the strong magnetic force when the contact closes does not come into effect. The opening of the conlact also happens smoothly and evenly, because when the immersion body is suddenly raised, the accumulated inside the immersion body Mercury of the lower container only under the effect of its weight downwards can flow. Of course, the contact closure can also be done in the same way here provided "as with the tube according to Fig. i.

On the lower and upper electrodes 2 • .and 3 resilient stops 11 and 12 «Be appropriate to catch the somewhat violently agitated 'sledgehammer to gently Ensure work of the switch. The lower stop 11 and the cup support part 9 as well as the tube wall 1 leave enough space for the flow of the mercury when switching freely. The immersion body is useful because of small individual projections loosely guided on the tube wall.

Instead of the solenoid, an external, sliding permanent magnet can be used for switching serve when the switching is not by a control current, but by a mechanical one Tax movement should take place.

1 'Λ ΐ IC N T ANSPRUC Il:

Mercury switch with a movable inside a glass interrupter, hollow-cylindrical immersion body, which by displacement effect the contact between concentric Brings about mercury containers and with two equiaxed opposite each other Electrodes, characterized in that the lower one is made of mercury surrounded electrode at its upper end a mercury bowl insulated from it made of quartz or similar insulating materials, into which the upper one carries the lower equiaxed electrode protrudes almost to the ground.

For this purpose ι sheet of drawings