-
Quecksilberschalter Es ist bereits bekannt, die Gehäuse von Quecksilberschaltern
,anstatt aus Glas aus einem keramischen Werkstoff oder aus Metall herzustellen.
Bei allen bekannten Schaltern' sind in der Regel Ansätze vorgesehen, die die Stromzuführungen
aufnehmen und deren Hohlraum mit Quecksilber gefüllt ist, so daß beim Schalten stets
Kontakt zwischen Quecksilber und Quecksilber hergestellt wird. Durch diese Ansätze
wird jedoch die Herstellung solcher Schalter kompliziert, und es entsteht eine sperrige
Ausführung, die verhältnismäßig viel Raum beansprucht. Man hat auch bereits vorgeschlagen,
das Gehäuse !eines Quecksilberschalters aus einem keramischen Zylinder ohne derartige
Ansätze herzustellen und die öffnungen dieses Zylinders durch Auflöten von Metallkappen
zu verschließen. Bei dieser Konstruktion erfolgt aber die Stromunterbrechung zwischen
der Schaltflüssigkeit (Quecksilber) und einer der Metallkappen; es ist also im allgemeinen
nicht mehr das Prinzip gewahrt, daß die Kontaktgabe stets zwischen Quecksilber und
Quecksilber erfolgt. Dies hat zur Folge, daß der Schalter im Betrieb sehr heiß wird,
da der am Metall ansetzende Lichtbogen viel länger bestehen bleibt ,als der Lichtbogen
zwischen Quecksilber -und Quecksilber. Es kann daher auch vorkommen, daß der zwischen
der Metallkappe und dem Quecksilber entstehende Lichtbogen die Metallkappe zerstört
und damit den Schalter unbrauchbar macht. Für den Betrieb aller bekannten Quecksilberschalter
ist außerdem verhältnismäßig viel Quecksilber notwendig, wodurch de Schalter erheblich
verteuert und auch das Gewicht der Schalter für manche Verwendungszwecke unerwünscht
hoch wird.
-
Die geschilderten Nachteile werden durch die Erfindung vermieden,
die sich auf einen Quecksilberschalter bezieht, dessen vorzugsweise zylindrisches
Gehäuse aus Metall oder aus einem Isolierstoff, beispielsweise also aus Keramik,-
hergestellt sein kann. Gemäß der Erfindung besteht bei einem derartigen Schalter
mindestens eine der Elektroden ganz oder zum Teil aus einem porösen Körper, der
mit
Quecksilber getränkt ist. Man ist also nicht mehr gezwungen, das Quecksilber in
Näpfen um die Stromeinführung herum anzuordnen, sondern das Quecksilber haftet infolge
von Kapillarkräften an der gesinterten Elektrode und stellt so gewissermaßen eine
erstarrte Quecksilberelektrode dar.
-
Der poröse Körper gemäß der Erfindung kann beispielsweise durch Sinterung
von Wolframpulver hergestellt werden. Es eignen sich für diesen Zweck aber auch
Eisenpulver bzw. Chrom- oder Nickelpulver, d. h. alle nicht oder nur wenig amalgamierbaren
Metalle. Diese Sinterkörper lassen sich leicht auf Metallteile aufbringen bzw. die
Metallteile können mit saufgesinterten Schichten der angegebenen Metalle verseben
werden. Dies geschieht am besten in der Weise, daß eine alkoholische Aufschwemmung
des betreffenden Metalls mit dem Pinsel auf die Kontaktfläche aufgetragen und die
Schicht im Vakuum- oder Wasserstoffofen auf das Metall aufgesintert wird. Eine Tränkung
der Sinterschicht mit Quecksilber ist nichterforderlich, da dies beim ersten Schalten
unter dem Einfluß des elektrischen Lichtbogens selbsttätig erfolgt. Man kann nach
der weiteren Erfindung in das Schaltergehäuse mehrere frei bewegliche Körper von
vorzugsweisekugeliger Gestalt einbringen, die gleichfalls mit einer porösen und
mit Quecksilber gefüllten Sinterschicht versehen sind. In allen Fällen findet die
Stromunterbrechung zwischen Quecksilber statt, dessen Menge besonders dann relativ
gering sein kann, wenn die erwähnten frei beweglichen Körper vorgesehen sind.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.
-
Fig: i zeigt einen Quecksilberschalter, dessen zylindrisches Gehäuse
i aus keramischen Werkstoffen hergestellt ist. Die öffnüngen des Zylinders sind
durch Auflöten von Metallkappen 2 verschlossen. Die Verbindung . zwischen den Metallkappen
2 und der keramischen Gehäusewand i kann. an den Stellen 9, beispielsweise durch
Löten oder aber auch mittels eines Glasflusses, erfolgen. Um eine hohe thermische
Festigkeit solcher Lötverbindungen zu erzielen, empfiehlt es sich, ein Hartlot zu
verwenden. Dabei ist es notwendig, .die keramische Verbindungsstelle zuvor mit ,,einem
lötfähigen Metallüberzug zu versehen; das kann etwa durch Aufsintern von Carbonyleisen
geschehen. Die Elektroden des Schalters sind mit q. und 5 bezeichnet. Die Elektrode
5 trägt eine Sinterschicht nach der Erfindung, die mit Quecksilber gefüllt ist.
Zur Evakuierung und gegebenenfalls zum Einfüllen eines Gases (beispielsweise Wasserstoff)
dient der Pumpstutzen 6, der durch Lotung oder Schweißung mit einer der Metallkappen
2 verbunden sein kann. Um die Lötstellen bei 9 gegen Amalgamierung zu schützen,
sind bei 3 Asbestscheiben vorgesehen, die ein Vordringen des Quecksilberdampfes
zu den Lötstellen verhindern. Die Schaltflüssigkeit (Quecksilber) ist mit 8 bezeichnet.
Bei einer entsprechenden Neigung des Schalters wird das Quecksilber 8 gegen die
Sinterschichten 7 der Elektrode 5 bewegt und der Stromkreis dadurch geschlossen.
Wie aus der Figur deutlich zu ersehen ist, erfolgt die Stromunterbrechung zwischen
zwei Quecksilbermengen, nämlich zwischen dem Quecksilber 8 und dem in der Sinterschicht
7 befindlichen Quecksilber.
-
Das Schaltergehäuse i i des in Fig. 2 dargestellten Quecksilberschalters
besteht aus Metall. Mit 12 ist der aus :einem keramischen Werkstoff bestehende Isolator
bezeichnet, der durch Auflöten oder Aufschmelzen eines Metallringes 16 mit
dem Schaltergehäuse verbunden ist. Durch den keramischen Isolator 12 ist die Elektrodenzuleitung
13 geführt. Mit i q. ist wieder die mit - Quecksilber gefüllte Sinterachicht bezeichnet,
die auf einer der Elektroden angebracht - ist. Die Metallkappe 15 ist ebenso
wie der Metallring 16
an den Stellen 17 durch Lotung oder Verschmelzung
befestigt. Die Schaltflüssigkeit trägt die Ziffer 18. Zur Evakuierung des
Gefäßes dient der Pumpstützen i9. Die Wirkungsweise eines derartigen Schalters ist
die geiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. i.
-
Eine von den beschriebenen Ausführungsbeispielen abweichende Form
eines Quecksilberschalters nach der Erfindung ist in der Fig.3 dargestellt, Hier
sind in das keramische Gehäuse 21 mehrere frei 'bewegliche Körper 25 eingebracht,
die die Form einer Kugel aufweisen können und mit einer Sinterschicht nach der Erfindung
versehen sind. Sie stellen bei einer entsprechenden Neigung des Schalters eine leitende
Verbindung her zwischen der Elektrod8 26 und der Gegenelektrode 23, die an ihrer
Oberfläche gleichfalls eine ' mit Quecksilber gefüllte Sinterschicht 24 trägt- In
diesem Falle erfolgt die Stromunterbrechung gleichfalls zwischen zwei Quecksilbermengen,
obwohl die zum Betrieb des Schalters notwendige Quecksilbermenge wesentlich geringer
sein kann .als bei den bekannten Ausführungen und auch geringer als bei den Ausführungsbeispielen
nach den Fig. i und z. Bei 27 ist noch eine geringe Quecksilbermenge dargestellt,
die als Überschuß in das Gefäß eingebracht werden kann. Die übrigen Einzelheiten
des Schalters stimmen mit den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen überein.
So sind die öffnungen
des keramischen Zylinders 2 i auch hier durch
Auflöten oder Aufschmelzen von Metallkappen 22 verschlossen. An einer von ihnen
ist der Pumpstutzen 29 angebracht.
-
Allen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Vorzug
gemeinsam, daß das Gehäuse aus einem im wesentlichen glatten Metall- oder Keramikzylinder
besteht, in dem nur eine verhältnismäßig geringe Quecksilbermenge vorhanden ist.
Damit entsteht eine raum- und gewichtsparende Konstruktion solcher Schalter.