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Quecksilberschaltröhre für verzögerte Schaltung Es sind Qjuecksilb:ers@chaltnöhnen
mit Verzögerungseinrichtung b;ekaanut, bieidenen das Quecksilber, das den Schaltvorgang
bewirkt, durch einte Verengung der Röhre oder durch ein Ventil tritt. Werden :derartige
Schaltröhren als Kippschaltröhren ausgeführt, so wird zum Auslösen des Schaltvomgamges
im allgemleinen -die gesamte Quecksilbermenge durch !das Kippsem: der Röhre bewegt.
Diese Menge läuft also auch durch die Verzögerungs,-düse.
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Bei den ortsfesten, senkrecht angeordneten Sich altröhrren wird ein
Teil des Quecksilbers zur Veränderung ,der Höhle des Quecksilberspiegels in der
Röhre und damit zum Auslösen, dies Schaltvomgamges verwendet, während der ,andere
Teil zur Ausfüllung der toten Räume dient. Bei den ortsfesten Schaltröhren ist die
Verzögeralngsdüsie bzw. das Ventil -entweder im Röhrenkörpier selbst Moder in einem
gesionderten, fest mit diesem verbundenen Ansatz ;mggebradht.
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Ferner sind Röhren; bekannt, bei denen der Schwimmer !selbst die Verzögerungsdüse
trägt und das Quecksilber in das Innere des Schwimmers, eintritt. Bei @diesen Schaltröhren
entspricht die Menge des Quecksilbers, die durch die Verzöge, run@gsidüse tritt,
höchstens dem Volumen des Spiegel= untersichiedies im Quecksilber, ,der zur Ausführung
,des Schaltvorganges notwendig ist. Die zu dessen Auslösung notwendige Kraft hängt
@damit von der Meinige des verwendeten Quecksilbers ab und ist siomit bei sonst
gleichen Verhältnissen in der Röhre dem Volrumen dies Quecksilbers, :das. zwischen
den
beiden S:pvegelstäaiden in den beeiden Sidhaltstellungen eingeschlossen
ist, prioportional.
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Bei leimen anderen Q.uecksilberz:eitschalter mit elektromagnetisich
steuerbarem Eisenschwimmer, der zurr Zünden von Metalldamp:£gleichrichtern verwendet
wird, wurde ein, mit einer zentralen Bohrung versehener Eisens,chwimm.er @ebenfalls
elektrom:ägnetisich ia@ius dem Quecksilhersp egel heraus; bewegt. Um biet solchen
Schaltröhren für ,das Schließen und Öffnen unterschiedliche Verzög:erungen zu erzielen,
war eine bewegliche Stax;-scheibe am Verdrängungskörper vorgesehen, die bei der
Aufwärtsbew,egimg des Verdrängungskörpers :einte schniellere, beim Eintauchen, des
Verdrä;nbg-ungskörpers eine langsamere Bewegung ermöglichte. Auch bei dieser Schaltröhre
handelt es sich :darum, einen Stromkreis zu öffnen, wenn. das Solenoid erregt wird.
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Eidlich ist eine Quecksilberschahröhre bekanntgeworden, deren Schwimmkörper
starr mit einer Stauscheibe verbunden ist, durch welche :das Quecksilber hindürchtritt,
so daß eine Verzögerung der Sdhaätbewqgung ides Verdrängungskörpers :eintritt.
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Die Erfindung betrifft nun eine- Quecksilbersdhaltröhre mit :einem
Verdrängungskörper nebst einer Stauscheibe, die für verzögerte Schaltvorgänge durch
ein: Ssolenoid im Quecksilber elektromagmietisch gehoben: Bund wieder freigegebien
werden. Gemäß ider Erfindung ist nun der Verdrängungskörper als ein mit Quecksilber
gefülltes Hohlgefäß aigs,# gebildet, welches :oben: mit dem Magnetanker und unten
mit der Stauscheibie fest verhiunden ist; diq7 Anordniwg und Ausbildung dieses Geffies
in Verbindung mit der Stauscheibe ist ferner so: getroffen-, idaß beim Anheben :des
Gefäßes :durch das im unteren Teil der Schaltröhre sinkende Quecksilber ein Kontakt
,geöffnet wird, während die Quecksilberfüllung des Gefäßes hierbei zum Schließen
:des Kontaktes verzvenidet werden kann.
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Die Schaltröhre nach der Erfindung vermag also auf rein mechanischem
Weise nach ihrem Auftauchen ,den Kontakt wieder zu schließen, ;also einem zusätzlichen
Schaltvorgang auszuüben.
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Durch eine entsprechende Bemessung der Stauscheibe und durch die Wahl
der Abmessung der Öffnungen in der letzteren wird die Zielt für' das, Heben rund
Üainlt für das öffnen der Kontakte bestimmt, so da:ß -diese mit Verzögerung erfolgt.
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Um die :doppelte Schaltleistung des Schalters nach der Erfindung mit
einflachen Mitteln beso.nders vorteilhaft .durchführen zu können, weist das Hohlgefäß
vorzugsweise am steinern unteren Ende einte Öffnung ,auf"durch :die dp,s Quecksilber
ides ;aus dem Quecksilberspiegel .der Röhre herausgehobenen Gefäßes ausfließen kann.
Weisst das mit der Stauscheibe fest verbundene Gefäß die Gestalt eines Kelches auf,
so ist es vorteilhaft, :die .dem Abfluß des in dem Gefäß befindlichen Quecksilbers
:dienende Öffnung seitlirh ini K:eldhboiden anzuordnen.
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Um die Bewegjung es Verdrängungskörpers mit verschiedenen Geschwindigkeiten
erfolgen zulassen, können in dem Teil, in denn sich die Stauscheibe bewegt, Erweiterungen
vorgesehen sein. Diese Erweiterungen können in, einem Einsatztopf =ge-
bracht
sein, der sich im lunteren Teil der Schaltröhre befindet. Es hat des dem Vorteil,
daß sich ein solcher Einsatztopf besonders igenau bearbeiten läßt, so daß entsprechende
Zeiten für die einzelnett Bewegungen gewährleistet sind.
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Von besonderem Vorteil ist es, denjenigen Teil des Röhrenkörpers,
in edlem sich die Stauscheibe, bewegt; mit einem größeren Durchmesser zu versehen,
,als ihn die Röhre selbst besitzt. Diajduirdh ruß eine größere Menge Quecksilber
:an :der S:tausdheibe vorbeifließen, so daß damit die Verzöge= rungszeit wesentlich
beeinflußt werdon kann.
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Wird die Staiusdheibe aus einem Werkstoff aus- . geführt, gegenüber
dem :das - Quecksilber eine besondere Kapillardepnession besitzt, so hergeben sich
wesentliche Vortelle@. Nach dien Hehen des Verdrämgunigskörpers und ;mach dem Stromloswerden-der
Spule schwimmt der Verdrängungskörper auf dem Quecksilber, obgleich dieser schwerer
als das Quecksilber ist. Er kanin .dann :durch eine zweite Magnetspule wieder in
das ,Quecksilber hineingezogen wenden Bund bleibt in -der unteren Lage, auch wenn
diese Spule stromlos wird. Ferner gestattet die Ausbildung der Röhre die Schaffug;
eines einfachen Wechselsch@hers dadurch, daß in dem Oberbeil der Röhre ein Kontaktstift
vorgqsehen ist, der mit ,dem im Hohlraum befmdlichen Quecksilber Kontakt gibt. Der
Verdr;ängu'ngskörper ruß dabei selbstverständlich aus reinem leitenden Werkstoff
,ausgebildet sein.
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In den Figuren ist ;die Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt
Fig. i die Ansicht einer Röhre gemäß der Erfindung im einges:chaUeten Zustanid,
Fig. z eine Röhre wie Fig. i mit gehobenem Verdrä;ngungskörper, Fig.3 einen Schnitt
durch :den. Verdrängungs:-köxper, Fig. ¢ einen Schnitt nach der Linie IV-IV der
Fig. 3, Fig.5 eine Schaltröhre gemäß der Erfindung, die- als Wechsielschalter iausgeführt
ist, Füg .6 eine Ansicht wie Fig.5 mit gehobenem Verdrängungskörper, -Fik. 7 die
Ansicht des :unteren Teiles einer Schaltröhre mit Ausbuchtungen in :dex Glaswand;
Fig:8 eine Ansicht wie Fig.7, wobei sich die Ausbuqhbungen in einem Einsatztopf
befinden, Fig. 9 die Ansicht des unteren Teiles einer Schaltröhre mit verbreitertem
Unterbeil, , Fig. i o die Ansiqhteiner Quecksilberschaltröhre mit einem schwimmendiausgebildeten
Verdrängungskörper, Fig. i i einen Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. i o, Fig.
1a eine Ansicht wie Fig. io bei Erregung der obern Spule, Fig. 13 eine Ansiqht wie
Fig. i-,> mach dein Stromloswerden der :abfieren Spule, Fig. i q eine Ansicht einer
Quecksilberschaltröhre mit einem Einsatztopf im unterem Teil naqh Erregen der unteren
Spule,
Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV -der Fig. 14,
Fig. 16 die Quecksilhersühaltröh re gemäß Fig. 14 nach Erregen der !oberen Sp,ule.
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Die Fig. r und z zeigeneine Schaltröhre mit leinfachem Kontakt. Die
Röhre i besitzt den Ansatz 2, in dem die Elektrode 3 ein;gesichm@olzen ist. In dem
Unterteil 4 der Röhre ist die Elektrode 5 vOrgesehen. Der Verdränigungskörper 6
besteht, wie Fig. 3 und 4 zeigen, aus dem Magnie!tkern 7, der mit dem Napf 8 verbunden
ist. Zwischen. Magnetkern: 7 und Napf 8 sind öffniun;gen g zum Durchtritt des Quecksilbers
Bei der Ausbildung der Röhre als Wischkonit;akt besitzt der Napf 8 eine Queeksilberaiustrittsöffnunig
io. Der Napf 8 ist über den Stift i i mit der Staus,cheib,e, 12 verbunden, die b@eispielsweise
:eine Einkerbrung 13 aufweist. Das Quecksilber in der Röhre ist mit 14 bezeichnet.
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Bei urierregter Magnetspule, die um den oberen Teil der Röhre angeordnet
ist, liegt ,das bewegliche Schaltglied 6 mit seinem Hohlraum 8 unter :dem Spiegel
des Quacksilbers 14. Wird die Spule erregt, sio wird der Magnetkern 7 nach oben
gezogen und hebt das mit Quecksilber gefüllte Hohlgefäß 8 über den Quecksilbierspiegel,
der d@ementsp rechend absinkt und die Quecksilberbrücke an der Elektrode 3 unterbricht.
Die Bewegung g@des Verdrängun;gs: körpers wird durch die Stans@cheibe 12 gebremst.
Die Bremswirkung ist ,durch dein freien Durchtritt zwischen. der Stausicheibje 12
und dem unteren Teil 4 des festen Röhrenkörpers gegeben. Die S:ta!uscheibe wird
vorteilhaft knapp in den Röhrenquersiahnitt eingepaßt und zur Einstellung des Durchl;aufes,
mit einem seitlichen Einschnitt 13 oder einem Loch versehen.
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Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
ist in dem ü(bieren, Teil des Röhrenkörpiers i n@o,ch .eine Elektrode 15 eingeschmolzen,
die beim Anheben des Verdrä;ngungs,-körpers 6, wie Fig. 6 zeigt, über das im- Hohlralum
8 befindliche Q @ecksilher und über den Werkstoff des Verdrängungskörpers 6 mit
der Elektrode 5 den Kantakt herstellt. Auf diese Weise arbeiitet der Schalter .als
Wechselschalter. Auch hierbei kann gegebenenfalls im Verdrängungskörper die Öffnung
io vorgesehen sein, so daß auch,nach angehobenem Verdrängungskörper nach ;einiger
Zeit der Kontakt an der Elektrode 3 wieder hergestellt wird.
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Um die Bremswirkung der Stauscheibe 12 während des Hubes verschieden
stark zu gestalten, können im unteren Teil des Röhrenkörpers, wie Fig. 7 zeigt,
Ausbuchtungen 16 und 17 vorgesehen sein. Durch die Erweiterung wird die Bremiswirkung
für den Durchgang des Quecksilbers vermindert. Auf diese Weise kann beispielsweise
(erreicht werden, da@ß durch die Erweiterung 16 ein rascher Abriß an der Elektrode
15 und durch die Erweiterwng 17 ein schnelles Abreißen an der Elektrode 3 erfolgt,
während die Stauscheibe 12 .auf ihrem Weg zwischen den beiden Erweiterungen eine
kräftige Bremswirkung erfährt und damit einie entspretchende S;chaltverzö,gerung
hervorruft. Um dieses Beschleunigen wind Verzögern. der Bewegung des Schaltkörpers
;gleichmäßig in der Fabrikation zu gestalten, ist es gegebenenfalls vorteilhaft,
wie Fig.8 zeigt, in dem Unterteil 4 der Sehaltröhre einen Einskatz 18 aus keramischem
Material oder Metall einzusetzen, der die @entspreahenden Ausbuchtungen 16 und 17
enthält. Es ist möglich, (einen solchen: Einsatzkörper in der Serienfabrikation
mit höherer Genauigkeit Aals Glasröhren herzustellen.
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Bei der in >dien Fig. r o bis 16 dargestelltdn Ausführungsform ist
noch ;an: der Seitenwandung des Unterteiles 4 der Röhre. i ein Kanal i9 vorgesehen,
der- bei runder Staiu:scheibje dieselbe Funktion wie die Aussparuing 13 in Fig.
4 erfüllt.
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Die in @diesen Figuren dargestellte Quecksilberschaltröhre besitzt
einenVerdrängungskörper 6, dessen Stauscheibe 12 aus einem Werkstoff hergestellt
ist, der eine große Kapillardepression gegenüber dem Quecksilber besitzt. Hierfür
kommt beispielsweise Glas oder poliertes Metall in Frage. Die Ahmessungen des Verdrängungskörpers
werden dabei so ;gewählt, draß nach dem Entregen der oberen Spule 2o,. die den Magnetkern
7 anzieht, sich die Stauscheibe i-, wie Fig. 13 zeigt, (auf die .Quecksilberoberfläche
,aufsetzt, so diaß der Verdrängungskörper auch bei StromIoswerde!n- der Magnetspule
2o auf dem Quecksilber schwimmt. Damit bleibt der Kontakt bei 3 :offen, während
der Kontaktstift 15 weiter in das in dem Hohlraum blefindliche Quecksilber eintaucht.
Um den oberen Kontakt zu öffnen und den Kontakt 3 zu schließen, wird die untere
Spule z 1 erregt, so d;aß dier Verdrängungskörper wieder völlig in, das Quecksilber
eintauoht und :damit wieder in die in Fig. io gezeigte Stellung kommt. Wird die
Spule z 1 stromlos, so bleibt der Verdrä.pgumgskörper in dieser Lage, da er schwerer
:als das Quecksilber ist. Gegie;benenfalls ist :es vorteilhaft, noch eine Ausbuchtung
2z ;am Röhrenkörper vorzusehen, tun der (oberhalb des Röhrenkörp;ers befindlichen
Quiecksilbermenge ein leichtes Ausweichen zu gestatten.
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An Stelle des oben geschilderten Kanals i9 kann im unteren Teil 4
der Quecksilberschaltröhre ,auch ein Einsatztopf a3 vorgesehen sein:; der Schlitze
24 besitzt, die in, ,gleicher Weise wie der Kanal i9 wirken.