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Stromeinschalter, insbesondere für elektrische Zäune Die Erfindung
betrifft einen Stromeinschalter, insbesondere für elektrische Zäune, und zwar einen
derartigen, der eine beweglich angebrachte Quecksilberkontaktröhre enthält, worin
ein Quecksilbertröpfchen durch Lageänderung der Röhre zum Kontaktschluß zwischen
den in der Röhre eingeführten Elektroden bewegt wird.
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Man kennt verschiedene derartige Stromeinschalter, bei denen die Kontaktröhre
z. B. kippbar auf solche Weise angebracht ist, daß das Quecksilbertröpfchen in der
einen Lage der Röhre, in der die Verbindung durch die Röhre ausgeschaltet ist, an
dem einen Ende der Röhre liegt, das aber beim Kippen der Röhre durch dieselbe strömt
und den Strom einschaltet. In einigen Fällen ist die Röhre so eingerichtet, daß
man durch zweckmäßige Anpassung der Lage der Elektroden und der Quecksilbermenge
überhaupt keinen dauernden Kontaktschluß in der Röhre erzielen kann, weil die Bewegung
des Quecksilbers zum Kontaktschluß dadurch erfolgt, daß die Röhre auf eine besondere
Weise bewegt wird, oder daß die Bewegung des Quecksilbers plötzlich stockt, so daß
es emporspritzt und die Verbindung zwischen den Elektroden herstellt.
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Die bekannten Stromeinschalter haben jedoch den Nachteil, daß eine
relativ große Bewegung der Röhre und somit eine relativ hohe Energie erforderlich
ist, um die erwünschte Bewegung des Quecksilbertröpfchens zur Stromeinschaltungslage
zu erzielen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein derartiger Stromeinschalter,
bei dem die Bewegung des Quecksilbertröpfchens zur Stromeinschaltungstage
durch
relativ kleine Bewegungen der Kontaktröhre und somit durch kleine Kraftwirkungen
hergestellt wird, so daß der Stromeinschalter als Gesamtheit mit sehr geringem Energieverbrauch
bestätigt werden kann. Gemäß der Erfindung wird das durch eine derartige Anpassung
der Quecksilbermenge, der Entfernung und der Lage der Elektroden erzielt, daß wegen
der Form und Größe des Tröpfchens. infolge der Hautspannung (Oberflächenspannung)
kein Strom eingeschaltet werden kann, wenn das Tröpfchen stilliegt, während dagegen
Strom eingeschaltet wird, wenn das Tröpfchen infolge Lageveränderung der Röhre seine
Länge verändert. Der erfindungsgemäße Stromeinschalter unterscheidet sich somit
besonders dadurch von den bisher bekannten Stromeinschaltern, die für keinen dauernden
Kontaktschluß in der Kontaktröhre eingerichtet sind, daß man erfindungsgemäß der
Hautspannung des Tröpfchens zur Erreichung der erwünschten Sicherheit verwertet.
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In den schon bekannten Kontaktröhren mußte man die Röhre so gestalten,
daß das Volumen des kleinsten zusammenhängenden Teiles der Röhre, den man sich abgeschnitten-
denken kann bei jedwelcher Ebene, die die beiden Kontakte im Innern der Röhre schneidet,
größer ist als das Volumen des Quecksilbers. In der Praxis bedeutet das, daß man
nicht eine einfache Form der Röhre mit der erwünschten Wirkungsweise, durch kleine
Bewegungen der Röhre erzeugt, vereinigen kann. Wenn man demgegenüber erfindungsgemäß
die Hautspannung in der angegebenen Weise verwertet, läßt sich aber diese Forderung
erfüllen.
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Es ist, wie man verstehen wird, für den erfindungsgemäßen Stromeinschalter
grundsätzlich gleichgültig, in welcher Weise das Quecksilbertröpfchen bei der Lageveränderung
der Röhre gestreckt wird, und es wird somit möglich sein, zu diesem Zwecke entweder
eine besondere Anpassung der Lage- der Elektroden und eventuell zugleich der Form
derselben oder eine besondere Ausgestaltung der Rohrwand zu verwenden.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung hingewiesen.
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Fig. i ist schematisch eine Ausführungsform einer Quecksilberkontaktröhre
zur Anwendung in einem erfindungsgemäßen Stromeinschalter in Seitenansicht, Fig.
2 dieselbe in Draufsicht, Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform in Seitenansicht,
Fig. q. eine zweite abgeänderte Ausführungsform, in Seitenansicht, Fig. 5 eine dritte
abgeänderte Ausführungsform, Fig. 6 ein Querschnitt durch die in Fig. 5 dar-;estellte
Ausführungsform; Fig. 7 eine vierte abgeänderte Ausführungsform und Fig.8 ein Schnitt
durch die in Fig.7 dar-;estellte Ausführungsform.
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In der Zeichnung bezeichnet io eine Quecksilberzontaktröhre, in deren
Boden Elektroden i2, 1q. mit gewisser Entfernung eingeführt sind, und in welcher
Röhre ein Quecksilbertröpfchen 16 angebracht ist, das durch Lageveränderung der
Röhre zum Kontaktschluß zwischen den Elektroden 12 und 14 dient. Die Röhre ist in
an sich bekannter Weise mit Antriebsmitteln verbunden, wodurch ihre Lage geändert
- werden kann, und zwar zweckmäßig in Form eines Kippens, so daß das Quecksilber
von dem einen Ende der Röhre zum anderen strömt.
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Erfindungsgemäß sind die Elektroden z2, 1q. hinsichtlich der Quecksilbermenge
in solcher Entfernung voneinander angebracht, daß das Tröpfchen in der in Fig. i
gezeigten Lage zwischen den Elektroden keinen Ström einschaltet, wenn die Röhre
in Ruhe ist, indem das Tröpfchen in der Ruhelage infolge der Hautspannung hinsichtlich
seiner Ausdehnung in der Länge so begrenzt ist, daß es nicht gleichzeitig beide
Kontakte berühren kann.
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Die normale Lage der Röhre ist aber ein wenig schräg nach der einen
oder der anderen Seite, so daß das Quecksilber entweder an dem einen oder an dem
anderen Ende der Röhre liegen wird. Es ist unmittelbar aus Fig.2 ersichtlich, daß,
wenn die Röhre z. B. so gekippt wird, daß ihr linkes Ende nach unten gekehrt ist,
das Quecksilbertröpfchen, indem es längs dem Boden der Röhre strömt, unter der Einwirkung
der Elektroden 14 seine Länge verändern und dadurch zwischen den Elektroden Kontakt
schließen wird. Sollte die Röhre aus irgendeinem Grunde genau in der in Fig. i gezeigten
Lage stehen und dort in Ruhe bleiben, so wird sich das Quecksilbertröpfehen infolge
der Hautspannung zusammenziehen und ausschalten, aber normalerweise wird es beim
Kontaktschluß von dem einen Ende der Röhre zum anderen strömen.
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Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind die Elektroden ein wenig nach
jeder Seite der senkrechten Symmetrieebene der Röhre angebracht, und zwar so viel,
daß das Tröpfchen bei seinem Lauf an den Elektroden vorbei nicht von denselben geteilt
wird, doch aber so nahe an der Bahn der Symmetrieebene, daß die Elektroden das Tröpfchen
in der Längsrichtung strecken, so daß es mit Sicherheit den Strom einschaltet.
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Die inFig.3 dargestellteAusführungsformunterscheidet sich nur dadurch
von der der Fig. i und 2, daß die Elektrode i¢ in einem Becher 18 liegt, dagegen
die Elektrode 12 unmittelbar in der Ebene der Röhrenwand, wobei aber die Anordnung
der beiden Elektroden übrigens wie in Fig.2 dargestellt, sein kann.
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Hierdurch wird erreicht, daß die Wirkung der Elektroden auf die Länge
des Tröpfchens bei dem Lauf des Tröpfchens in die beiden Richtungen eine verschiedene
ist, indem das Tröpfchen mehr gestreckt werden wird, wenn es aus dem Becher nach
links ausströmen soll, als wenn es an der Elektrode 12 bei dem Lauf nach rechts
vorbeiströmt, so daß die Kontaktschlußdauer eine verschiedene wird.
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In der in Fig. 4. dargestellten Ausführungsform ist außer den Elektroden
1,2, 14 noch eine Elektrode 2o.in die Röhre io eingeführt. Dabei ist die Elektrode
i2 so weit von der Elektrode 14 entfernt,
daß das Quecksilbertröpfchen,
da es auf seinem Wege nach der Elektrode 1q. an keiner Elektrode vorbeiläuft, welche
eine Vermehrung seiner Länge bewirkt, überhaupt keinen Kontakt schließt, wenn die
Röhre mit ihrem rechten Ende nach unten gekippt wird, sondern nur dann den Kontakt
schließt, wenn das Quecksilbertröpfchen aus dem die Elektrode 1q. enthaltenden Becher
strömt und dadurch in seiner Längsrichtung gestreckt wird.
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Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Röhre unterscheidet sich nur
von der Röhre der Fig. q. dadurch, daß zur Veränderung der Länge des Quecksilbertröpfchens
Wülste 22 in den Wänden der Röhre vorgesehen sind. Daraus wird man erkennen, daß
die Erfindung nicht auf eine derartige Anordnung der Elektroden begrenzt ist, daß
sie das Tröpfchen in der Längsrichtung strecken, da auch andere Mittel, wie die
in Fig. 5 und 6 gezeigten Wülste, Verwendung finden können.
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In dem Falle, daß man eine der Elektroden der Röhre zum Strecken des
Tröpfchens in seiner Längsrichtung verwendet, entstehen gewisse besondere Probleme,
da die bremsende Wirkung, welche eine in der Bahn des Tröpfchens angebrachte Elektrode
auf das Tröpfchen ausübt, teils von der Form der Elektrode, teils davon abhängen
wird, wie die Elektrode in der Bahn des Tröpfchens liegt. Ist die Elektrode stiftförmig,
so zeigt sich, daß ihre bremsende Wirkung, also ihre Streckeigenschaft, dann am
größten ist, wenn sie ein wenig seitwärts der Mittellinie der Bahn des Tröpfchens
liegt, während ein ausgeprägtes Minimum dort eintreten wird, wo die Elektrode in
der Bahn des Tröpfchens liegt.
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Es ist aber erwünscht, einen wohldefinierten größten Wert des Streckens
zu haben, eben wenn das Tröpfchen längs derjenigen Linie verläuft, die in der senkrechten
Symmetrieebene der Röhre liegt; bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung
kann man daher die Elektrode so ausbilden, daß ihre Streckeigenschaft in der Symmetrieebene
der Röhre am größten wird.
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Eine Ausführungsform einer derartigen Röhre ist in Fig. 7 und 8 gezeigt.
Dort ist die Röhre ro mit einer Elektrode 12 bzw. 14 an jedem Ende sowie mit einer
von der oberen Röhrenwand herabhängenden Elektrode 22 versehen, auf welcher ein
plattenförmiger Teil 24 angebacht ist, dessen Entfernung von der Röhrenwand in der
Symmetrieebene der Röhre am kleinsten ist, wodurch erzielt wird, daß das Strecken,
das die Elektrode 22 mit der Platte 24. in bezug auf das Quecksilbertröpfchen bewirkt,
in der Symmetrieebene der Röhre am größten wird.
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Die Erfindung ist auf die oben beschriebenen und in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen nicht begrenzt, denn die Form der Kontaktröhre kann
im Rahmen der Erfindung verschiedentlich verändert werden, so u. a. durch Auslassen
der Becher, worin die Elektroden in einigen der Röhren eingeführt dargestellt sind,
wodurch die Form der Röhre noch vereinfacht wird.
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Ferner wird man verstehen, daß die Zahl der Elektroden in den Röhren
auch nach dem Anwendungsgebiet der Röhre variiert werden und angepaßt sein kann,
weil zweckmäßig in die Röhren Arbeitskontakte zum Schließen besonderer Lenkstromkreise
der Röhre eingeschaltet sind, so daß dieselbe automatisch ihre Bewegung in bekannter
Weise aufrechterhält.