DE963626C - Mittel zur Verhinderung des Haengenbleibens von Kontakten in Quecksilber-Kontaktschaltern - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 9. MAI 1957

W14684 VHIb/2i c

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schalter und insbesondere auf Schalter, bei welchen ein Metall in flüssiger Form als Mittel verwendet wird, durch welches der Stromkreisschluß bewirkt wird.

Schalter der vorerwähnten Art können Solenoidschalter, bei welchen ein den Stromschluß steuernder Kolben sich unter dem Einfluß eines Magnetfeldes oder durch Schwerkraft oder unter beiden Einflüssen in und außer Kontakt mit einer Quecksilbermasse bewegt, oder Quecksilber-Kontaktschalter sein, bei welchen die Schalterkontaktflächen mit Quecksilber durch Kapillarwirkung von einem Quecksilberbehälter aus benetzt oder kontinuierlich erneuert werden.

Es wurde festgestellt, daß Schalter, bei welchen Quecksilber als Kontaktmittel verwendet wird, Neigung zum Hängenbleiben haben. Diese Erscheinung tritt in um so stärkerem Maße auf, je größer die Kraft zwischen den zusammenarbeitenden Kontakten oder je höher die Temperatur ist. Es wurde ferner festgestellt, daß verhältnismäßig hohe Temperaturen zusammen mit langen Kontaktschlußperioden dazu führen können, daß dieses Hängenbleiben in unzulässigem Maße zunimmt.

709 513/212

Ziel der Erfindung ist die Vermeidung des Hängenbleibens der Kontakte von Quecksilber-Kontaktschaltern und die Verbesserung solcher Schalter im allgemeinen.
Dieses Ziel wird gemäß einem Merkmal der Erfindung durch die Verwendung einer Lösung von Quecksilber und Kupfer als flüssiges Kontaktmittel in einem Quecksilberschalter erreicht.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ίο wird eine Lösung von Quecksilber und Kupfer verwendet, bei welcher der Anteil des Kupfers, bezogen auf das Quecksilber, derart ist, daß nach dem Benetzen im wesentlichen kein Kupfer-Quecksilber-Amalgam auf den Metallteilen des iS Schalters sichtbar ist. Das Kupfer wird hierbei dem Quecksilber mit einem geringfügigen Überschuß über den Betrag zugesetzt, den dieses in Lösung halten kann, um die Menge des sich bildenden freien Amalgams zu beschränken. Diese und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ins einzelne gehenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt

Fig. ι eine schaubildliche Darstellung eines in einem abgedichteten Glaskolben eingeschlossenen Quecksilberschalters gemäß der Erfindung, wobei Teile des Glaskolbens weggebrochen sind, um den inneren Aufbau des Schalters zu zeigen,

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung in vergrößertem Maßstab desi Ankerkontaktstücks und der Ruhekontakte der Schaltereinheit,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils der inneren Metallteile des Schalters, welche eine Möglichkeit für das Einbringen von Kupfer zeigt, und Fig. 4 eine Draufsicht des in Fig. 3 gezeigten Schalterteils.

Die zur Beschreibung der Erfindung dargestellte Schaltvorrichtung besteht aus einem Glaskolben bzw. einer Röhre 1, in die ein Metallrohr 2 am Boden dichtend eingesetzt ist. Dieses Metallrohr dient in der üblichen Weise für das Absaugen der Luft aus der Röhre, das Einführen des Quecksilbers und später für das Füllen der Röhre mit Gas von hohem Druck.

Obwohl es verschiedene Verfahren zur Herstellung der Kupfer-Quecksilber-Lösung gibt, kann beispielsweise eine Kupfermenge in Form von kleinen Stücken eines Kupferdrahtes in das Rohr 2 eingebracht werden, das dann an seinem unteren Ende abgebrochen und verschweißt wird. Das kurze Drahtstück 3 besteht aus leitendem Material, das für den Schweißvorgang benutzt wird, um die erforderliche Schweißstromkonzentration zu bewirken, und das. dabei selbst mit dem Rohr 2 verschweißt wird.

Nach dem Einbringen des Kupfers wird die Röhre aktiviert, wobei das Kupfer völlig im Quecksilber gelöst wird.

Gemäß einem anderen Verfahren für das Einbringen von Kupfer kann ein kleines Stück Kupferdraht 50 mit der Rückseite des Metallstücks 13 des Schalters, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, aufgeschweißt werden. Dieser Kupferdraht wird während der Aktivierung der Röhre völlig im Quecksilber gelöst.

In das obere Ende der Röhre 1 sind dichtend vier Drähte aus magnetischem Material eingesetzt, welche die Außenklemmen der Schaltvorrichtung bilden und an denen innerhalb der Röhre Kontakte befestigt sind. Die Drähte 4 und 5 bilden die Ruhekontakte der Schaltvorrichtung und tragen, wie in Fig. 2 gezeigt, Metallkontaktstücke 6 und 7. Ähnliche Drähte 8 und 9 dienen als Arbeitskontakte und sind etwas langer, so daß sie einen dem Ankerstück 10 gegenüberliegenden Weg von geringem magnetischem Widerstand bilden. Das Ankerstück 10 ist mit Hilfe einer leichten Feder 11 an dem Metallrohr 2 befestigt. An dem Rohr 2 sind weitere Stücke 12, 13 aus mit -Quecksilber benetzbarem Material befestigt, so daß das untere Ende des Ankers 10 sich in einer Masse aus Kupfer-Quecksilber-Lösung in der Weise bewegt, daß eine hydraulische Bremswirkung vorhanden ist. Die Kupfer-Quecksilber-Lösung aus dem Behälter 14 steigt unter Kapillarwirkung durch den zwischen der Feder 11 und den Platten 12 und 13 befindlichen Raum sowie in dem Docht 41 nach oben, der durch zwei parallele Drähte gebildet wird, deren obere Enden zu einem T-förmigen Teil gebogen sind, so daß sie einen go Kontakt bilden, der mit den beiden Ruhekontakten 6 und 7 sowie mit den beiden in ähnlicher Weise an den Drähten 8 und 9 befestigten Arbeitskontakten zusammenwirkt.

Nachdem die Röhre abgesaugt worden ist und das Quecksilber sowie das Kupfer eingebracht worden sind, wird Wasserstoff bis zu einem Druck von 17,7 kg/cm² eingepumpt. Es wurde festgestellt, daß durch Wasserstoff von einem solch hohen Druck der Siedepunkt des Quecksilbers um einen wesentlichen Betrag erhöht wird, so daß eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit stärkeren Strömen belastet werden kann als eine Vorrichtung, bei welcher der Druck innerhalb der üblichen Grenzen liegt.

Obwohl das Verhältnis zwischen Kupfer und Quecksilber nicht kritisch ist und innerhalb bestimmter oberer und unterer Grenzen verändert werden kann, wurde festgestellt, daß sich das Hängenbleiben der Kontakte völlig beseitigen läßt, wobei im wesentlichen sich kein Amalgam an den Metallteilen des Schalters zeigt, wenn eine Kupfermenge zugesetzt wird, die das Quecksilber im Schalter bei ioo° C gerade sättigt.

Das Verhältnis von Kupfer zu Quecksilber ist untersucht worden. Es wurden beispielsweise 0,43 bis 0,56 mg Kupfer einer Menge von 0,2 ecm Quecksilber zugesetzt. Die niedrigere Zahlenangabe, d. h. 0,43 mg, entspricht gerade annähernd dem Sättigungsgrad des Quecksilbers bei ioo° C, iao d. h. 0,014 Gewichtsprozent. Die untere Grenze des zweckmäßigen Kupfergehalts ist nicht klar abgegrenzt und läßt sich am besten als Kupfer in gerade noch feststellbarer Menge bezeichnen, wobei 0,007 Gewichtsprozent Kupfer als hinreichend erscheinen. Die obere Grenze ist durch den Punkt

bestimmt, bei welchem ein loses oder flockiges Amalgam, das in der Hauptmasse der Quecksilber-Kupfer-Legierung nicht völlig einverleibt ist, aufzutreten beginnt oder die Neigung hat, sich auf den Metallteilen innerhalb des Gefäßes niederzuschlagen, oder beides. Dieser Punkt liegt bei 0,048 Gewichtsprozent Kupfer, d. h. bei rund 0,05 Gewichtsprozent Kupfer. Dieser Prozentsatz kann daher als zulässige obere Grenze betrachtet werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Elektrischer Schalter mit schließbaren, in einem abgedichteten Kolben aus Glas od. dgl. angeordneten Kontakten, wobei der Kontaktschluß durch Benetzung mit einem flüssigen Kontaktmittel hergestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Kontaktmittel eine Kupfer-Quecksilber-Lösung vorgesehen· ist.
2. 2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfergehalt der Lösung nicht höher als 0,05 Gewichtsprozent in Quecksilber gelöstes Kupfer ist.
3. 3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Kupfers im Quecksilber derart bemessen ist, daß nach dem Benetzen der Metallkontakte diese im wesentlichen frei von Kupfer-Quecksilber-Amalgam sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 392 096, 587 049; österreichische Patentschrift Nr. 169 508.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©1609 707/271'11.515 709 513/212 5.