EP0043058A1 - Quecksilber-Elektrodenschalter - Google Patents
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- EP0043058A1 EP0043058A1 EP81104755A EP81104755A EP0043058A1 EP 0043058 A1 EP0043058 A1 EP 0043058A1 EP 81104755 A EP81104755 A EP 81104755A EP 81104755 A EP81104755 A EP 81104755A EP 0043058 A1 EP0043058 A1 EP 0043058A1
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- switch
- glass housing
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H29/00—Switches having at least one liquid contact
- H01H29/20—Switches having at least one liquid contact operated by tilting contact-liquid container
- H01H29/22—Switches having at least one liquid contact operated by tilting contact-liquid container wherein contact is made and broken between liquid and solid
Definitions
- the innovation relates to a mercury electrode switch with a tubular glass housing which is closed on all sides and into which at least one pair of electrodes is melted at the end and whose glass housing is notched at a distance from the ends of the electrodes on the inside.
- Mercury electrode switches of this type are already known. They are described, however, without a notch, in German Patent 21 36 428. Such mercury electrode switches are used to switch electrical currents, the switching process being triggered by a tilting movement of the switch. The switch is tilted so that the mercury drop present in the interior of the glass housing the two elec touched troden, the circuit is closed. If the switch is tilted so that the drop of mercury flows away from the electrodes and collects at another point, for example at the opposite end of the glass housing, the circuit is open.
- the position difference of the switch measured in angular degrees, which leads to switching on and switching off on the one hand, is referred to as the switching hysteresis between switching on and off. It is only a few degrees of angle in conventional non-notched mercury electrode switches.
- notched mercury electrode switches have the disadvantage that their housing notch can only be effective if the switch is installed in a certain position. This cannot always be achieved when installing the switches in switchgear, so that rejects are unavoidable. But even if the switch is installed in the correct position, the device equipped with it cannot function properly if the device itself is used in a position other than that intended by the designer.
- the innovation is based on the task of proposing a mercury electrode switch of the type specified in the preamble, which can be used largely independently of the position and whose functionality is guaranteed at least in two different positions.
- the notches are arranged opposite one another in the glass housing, leaving a passage gap free.
- the notches should preferably have an oval shape in elevation, the small diameter of which extends to the non-tapered edge of the glass housing.
- the notches have - seen in perspective - the shape of a tub and it is proposed that the inclined surfaces of the tub each have the same slope.
- the mercury electrode switch according to the invention can - as is known with switches of this type - be designed as a simple on-off switch. In this case, it has two adjacent electrodes at one end of the housing, that is to say one pair of electrodes. However, it is also possible to design the switch as a changeover switch, the other end of the housing also having to be equipped with a pair of electrodes.
- the switch shown in the drawing is designated as a whole by 1. It consists of a tubular glass housing 2, the ends 3 and 4 of which are each closed by melting. In the illustrated embodiment, an on-off switch, a pair of electrodes 5 and 5 'is melted into the end 4 Zen.
- the electrodes consist in a known manner of a glass melting alloy and they have transversely projecting contact pieces 6; 6 'on.
- the mercury electrode switch proposed according to the innovation has two notches 7 and 8, which are arranged opposite one another in the glass housing 2, leaving a passage gap 9 free.
- the notch 7 (and also the notch 8 which cannot be seen in this figure) has an oval shape in elevation, the small diameter 10 of which extends to the non-tapered edge 11 of the glass housing 2. In this way, a wide-shaped passage gap 9 is created, through which the mercury drop 12 can flow easily. There is no reason to fear that the drop will get stuck in this gap due to the considerable gap width.
- Fig. 2 shows that the notches 7, 8 in the perspective view have the shape of a trough, the inclined surfaces (see Fig. 1) 13,14, -15 and 16 have the same slope. This measure ensures that the tilt angle, measured as a deviation from the horizontal position, is the same for carrying out each switching operation. The value of the respective slope naturally determines the absolute amount of the tilt angle and thus also the amount of the switching hysteresis.
Abstract
Es wird ein Quecksilber-Elektrodenschalter beschrieben, dessen Funktion von der Einbaulage des Schalters weitgehend unabhängig ist. Der Schalter besteht aus einem allseitig geschlossenen ohrförmigem Glasgehäuse in das wenigstens ein Elektrodenpaar einseitig eingeschmolzen ist. Um eine Vergrößerung des Schaltwinkels zu erreichen weist das Glasgehäuse zwei Einkerbungen (7;8) auf, die unter Freilassung eines Durchtrittsspaltes (9) für das Schaltquecksilber einander gegenüberliegend im Glasgehäuse angeordnet sind. Die Einkerbungen haben eine im Aufriss ovale Form, deren kleiner Durchmesser bis an den nicht verjüngten Rand des Glasgehäuses reicht. Räumlich betrachtet haben die Einkerbungen die Form einer Wanne, deren Schrägflächen jeweils die gleiche Steigung aufweisen.
Description
- Die Neuerung betrifft einen Quecksilber-Elektrodenschalter mit einem rohrförmigen, allseitig geschlossenen Glasgehäuse, in das wenigstens ein Elektrodenpaar endseitig eingeschmolzen ist und dessen Glasgehäuse mit Abstand von den inseitig liegenden Enden der Elektroden eingekerbt ist.
- Quecksilber-Elektrodenschalter dieser Art sind bereits bekannt. Sie sind, allerdings ohne Einkerbung, in der deutschen Patentschrift 21 36 428 beschrieben. Solche Quecksilber-Elektrodenschalter dienen zum Schalten elektrischer Ströme, wobei der Schaltvorgang durch eine Kippbewegung des Schalters ausgelöst wird. Wird der Schalter so gekippt, daß der im Innern des Glasgehäuses vorhandene Quecksilbertropfen die beiden Elektroden berührt, so ist der Stromkreis geschlossen. Wird der Schalter so gekippt, daß der Quecksilbertropfen von den Elektroden fortfließt und sich dabei an einer anderen Stelle, beispielsweise dem entgegengesetzten Ende des Glasgehäuses sammelt, so ist der Stromkreis geöffnet.
- Im Hinblick auf die große Beweglichkeit des Quecksilbers sind zur Durchführung des Schaltvorganges nur geringe, von der Horizontallage abweichende Kippwinkel erforderlich. Der in Winkelgraden gemessene Lageunterschied des Schalters der zum Einschalten einerseits und zum Ausschalten andererseits führt, wird als die Schalthysterese zwischen Ein- und Ausschalten bezeichnet. Er beträgt bei üblichen ungekerbten Quecksilber-Elektrodenschaltern nur wenige Winkelgrade.
- In manchen Fällen ist die Vergrößerung der Schalthysterese erwünscht. Für solche Fälle ist es bekannt, das Glasgehäuse mit Abstand von den inseitig liegenden Enden der Elektroden einzukerben. Der Schalter muß dann so eingebaut werden, daß seine Einkerbung nach unten zu liegen kommt. Der Schaltwinkel wird durch die Einkerbung beträchtich vergrößert, da der Quecksilbertropfen, um von dem einen elektrodenfreien Ende des Schalters an das andere, die Elektroden aufweisende Ende zu gelangen, über die Einkerbung hinweglaufen muß. Entsprechend groß ist auch der entgegengesetzte Kippwinkel, den der Schalter einnehmen muß, wenn der Quecksilbertropfen von den inseitig liegenden Enden der Elektroden abfließen und der Stromkreis somit geöffnet werden soll.
- Die vorbekannten, gekerbten Quecksilber-Elektrodenschalter haben den Nachteil, daß ihre Gehäuseeinkerbung nur wirksam werden kann, wenn der Schalter in einer bestimmten Lage eingebaut wird. Dies ist beim Einbau der Schalter in Schaltgeräte nicht immer zu erreichen, so daß Ausschüße unvermeidbar sind. Aber selbst dann, wenn der Schalter in der richtigen Lage eingebaut wird, kann das mit ihm bestückte Gerät nicht einwandfrei funktionieren, wenn das Gerät selbst in einer anderen als der vom Konstrukteur beabsichtigten Lage verwendet wird.
- Um lageunabhängige, gekerbte Quecksilber-Elektrodenschalter zu schaffen, ist es bekannt, das Glasgehäuse des Schalters mit einer den gesamten Umfang umfassenden Einkerbung, also einer Einschnürung, auszurüsten. Derartige Quecksilber-Elektrodenschalter haben sich nicht bewährt, da es immer wieder vorkommt, daß der Quecksilbertropfen in der verengten Stelle des Glasgehäuses hängen bleibt. Dieser Nachteil tritt insbesondere dann häufig ein, wenn der Schalter mit Schutzgas gefüllt ist. Allseitig verengte Quecksilber-Elektrodenschalter werden deshalb vorzugsweise als Vakuum-Schalter ausgeführt. Aber auch bei derartigen verjüngten Vakuumschaltern kann das Hängenbleiben des Quecksilbertropfens in der verjüngten Stelle nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden.
- Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Quecksilber- Elektrodenschalter der im Oberbegriff angegebenen Art vorzuschlagen, der weitgehend lageunabhängig verwendet werden kann und dessen Funktionsfähigkeit zumindest in zwei verschiedenen Lagen gewährleistet ist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß zwei Einkerbungen unter Freilassung eines Durchtrittsspaltes einander gegenüberliegend im Glasgehäuse angeordnet sind. Die Einkerbungen sollen dabei vorzugsweise eine im Aufriß ovale Form haben, deren kleiner Durchmesser bis an den nicht verjüngten Rand des Glasgehäuses reicht. Die Einkerbungen haben dabei - perspektivisch gesehen - die Form einer Wanne und es wird vorgeschlagen, daß die Schrägflächen der Wanne jeweils gleiche Steigung aufweisen.
- Der neuerungsgemäße Quecksilber-Elektrodenschalter kann - wie bei Schaltern dieser Art bekannt - als einfacher Ein-Aus-Schälter ausgeführt werden. Er weist in diesem Fall an einem Gehäuseende zwei nebeneinanderliegende Elektroden, also ein Elektrodenpaar auf. Es ist aber auch möglich, den Schalter als Umschalter auszubilden, wobei auch das andere Gehäuseende mit einem Elektrodenpaar bestückt werden muß.
- Der Neuerungsgegenstand wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:
- Fig. 1 den vorgeschlagenen Quecksilber-Elektrodenschalter in Seitenansicht;
- Fig. 2 den vorgeschlagenen Quecksilber-Elektrodenschalter in perspektivischer Ansicht;
- Fig. 3 den vorgeschlagenen Quecksilber-Elektrodenschalter im Aufriß.
- Der in der Zeichnung dargestellte Schalter ist als Ganzes mit 1 bezeichnet. Er besteht aus einem rohrförmigen Glasgehäuse 2, dessen Enden 3 und 4 jeweils durch Zuschmelzen verschlossen sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel, einem Ein-Aus-Schalter, ist in das Ende 4 ein Elektrodenpaar 5 und 5' eingeschmolzen. Die Elektroden bestehen in bekannter Weise aus einer Glaseinschmelzlegierung und sie weisen an ihren inseitig gelegenen Enden querabstehende Kontaktstücke 6; 6' auf.
- Der neuerungsgemäß vorgeschlagene Quecksilber-Elekrodenschalter weist zwei Einkerbungen 7 und 8 auf, die unter Freilassung eines Durchtrittspaltes 9 einander gegenüberliegend im Glasgehäuse 2 angeordnet sind.
- Fig. 3 läßt erkennen, daß die Einkerbung 7 (und auch . die in dieser Figur nicht erkennbare Einkerbung 8 ) eine im Aufriß ovale Form haben, deren kleiner Durchmesser 10 bis an den nicht verjüngten Rand 11 des Glasgehäuses 2 reicht. Es entsteht auf diese Weise ein breitgeformter Durchtrittsspalt 9, durch den der Quecksilbertropfen 12 leicht fließen kann. Ein Festhängen des Tropfens in diesem Spalt ist wegen der beträchtlichen Spaltbreite nicht zu befürchten.
- Fig. 2 läßt erkennen, daß die Einkerbungen 7;8 in der perspektivischen Darstellung die Form einer Wanne haben, deren Schrägflächen (siehe hierzu Fig. 1) 13,14,-15 und 16 gleiche Steigung aufweisen. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß der Kippwinkel, gemessen als Abweichung von der Horizontallage für die Durchführung jedes Schaltvorganges gleich groß ist. Der Wert der jeweiligen Steigung bestimmt naturgemäß den absoluten Betrag des Kippwinkels und damit auch den Betrag der Schalthysterese.
Claims (3)
1.) Quecksilber-Elektrodenschalter mit einem rohrförmigen, allseitig geschlossenen Glasgehäuse, in das wenigstens ein Elektrodenpaar endseitig eingeschmolzen ist und dessen Glasgehäuse mit Abstand von den inseitig liegenden Enden der Elektroden eingekerbt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Einkerbungen (7;8) unter Freilassung eines Durchtrittsspaltes (9) einander gegenüberliegend im Glasgehäuse (2) angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Einkerbungen (7;8) unter Freilassung eines Durchtrittsspaltes (9) einander gegenüberliegend im Glasgehäuse (2) angeordnet sind.
2.) Quecksilber-Elektrodenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkerbungen (7;8) eine im Aufriß ovale Form haben, deren kleiner Durchmesser (10) bis an den nicht verjüngten Rand (11) des Glasgehäuses (2) reicht.
daß die Einkerbungen (7;8) eine im Aufriß ovale Form haben, deren kleiner Durchmesser (10) bis an den nicht verjüngten Rand (11) des Glasgehäuses (2) reicht.
3.) Quecksilber-Elektrodenschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkerbungen (7;8) die Form einer Wanne haben, deren Schrägflächen (13;14;15;16) die gleiche Steigung aufweisen.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkerbungen (7;8) die Form einer Wanne haben, deren Schrägflächen (13;14;15;16) die gleiche Steigung aufweisen.
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