DE599445C

DE599445C - Mercury toggle switch tube with a wall made of soft glass

Info

Publication number: DE599445C
Application number: DEA60802D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-02-20
Filing date: 1931-02-21
Publication date: 1934-07-03
Also published as: FR39793E; GB359842A; US1951161A

Description

Die Erfindung betrifft Quecksilberkippschaltröhren und ist darauf gerichtet, die Herstellung derselben möglichst einfach und billig zu gestalten und trotzdem eine gute Haltbarkeit und Lebensdauer der Schaltröhre zu erzielen.The invention relates to mercury breakaway tubes and is directed to the manufacture to make the same as simple and cheap as possible and still a good one To achieve durability and service life of the interrupter.

Die Verwendung von Weichglas für die Röhrenwandung bedeutet eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung, einmal, weilThe use of soft glass for the tube wall means a significant simplification and cheaper, once because

ίο Weichglas an sich billiger als Hartglas ist, und zum anderen, weil Weichglas viel bequemer zu verarbeiten ist als Hartglas. Indessen stehen der Benutzung von Weichglas und der sich daraus ergebenden Verbilligung der Schaltröhre Schwierigkeiten in zweierlei Richtung entgegen: Die Wandung muß in besonderem Maße gegen den Schaltlichtbogen geschützt werden, und es müssen die Elektroden und deren Einschmelzstellen haltbar ausgebildet sein unter besonderer Berücksichtigung des Umstandes, daß sie dem Angriff durch das Quecksilber ausgesetzt sind. Die Benutzung von Weichglas ist daher nur lohnend, wenn diese Schwierigkeiten auf einfache Weise behoben werden können, d.h. ohne komplizierte Hilfsmittel und bei einfachster Ausführung der Elektroden, einschließlich ihrer Einschmelzung in die Glaswand.ίο soft glass itself is cheaper than toughened glass, and on the other hand, because soft glass is much more convenient to process than hard glass. In the meantime stand the use of soft glass and the resulting reduction in price the interrupter difficulties in two directions: The wall must in Particularly be protected against the switching arc, and it must be the electrodes and their melt-down points are designed to be durable with special consideration the fact that they are exposed to the attack by the mercury. the Using soft glass is therefore only worthwhile when these difficulties are simple Way, i.e. without complicated tools and with the simplest Execution of the electrodes, including their fusing into the glass wall.

Um dieses zu erreichen, wird eine Quecksilberkippschaltröhre von solcher Form verwendet, daß die beiden sich in die Schaltröhre hinein erstreckenden geraden Elektrodenstäbe nebeneinander eingeschmolzen sind und der eine derart kürzer ist als der andere, daß in der waagerechten Stellung der zylindrischen Röhre keine Verbindung durch das die Kontaktbildung durch örtliche Verschiebung herstellende Quecksilber zwischen den Elektroden besteht, dagegen in der gekippten Stellung der Röhre beide Elektroden durch das Quecksilber verbunden sind. Nach der Erfindung ist die Schaltröhre derart ausgebildet, daß das Quecksilber in beiden Schaltstellungen die der von den Elektroden gebildeten Kontaktstelle .gegenüberliegende Gefäßwandung vor der Einwirkung des Unterbrechungsfunkens schützt und die aus Chromeisen bestehenden Elektrodenstäbe unter Zwischenfügung sie an der Einschmelzstelle umhüllender wulstartiger Ringe aus einem Glas in die Gefäßwandung eingeschmolzen sind, dessen Ausdehnungskoeffizient zwischen dem des Weichglases der Wandung und dem des Elektrodenmaterials liegt.To achieve this, a flip-flop mercury switch tube of the shape that the two straight electrode rods extending into the interrupter are melted next to each other and one is so shorter than the other that in the horizontal position of the cylindrical tube there is no connection through the contact formation There is mercury produced by local displacement between the electrodes, on the other hand in the tilted position the tube both electrodes are connected by the mercury. According to the invention the interrupter is designed such that the mercury in both switching positions that of the Contact point formed by the electrodes. opposite vessel wall before the action of the interruption spark and the electrode rods made of chrome iron with interposed bead-like enveloping them at the melting point Rings made of a glass are fused into the vessel wall, its coefficient of expansion lies between that of the soft glass of the wall and that of the electrode material.

Es ist bereits bekanntgeworden, zum Schutz der Glaswandung an der Schaltstelle gegenIt has already become known to protect the glass wall at the switching point against

den Schaltlichtbogen in der zylindrischen Schaltröhre einen an ihrer Innenwandung anliegenden Zylinder aus hitzebeständigem Material, wie Quarz, vorzusehen. Dadurch wird die Herstellung der Schaltröhre wesentlich erschwert, und es ergibt sich dabei die Notwendigkeit, die Elektroden zu beiden Seiten der zylindrischen Schaltröhre einzuführen. Diese Schutzmaßnahme gestattet nur unter ίο erheblichen Schwierigkeiten, die sonst praktisch sehr bequeme und verbilligende Verwendung von zwei nebeneinander ■eingeschmolzenen stabförmigen Elektroden. Nach der Erfindung wird der Schutz der Wandung an der Schaltstelle gegen den Schaltlichtbogen in einfacher Weise durch das Quecksilber selbst bewirkt, und es können dabei ohne weiteres auch zwei nebeneinander eingeschmolzene stabförmige Elektroden verwendet werao den. Diesen gegenüber bzw. der von. ihren Enden gebildeten Schaltstelle gegenüber befindet sich bei der erfindungsgemäßen. Schaltröhre das Quecksilber sowohl in. der »Ejn,«- als auch in der »Aus«-Stellung der Schaltröhre. the switching arc in the cylindrical interrupter a resting on its inner wall Provide cylinders made of heat-resistant material such as quartz. This makes the manufacture of the interrupter essential difficult, and it results in the need to have the electrodes on both sides insert the cylindrical interrupter. This protective measure is only permitted under ίο considerable difficulties, which are otherwise very convenient and cheap to use of two rod-shaped electrodes melted down next to one another. According to the invention the protection of the wall at the switching point against the switching arc is achieved in a simple manner by the mercury itself causes, and it can easily also two melted side by side Rod-shaped electrodes are used. Opposite these or that of. their Ends formed switching point opposite is located in the inventive. Switch tube the mercury both in the "Ejn," and in the "off" position of the switch tube.

Schaltröhren, bei denen sich sowohl bei geschlossenem als auch bei geöffnetem Stromkreis der Schaltstelle gegenüber Quecksilber befinden kann, sind die bekannten Schaltröhren, bei denen zwei oben, nebeneinander eingeschmolzene stabförmige Elektroden in Richtungen der Zylinderachse der vertikal stehenden Röhre zu dem am Boden befindlichen Quecksilber verlaufen und zwecks Verwendung als temperaturabhängiges Schaltorgan die Öffnung des Stromkreises dadurch zustande kommt, daß bei Erhöhung der Temperatur der Umgebung der Röhre Quecksilber verdampft und sich in einem oberen seitlichen Fortsatz der Röhre kondensiert. Bei diesen Röhren war aber die Schaltstelle von der Wendung der vertikalzylindrischen Röhre eng umgeben, so daß das Glas der Wandung dem Schaltlichtbogen unmittelbar ausgesetzt war. Bei der erfindungsgemäßein Schaltröhre ist ein. vollständiger Schutz der Röhrenwandung an der Schaltstelle durch das Quecksilber dadurch ermöglicht, daß sich die beiden stabförmigen, verschieden langen Elektroden, senkrecht zur Zylinderachse der Röhre erstrecken, so daß in der waagerechten Stellung der zylindrischen Röhre eine Verbindung durch das Quecksilber zwischen den Elektroden nicht besteht, dagegen in der gekippten Stellung der Röhre.Interrupter tubes in which there is both a closed and an open circuit the switching point can be located opposite mercury, are the well-known interrupters, in which two rod-shaped electrodes fused on top, side by side, in directions the cylinder axis of the vertically standing tube to the mercury on the bottom and for use as a temperature-dependent switching element, this opens the circuit comes that when the temperature of the area around the tube increases, mercury evaporates and condenses in an upper lateral extension of the tube. With these tubes, however, the switching point was from the Turn the vertical cylindrical tube tightly so that the glass of the wall was directly exposed to the switching arc. In the one according to the invention Interrupter is on. complete protection of the tube wall at the switching point the mercury is made possible by the fact that the two rod-shaped, different lengths Electrodes, extend perpendicular to the cylinder axis of the tube, so that in the horizontal Position the cylindrical tube a connection through the mercury between the There are no electrodes, but in the tilted position of the tube.

Die Verwendung stabförmiger Elektroden ^; führt zu einer besonderen Vereinfachung der ; Herstellung, wenn die Elektroden aus 'einem Stück bzw. einem einheitlichen Material bestehen können. Bei den bekannten Schaltröhren waren die Elektroden aus mehreren Teilen verschiedenen Materials zusammengesetzt, um den beiden Förderungen Rechnung zu tragen, daß einmal der mit dem Quecksilber in Berührung kommende Teil aus einem Material, das vom Quecksilber nicht angegriffen wird, besteht und andererseits der mit dem Glas zu verschmelzende Teil der Elektrode von einem Material gebildet wird, das mit dem Glas eine widerstandsfähige, vakuumdichte Verbindung ergibt. Bei den bekannten Röhren bestand der mit dem Quecksilber in Berührung kommende Teil der Elektrode aus einem Bolzen oder Stift aus einem Material, wie Eisen, das vom Quecksilber nicht angegriffen wird, der mit dem Glas zu verschmelzende Teil aus einem Material, wie dem sogenannten Dumet, das im Gegensatz zum Eisen mit dem Glas gut verschmelzbar ist, aber wiederum im Gegensatz zum Eisen von Quecksilber angegriffen wird. Der letztere Umstand führte noch dazu, daß bei den bekannten Schaltröhren die Elektroden bzw. ihr Zwischenstück zwischen Einschmelzstelle und Kontaktstelle so gebogen wurde, daß die Einschmelzstelle von der Schaltstelle möglichst entfernt war. Auch das erschwerte die Herstellung erheblich. Diese Schwierigkeiten sind nach der Erfindung in einfacher Weise dadurch überwunden, daß die Elektroden aus einer Chrom-Eisen-Legierung bestehen und unter Zwischenfügung sie an der Einschmelzstelle umhüllender wulstartiger Ringe aus einem Glas, vorzugsweise Kaliglas, in die Gefäßwandung eingeschmolzen sind, dessen Ausdehnungskoeffizient zwischen dem des Weichglases der Wandung und dem des Elektrodenmaterials liegt. Die Elektrode bzw. jede Elektrode kann daher durchgehend aus ein und demselben Material bestehen, denn die Chrom-Eisen-Legierungen werden einerseits von Quecksilber nicht angegriffen und sind andererseits außerordentlich dauerhaft mit dem Glase verschmelzbar, und sie haben, des weiteren die vorteilhaften Eigenschaften, daß sie genügend hitzebeständig sind und das Quecksilber nicht an ihnen haftet. Die wulstartigen Ringe aus dem Zwischenglas, die die Elektrodenstäbe auf verhältnismäßig großer Länge bedecken, no gewährleisten eine innige und dauerhafte Verbindung zwischen dem Elektrodenmetall und dem Weichglas.The use of rod-shaped electrodes ^; leads to a particular simplification of the; Manufactured when the electrodes can consist of one piece or a uniform material. In the known interrupter tubes, the electrodes were composed of several parts of different materials in order to take into account the two promotions that on the one hand the part that comes into contact with the mercury is made of a material that is not attacked by the mercury and on the other hand that with the glass The part of the electrode to be fused is formed by a material that forms a resistant, vacuum-tight connection with the glass. In the known tubes, the part of the electrode coming into contact with the mercury consisted of a bolt or pin made of a material such as iron that is not attacked by the mercury, the part to be fused with the glass of a material such as the so-called dumet, which, in contrast to iron, fuses well with glass, but in turn, unlike iron, is attacked by mercury. The latter circumstance led to the fact that in the known interrupter tubes the electrodes or their intermediate piece between the melting point and contact point was bent in such a way that the melting point was as far away from the switching point as possible. This also made production much more difficult. According to the invention, these difficulties are overcome in a simple manner in that the electrodes are made of a chromium-iron alloy and, with the interposition of bead-like rings made of a glass, preferably potash glass, enveloping them at the melting point, are melted into the vessel wall, the expansion coefficient of which is between the of the soft glass of the wall and that of the electrode material. The electrode or each electrode can therefore consist of one and the same material, because the chromium-iron alloys are on the one hand not attacked by mercury and on the other hand can be fused extremely permanently with the glass, and they also have the advantageous properties that they are sufficiently heat-resistant and the mercury does not adhere to them. The bead-like rings made of the intermediate glass, which cover the electrode rods over a relatively large length, ensure an intimate and permanent connection between the electrode metal and the soft glass.

Um mit einer möglichst geringen Quecksilbermenge auszukommen, wird der kürzere der Elektrodenstäbe neben dem längeren Elektrodenstab auf der Seite der Röhre angeordnet, die in der »Ein«-Stellung· nach unten gekippt ist. Hierbei ist der kürzere Elektrodenstab in einer Entfernung, die mindestens gleich dem Radius der Röhre ist, von der dem ihm zugekehrten Ende, dem seitlichenIn order to get by with the lowest possible amount of mercury, the shorter one is used the electrode rods are arranged next to the longer electrode rod on the side of the tube, which is tilted down in the "on" position. Here is the shorter electrode rod at a distance, which is at least equal to the radius of the tube, from the end facing it, the lateral one

Abschluß der Röhre angeordnet, so daß dieser Teil der Röhrenwandung· ebenfalls wirksam gegen den Schaltlichtbogen geschützt ist.Termination of the tube arranged so that this part of the tube wall · also is effectively protected against the switching arc.

Die zylindrische Form der Schaltröhre vereinfacht die Herstellung schon an sich. Die Elektroden können ohne eine komplizierte Formgebung einfach zugeschnitten und dauerhaft mit dem Glas vereinigt werden. DurchThe cylindrical shape of the interrupter simplifies production in and of itself. The electrodes can be easily cut to size and made permanent without any complicated shaping be combined with the glass. By

ίο geeignete Wahl des Durchmessers der Röhre und der Länge der Elektrodenstäbe können die Einschmelzstellen in die gewünschte Entfernung von der Schaltstelle gelegt werden; der gegenüberliegende Teil der Röhrenwandung ist durch das Quecksilber gegen den Schaltlichtbogen abgeschirmt.ίο suitable choice of the diameter of the tube and the length of the electrode rods can set the seal points at the desired distance be laid by the switching point; the opposite part of the tube wall is shielded from the switching arc by the mercury.

In der Zeichnung ist 'ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the drawing is' an embodiment of the invention shown.

Abb. ι zeigt einen Längsschnitt durch einen Kippquecksilberschalter in der Stromschlußstellung. Fig. Ι shows a longitudinal section through a toggle mercury switch in the current short position.

Abb. 2 zeigt den Schalter im Augenblick der Stromunterbrechung.Fig. 2 shows the switch at the moment the power was interrupted.

Abb. 3 zeigt einen Schnitt durch die Einschmelzstelle der Einführung in vergrößertem Maßstab.Fig. 3 shows a section through the melting point of the introduction on an enlarged scale Scale.

Das röhrenförmige Quecksilbergefäß 1 aus weichem Glas, welches zweckmäßig mit Wasserstoff o. dgl. gefüllt ist, besitzt Einführungen 2 und 3 aus einer Chrom-Eisen-Legierung. The tubular mercury vessel 1 made of soft glass, which is useful with Hydrogen or the like is filled, has inlets 2 and 3 made of a chromium-iron alloy.

Durch das Quecksilber 4 wird der Stromkreis zwischen den Elektroden geschlossen, wenn die Schaltröhre die in Abb. 1 dargestellte Stellung einnimmt. Die Einführung 2 ist in einem Abstand von dem Ende der Schaltröhre angeordnet, die zum mindesten gleich dem Radius der Schaltröhre ist, und sie endet in einem verhältnismäßig· großen Abstand von dem Boden der Schaltröhre. Die Einführung 3 ist in einem geeigneten Abstand von der Einführung 2 angeordnet, und sie führt bis annähernd auf den Boden der Schaltröhre, wobei ihr unterstes Ende zweckmäßig zugespitzt ist, um nicht die freie Beweglichkeit des Quecksilbers 4 zu hindern. Die Stellung der Einführung 3 kann aber in verhältnismäßig weiten Grenzen verändert werden, nur muß die Einführung 3 bei der Bewegung der Schaltröhre zwischen den Stellungen in Abb. 1 und 2 früher mit dem Quecksilber Kontakt machen als die Einführung 2 und diesen Kontakt länger aufrechterhalten. The mercury 4 closes the circuit between the electrodes, when the interrupter adopts the position shown in Fig. 1. Introduction 2 is arranged at a distance from the end of the interrupter which is at least equal to the radius of the interrupter, and it ends at a relatively large distance from the bottom of the interrupter. The inlet 3 is arranged at a suitable distance from the inlet 2, and it leads almost to the bottom of the interrupter, its lowermost end being useful is pointed so as not to hinder the free movement of the mercury 4. The position of introduction 3 can be in relatively wide limits are changed, only the introduction 3 at the Movement of the interrupter between the positions in Fig. 1 and 2 earlier with the Make contact with mercury than introduction 2 and maintain this contact longer.

Wenn das Quecksilbergefäß aus Bleiglas besteht und die Einführungen aus Chromeisen bestehen, so wird, wie aus Abb. 3 ersichtlich ist, ein Ring 5 aus Kaliglas um die Einführung geschmolzen und darauf dieser Ring mit dem Glasgefäß zusammengeschmolzen.If the mercury jar is made of lead glass and the inlets are made of chrome iron exist, as can be seen from Fig. 3, a ring 5 made of potassium glass around the introduction melted and then melted this ring with the glass vessel.

Beim Betrieb der Quecksilberschaltröhre ist in der in Abb. 1 dargestellten Stellung durch das Quecksilber 4 ein Stromkreis zwischen den Einführungen 2 und 3 geschlossen. Wenn der Schalter in die Stellung gemäß 6g Abb. 2 gekippt wird, senkt sich der Queckeilberspiegel, bis schließlich der Stromkreis an der Einführung 2 unterbrochen wird. In diesem Augenblick befindet sich ein Teil des Quecksilbers noch an dem linken Ende der Schaltröhre, so daß der Boden der Schaltröhre, der allein sich in der Nähe des Lichtbogens befindet, vollkommen von dem Quecksilber gegen die Einwirkung des Lichtbogens geschützt wird.When operating the mercury interrupter is in the position shown in Fig. 1 a circuit between the inlets 2 and 3 is closed by the mercury 4. If the switch is toggled into the position according to 6g Fig. 2, the mercury level lowers, until finally the circuit at lead-in 2 is interrupted. At this moment there is part of the Mercury still on the left end of the interrupter, so that the bottom of the interrupter, which is alone near the arc, entirely from the mercury is protected against the effects of the arc.

Claims

Patent claims:

1. Mercury breakaway tube with a wall made of soft glass into which the two straight electrode rods extending into the interrupter are melted next to one another, from one of which is so shorter than the other that in the horizontal position the tube no connection through the contact connection due to local displacement producing mercury exists between the electrodes, on the other hand both of them in the tilted position of the tube Electrodes are connected through the mercury, characterized in that the mercury is in both switching positions the vessel wall opposite the contact point formed by the electrodes protects against the influence of the interruption sparks and the electrode rods made of chrome iron with the interposition of bead-like rings made of a glass enveloping them at the melting point in the vessel wall are melted, the expansion coefficient between that of the soft glass of the wall and that of the electrode material lies.

2. mercury toggle switch according to claim i, characterized in that the shorter electrode rod in the direction of the tube axis next to the longer electrode rod on the side of the tube that is tilted down when it is switched on, from the side closure facing it the tube is located at a distance at least equal to that Radius of the tube is.

1 sheet of drawings