DE652201C - Elektrischer Zeitschalter in Sanduhrform - Google Patents

Description

Die Erfindung· betrifft sanduhrartige elektrische Zeitschalter für Beleuchtungs-, Zündu. dgl. Zwecke, bei denen ein. metallisches, die stromleitende Verbindung zwischen zwei Kontakten herstellendes Mittel zwecks Unterbrechung dieser Verbindung von dem oberen Behälter in den tieferen, abfließt. Solche sanduhrartige Zeitschalter sind z. B. als Quecksilberschalter bekannt. Zwischen, den beiden Behältern, ist eine Durchlauföffmmg vorgesehen, die einen sehr geringen Querschnitt hat, und das Quecksilber fließt, sobald die das Quecksilber aufnehmenden Behälter um etwa 18 o° gedreht werden, in den tiefer gelegenen leeren. Behälter ab. Der Querschnitt der Durchlauf öffnung· und die Menge des Quecksilbers bestimmen dabei die Zeitdauer des Schaltvorganges. Sobald nun. die Quecksilbermenge so weit abgesunken ist, daß die beiden überbrückten Kontakte nur noch gerade berührt werden, wird der stromleitende Querschnitt an den beiden Kontakten an der Übergangsstelle so gering, daß dort eine starke Funkenbildung auftritt. Diese Funkenbildung· ist um so größer und stärker, je größer die Abschaltdauer und Belastung ist. Das Quecksilber verbrennt daher, und es bilden sich Schlacken, die die Durchströmöffnung verstopfen, so daß der Zeitschalter nicht anläuft. Quecksilberzeitschalter erfordern aber auch Edelmetalle als Kontakte, die sie teuer machen.

Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß als Leitmittel ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. Wismut, allein oder in Legierung mit anderen Metallen niedrigen Schmelzpunktes verwendet wird, die bei natürlicher Temperatur vollkommen starr sind, und daß in den beiden Behältern ein elektrisch beheizbarer Heizkörper angeordnet ist, der das Metall nach einer gewissen, vom Schmelzpunkt abhängigen Schaltzeit zum Schmelzen bringt, so daß es plötzlich durch die Durchströmöffnung in den tiefer gelegenen Behälter fließt und so die leitende Überbrückung der beiden Kontakte plötzlich öffnet. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß, weil das Metall in dem tiefer gelegenen Behälter wieder erstarrt, die an sich einstellbare Durchflußöffnung so groß bemessen werden kann, daß sie praktisch keine Behinderung für das abfließende Metall bildet. Die Heizwicklung des Heizkörpers wird vorzugsweise in Nebenschluß zur Nutzstromleitung gelegt.

Auf diese Weise erreicht man eine sehr plötzliche Abschaltung, und infolgedessen kann man auch die Belastung des Schalters gegenüber den sanduhrartigen Quecksilberzeitschaltern wesentlich steigern.

Die beiden Behälter sind nach Art von Sanduhren um eine waagerechte Achse auf einem Sockel mechanisch oder von Hand drehbar, der die Kontaktfedern, zur Berührung der an den beiden Behältern vorgesehenen Kontakte trägt.

Es ist nicht nötig, die Behälter luftdicht abzuschließen oder gar zu evakuieren, wie bei sanduhrartigen Quecksilberzeitschaltern. Dar-.

aus ergibt sich, daß man die !Behälter aus zwei in der Längsachse geteilten. Schalenteilen zusammensetzen kann, die nur mit Dichtungsflächen, z. B. einer DichtungsriHje, aneinanderliegen und auch den die Behälter: durchtretenden Heizkörper eingespannt halten-.-Der Heizkörper selbst enthält zweckmäßigerweise zwei Wicklungen, und zwar für jeden Behälter eine. Die Heizwicklung reicht dabei bis in die unmittelbare Nähe der Durchströmöffnung. Um ihre Lebensdauer zu erhöhen, wird sie in ein entsprechendes Mittel, wie z.B. Magnesium- oder Asbestkitt,"eingebettet. Darüber kann noch eine Metallhiille angebracht sein, die die Wärme über" eine möglichst große Länge verteilt, so daß der Schmelzfluß auf der ganzen Länge möglichst gleichzeitig erfolgt. Diese Hülle kann in der Nähe der Durchströmöffnung ein oder mehrere metallische Siebe o. dgl. tragen, um auf diese Weise die Wärme auch über den ganzen Querschnitt des ,Behälters zu verteilen. Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel besteht darin, daß zwei sanduhrartige Doppelbehälter gegeneinander um 90⁰ versetzt auf der Drehachse angeordnet sind. Die Verdrehung der Schalterachse kann nach Drehschalterart von Hand vorgenommen werden. Die Achse trägt dabei irgendein Rastenwerk, welches die senkrechte Einstellung des jeweils benutzten Behälters erzwingt.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß das plötzliche Abfließen des flüssig gewordenen Metalles eine starke Kraftäußerung zur Folge hat, so daß diese Schalteinrichtung auch zur Herbeiführung einer mechanischen Bewegung geeignet erscheint. Das zu schmelzende Metall dient dann, nicht unmittelbar als Strombrücke, sondern das Schaltwerk wird von der Drehachse gesteuert. Diese Einrichtung kann also auch z. B. benutzt- werden bei Zeitschaltern nach Patent 542164 und 552084 oder anderen ,Zeitschaltern, bei denen bei der Verdrehung der Sanduhr ein Schaltarm ent-• gegen einer Federwirkung in die Stromschlußlage gebracht und dann durch eine Stütze hintergriffen wird, die bei Ablauf der Schaltzeit, also im Augenblick des Abfließens des geschmolzenen Metalls durch ^ die Gewichtsverlagerung des strömenden Mittels ausgelöst wird. ' .

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. ι zeigt einen Schnitt.

Fig. 2, 3 und 4 zeigen schenmtische Bilder. Fig. 5 zeigt eine Einzelheit. Die Vorrichtung besteht aus einem beispielsweise aus zwei Hälften gebildeten Körper, dessen beide Behälterteile α^χ,α² durch die Öffnung 1 in Verbindung stehen. Zwischen die beiden Behälter ist ein Heizkörper 2 eingelegt, der zwei Heizwicklungen 2', 2" trägt. ..Diese Wicklungen sind in eine Schicht aus' ,%B. Magnesium- oder Asbestkitt eingebettet. ".' In · der Nähe der. Öffnung 1 befinden sich zwei /K-öntaktpaare 3, 4 bzw. 3', 4', an die die ¹ -Schaltleitung angeschlossen ist. Die Enden der Heizwicklung 2' bzw. 2" sind an· Kontakte 5, 6 bzw. 5', 6' angeschlossen. Der ganze Be- 70 ₍ halter ist um die Achse 7 drehbar an einem Sockel 8 gelagert. Mit Hilfe des Handgriffes 9 z. B. kann man die Vorrichtung so um etwa i8o° drehen, daß der vom vorherigen Arbeitsgang her untenliegende Behälter in die erhöhte Lage gelangt, wie sie in. Fig. ι dargestellt ist. Dabei befindet sich in dem Behälter a¹ eine Füllung ι ο aus einem leicht !schmelzbaren Metall, z. B. Wood-Metall. Dieses ist erstarrt und überbrückt die Kontakte 3, 4, die mit Kontaktfedern 11 des Sokkels 8 in Berührung stehen. In Nebenschluß mit den Kontakten 3, 4 liegt nun die entsprechende Heizwicklung 2' des Heizkörpers 2, deren eines Ende an Kontakt 6 angeschlossen ist und dort mit einer Kontaktfeder 12 des Sockels in Berührung steht, wogegen das andere Ende der Heizwicklung an den Kontakt 5 angeschlossen ist. Sobald der Schalter die Lage nach Fig. 1 einnimmt, wird da- her nicht nur durch, das Metall 10 die Leitung nach irgendeinem Stromverbraucher hin zwischen den - Kontakten 3,4 überbrückt, sondern atfeh. darüber hinaus die Heizwicklung 2' zwischen den Kontakten 5,6 von Strom durchflössen, da der Kontakt 6 mit der Brennstellenleitung in Verbindung steht, z.B. dadurch, daß die den Kontakt 4 berührende Klemme 11 mit der Kontaktfeder 12 oder Kontakt 6 mit dem Kontakt 4 unmittelbar in leitender Verbindung steht. Wenn der Heizkörper entsprechend erhitzt ist, erwärmt sich das Metall 10 bis zum Schmelzfluß und fließt dann plötzlich durch die vorzugsweise im Querschnitt einstellbare Öffnung 1 in den Behälter a², in dem der Heizkörper kalt geblieben ist. Wenn dann durch Drehen an der Schalterachse 7, 9 der Behälter a² um etwa i8o° in die erhöhte Lage gebracht wird, wiederholt sich der gleiche Vorgang. Dadurch,, daß der Schmelzfluß plötzlich eintritt, wird auch eine funkenfreie Abschaltung zwischen den Kontakten 3, 4 einerseits und dem im Nebenschluß angeschlossenen Heizkörper 2' andererseits erreicht.

Auf die Kontakte 3,4 kann in den Fällen verzichtet werden, wo bei der Verdrehung der Schalterachse 7, 9 und des Behälters a¹, a" jeweils noch ein besonderes Strombrückenglied in eine Sperrstellung gebracht wird und der Behälter noch nicht senkrecht steht, vielmehr erst durch das plötzliche Abfließen in

Claims (9)

1. diese Lage geht, und diese Massenverlagerung dazu benutzt wird, die Sperrung der Schaltklinke auszulösen. (Eine solche Bauart betrifft z.B. Patent 542164 und 552084.) Der Kontakt 5 reicht bis in die Nähe der Öffnung ι bzw. der Kontakte 3, 4, damit der StroirifLuß im Heizkörper möglichst lange gesichert bleibt.

   Fig. 5 zeigt einen Heizkörper, der mit einer die Wärme verteilenden metallischen Hülle 2" umgeben ist. Diese trägt hier auch noch metallische, mit Löchern 2*' versehene Scheiben 2^!>, die ebenfalls für die Wärmeverteilung sorgen. Dem flüssig gewordenen Metall 10 setzen diese Scheiben z^b keimen wesentlichen Widerstand entgegen, wenn die Löcher 2¹'' entsprechend groß bemessen sind.

   Fig. 3 und 4 zeigen schematisch zwei Doppelbehälter, die auf derselben Achse anzuordnen sind. Hierbei beträgt natürlich die Drehung jeweils nur 90⁰.

   Die Schaltzeit kann u.a. durch eine Veränderung des Durchlaufquerschnittes geregelt werden, z. B. durch eine Drosselschraube.

   Der Heizkörper kann auch Querschnittsformen haben, die dafür Gewähr bieten, daß der Schmelzinhalt nach außen wie innen hin gleichzeitig durchwärmt wird, er kann also z. B. * als Spirale gewickelt oder als HoIiI-zylinder ausgebildet sein, in welchen Fällen es natürlich der Scheiben 2^Λ, i^b' nicht bedarf.

   Pa τ εν τ λ nsprüche:

   i. Elektrischer Zeitschalter in Sanduhrform für Beleuchtungs-, Zünd- u. dgl. Zwecke mit einer metallischen Füllung, welche zwecks Unterbrechung der Schaltverbindung aus dem beim Einschalten in die obere Lage gebrachten Behälter durch eine enge Öffnung in den tieferen Behälter strömt, dadurch gekennzeichnet,, daß als Strömungsmittel ein Metall (10) mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. Wismut, allein oder in Legierung mit anderen Metallen niedrigen Schmelzpunktes verwendet wird und in den beiden Behältern (ff¹,«²) ein elektrisch beheizbarer Heizkörper (2) angeordnet ist, der das Metall zum Schmelzen bringt und dessen Heizleitung vorzugsweise im Nebenschluß zur Schaltstromleitung liegt. ■·
2. 2. Zeitschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einem Sockel (8) um seine mittlere waagerechte Achse drehbaren Behälter (a¹, a²) Kontakte (3,4 und 5,6) tragen, auf denen Stromzuführungsfedern (11, 12) für den Nutz- bzw. Heizstromkreis schleifen.
3. 3. Zeitschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter aus zwei in der Längsachse geteilten. Schalenteilen bestehen, die mit Dichtungsflächen aufeinanderliegen und hier den Heizkörper (2) sowie die Kontakte (z. B.

   3, 4) eingespannt halten.
4. 4. Zeitschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (2) für jeden Behälter eine besondere Heizwicklung (2', 2") aufweist.
5. 5. Zeitschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (2) eine metallische Hülle (z^a) für Wärmeverteilung trägt, die bis in die Nähe der engen Strömungsöffnung (1) reicht.
6. 6. Zeitschalter nach Anspruch· 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (2) auf der metallischen Hülle (2«) metallische Scheiben (2*) trägt, die vorzugsweise mit Löchern (2¹'') durchbrochen sind.
7. 7. Zeitschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (5), an den das eine Ende der Heizkörperwicklung· angeschlossen "ist, bis nahe an die Öffnung (1) bzw. die Kontakte (3,4) reicht.
8. 8. Zeitschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß -zwei 'sanduhrartige Behälter gegeneinander um 90⁰ versetzt auf der Drehachse angeordnet sind.
9. 9. Zeitschalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zeiteinstellung die Durchströmöffnung in ihrem Querschnitt veränderbar ist, z. B. durch eine Drosselschraube.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen