DE3829064C1

DE3829064C1 -

Info

Publication number: DE3829064C1
Application number: DE19883829064
Authority: DE
Inventors: Radomir 8000 Muenchen De Janus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-03-29
Anticipated expiration: 2008-08-27
Also published as: EP0390885A1; WO1990002409A1

Abstract

A switch with contacts wetted with mercury has a contact support to which switch contact tongues are fastened via a leaf spring. In addition to ordinary capillary grooves, the switch contact tongue has a porous structure, so that the tongue can absorb a predetermined quantity of mercury and store it permanently under the action of the forces of capillarity.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter mit quecksilberbe netzten Kontakten und mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a switch with mercury networked contacts and with the characteristics of the generic term of claim 1.

Ein Schalter dieser Art ist aus der EP-PS 00 08 300 bekannt. Dieser bekannte Schalter weist an einem Ende des rohrförmi gen Glaskörpers einen die bewegliche Schaltkontaktzunge tragenden Kontaktträger und am anderen Ende einen Kontakt träger mit unbeweglichem Kontakt auf, der mit der Schalt kontaktzunge in der Schließstellung zusammenwirkt.A switch of this type is known from EP-PS 00 08 300. This known switch has at one end of the tubular the movable switch contact tongue towards the vitreous body carrying contact carrier and a contact at the other end carrier with immovable contact with the switch contact tongue cooperates in the closed position.

Ein ähnlicher Schalter ist aus der US-PS 40 66 859 bekannt, bei dem eine bewegliche Schaltkontaktzunge in ihrem Kon taktbereich in Längsrichtung verlaufende kapillare Rillen zur Aufnahme des Quecksilbers aufweist, während der damit zusammenwirkende feste Kontakt in seinem Kontaktbereich eine Schicht aus nichtmetallischem und von dem Quecksilber nicht benetzbaren Material aufweist, welche eine direkte Berührung der Schaltkontakte verhindert und welche wenig stens eine kleine durchgehende Bohrung aufweist, durch die das Quecksilber beim Schließen des Schalters in direkte metalli sche Berührung mit dem festen Kontakt gelangen kann.A similar switch is known from US-PS 40 66 859, in which a movable switch contact tongue in their con tactile area longitudinal capillary grooves for absorbing the mercury, during which cooperating firm contact in its contact area a layer of non-metallic and of the mercury has non-wettable material, which is a direct Touching the switch contacts prevented and which little least has a small through hole through which the Mercury when closing the switch in direct metalli contact with the fixed contact.

Bei beiden bekannten Kontakten wird der gute elektrische Kon takt zwischen der beweglichen Schaltkontaktzunge und dem festen Kontakt durch Benetzung der Berührungsbereiche mit Quecksilber sichergestellt. Die Relativbewegung zwischen der beweglichen Schaltkontaktzunge und ihrem Kontaktträger wird dabei zur kapillaren Pumpwirkung ausgenutzt. Die Benetzung der Kontaktbereiche, wie auch die kapillare Pumpwirkung werden durch die in Längsrichtung entlang der beweglichen Schaltkontaktzunge verlaufenden kapillaren Rillen unterstützt. Diese verhindern zugleich, daß infolge der Schaltbewegungen das Quecksilber von der Schaltkontaktzunge abspritzt oder abtropft.In both known contacts, the good electrical contact clock between the movable switch contact tongue and the firm contact by wetting the contact areas with Mercury ensured. The relative movement between the movable switch contact tongue and its contact carrier exploited for capillary pumping action. The wetting the contact areas, as well as the capillary pumping action are made by moving in the longitudinal direction along the Switching contact tongue extending capillary grooves supported. At the same time, these prevent that due to the switching movements the mercury is sprayed off the switch contact tongue or drains.

Die Herstellung und Montage derartiger Schalter mit quecksil berbenetzten Kontakten ist aufwendig und kompliziert und er fordert höchste Genauigkeit. Insbesondere ist auch das Ein bringen des Quecksilbers in den rohrförmigen Glaskörper vor dessen Schließen aufwendig. Hinzukommt, daß es für die Funk tion des Schalters nachteilig ist, daß trotz der kleinen Abmessungen der Teile des Schalters das Quecksilber relativ lange Wege zwischen dem, das Quecksilber aufnehmenden Luft spalt und dem Kontaktbereich zurücklegen muß. Es ist daher insbesondere bei hoher Schalthäufigkeit und Schaltfrequenz nicht immer sichergestellt, daß beim Schließen des Schalters Quecksilber in ausreichender Menge in den Berührungs- oder Kontaktbereich gelangt.The manufacture and assembly of such switches with quecksil wetted contacts is complex and complicated demands highest accuracy. In particular, the one is bring the mercury into the tubular vitreous its closing is expensive. In addition, it is for the radio tion of the switch is disadvantageous that despite the small Dimensions of the parts of the switch the mercury relative long distances between the air that absorbs the mercury gap and must cover the contact area. It is therefore especially with high switching frequency and switching frequency not always ensured that when the switch is closed Sufficient mercury in the touch or Contact area arrives.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen Schalter mit quecksilberbenetzten Kontakten und den Merkmalen des Oberbe griffs des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß die aufgezeig ten Schwierigkeiten vermieden werden und die Schaltfunktion auch bei hoher Schaltfrequenz und über lange Betriebszeiten wesentlich zuverlässiger und störungsfreier gewährleistet wird, wobei auch die Herstellung und der Zusammenbau des Schalters erleichtert werden sollen.In contrast, it is an object of the invention to provide a switch mercury-wetted contacts and the characteristics of the Oberbe handles of claim 1 so that the pointed difficulties are avoided and the switching function even at high switching frequencies and over long operating times guaranteed much more reliable and trouble-free is, the manufacture and assembly of the Switch should be facilitated.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the teaching of claim 1.

Es ist bei Quecksilberschaltern mit in einem Gehäuse fest eingebauten Elektroden und einem, das bewegliche Schaltelement bildenden Quecksilbervorrat bekannt, wenigstens eine der Elektroden ganz oder zum Teil aus einem porösen Körper zu bil den, der mit Quecksilber gefüllt ist. (Vgl. DE-PS 6 81 060). Dabei kann die Elektrode aus einem Metallsinterkörper bestehen. Stattdessen können auch in dem Schaltergehäuse frei bewegliche kugelförmige Körper vorgesehen sein, die als Träger einer sol chen porösen Sinterschicht und damit als Speicher für das Quecksilber dienen.With mercury switches, it is fixed in a housing built-in electrodes and one, the movable switching element mercury supply known, at least one of the All or part of the electrodes are made from a porous body the one that is filled with mercury. (See DE-PS 6 81 060). The electrode can consist of a metal sintered body. Instead, you can move freely in the switch housing spherical body can be provided, which as a carrier of a sol Chen porous sintered layer and thus as a storage for the Serve mercury.

Demgegenüber handelt es sich bei dem Gegenstand nach der Er findung um einen Schalter mit quecksilberbenetzten Kontakten, bei dem in der Schließstellung des Schalters der elektrische Kontakt mit Hilfe einer beweglichen Schaltkontaktzunge herge stellt wird, die zugleich aufgrund ihrer elastischen Bewegun gen für die kapillare Pumpwirkung ursächlich ist.In contrast, it is the subject of the Er around a switch with contacts wetted with mercury, with the electric in the closed position of the switch Contact with the help of a movable switch contact tongue is at the same time because of their elastic movement is responsible for the capillary pumping effect.

Während die bekannten in Längsrichtung der Schaltkontaktzunge verlaufenden kapillaren Rillen die kapillare Pumpwirkung des Luftspalts und damit die Bewegung des Quecksilbers zwischen dem das Quecksilber speichernden Luftspalt und der Kontakt zone unterstützen, sind die Maßnahmen gemäß der Erfindung zur Aufnahme und Speicherung einer vorbestimmten Menge an Quecksilber dazu da, in unmittelbarer Nähe des Kontaktbereichs der Schaltkontaktzunge eine vorbestimmte Menge an Quecksilber als Vorrat und auf Dauer zu speichern. Dadurch wird die Ver sorgung der Kontaktzone mit Quecksilber wesentlich gefördert, insb. bei hoher Schalthäufigkeit und Schaltfrequenz, da das zur Benetzung der Kontaktzone erforderliche Quecksilber nur noch zu einem geringeren Anteil den Weg zwischen Luftspalt und Kontaktzone hin und her durchfließen muß. Dadurch wird die Arbeitsweise des Schalters deutlich zuverlässiger und reproduzierbarer.While the known in the longitudinal direction of the switch contact tongue running capillary grooves the capillary pumping effect of the Air gap and thus the movement of mercury between the air gap storing the mercury and the contact zone support, are the measures according to the invention to record and store a predetermined amount Mercury is there, in the immediate vicinity of the contact area the switch contact tongue a predetermined amount of mercury to save as stock and permanently. This will ver the contact zone with mercury is significantly promoted, especially with high switching frequency and switching frequency, because that mercury required for wetting the contact zone only to a lesser extent the path between the air gap and contact zone must flow back and forth. This will the operation of the switch much more reliable and more reproducible.

Hinzu kommt, daß die zusätzlich zu den kapillaren Rillen durch die Maßnahmen nach der Erfindung vorgesehene Kapillarwirkung sicherstellt, daß das Quecksilber bei Erschütterungen des Schalters oder infolge der Schaltbewegungen nicht verspritzt, sondern in dem vorgesehenen Kontaktzonenbereich verbleibt. Damit können die erforderlichen Schaltereigenschaften auch bei hoher Beanspruchung des Schalters und langer Lebensdauer ge währleistet werden.Add to that the addition to the capillary grooves the measures provided by the invention capillary action ensures that the mercury is shaken when the Switch or not splashed as a result of the switching movements, but remains in the intended contact zone area. This means that the required switch properties can also be used high stress on the switch and long service life be guaranteed.

Die aufgrund der Maßnahmen des Anspruchs 1 von der Schalt kontaktzunge selbst und im Luftspalt gespeicherte Menge an Quecksilber kann für die ausreichende Benetzung der Kontaktzone beim Schlie ßen des Schalters ausreichend sein. In diesen Fällen ist bei der Montage des Schalters die zusätzliche Einbringung einer vorbestimmten Quecksilbermenge in den rohrförmigen Glaskörper nicht erforderlich. Wenn jedoch eine zusätzliche Quecksilber menge benötigt wird, ist diese wesentlich kleiner als bisher, was ebenfalls die Montage erleichtert. Auch kann insgesamt die Quecksilbermenge für den Schalter verringert werden, da aufgrund der getroffenen Maßnahmen zuverlässiger als bisher das Quecksilber beim Schließen des Schalters im Bereich der Kontaktzone verbleibt und weniger leicht im Inneren des rohrförmigen Glaskörpers verspritzt.Due to the measures of claim 1 of the switching contact tongue itself and the amount of mercury stored in the air gap for adequate wetting of the contact zone when closing the switch must be sufficient. In these cases, the installation of the switch the additional introduction of a predetermined amount of mercury in the tubular vitreous not mandatory. However, if an additional mercury quantity is required, it is much smaller than before, which also makes assembly easier. Can also total the amount of mercury for the switch can be reduced because due to the measures taken more reliable than before the mercury when closing the switch in the area of Contact zone remains and less easily inside the tubular glass body sprayed.

Die Maßnahmen des Anspruchs 1 können auf verschiedene Weise in der Praxis realisiert werden. Zwei bevorzugte Möglichkei ten sind die gemäß den Ansprüchen 3 und 5, wonach einmal die Schaltkontaktzunge selbst aus einem Sintermetall mit vorbe stimmter kapillarer Porosität hergestellt ist und zum an deren die Schaltkontaktzunge eine vorbestimmte Anzahl von kapillaren Bohrungen in vorbestimmter Verteilung aufweist, wobei diese Bohrungen z.B. mit Laserstrahl erzeugt werden können. Die Amalgamisierung oder Sättigung der Schaltkontakt zunge mit Quecksilber erfolgt herstellungsmäßig vor dem Einbau der Anordnung in den rohrförmigen Glaskörper.The measures of claim 1 can be done in different ways can be realized in practice. Two preferred options ten are those according to claims 3 and 5, after which the Switch contact tongue itself made of a sintered metal certain capillary porosity is made and to whose the switch contact tongue a predetermined number of has capillary bores in a predetermined distribution, these bores e.g. generated with laser beam can. Amalgamation or saturation of the switch contact The tongue with mercury is manufactured prior to installation the arrangement in the tubular vitreous.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with the aid of schematic drawings explained in more detail using several exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 in einem Längsschnitt einen Schalter mit quecksilberbe netzten Kontakten gemäß der Erfindung. Fig. 1 in a longitudinal section a switch with mercury-wetted contacts according to the invention.

Fig. 2 in Draufsicht den zugehörigen Kontaktträger. Fig. 2 in plan view of the associated contact carrier.

Fig. 3 in Draufsicht und im größeren Maßstab die bei der An ordnung nach Fig. 1 verwendete Schaltkontaktzunge. Fig. 3 in plan view and on a larger scale, the switch contact tongue used in the arrangement of FIG. 1.

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Schaltkontaktzunge entlang der Schnittebene III-III der Fig. 3 und Fig. 4 is a longitudinal section through the switch contact tongue along the section plane III-III of Fig. 3 and

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 im Teilschnitt eine abgewandelte Ausführungsform der Schaltkontaktzunge. Fig. 5 in a representation similar to Fig. 4 in partial section a modified embodiment of the switch contact tongue.

Der Schalter 1 nach Fig. 1 besteht aus einem an beiden Enden 3 und 4 zugeschmolzenen röhrchenförmigen Glaskörper 2. In die En den sind jeweils Kontaktträger 5 eingeschmolzen, die außen zum Anschluß des Schalters dienen und im Inneren die eigentliche Schaltkontaktzunge 6 tragen. Diese ist an einer Blattfeder 7 festgeschweißt, die ihrerseits bei 10 auf einer Schulter 11 des Kontaktträgers 5 festgeschweißt ist. Der Kontaktträger 5 ist über die Schulter 11 hinaus verlängert, wie bei 8 gezeigt und bildet zwischen dieser Verlängerung und der Schaltkon taktzunge einen Luftspalt 9, der so bemessen und ausgebildet ist, daß die Anordnung in diesem Bereich einen Quecksilber tropfen vorbestimmter Größe aufnimmt und in Abhängigkeit von den Bewegungen der Schaltkontaktzunge 6 das Quecksilber in die Kontaktzone 20 drückt bzw. beim Öffnen des Schalters aus dieser Kontaktzone 20 zurück in den Luftspalt 9 saugt.The switch 1 according to FIG. 1 consists of a tubular glass body 2 which is melted at both ends 3 and 4 . In the En each contact carrier 5 are melted, which serve to connect the switch outside and carry the actual switch contact tongue 6 inside. This is welded to a leaf spring 7 , which in turn is welded to 10 on a shoulder 11 of the contact carrier 5 . The contact carrier 5 is extended beyond the shoulder 11 , as shown at 8 and forms between this extension and the Schaltkon contact tongue an air gap 9 , which is dimensioned and designed so that the arrangement in this area receives a mercury drop of a predetermined size and depending from the movements of the switch contact tongue 6 presses the mercury into the contact zone 20 or sucks it back into the air gap 9 from this contact zone 20 when the switch is opened.

Zweckmäßigerweise ist der Schalter nach Fig. 1 mit symmetri scher Schaltgeometrie ausgebildet, so daß für beide Enden gleiche Schaltkontaktanordnungen verwendet werden können.Advantageously, the switch according to Fig. 1 is formed with SYMMETRI shear switch geometry, so that the same switching contact arrangements can be used for both ends.

Der Kontaktträger 5 ist an seinem äußeren Ende bei 5 a abge flacht, um so eine Anschlußstelle, z.B. Lötstelle zu bilden.The contact carrier 5 is flattened abge at its outer end at 5 a , so as to form a connection point, for example a solder joint.

Die Schaltkontaktzunge 6 weist auf ihrer Innenfläche in Längsrichtung verlaufende kapillare Rillen 18 auf. Diese dienen dazu, das Quecksilber in Kontakt mit der Schaltkontakt zunge zu halten und bei den Pumpbewegungen zur Kontaktstelle 20 bzw. von dieser zurück zu führen.The switch contact tongue 6 has capillary grooves 18 running in the longitudinal direction on its inner surface. These serve to keep the mercury in contact with the switch contact tongue and to lead back to or from the contact point 20 during the pumping movements.

Zusätzlich dazu ist jede Schaltkontaktzunge 6 mit einer vorbestimmten kapillaren Porosität ausgebil det die geeignet ist, eine vorbestimmte Menge von Quecksilber aufzunehmen und sicher zu speichern.In addition, each switch contact tongue 6 is designed with a predetermined capillary porosity which is suitable for receiving a predetermined amount of mercury and storing it safely.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 wird die Porosität durch kapillare Bohrungen 19, 19 a, 19 b gebildet. Die Bohrun gen sind über die Länge und/oder die Breite der Schaltkontakt zunge 6 gleichmäßig in einer oder mehreren Reihen oder un gleichmäßig verteilt. Als zweckmäßig hat sich eine Anordnung in zwei parallelen Reihen 19 a, 19 b erwiesen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Zum Erreichen ihrer kapillaren Wirkung weisen die Bohrungen einen entsprechenden Durchmesser von 0,1 bis 0,3 mm auf. Ihr gegenseitiger Mittenabstand kann zwischen 0,1 mm und 1,0 mm liegen. Die kapillaren Bohrungen sind zweckmäßigerweise gleichförmig zwischen dem Bereich des Luftspaltes 9 und der Kontaktzone 20 verteilt. Die Bohrungen lassen sich vorteilhaft mit Laserstrahl erzeugen, wobei darauf zu achten ist, daß wenigstens auf der Seite der kapillaren Rillen 18 die Mündungen der Bohrungen gratfrei ausgebildet sind.In the embodiment according to FIGS. 1 to 4, the porosity is formed by capillary bores 19 , 19 a , 19 b . The bores are evenly distributed over the length and / or the width of the switch contact tongue 6 in one or more rows or un evenly. An arrangement in two parallel rows 19 a , 19 b has proven to be expedient, as is shown in FIG. 3. To achieve their capillary action, the holes have a corresponding diameter of 0.1 to 0.3 mm. Their mutual center distance can be between 0.1 mm and 1.0 mm. The capillary bores are expediently distributed uniformly between the area of the air gap 9 and the contact zone 20 . The bores can advantageously be produced with a laser beam, care being taken that the mouths of the bores are formed at least on the side of the capillary grooves 18 .

Die Porosität der Schaltkontaktzunge kann auch gemäß Fig. 5 auf andere Weise erreicht werden. Die Schaltkontaktzunge 25 besteht in diesem Falle aus einem Sintermetall mit porösen kapillaren Ausnehmungen 26 von vorbestimmter Größe und Porosität. The porosity of the switch contact tongue can also be achieved in another way according to FIG. 5. The switch contact tongue 25 in this case consists of a sintered metal with porous capillary recesses 26 of a predetermined size and porosity.

Unabhängig von der Ausführungsform dient die Porosität der Schaltkontaktzunge zur Aufnahme und Speicherung einer vorbe stimmten Menge Quecksilber.Regardless of the embodiment, the porosity serves Switch contact tongue for receiving and storing a pre agreed amount of mercury.

Zweckmäßigerweise wird die Anordnung vor Einbau in das Glaskör perchen geglüht. Danach wird wenigstens die Schaltkontaktzunge galvanisiert und mit einer Beschichtung aus Metall, z.B. Nickel versehen und zwar so, daß auch die Innenflächen der kapillaren Poren oder Bohrungen beschichtet sind. Anschließend erfolgt eine Amalgamisierung und Füllung der Poren oder Bohrungen mit Quecksilber. Dies kann unter Anwendung von Druck und/oder Tem peratur erfolgen. Die Poren oder Bohrungen sollen möglichst mit Quecksilber gesättigt sein. Die Bohrungen können vor dem kröpfenden Formvorgang der Schaltkontaktzunge und vor der Ver schweißung mit der Blattfeder oder dem Kontaktträger herge stellt werden. Die Glühung, Beschichtung, Amalgamisierung und Sättigung mit Quecksilber erfolgt dagegen nach Zusammenbau von Kontaktträger und Schaltkontaktzunge, jedoch vor Einbau in das Glaskörperchen. Vor dem endgültigen Verschließen kann, soweit erforderlich, noch eine vorbestimmte Zusatzmenge an Quecksilber in das Glaskörperchen eingebracht werden.The arrangement is expedient before installation in the glass body annealed. Then at least the switch contact tongue galvanized and with a coating of metal, e.g. nickel provided that the inner surfaces of the capillaries Pores or bores are coated. Then follows amalgamation and filling of the pores or holes with Mercury. This can be done using pressure and / or tem temperature. The pores or holes should be as possible be saturated with mercury. The holes can before cranking molding process of the switch contact tongue and before Ver welding with the leaf spring or the contact carrier be put. The annealing, coating, amalgamation and In contrast, saturation with mercury occurs after assembly of contact carrier and switch contact tongue, but before installation into the vitreous. Before the final closure, if necessary, a predetermined additional amount Mercury are introduced into the vitreous.

Claims

1. Switch with mercury-wetted contacts, in which contact carriers are melted into the ends of a tubular glass body, a contact carrier at its free end via a spring element carries a freely projecting switching contact tongue, with a section of the contact carrier or a part connected to it limited depending on the Schaltbewe movements of the switching contact tongue as a capillary pump ar working air gap, the switching contact tongue having capillary grooves running in its longitudinal direction, via which mercury is pressed under the action of the capillary pump when the switch is closed from a mercury supply provided in the air gap to the contact closure point or when the switch is opened it is sucked back by this contact closing point, characterized in that the switch contact tongue ( 6 or 25 ) in addition to the capillary grooves ( 18 ) for receiving and storing a predetermined amount of mercury is trained.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the switch contact tongue ( 6 or 25 ) in addition to the capillary grooves ( 18 ) porous or continuous Ausneh lines ( 19 or 26 ) of capillary dimensions for receiving and storing the mercury.

3. Switch according to claim 2, characterized in that the switch contact tongue ( 25 ) is formed overall from a material with a predetermined porosity.

4. Switch according to claim 3, characterized in that the switch contact tongue ( 5 ) consists of a sintered metal.

5. Switch according to claim 2, characterized in that the switch contact tongue ( 6 ) has a plurality of capillary bores ( 19 ) distributed over its length and / or width.

6. Switch according to claim 5, characterized in that the capillary bores ( 19 ) have a diameter of 0.1-0.3 mm.

7. Switch according to claim 6, characterized in that the center distance of the capillary bores ( 19 ) is approximately 0.1 to 1.0 mm.

8. Switch according to one of claims 5 to 7, characterized in that the capillary Boh stanchions ( 19 ) in at least two parallel rows ( 19 a , 19 b ) over the length of the switch contact tongue ( 6 ) are arranged.

9. Switch according to one of claims 5 to 8, characterized in that the mouths of the kapil laren bores ( 19 ) at least on the with the kapil laren grooves ( 18 ) provided side of the switch contact tongue ( 19 ) are burr-free.

10. A method for producing a switch according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the recesses ( 19 , 26 ) of capillary dimensions provided in addition to the capillary grooves are amalgamated before installation in the tubular glass-shaped glass body ( 2 ) and with mercury silver filled or saturated.

11. Switch according to one of claims 1 to 10, characterized in that the two contact carriers ( 5 ) with spring element ( 7 ) and switch contact tongue ( 6 ) are of identical design and are arranged symmetrically to a longitudinal center plane of the switch ( 1 ).