DE1134763B

DE1134763B - Thermally controllable, gas-filled liquid relay, especially for high-frequency circuits

Info

Publication number: DE1134763B
Application number: DET17879A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Awender; Erhard Becker
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1960-02-12
Filing date: 1960-02-12
Publication date: 1962-08-16

Description

Thermisch steuerbares, gasgefülltes Flüssigkeitsrelais, insbesondere für Hochfrequenz-Stroinkreise In elektrotechnischen Geräten oder Anlagen, besonders in solchen der Hochfrequenznachrichtentechnik, ist es häufig erwünscht, Ein- und Ausschalter oder auch Umschalter in unmittelbarer Nähe zier durch den Schaltvorgang zu beeinflussenden Teile bzw. Stromkreise anzuordnen, um eine Verlängerung der Leitungsführung und dadurch entstehende unerwünschte und unkontrollierbare Kopplungen inner= halb der Verdrahtung sowie zusätzliche Wirk und Blindwiderstände in den geschalteten Leitungen zu vermeiden. Trotzdem sollen die Bedienungsgriffe, mit denen solche Schaltvorgänge ausgelöst werden, gut zugänglich, übersichtlich und möglichst ohne Ausnahme auf einer Frontplatte des Gerätes angeordnet sein.Thermally controllable, gas-filled liquid relay, in particular for high-frequency strobe circuits in electrotechnical devices or systems, especially in those of radio frequency communications technology, it is often desirable to have input and Off switch or toggle switch in the immediate vicinity adorned by the switching process to be influenced parts or circuits to be arranged in order to extend the cable routing and the resulting undesired and uncontrollable interconnections the wiring as well as additional active and reactive resistances in the switched Avoid lines. Nevertheless, the operating handles with which such switching operations be triggered, easily accessible, clear and, if possible, without exception be arranged on a front panel of the device.

Zur Lösung der sich aus diesen Forderungen ergebenden Aufgabe, an vom Bedienungsgriff entfernten Stellen Schaltvorgänge zu bewirken, werden bekanntlich außer rein mechanisch arbeitenden Anordnungen besonders solche mit elektrisch angetriebenen Relais benutzt.To solve the problem resulting from these demands To effect switching operations remote from the operating handle are known In addition to purely mechanical arrangements, especially those with electrically driven ones Relay used.

Von den verschiedenen Arten elektrisch angetriebener Relais haben sich besonders die sogenanaten magnetischen Relais bewährt, bei denen die Kräfte innerhalb eines magnetischen Feldes ausgenutzt wer= den. Da sie mit Spulenwicklungen und Eisenkernen versehen sein müssen, sind sie jedoch verhältnismäßig schwer und sperrig in ihrer Konstrutktioii. Es sind auch Relaiskonstruktionen bekannt, bei denen die Kräfte innerhalb eines elektrischen Feldes zum Antrieb der die Kontakte betätigenden Einrichtungen benutzt werden. Sie haben allerdings kaum Eingang in die Praxis gefunden. Ferner gibt es Relaiskonstruktionen, bei denen die Erwäri"nung eines Widerstandsleiters durch den elektrischen Strom benutzt wird, um dadurch Verlagerungen mechanischer Teile zu be= wirken. Diese sogenannten Thermorelais erlauben im allgemeinen wegen der Verzögerungen bei der Erwärmung und Abkühlung keine hohen Schaltgeschwindigkeiten.Have of the different types of electrically powered relays The so-called magnetic relays, in which the forces be used within a magnetic field. Since they are with coil windings and iron cores must be provided, but they are relatively heavy and bulky in their construction. There are also relay designs known at which are the forces within an electric field to drive the contacts actuating devices are used. However, they have hardly any entrance in found practice. There are also relay constructions in which the heating A resistance ladder is used by the electric current, thereby causing displacements to affect mechanical parts. These so-called thermal relays generally allow no high switching speeds due to delays in heating and cooling.

Die Erfindung betrifft eine relaisartige Schalteinrichtung der letztgenannten Gruppe, bei der jedoch durch die Verwendung eines von einem elektrischen Heizer erwärmten Gases als Antriebsmittel die Schaltverzögerung auf ein Minimum herabgesetzt ist. Die Erfindung geht aus von einem thermisch steuerbaren; gasgefüllten Flüssigkeitsrelais, insbesondere für Hochfrequenzstromkreise, in welchem ein elek= trisch leitender Teil aus bei der Betriebstemperatur flüssigem Metall besteht, welches in einem eine Verbindung zwischen zwei gasgefüllten Hohlräuüien bildenden, aus Isolierstoff bestehenden Rohr angeordnet ist und durch Änderung der Temperatur wenigstens einer der Gasfüllungen in solche Lagen gebracht werden kann, daß wahlweise eine leitende Verbindung zwischen in den Innenraum des Rohres hineinragenden Kontaktelementen hergestellt oder unterbrochen werden kann, deren mit dem flüssigen Metall in Berührung kommende Teile durch der Form des Rohrinnenraumes angepaßte zylindrische oder prismatische Körper gebildet werden, deren Abstand von der Rohrinnenwand wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Rohres.The invention relates to a relay-like switching device of the latter Group, however, through the use of an electric heater heated gas as a drive means, the switching delay is reduced to a minimum is. The invention is based on a thermally controllable; gas-filled liquid relays, especially for high-frequency circuits in which an electrically conductive Part consists of metal that is liquid at the operating temperature, which in a one Connection between two gas-filled cavities, consisting of insulating material Tube is arranged and by changing the temperature at least one of the gas fillings can be brought into such positions that optionally a conductive connection between made or interrupted contact elements protruding into the interior of the tube can be whose parts that come into contact with the liquid metal through the Form of the tube interior adapted cylindrical or prismatic body formed whose distance from the inner wall of the pipe is much smaller than the diameter of the pipe.

Ein allgemeiner Nachteil der mit flüssigem Metall, besonders mit Quecksilber; als Kontaktmittel arheltenden Relais besteht darin, daß diese Relais wegen der Formveränderlichkeit des Kontaktmittels keinen starken Erschütterungen ausgesetzt werden dürfen, sogar im allgemeinen stets in einer bestimmten Gebrauchslage verwendet werden müssen, damit das Kontaktmittel nicht unbeabsichtigt mit den Kontaktelementen in Berührung kommt. Aus der USA.-Patentschrift 2 621268 ist es bereits bekannt, daß man eine gewisse Unempfindlichkeit gegenüber Erschütterungen und Änderungen der Gebrauchslage dadurch erzielen kann, daß man das flüssige Metall, nämlich Quecksilber, in einem engen Rohr, ehleiri sogenannten Kapillarrohr, unterbringt. Die Masse des flüssigen Kontaktmittels kann dann sehr klein sein, so daß bei Beschleunigungen die an dieser Masse angreifenden, das Kontaktmittel auseinanderreißenden Kräfte auch entsprechend klein sind. Durch die bei der kleinen Masse verhältnismäßig großen Kohäsions-und Adhäsionskräfte wird das flüssige Metall zusammengehalten, so daß es bei Stößen nicht so leicht auseinanderreißt.A general disadvantage of using liquid metal, especially mercury; Relays arheltenden as contact means is that these relays must not be exposed to strong vibrations because of the changeability of shape of the contact means, even generally have to be used in a certain position of use so that the contact means does not inadvertently come into contact with the contact elements. It is already known from US Pat. No. 2,612,268 that a certain insensitivity to vibrations and changes in the position of use can be achieved by placing the liquid metal, namely mercury, in a narrow tube, a so-called capillary tube. The mass of the liquid contact means can then be very small, so that during accelerations the forces acting on this mass and tearing the contact means apart are also correspondingly small. Due to the relatively large cohesive and adhesive forces given the small mass, the liquid metal is held together so that it does not tear apart so easily in the event of impacts.

Um ein besonders hohes Maß von Erschütterungsunempfindlichkeit und einen besonders geringen Energiebedarf für die Betätigung zu erhalten, ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem derartigen Gasdruckthermorelais eine Gasfüllung der an die Rohrenden angeschlossenen Hohlräume anzuwenden, welche bei normaler Raumtemperatur von etwa 20° C einen höheren Druck als Atmosphärendruck aufweist, und außerdem das verbindende Rohr, in welchem sich das flüssige Metall befindet, sehr eng auszuführen.To a particularly high degree of insensitivity to vibrations and Obtaining a particularly low energy requirement for the actuation is already has been proposed, a gas filling in such a gas pressure thermal relay of the cavities connected to the pipe ends, which at normal room temperature of about 20 ° C has a higher pressure than atmospheric pressure, and also that connecting pipe, in which the liquid metal is located, to perform very narrow.

Wenn man derartige Relais zur Verbesserung der Unempfindlichkeit gegenüber Erschütterungen mit Kapillarrohren versieht, kommt man zwangläufig zu sehr kleinen Leiterquerschnitten innerhalb der Säule flüssigen Metalls zwischen den von dieser Säule miteinander in Verbindung gebrachten Kontaktelementen. Die Anwendung solcher Relais ist daher auf Ein-und Ausschaltvorgänge in Stromkreisen mit sehr schwachen Strömen beschränkt. Naturgemäß möchte man die sonstigen Vorteile derartiger Relais, die darin bestehen, daß sie besonders leicht konstruiert werden können und einen geringen Raumbedarf besitzen, auch für Stromkreise mit stärkeren Strömen nutzbar machen. Diese Aufgabe liegt der Erfindung zugrunde. Bekannt ist eine Kontaktanordnung bei Flüssigkeitsschaltern, bei der die mit dem flüssigen Metall in Berührung kommenden Teile der Kontaktelemente so ausgebildet werden, daß sie als zylindrische Körper in der Achse des Isolierrohres verlaufen, z. B. wie in der deutschen Patentschrift 635 402 angegeben, wobei ihr Abstand von der Rohrwand wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres. Ausgehend von einer solchen Kontaktanordnung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß sich erfindungsgemäß das flüssige Metall bei dem Betriebszustand, bei dem keine leitende Verbindung zwischen den Kontaktelementen vorhanden sein soll, nahezu vollständig in dem Raum ringförmigen Querschnitts zwischen einem der Kontaktelemente und der Rohrwand befindet, während es bei dem Betriebszustand, bei dem die Verbindung zwischen den Kontaktelementen bestehen soll, den Raum zwischen den sich nahe gegenüberstehenden Endflächen der Kontaktelemente und anschließende kleine Räume ringförmigen Querschnitts zwischen den Enden der Kontaktelemente und der Rohrwand ausfüllt.If you have such relays to improve the insensitivity to Providing vibrations with capillary tubes, one inevitably comes to very small ones Conductor cross-sections within the column of liquid metal between those of this Column brought into connection with each other contact elements. The application of such Relay is therefore switched on and off in circuits with very weak Flow restricted. Naturally, one would like to take advantage of the other advantages of such relays, which consist in the fact that they can be constructed particularly easily and one have little space requirement, can also be used for circuits with stronger currents do. This object is the basis of the invention. A contact arrangement is known in the case of liquid switches, in which those come into contact with the liquid metal Parts of the contact elements are designed so that they are cylindrical bodies run in the axis of the insulating tube, e.g. B. as in the German patent 635 402 indicated, their distance from the pipe wall is much smaller than the inside diameter of the pipe. Starting from such a contact arrangement the object set is achieved in that, according to the invention, the liquid metal in the operating state in which there is no conductive connection between the contact elements should be present, almost entirely in the space between the annular cross-section one of the contact elements and the pipe wall is located, while it is in the operating state, in which the connection between the contact elements should exist, the space between the close opposite end surfaces of the contact elements and subsequent small spaces of annular cross-section between the ends of the contact elements and the pipe wall fills.

Vorzugsweise ist der genannte Abstand zwischen einem der Kontaktelemente und der Rohrinnenwand so klein bemessen, daß für das in dem Zwischenraum befindliche flüssige Metall das Verhältnis der Summe der die Metallmasse zusammenhaltenden Kräfte, besonders der durch die Wandberührung hervorgerufenen Adhäsionskräfte und der durch die Oberflächenspannung an den mit dem Gas in Berührung befindlichen Stellen gebildeten Kohäsionskräfte, vermehrt um einen durch den Gasdruck erzeugten Anteil, zu den bei Erschütterungen die Metallmasse auseinanderreißenden Massenkräften, ausreicht, um bis zu einem vorbestimmten Grenzwert der Beschleunigung eine Zerteilung der Metallmasse und unerwünschte Schaltvorgänge zu vermeiden. Durch praktische Versuche hat sich ergeben, daß bei Verwendung von Quecksilber der Abstand des mit dem flüssigen Metall in Berührung kommenden Teils eines Kontaktelements von der Rohrinnenwand nicht größer sein soll als 0,2 mm, vorzugsweise sogar nicht größer als 0,15 mm.Preferably said distance is between one of the contact elements and the inner wall of the pipe dimensioned so small that for that located in the intermediate space liquid metal is the ratio of the sum of the forces holding the metal mass together, especially the adhesive forces caused by the wall contact and the the surface tension formed at the points in contact with the gas Cohesive forces, increased by a portion generated by the gas pressure, to the Vibrations the metal mass tearing apart mass forces, sufficient to A breakdown of the metal mass up to a predetermined limit value of the acceleration and avoid unwanted switching operations. Through practical experiments it has become show that when using mercury, the distance to the liquid metal coming into contact part of a contact element from the pipe inner wall no larger should be less than 0.2 mm, preferably not even greater than 0.15 mm.

In dem ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Kontaktelement und der Rohrwand wird somit das flüssige Metall, im allgemeinen Quecksilber, sicher gehalten. Steigt durch Heizung der Gasdruck in dem einen Hohlraum des Relais, wird das flüssige Metall in den Raum zwischen den Enden der Kontaktelemente gedrückt, wo es die obenerwähnte Stellung einnimmt. Dadurch, daß über den Zwischenraum zwischen den Kontaktelementen hinaus kleine Räume ringförmigen Querschnitts von dem flüssigen Metall ausgefüllt sind, ist auch in diesem Betriebszustand eine Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen gegeben, weil von den gefüllten Ringräumen durch die Kapillardepression Kraftkomponenten in Richtung auf den überbrückten Zwischenraum ausgeübt werden.In the annular space between the contact element and the The liquid metal, generally mercury, is thus held securely in the pipe wall. If the gas pressure in one cavity of the relay rises due to heating, it becomes liquid Metal pressed into the space between the ends of the contact elements, where there is the aforementioned Takes position. In that over the space between the contact elements In addition, small spaces of annular cross-section are filled by the liquid metal are insensitive to vibrations even in this operating state given because of the filled annular spaces through the capillary depression force components towards the bridged gap.

Durch die Erfindung ergibt sich eine wesentliche Vergrößerung des Leiterquerschnitts und damit die Möglichkeit einer stärkeren Strombelastung bei gleichzeitiger Beibehaltung der Vorzüge einer Kapillare; nämlich Lageunabhängigkeit und Erschütterungsunempfindlichkeit.The invention results in a substantial increase in the Conductor cross-section and thus the possibility of a higher current load at the same time maintaining the advantages of a capillary; namely position independence and insensitivity to vibrations.

Bei einer praktischen Ausführungsform eines solchen Relais sind zwei Kontaktelemente in Gestalt drahtförmiger Leiter in das Rohr von dessen Enden her derartig eingelegt, däß zwischen ihren einander zugewandten Enden ein kleiner Zwischenraum besteht. Eine Zuleitung für jedes der beiden Kontaktelemente kann durch den auf der zugeordneten Seite des Rohres liegenden Gasraum hindurchgeführt sein und den vorzugsweise aus Glas bestehenden Isolierkörper an seinem Ende durchdringen. Für die Abdichtung der Durchführung der Zuleitung eines Kontaktelements kann an wenigstens einem Ende des Relais ein sogenannter Quetschfuß vorgesehen sein. Ein solcher Quetschfuß kann auch die Zuleitungen für ein Heizelement mit aufnehmen. Diese Konstruktion ist besonders für die mechanisierte Massenfertigung derartiger Relais geeignet.In a practical embodiment of such a relay there are two Contact elements in the form of wire-shaped conductors into the tube from its ends inserted in such a way that there is a small gap between their mutually facing ends consists. A lead for each of the two contact elements can be through the the associated side of the pipe lying gas space be passed and the preferably made of glass insulating body penetrate at its end. For the sealing of the implementation of the supply line of a contact element can at least a so-called pinch foot can be provided at one end of the relay. Such a pinch foot can also accommodate the supply lines for a heating element. This construction is particularly suitable for the mechanized mass production of such relays.

Bei dieser Konstruktion ergibt sich auch eine genügende räumliche Trennung zwischen der von dem flüssigen Metall zu überbrückenden Unterbrechungsstelle zwischen den beiden Kontaktelementen und den Durchführungen der Zuleitung dieser Elemente durch die Gefäßwand. Infolgedessen ist es möglich, daß der mit dem flüssigen Metall, vorzugsweise Quecksilber, in Berührung kommende Teil der Kontaktelemente aus einem Metall hergestellt wird, welches von dem flüssigen Metall nicht angegriffen wird, während der in dem Quetschfuß liegende Zuleitungsteil aus einem oder mehreren anderen geeigneten Metallen bestehen kann. Um die Empfindlichkeit gegenüber Erschütterungen möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, in an sich bekannter Weise der Gasfüllung bei normaler Raumtemperatur von etwa 20° C einen höheren Druck als Atmosphärendruck zu geben. Vorzugsweise kann dieser Druck etwa 20 atü betragen.With this construction, there is also a sufficient spatial dimension Separation between the interruption point to be bridged by the liquid metal between the two contact elements and the feedthroughs of the feed line Elements through the vessel wall. As a result, it is possible that the one with the liquid Metal, preferably mercury, part of the contact elements that come into contact is made of a metal that is not attacked by the liquid metal is, while the lead part lying in the pinch foot consists of one or more other suitable metals. To the sensitivity to shocks To keep it as low as possible, it is advantageous to fill the gas in a manner known per se a higher pressure than atmospheric pressure at normal room temperature of about 20 ° C admit. This pressure can preferably be approximately 20 atmospheres.

Bei der angegebenen Konstruktion mit an den Enden des rohrförmigen Relaiskörpers vorgesehenen Quetschfußabdichtungen der Durchführungen treten die Durchführungsdrähte ungefähr in axialer Richtung nach den Enden hin aus. Daher kann der zwischen den Quetschfußdurchführungen liegende, die gasgefüllten Hohlkörper und den Rohrkörper enthaltende Teil mit einem Mantel umhüllt sein, der den Hohlkörper gegen Zerstörungen durch Stöße von außen schützt. Außerdem bildet dieser Mantel einen Schutz gegen Explosion der mit überdruck gefüllten Hohlräume. Wenn dieser Mantel aus einem gut wärmeleitenden Material besteht, ergibt sich auch bei Dauereinschaltung in erwünschter Weise eine Wärmeübertragung von dem auf der einen Seite liegenden geheizten Hohlraum zu dem auf der anderen Seite liegenden, nicht geheizten Hohlraum eines normalen Relais. Dadurch wird die Wiederausschaltung vorbereitet und eine nach längerer Dauereinschaltung sonst zu befürchtende Ausschaltverzögerung verringert.In the specified construction with at the ends of the tubular Relay body provided pinch-foot seals of the bushings occur Lead-through wires extend approximately in the axial direction towards the ends. Hence can the gas-filled hollow body lying between the pinch foot feedthroughs and the tubular body containing part with a jacket encased the Hollow body protects against damage caused by external impacts. Also, this coat forms protection against explosion of the cavities filled with excess pressure. If this The jacket is made of a material that conducts heat well, even when switched on continuously Desirably a heat transfer from the one on one side heated cavity to the unheated cavity on the other side of a normal relay. This prepares the switch-off and a after a longer period of continuous switching on, the switch-off delay that may otherwise be feared is reduced.

Bei einer nach der Erfindung ausgebildeten Einrichtung, mit der in einem Stromkreis Schaltvorgänge ausgeübt werden sollen, in welchem verhältnismäßig starke Ströme fließen, kann es erwünscht sein, mehrere Durchführungsleiter einander parallel zu schalten und mit demselben Kontaktelement zu verbinden. Besonders kann auch ein Kontaktelement mit einer Zuleitung eines in einem der gasgefüllten Hohlräume angeordneten Heizelements stromleitend verbunden sein. Man kann dann entweder auf die besondere Durchführungsleitung für das Kontaktelement verzichten oder im Fall starker Ströme eine Stromentlastung der Durchführungsleitung für das Kontaktelement erreichen.In a device designed according to the invention, with the in a circuit switching operations are to be exercised in which proportionately If strong currents flow, it may be desirable to have several feed-through conductors to each other to be connected in parallel and to be connected to the same contact element. Especially can also a contact element with a feed line in one of the gas-filled cavities arranged heating element be connected to conduct electricity. You can either click omit the special lead-through line for the contact element or in the case strong currents a current relief of the feed-through line for the contact element reach.

In der Zeichnung sind Fig. 1 und 2 Schnittdarstellungen der Umgebung der Trennstelle zwischen den beiden Kontaktelementen, welche in dem in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand von dem Quecksilber freigegeben ist, während sie in dem in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand diese Trennstelle überbrückt. In Fig. 3 bis 5 sind verschiedene Ausführungsformen einer Einrichtung nach der Erfindung dargestellt.In the drawing, FIGS. 1 and 2 are sectional views of the surroundings the separation point between the two contact elements, which is shown in FIG Operating state is released from the mercury, while in the one shown in Fig. 2, this separation point is bridged. In Figs. 3 to 5 are different embodiments of a device according to the invention shown.

In Fig. 1 ist mit 1 der aus einem Isolierstoff, vorzugsweise Glas, bestehende Rohrkörper, in welchem sich die Kontaktelemente 2 und 3 in einem geringen Abstand einander gegenüber befinden, bezeichnet. Mit 4 ist die Masse flüssigen Metalls, vorzugsweise Quecksilbeis, bezeichnet, welche sich in dem in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand vollständig in dem Zwischenraum zwischen der Innenwand des Rohres 1 und dem Kontaktelement 3 befindet. Es sei bemerkt, daß der Maßstab der Darstellung so gewählt ist, daß sich eine starke Vergrößerung ergibt, um die Vorgänge in der unmittelbaren Umgebung der Unterbrechungsstelle an Hand der Zeichnung erläutern zu können.In Fig. 1, 1 denotes the tubular body made of an insulating material, preferably glass, in which the contact elements 2 and 3 are located opposite one another at a small distance. 4 denotes the mass of liquid metal, preferably mercury, which, in the operating state shown in FIG. 1, is located completely in the space between the inner wall of the tube 1 and the contact element 3. It should be noted that the scale of the representation is chosen so that there is a strong enlargement in order to be able to explain the processes in the immediate vicinity of the interruption point on the basis of the drawing.

Da sich die Masse flüssigen Metalls, die mit 4 bezeichnet ist, in Fig. 1 in dem Zwischenraum zwischen der Rohrinnenwand und dem unteren Kontaktelement befindet, ist die Trennstelle zwischen den Kontaktelementen 2 und 3 nicht durch einen Leiter überbrückt. Es ist daher kein Stromfluß von 2 nach 3 möglich. Es sei angenommen, daß sich in Fig. 1 an dem nicht dargestellten unteren Ende des Rohres 1 ; der geheizte Hohlraum befindet. Wird die Heizung dieses mit Gas gefüllten Hohlraumes eingeschaltet, so erhöht sich der Druck des Gases in diesem Hohlraum und treibt das flüssige Metall 4 nach oben in die in Fig. 2 dargestellte Lage. In dieser Lage ist der Zwischenraum zwischen den Kontaktelementen 2 und 3 durch das flüssige Metall 4 überbrückt, so daß der Stromfluß zwischen 2 und 3 geschlossen ist.Since the mass of liquid metal, which is denoted by 4, is in Fig. 1 in the space between the pipe inner wall and the lower contact element, the separation point between the contact elements 2 and 3 is not bridged by a conductor. No current flow from 2 to 3 is therefore possible. It is assumed that in Fig. 1 at the lower end, not shown, of the tube 1 ; the heated cavity is located. If the heating of this gas-filled cavity is switched on, the pressure of the gas in this cavity increases and drives the liquid metal 4 upwards into the position shown in FIG. In this position, the space between the contact elements 2 and 3 is bridged by the liquid metal 4, so that the current flow between 2 and 3 is closed.

In beiden dargestellten Lagen wirken die Wandkräfte sowie die Kohäsionskräfte und die durch einen erhöhten Gasdruck auf das flüssige Metall ausgeübten Kräfte so günstig zusammen, daß trotz der großen Querschnittsfläche des Leitungsweges zwischen den Kontaktelementen 2 und 3 auch bei Erschütterungen keine Verlagerung des flüssigen Kontaktmittels sowie auch kein Auseinanderreißen seiner Masse zu befürchten ist.In both of the positions shown, the wall forces as well as the cohesive forces and the forces exerted on the liquid metal by an increased gas pressure work together so favorably that, despite the large cross-sectional area of the conduction path between the contact elements 2 and 3, even in the event of vibrations, there is no shifting of the liquid contact medium and no It is to be feared that its mass will tear apart.

In Fig. 3 a und 3 b sind zwei zueinander gehörende Projektionen eines entsprechend der Erfindung ausgebildeten Gasdruckthermorelais dargestellt. Mit 2 und 4 sind darin außer den entsprechenden Kontaktelementen auch die durch den Glaskörper hindurchtretenden Zuführungsleitungen bezeichnet. In dem unteren Hohlraum 6, dem Expansionshohlraum, befindet sich das Heizelement 7 mit den durch den unteren Quetschfuß hindurchgeführten Zuleitungen 9. Der obere, kleinere Hohlraum ist mit 5 bezeichnet. Er übernimmt bei dem dargestellten Relais die Funktion des Kompressionshohlraumes. Aus der Seitenansicht Fig. 3 b ist erkennbar, daß der untere Quetschfuß, der die Durchführungsdrähte 4 und 9 aufnimmt, als Flachquetschfuß ausgebildet ist. Am oberen Ende, wo nur der Durchführungsdraht 2 den Isolierkörper durchdringt, ist ein Rundquetschfuß angewendet. Aus glastechnischen Gründen kann an der Durchführungsstelle eine Schmelzperle 8 von einer geeigneten Glassorte um den Durchführungsdraht 2 geschmolzen werden, welche sich beim Verschluß des Rohrkörpers mit dem äußeren Glasteil verbindet. In der Darstellung nach Fig. 3 a ist die Quecksilbermasse zur Verdeutlichung der Lage der Kontaktelemente innerhalb des Rohrkörpers weggelassen.In Fig. 3 a and 3 b two associated projections of a gas pressure thermal relay designed according to the invention are shown. In addition to the corresponding contact elements, 2 and 4 also denote the supply lines passing through the glass body. In the lower cavity 6, the expansion cavity, there is the heating element 7 with the supply lines 9 passed through the lower pinch foot. The upper, smaller cavity is denoted by 5. In the relay shown, it takes on the function of the compression cavity. From the side view of FIG. 3 b it can be seen that the lower pinch foot, which receives the lead-through wires 4 and 9, is designed as a flat pinch foot. A round pinch foot is used at the upper end, where only the lead-through wire 2 penetrates the insulating body. For reasons of glass technology, a melt bead 8 of a suitable type of glass can be melted around the lead-through wire 2 at the lead-through point, which bead connects to the outer glass part when the tubular body is closed. In the illustration according to FIG. 3 a, the mercury mass is omitted to clarify the position of the contact elements within the tubular body.

Fig. 4 a und 4 b zeigen eine ähnliche Ausführung einer Einrichtung nach der Erfindung wie Fig. 3, jedoch sind an beiden Enden Flachquetschfüße vorgesehen. Außerdem sind mit dem oberen Kontaktelement 2 zwei ebenfalls mit 2 bezeichnete Durchführungsleitungen verbunden und einander parallel geschaltet, um eine Erwärmung an der Durchführung bei Schaltvorgängen mit starken Strömen zu vermeiden. Zur Stromentlastung der Durchführung 3 für das untere Kontaktelement ist diese innerhalb des Hohlraumes 6 mit der einen Zuleitung für das Heizelement verbunden. In Fig. 4 a ist auch die Quecksilbermasse 4 in einer der Fig. 1 entsprechenden Lage dargestellt. Außerdem zeigt Fig. 4 a noch den Pumpstutzen 10 an dem unteren Hohlraum 6, mit dessen Hilfe die Einbringung der Gasdruckfüllung und das Justieren der Lage der Quecksilbermasse bewirkt werden können. Nach richtiger Füllung und Einstellung wird der Pumpstutzen in an sich bekannter Weise abgeschmolzen.4 a and 4 b show a similar embodiment of a device according to the invention as FIG. 3, but flat pinch feet are provided at both ends. In addition, two likewise connected to the upper contact element 2 with 2 designated through lines and connected in parallel to each other, in order to avoid heating in the implementation in switching operations with strong currents. To relieve the current in the bushing 3 for the lower contact element, it is connected within the cavity 6 to the one feed line for the heating element. In FIG. 4 a, the mercury mass 4 is also shown in a position corresponding to FIG. 1. In addition, FIG. 4 a shows the pump nozzle 10 on the lower cavity 6, with the aid of which the introduction of the gas pressure filling and the adjustment of the position of the mercury mass can be effected. After correct filling and adjustment, the pump nozzle is melted off in a manner known per se.

Fig. 5 zeigt die Anordnung einer Einrichtung nach der Erfindung innerhalb eines Mantels 10, der beispielsweise aus einem synthetisch hergestellten Kunststoff bestehen kann. Der Kunststoff kann mit Metallpulver gemischt sein, um eine genügende Wärmeleitfähigkeit zu erreichen.Fig. 5 shows the arrangement of a device according to the invention within a jacket 10, which can for example consist of a synthetically produced plastic. The plastic can be mixed with metal powder in order to achieve sufficient thermal conductivity.

Es sei erwähnt, daß die Darstellungen nach Fig. 3 bis 5 die Einrichtungen ebenfalls noch in einem vergrößerten Maßstab zeigen. Es ist ein besonderer Vorteil derartiger Gasdruckthermorelais, daß sie sehr klein und raumsparend ausgebildet werden können.It should be mentioned that the representations of FIGS. 3 to 5 show the devices also show on an enlarged scale. It's a particular benefit such gas pressure thermal relays that they are very small and space-saving can be.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Thermally controllable, gas-filled liquid relay, especially for high frequency circuits in which an electrically conductive part consists of metal that is liquid at the operating temperature, which in a compound between two gas-filled cavities, made of insulating material existing pipe is arranged and by changing the temperature at least one of the gas fillings can be placed in such layers that optionally a conductive Connection between contact elements protruding into the interior of the tube can be made or interrupted, which is in contact with the liquid metal Coming parts by the shape of the pipe interior adapted cylindrical or prismatic Bodies are formed whose distance from the inner wall of the pipe is much smaller than the diameter of the pipe, characterized in that the liquid metal in the operating state in which there is no conductive connection between the contact elements consists almost entirely in the narrow space of annular cross-section is located between the one contact element and the inner wall of the pipe, while it is at the operating state in which the conductive connection between the contact elements is closed, the space between the opposing end faces of the Contact elements and adjoining small parts of the spaces of annular Fills cross-section between the end parts of the contact elements and the inner wall of the pipe.

2. Relay according to claim 1, characterized in that the space of ringförnllgem Cross-section is so narrow that for the liquid located in the space Metal the ratio of the sum of the forces holding the metal mass together, especially the adhesive forces caused by the wall contact and the surface tension cohesive forces formed at the points in contact with the gas, increased by a portion generated by the gas pressure, in addition to the portion caused by vibrations the metal mass tearing apart inertial forces, sufficient to up to a predetermined Acceleration limit value, a breakdown of the metal mass and undesired switching processes to avoid.

3. Relay according to claim 1 or 2, characterized in that the Distance between the part of a contact element that comes into contact with the liquid metal from the inner wall of the pipe is not larger than 0.2 mm.

4. Relay according to one of the claims 1 to 3, characterized in that two contact elements in the form of wire-shaped Heads are inserted into the tube from its ends in such a way that between their there is a small gap between the ends facing each other.

5. Relay according to claim 4, characterized in that a supply line for each of the two contact elements passed through the gas space lying on the associated side of the pipe and penetrates the insulating body, which is preferably made of glass, at its end:

6. Relay according to claim 5, characterized in that at least one end for the implementation of the feed line of a contact element and possibly one or several further supply lines for a heating element, a so-called pinch foot is provided.

7. Relay according to one of claims 1 to 6, characterized in that that comes into contact with the liquid metal, preferably mercury Part of the contact elements consists of a metal, which consists of the liquid metal is not attacked, while the lead part lying in the pinch foot is off one or more other metals consists or is composed. B.

relay according to one of claims 1 to 7, characterized in that the gas filling of the Cavities in a manner known per se at normal room temperature of about 20 ° C a pressure higher than atmospheric, preferably a pressure of about 20 atü.

9. Relay according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the one between the pinch foot bushings at the ends, the gas-filled one Hollow body and the tubular body containing part with a preferably good heat conductor Coat is wrapped.

10. Relay according to one of claims 1 to 9, characterized in that that a contact element with a supply line in one of the gas-filled cavities arranged heating element is electrically connected. Considered publications: German patent specification No. 635 402.