Treppenhausschalter mit Quecksilber

Ein Treppenhauslicht einer Wohnanlage wird ja meistens über Taster in jeder Etage aktiviert. Das Licht bleibt dann für einige Zeit eingeschaltet und erlischt dann (etwa ein bis zwei Minuten) wieder selbstständig. Das kennt jeder und hat auch sicherlich schon jeder einmal selber wahrgenommen. Realisiert wird solch eine Treppenhauslichtschaltung in der klassischen Elektroinstallation über einen sog. Treppenhausautomaten oder Treppenhauszeitschalter. Das ist ein, in den Energieverteiler eingebautes Gerät, das von den Größenordnungen inetwa so aussieht wie ein Sicherungsautomat (Leitungsschutzschalter). Dieser beherbergt eine elektronische Zeitschaltuhr die über ein Relais die Last ansteuert. In den modernen "Smart-Homes" und neuen innovativen Anlagen werden Bus gesteuerte Systeme für Lichtschaltungen eingebaut.

Quecksilberschalter

Doch wie wurde eine Zeitschaltung realisiert, als es noch keine Transistoren und Halbleiter gab, zu einer Zeit, als die Radios noch "Dampfradio" genannt wurden? Ich spreche hier von den Jahren um und nach dem zweiten Weltkrieg. Hier bediente man sich der physikalischen Eigenschaften von Metallen, die bei Raumtemperatur flüssig sind und deren Ausdehnungskoeffizient bei geringer Temperaturänderung groß genug ist, um eine einfache Detektion dieser, durchführen zu können. Ich spreche von Quecksilber. In Fieberthermometern ist dieses "Flüssigmetall" ja bekannt, aber es wurde auch in der Elektrotechnik eingesetzt.

In diesem Beispiel ist es ein Quecksilber-Zeitschalter. Das In dem evakuierten Glasgefäß befindliche Quecksilber, dient hier als Schaltmedium und schließt den Stromkreis eines Verbrauchers (Glühlampe), wenn es durch Erwärmung so weit ausgedeht ist, um die Kontakte zu erreichen. Die Erwärmung wiederum wird, durch einen, in das Glasgefäß eingebauten Heizwiderstand realisiert. Schließt man den Stromkreis zum Heizwiderstand durch Druck auf einen angeschlossenen Taster, so erwärmt sich der Widerstand und das Quecksilber beginnt sich auszudehnen. Nach 2-3 Sekunden hat das sich ausdehnende Quecksilber die Schaltkontakte erreicht und der Stromkreis zur Last ist geschlossen. Jetzt kann man den Taster los lassen und der Lastkreis bleibt weiterhin eingeschaltet. Doch nun, da die Heizung nicht mehr bestromt ist, kühlt sie und das Quecksilber wieder aus, was  zur Folge hat, dass es sich wieder zusammenzieht und nach ein paar Minuten den Stromkreis zur Last wieder öffnet.

Solche Schalter waren noch bis Anfang der 70ger Jahre in vielen Wohnanlagen zu finden. Sie waren in einem Bakelitgehäuse eingebaut und durch Ändern der Schräglage des Glaskörpers konnte die Zeitbasis verändert werden.

Hier der originale Text zur Montageanleitung:

 

Vor der Montage des Gerätes ist es notwendig, das Quecksilber richtig zu verteilen. Durch Schütteln und Drehen muß das Quecksilber in die gezeichnete Lage gebracht werden. Bei senkrechter Stellung des Schaltrohres soll das rechte Ende der Quecksilberfüllung bis zur Marke 1 reichen. Es ist dabei zu beachten, dass in der Quecksilberfüllung keine Gasblasen eingeschlossen werden. Der Napf ist ebenfalls bis zur Marke 2 mit Quuecksilber zu füllen. Danach kann der Automat festgeschraubt und angeschlossen werden.
15 Minuten nach dem ersten Schaltversuch ist zu kontrollieren, ob das Quecksilber wieder bis zur Marke 1 zurückgegangen ist. Wenn nötig ist dann durch neuerliches Einschütteln eine Korrektur vorzunehmen un die Probe zu wiederholen.
In der Mittelstellung beträgt die Schaltzeit cirka vier Minuten. Diese kann durch Drehen kürzer oder länger eingestellt werden.
Achtung! Der Lampenstromkreis darf höchstens mit 6A-Sicherungen abgesichert werden.

Hier ein kurzes Video, das die Funktion des Quecksilberschalters demonstriert: