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Elektrische Lampe.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische sogenannte Kontaktlampen, bei denen die Wirkung darauf beruht, dass zwei Kohlenelektroden leicht aufeinander gepresst werden, wodurch ein schwacher oder unvollkommener Kontakt erreicht wird.
Bei derartigen Lampen wurde die Regelung des Kontaktes bisher durch Gewichts-oder Federbelastung bewirkt. Eine solche Regelung weist aber so erhebliche Mängel auf, dass infolgedessen derartige Lampen sich bisher nicht in der Praxis einführen konnten. Ganz allgemein sind bei Kontaktlampen mechanische Regelungen nicht zu brauchen, und zwar aus folgenden Gründen : Die Wirkung dieser Art Kontaktlampen beruht einzig und allein auf der Herstellung und Aufrechterhaltung einer leichten Berührung der Kohlenstifte. An der Kontaktstelle findet der elektrische
Strom einen gewissen Widerstand ; er entwickelt Wärme und bringt somit die Spitzen zum Glühen ; ein Lichtbogen darf hiebei nicht entstehen.
Nun ist durch Versuche festgestellt worden, dass eine mechanische Regelung, beispielsweise eine Feder oder ein Gewicht, auf die Dauer nicht sicher und gleichmässig genug wirkt. Es ist allgemein bekannt, dass eine Feder ständig ihre Spannkraft verändert ; bei einer Gewichtsregelung können sehr leicht durch Reibung oder Klemmen kleine
Veränderungen der Gewichtsverhältnisse entstehen. Wollte man daher den mechanischen Regel- vorrichtungen nur die geringen Kräfte geben, die für ein richtiges Wirken der Lampe unbedingt nötig sind, so wurde der kleinste Zufall eine richtige Wirkung der Lampe verhindern können.
Grössere Belastungen müssen aber auf jeden Fall vermieden werden. Bei derartigen Kontakt- lampen tritt nämlich durch die erzeugte erhebliche Wärme sehr leicht ein Zusammenbacken der beiden Kohlenspitzen ein, und zwar besonders, wenn die zusammendrückende Kraft zu gross ist.
Durch dieses Zusammenbacken aber wird sofort die Wirkung der Lampe gestört. Bei einer mechanischen Regelung gibt es gegen solche Störungen keinerlei Mittel ; die Lampe würde auf- hören zu brennen. Nach der Erfindung wird deshalb grundsätzlich die mechanische Regelung vermieden und eine elektro-mechanische Regelung verwendet. Diese besteht in der Verwendung eines Hauptstrommagneten, der einen Eisenstab anziehen kann, an dem die eine der Kohlen- elektroden befestigt ist.
Sobald durch Zusammenbacken der beiden KohlenFpitzen eine Ver- ringerung des Widerstandes eintritt, wird der Hauptstrommagnet erregt und zieht durch seinen
Magnetkern die beiden Elektroden auseinander. Damit sich die Eintauchtiefe des Magnetkernes und dementsprechend seine Zugkraft mit dem fortschreitenden Abbrand der Elektrodenstifte nicht ändert. ist die Lampe so eingerichtet, dass sie unter Abschluss gegen die Aussenluft brennt.
Hiedurch wird der Abbrand der Kohlenstifte so gering dass er praktisch nicht zur Geltung kommt.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt ; es zeigen die
Fig. 1, 2,3, 4 vier verschiedene Ausführungsformen im Längsschnitt. Wie in der Zeichnung dar- gestellt. sind beide Elektroden 1 und 2 mit gleichem Durchmesser hergestellt. Sie können aus
Kohle, Titanium. Wolfram, Vanadium oder ähnlichen Stoffen bestehen. die einen hohen Schmelz- punkt haben.
Bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 1 sind die Elektroden in einer Glocke 3 unter- gebracht, die von der Feder 5 an den Deckel 4 gedrückt wird. Nötigenfalls kann die Glocke 3 mit dem Deckel J verkittet werden, so dass ein vollkommen luftdichter Abschluss entsteht. Die
Elektrode 2 ist an einem metallischen Halter 13 befestigt, während die Elektrode 1 an dem eisernen Kern 6 hängt, der in der Hülse 8 gleitet und von dem Solenoid 7 gesteuert wird. Die
Hülse 8 ist mit einer Kappe 14 dicht verschlossen und mit einem Lufthahn 15 versehen, durch den die Luft aus der Glocke 3 gepumpt werden kann. Die Wicklung des Solenoides 7 ist mit den
Elektroden der Lampe hintereinandergeschaltet und an die Klemmen 9 und 10 der Hauptleitung angeschlossen.
Der Strom geht durch die Klemme 11, die durch ein Futter 12 von dem Decke) 4 isoliert. ist. weiter durch die Elektroden 1 und 2, den Halter 13, die ebenfalls isolierte Klemme 10. die
Solenoidwicklung 7 und die Klemme 9. Sobald die Luft aus der Glocke 3 ausgepumpt ist, wird der Hahn 15 geschlossen.
Die Lampe kann für Gleichstrom und Wechselstrom, in Reihe oder nebeneinander geschaltet verwendet werden. Die Spannung und Stromstärke kann verändert werden, bis die Bedingungen gefunden sind, unter welchen die Lampe ihre beste Wirkung erreicht ; auch kann die Lampe so konstruiert werden, dass sie für eine gegebene Spannung und Stromstärke passt.
Der Zweck des Solenoides 7 ist den die Lampe speisenden Strom zu regeln. Angenommen, die Lampe sei für 10 Ampere berechnet ; wird nun der Strom eingeschaltet, so bewirkt das auf der Elektrode 1 ruhende, Gewicht des Eisenkernes einen guten Kontakt zwischen den Elektroden 1 und 2. so dass ein stärkerer Strom als 10 Ampere durch die Lampe und das Solenoid 7 geht.
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Hiedurch wird die Wirksamkeit des Solenoides 7 auf den Kern 6 erhöht. Hiedurch wird der Druck zwischen den Elektroden 1 und 2 verringert und demgemäss der elektrische Widerstand des Kontaktes erhöht und die Stromstärke auf die erforderliche Zahl von 10 Ampere erniedrigt.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform. Hier besitzt die Wicklung des Solenoides 7 grösseren elektrischen Widerstand, weil sie aus feinerem Draht gewickelt ist. Diese Wicklung ist mit den Elektroden 1 und 2 nebeneinander geschaltet und nicht hintereinander, wie in der Lampe nach Fig. 1. Das Solenoid 7 regelt demgemäss bei dieser Ausführungsform die Voltzahl der Lampe und nicht die Stromstärke. Diese Form der Lampe ist hauptsächlich in Reihenschaltung für Gleichstrom und auch für Wechselstrom zu verwenden. Wenn die Lampe nicht brennt, werden die beiden Elektroden 1 und 2 von einer Feder 21 auseinandergehalten, die den Kern 6 anhebt.
Die Wicklung des Solenoid ist an die Klemmen 19 und 20 geschaltet. die ihrerseits an den Arbeitstromkreis angeschlossen sind. An die Klemme 19 ist ausserdem die Elektrode 1 und an die Klemme 20 die Elektrode 2 angeschlossen. Wird nun der Strom eingeschaltet, so bringt das
Solenoid 7, indem es den Kern 6 gegen die Federwirkung herabzieht, die Elektroden 1 und 2 in Kontakt, so dass der Strom sie durchläuft. Wird nun der Druck zwischen den Elektroden zu gross, so verringert sich die Voltzahl der Lampe und setzt den Strom in der Nebenschlusswicklung des Solenoides herab. Das Solenoid verschwächt hiedurch seine Wirkung auf den Kern 6. Die Wirkung der Feder 21 verringert den Druck und vergrössert den Widerstand zwischen den
Elektroden, so dass die Lampe auf ihre normale Voltzahl gelangt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 liegt die beide Elektroden umschliessende Glocke oberhalb des Solenoides 7. Der Kern 6 ist an dem unteren Ende der Elektrode 2 befestigt und wird von einer Feder 10 nach oben gedrückt. Die beiden Enden der zylinderförmigen Lampen- glocke sind mit Deckeln und 14 ausgerüstet, die vorzugsweise mit der Glocke verkittet sind.
Das Solenoid 7 ist mit den Elektroden 1 und 2 in Reihe geschaltet.
Der Strom geht durch die Klemme 18, den Deckel 1J, die Elektroden 1 und 2, den Eisenkern 6, Leiter 12 und Leiter 13. die Solenoidwicklung 7 und den Leiter 17. Wird der Strom der Lampe zu stark, so wird er von dem Solenoid 7 herabgesetzt. indem dieses den Kern gegen die Wirkung der Feder 10 nach unten zieht und den Druck zwischen den Elektroden herabsetzt.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform. Hier ist die Glocke kugelförmig ausgebildet und besitzt zwei röhrenförmige Augässe 11 und 12, die mit Deckeln 9 und 14 verschlossen sind, die erforderlichen falls verkittet werden können. Das Solenoid ist hier mit den Elektroden 1 und 2
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die Feder 13, den Deckel 9, die Feder 24, den Leiter 25. das Solenoid 7. den Leiter 17 und die Klemme 16. Die Wirkungsweise dieser Lampe ist die gleiche, wie die nach Fig. 1 und 3.
Die Erfindung kann auch ohne Aufpumpen der Luft vorteilhaft angewendet werden. da die Glocke fest geschlossen ist und keine Aussenluft nachströmen kann. Demgemäss wird der in der blocke enthaltene freie Sauersten sehr bald verbraucht. so dass eine weitere Abnutzung der Elektroden verhindert wird. Sobald die Enden der Elektroden abgenutzt sind, werden durch die Reguliervorrichtung die Elektroden gegeneinander gedruckt, so dass der Kontakt stets erhalten b) eibt. Statt des Solenoides kann auch ein gewöhnlicher Elektromagnet zur Regelung verwendet werden. Statt einander gegenüberstehend, können die beiden Elektroden auch schräg aufeinanderstossend angeordnet werden.
Es ist vorteilhaft, die Lampe so einzurichten, dass sie unter Verwendung von Kohlen unter ungefähr 3C Volt brennen, so dass eine Bildung von Bogenlicht unmöglich ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Lampe mit zwei oder mehreren in einem gegen die Aussenluft abgeschlossenen Raum untergebrachten, einander unter geringem Druck berührenden Elektroden, die einen schwachen oder unvollständigen Kontakt bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand des Druckes der berührenden Elektroden durch eine elektro-magnetische Vorrichtung geregelt wird.