DE1026868B

DE1026868B - Explosionssichere, tragbare elektrische Lampe

Info

Publication number: DE1026868B
Application number: DEO3619A
Authority: DE
Original assignee: Oldham Crompton Batteries Ltd
Current assignee: Oldham Crompton Batteries Ltd
Priority date: 1953-05-26
Filing date: 1954-05-26
Publication date: 1958-03-27

Description

Explosionssichere, tragbare elektrische Lampe Die Erfindung betrifft eine explosionssichere, tragbare elektrische Lampe, die vorzugsweise in schlagwettergefährdeten Bergwerken von den Arbeitern an der Kappe getragen wird. Diese Lampen haben üblicherweise eine Glühlampe mit einem Metallfaden. Zerbricht der Glaskolben der Glühlampe im Betrieb, so kann der glühende Faden eine Explosion auslösen.
Es ist bekannt, die Glühlampe einer Grubenlampe auf einem federnden Arm zu montieren und durch eine Feder gegen das Deckglas des Gehäuses zu drücken. Zerbricht das Deckglas oder der Glaskolben der Glühlampe, so wird die Glühlampe vom Zuleitungskontakt durch die Feder weggedrückt, der Glühfaden also von der Spannungsquelle abgetrennt. Bei den üblichen Brüchen genügt diese Anordnung zur Verhinderung der Zündung der Schlagwetter.
Wenn jedoch der Glühfaden der Glühlampe bei dem Zubruchgehen von Deckglas und Glaskolben nicht zerstört wird, kann er Weiterglühen, falls die Glühlampe aus irgendeinem Grund nicht weggedrückt wird, z. B. wenn das Deckglas und der Glühlampenkolben nur teilweise zerbrochen sind oder die Glühlampe in das Gehäuse zurückgedrückt wird. In diesem Falle verursacht der glühende Faden sofort eine Explosion, wenn er mit den explosionsfähigen Grubengasen in Berührung kommt.
Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, die Glühlampe mit einem die Verbrennung verhindernden Gas hohen Druckes zu umgeben. Ebenfalls bekannt ist die Verwendung von druckabhängigen Einrichtungen zur Betätigung eines Ausschalters bei explosionssicheren Leuchten, jedoch erfordern diese zuviel Raum, um für eine zumeist an der Kappe des Bergmanns getragene Grubenlampe geeignet zu sein.
Die wesentliche Aufgabe der Erfindung ist der Bau einer tragbaren, an der Kappe des Bergmanns befestigbaren Grubenlampe, die kleines Gewicht und geringe Größe hat, ferner bei einem Bruch der Glühlampe oder des Deckglases die Stromzuführung zur Glühlampe, auch wenn in dieser der Faden unverletzt bleibt, unterbricht und außerdem eine Reparatur vor Ort ohne jede Gefahr ermöglicht.
Die Lampe nach der Erfindung ist daher gekennzeichnet durch ein Leuchtengehäuse mit einer hermetisch verschließbaren, mit einem die Verbrennung verhindernden Gas gefüllten Lampenkammer, die aus einem Reflektor und einem Deckglas besteht und die eine in eine Fassung eingesetzte Glühlampe enthält, und durch einen mit einem Schaltkontakt ausgerüsteten, eine Aneroiddose umfassenden, mit dem Inneren der Lampenkammer verbundenen und auf den Druck in dieser ansprechenden Schalter, der mit der Glühlampe in Reihe geschaltet im Leuchtengehäuse an der Außenseite der Lampenkammer so angeordnet ist, daß er den Strom von der Batterie zur Glühlampe unterbricht, wenn der Druck in der Lampenkammer unter einen vorgegebenen Druck absinkt.
Bei der erfindungsgemäßen Bauart ist der Schalter selbst eine druckempfindliche Einrichtung, an deren verformbarer Membran der eine Schaltkontakt sitzt, während das Innere des Schalterkörpers mit dem Inneren der Lampenkammer in Verbindung steht. Hierdurch ergibt sich eine Verringerung der Größe der Grubenlampe, die sie für die Arbeit unter Tage besonders geeignet macht.
Eine nach der Erfindung ausgebildete Lampe ergibt den Vorteil, daß bei einem Bruch des Glaskolbens der Glühlampe explosionsfähige Gase mit dem Glühfaden nicht in Berührung kommen können, zum mindesten erst dann, wenn der Glühfaden sich so weit abgekühlt hat, daß eine Zündung der Gase nicht mehr veranlaßt werden kann. Dadurch, daß in der Lampenkammer ein die Verbrennung verhinderndes Gas unter überdruck enthalten ist, wird bei einem Bruch der Glühlampe und des Deckglases das aus der Kammer entweichende Gas den Zutritt von explosionsfähigen Gasen zum Glühfaden wenigstens so lange verhindern, bis dieser sich genügend abgekühlt hat und die Gase nicht mehr entzünden kann. Ferner wird die Stromzufuhr zur Glühlampe schnellstens unterbrochen, wenn das Deckglas oder zusätzlich auch der Glaskolben der Glühlampe zu Bruch geht, damit die Abkühlung des Glühfadens sofort beginnen kann. Der in dem Leuchtengehäuse angeordnete druckempfindliche Schalter, der mit dem Inneren der unter Druck stehenden Lampenkammer in Verbindung steht, bildet mit dieser eine Einheit, die,ein schnelles Auswechseln bei Schäden an der Glühlampe oder Zerstörung der Lampenkammer ermöglicht. Dies kann ohne die Gefahr der Funkenbildung vor Ort geschehen, da der Schalter den Lampenkreis öffnet, wenn die Lampenkammer beim Öffnen drucklos wird.
In einer besonderen Ausführung ist in dem Stromkreis durch Batterie und Glühlampe eine Sicherung vorgesehen, und der druckempfindliche Schalter liegt parallel zur Glühlampe in einem Stromkreis durch Batterie und Sicherung und schließt diesen Stromkreis, wenn der Druck in fier Lampenkammer um einen bestimmten Betrag absinkt, wobei dann die Sicherung schmilzt und die Glühlampe stromlos gemacht wird. Der druckempfindliche Schalter kann aber auch in Reihe mit der Glühlampe und der Batterie liegen und diesen Stromkreis bei einem bestimmten Absinken des Druckes in der Lampenkammer unterbrechen.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine Grubenlampe nach der Erfindung, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach den Linien II-II der Fig. 1 und 3, Fig.3 eine Vorderansicht der Grubenlampe nach Fig. 1 und 2 mit allem Zubehör, Fig. 4 ein Schaltbild der vollständigen Einrichtung, Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform und Fig. 6 eine weitere abgewandelte Ausführungsform. Die in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Grubenlampe besteht aus einer hermetisch abschließbaren Lampenkammer A, die von einem Deckglas 1 und einem Reflektor 2 gebildet ist und eine Glühlampe 3 einschließt. Die Lampenkammer ist mit einem die Verbrennung verhindernden Gas, z. B. Stickstoff, Kohlendioxyd, Argon oder Neon, unter Überdruck gefüllt. Ferner steht mit der Lampenkammer ein druckempfindlicher Schalter S in Verbindung, der die Glühlampe von der Batterie abschaltet, sobald der Druckabfall im Innern der Kammer eine vorbestimmte Höhe erreicht.
Das Deckglas 1 ist am Rand 4 abgeschrägt und in seiner Lage durch den entsprechend abgeschrägten Rand eines Überfangringes 5 gehalten. Der Ring 5 greift mit seinem Innengewinde 6 so weit über einen Gehäusering 7, daß eine Wulst 8 dies Reflektors 2 gegen den Ring 7 stößt. In die Wulst 8 ist ein federnder Ring 9, z. B. aus Gummi oder ähnlichem Stoff, eingelegt, der frei von Schwefel oder anderen Stoffen ist, die Silber angreifen. Sobald der Überfangring 5 über den Ring 7 geschraubt ist, ist die vom Deckglas und dem Reflektor gebildete Lampenkammer hermetisch verschlossen.
Der Reflektor2 trägt zwei Lampenfassungen für die Hauptglühlampe 3 und eine zweite Glühlampe 20. Die Fassung 10 der Hauptglühlampe ist mit einem Gewinde 11 versehen, in das das Glühlampengewinde 12 eingeschraubt wird (Fig. 2). Die Hauptglühlampe 3 liegt im Brennpunkt des Reflektors 2. Das äußere Ende der Fassung 10 ist durch ein keramisches Isolierteil 13 verschlossen, das am Rand metallisiert und durch einen angelöteten Anschluß mit der Fassung 10 verbunden ist. Eine elektrische Zuleitung 14 ist durch den Verschluß geführt und am metallischen Rand des Verschlusses angelötet. In der Fassung liegt zwischen dem Glühlampengewinde und dem Isolierteil ein Isolierrohr 15 und in diesem eine Druckfeder 16 mit einem Kontakt 17, der dem Stromzuführungskontakt 18 der Glühlampe gegenüberliegt. Der Kontakt 17 ist durch eine flexible Leitung 19 mit der Zuleitung 14 verbunden. Die Feder 16 drückt die Glühlampe gegen das Gewinde und verhindert dadurch eine Lockerung der Glühlampe bei Erschütterungen.
Die Fassung für die zweite Glühlampe 20 (Fig. 1) ist in gleicher Weise ausgebildet. Sie liegt neben der Glühlampe 3 in einer zylindrischen Ausnehmung 21 des Reflektors 2. Die beiden Fassungen sind in einem gemeinsamen Isolierblock 22 gelagert.
Ein aus einer Aneroidkaps@e123 bestehender druckempfindlicher Schalter S (Fig, 1) ist an der Fassung 10 befestigt mit einem Rohr 24, das zugleich eine Verbindung zwischen der Aneroidkapsel23 und der Lampenkammer A herstellt. Die Kapsel 23 ist durch eine Membran 25 aus Beryllium-Kupfer oder Phosphorbronze abgeschlossen. An dieser Membran sitzt ein Kontakt 26, der mit einem festen Kontakt 27 innerhalb der Kapsel zusammenarbeitet. Die elektrische Zuleitung zum Kontakt 27 führt durch einen metallisierten keramischen Pimpel 28, der in die Kapselwand eingelötet ist.
Ein Silber nicht angreifendes und die Verbrennung verhinderndes Gas wird in die Lampenkammer unter Druck durch einen Füllstutzen F eingeführt (Fig. 2). Dieser V-förmige Stutzen ist an der Fassung 10 befestigt. Seine Öffnung 29 stellt die Verbindung zwischen dem Hohlraum des V und dem Innern der Lampenkammer her. Der eine Stutzenarm 30 hat ein Innengewinde, in das ein Stopfen 31 einschraubbar ist, um die Öffnung 29 zu verschließen. Das Gas wird mit Überdruck durch den anderen Stutzenarm 32 eingeführt, während der Stopfen 31 zurückgeschraubt ist. Ist genügend Gas eingefüllt, so wird die Einfüllöffnung 29 durch den Stopfen 3.1 wieder fest verschlossen.
Jede der beiden Zuleitungen 14 (Fig. 2 und 3) der Fassungen ist mit einem von zwei getrennten Kontakten 33, 34 verbunden, die auf einer Brücke 35 am Isolierblock 22 sitzen. Der feste Kontakt 27 am Druckschalter S ist mit einem federnden Arm 36 (Fig. 1) verbunden.
Die abgedichtete Lampenkammer A ist fest mit dem Leuchtengehäuse B durch drei Schrauben 37 verbunden, die durch Bohrungen im Leuchtengehäuse B in den Gehäusering 7 greifen. Ein bewegliches Kabel 38 (Fig. 3) führt von einer Batterie 39 durch eine Öffnung im Leuchtengehäuse. Die eine Ader 40 ist über eine der Schrauben 37 und den Gehäusering 7 mit dem Reflektor 2 verbunden, die andere Ader 41 ist mit einer Klemme 42 am Leuchtengehäuse B verbunden, gegen die der federnde Arm 36 anliegt. Von der Klemme 42 geht noch eine Verbindung zu einer Feder 43 (Fig. 2 und 3), deren eines Ende fest am Leuchtengehäuse B sitzt und deren anderes Ende beweglich zwischen zwei Kalotten 44 liegt. Die Lage der Feder 43 kann durch eine Einstellvorrichtung 45, 46 von Hand bestimmt werden. Die Feder 43 trägt einen Kontakt 47 (Fig. 2, 3, 4), der zwischen den Kontakten 33, 34 liegt, sobald das LeuchtengehäuseB geschlossen ist. DieKlemme 42 (Fig. 1) ist noch mit einer Feder 48 verbunden, die mit einer Sperreinrichtung versehen ist.
Die Batterie 39 ist über eine Kabelader mit einer Sicherung 49 verbunden, die in einem Glasröhrchen sitzt und unzugänglich im Batteriedeckel befestigt ist.
Die spiegelnde Oberfläche des Reflektors 2 besteht aus Silber ohne Lacküberzug, was von Vorteil ist, weil Silber den höchsten Reflektionskoeffizienten von allen Metallen hat. Blankes Silber überzieht sich zwar an der Luft sehr schnell mit einer schlecht reflektierenden Silbersulfidschicht. Im vorliegenden Fall besteht diese Gefahr aber nicht, da der Reflektor hermetisch gegen schweflige Gase abgedichtet ist. Um zu vermeiden, daß der Überfangring 5 Licht der Glühlampe 3 absorbiert, ist der innere Durchmesser des Ringes so gewählt, daß das Licht der Glühlampe 3, das neben dem Reflektor vorbeigeht, gerade noch durch den inneren Durchmesser des Deckglases geht. Die Oberfläche der zylindrischen Ausnehmung 21 ist ebenso wie der Reflektor 2 selbst versilbert und reflektiert ebenfalls, so daß ein Lichtverlust beider Glühlampen vermieden ist.
Zum Gebrauch wird die Glühlampe 3 durch Drehen des Knopfes 46 eingeschaltet, bis die Feder 43 (Fig. 4) den Kontakt 34 berührt. Der Strom fließt dann von Batterie 39 über Sicherung 49 zur Glühlampe 3 und über 34, 47, 43 zurück zur Batterie. Wenn nun die hermetisch abgeschlossene Lampenkammer zerbrochen oder beschädigt wird. also der in ihr herrschende Gasdruck nachläßt, wird sich die Membran 25 des Druckschalters S so weit zurückbiegen, daß der Kontakt 26. 27 geschlossen wird, wodurch ein Kurzschluß der Batterie 39 die Sicherung 49 durchschmilzt und den Lampenkreis öffnet. Versuche haben gezeigt, daß der Druckschalter beim Bruch der Deckscheibe 1 bereits nach einer Tausendstelsekunde anspricht. In dieser Zeit wird der Glühfaden bereits so stark abgekühlt sein, da das ausströmende Schutzgas das Einströmen explosibler Gasgemische genügend lange verhindert, so daß dann keine Explosionsgefahr mehr besteht.
Wenn die zweite Glühlarnpe20 eingeschaltet werden soll, muß der Knopf 46 (Fig. 3) entgegengesetzt gedreht werden, bis der Kontakt 33, 47 geschlossen wird.
Bei einer etwas abgewandelten Konstruktion (Fig. 5) ist die Fassung durch eine runde Platte 51 abgeschlossen und die Leitung 14 durch einen in einer seitlichen Öffnung sitzenden keramischen Stopfen 52 geführt. Die Druckfeder 16 mit dein Kontakt 17 liegt hier in einer Isolierkapsel 53.
Gemäß Fig. 6 kann das Deckglas 1 mit dem Reflektor 2 fest verbunden sein. Hierzu wird auf den Rand des Glases ein Aluminiumring aufgestäubt, der dann verkupfert und mittels eines Zinn-Blei- bzw. Zinn-Blei-Silber-Lots oder einer anderen geeigneten Legierung mit dem Reflektor 2 verlötet wird.
Bei dieser Konstruktion wird eine Fassung 54 in einen am Reflektor angebrachten Ring55 eingeschraubt und durch einen eingelegten Ring 56 abgedichtet.
In einer nicht dargestellten Abwandlung der Konstruktion sind die Druckschalterkontakte mit den Gliihlampen in Reihe geschaltet, so daß der Glühlampenstrom unmittelbar unterbrochen wird und nicht durch Schmelzen der Sicherung, wenn die Glühlampen oder (las Deckglas zu Bruch gehen.
Die Reflektoroberfläche kann auch so ausgebildet werden, (iaß sie nach Aufrauhung durch ein Sandstrahlgebläse durch Vakuumbestäubung versilbert wird.
Der Gehäusering 7, auf den der Überfangring 5 aufgeschraubt wird, kann auch so am Leuchtengehäuse befestigt werden, daß die Glühlampen ohne Öffnen des Leuchtengehäuses zugänglich sind. In diesem Fall muß der Füllstutzen von außen zugänglich sein; er kann z. B. hinter dem Kappenhaken 57 angebracht werden.
Die hier beschriebene Grubenlampe ist besonders gegen das Eindringen von explosiblen Gasen gesichert und gewährt ein Höchstmaß an ausgestrahltem Licht. Sie ist aber auch gegen das Eindringen von Kohlenstaub, Wasser und Schmutz geschützt, so daß sie allen Betriebsbedingungen gerecht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Explosionssichere, tragbare elektrische, batteriegespeiste Lampe, gekennzeichnet durch ein Leuchtengehäuse mit einer hermetisch verschließbaren, mit einem die Verbrennung verhindernden Gas gefüllten Lampenkammer (A), die aus einem Reflektor (2) und einem Deckglas (1) besteht und die eine in eine Fassung (10) eingesetzte Glühlampe (3) enthält. und durch einen mit einem Schaltkontakt ausgerüsteten, eine Aneroiddose (23) umfassenden, mit dem Inneren der Lampenkammer verbundenen und auf den Druck in dieser ansprechenden Schalter (S), der mit der Glühlampe in Reihe geschaltet im Leuchtengehäuse an der Außenseite der Lampenkammer so angeordnet ist, daß er den Strom von der Batterie (39) zur Glühlampe unterbricht, wenn der Druck in der Lampenkammer unter einen vorgegebenen Druck absinkt.
2. Tragbare Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis durch Glühlampe (3) und Batterie (39) eine Sicherung (49) vorgesehen ist und der druckempfindliche Schalter (S) parallel zur Glühlampe (3) in einem Stromkreis durch die Batterie und die Sicherung liegt und diesen Stromkreis schließt, wenn der Druck in der Lampenkammer (A) um einen bestimmten Betrag absinkt, wobei dann die Sicherung schmilzt und die Glühlampe stromlos gemacht wird.
3. Tragbare Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der druckempfindliche Schalter (S) in Reihe mit der Glühlampe (3) und der Batterie (39) liegt und diesen Stromkreis bei einem bestimmten Absinken des Druckes in der Lampenkammer unterbricht.
4, Tragbare Lampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühlampenfassungen (10) im Reflektor (2) und das Abdeckglas (1) am Reflektor (2) gasdicht befestigt sind.
5. Tragbare Lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (9) aus Gummi oder ähnlichem Material, das Silber nicht angreift, mittels eines Überfangringes (5), der auf einen hinter dem Reflektor (2) sitzenden Ring (7) am Leuchtengehäuse sitzt, aufgeschraubt wird, zwischen Deckglas (1) und Reflektor (2) gepreßt wird.
6. Tragbare Lampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Deckglases (1) und entsprechend der Innenrand der Überwurfmutter (5) abgeschrägt sind.
7. Tragbare Lampe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Glühlampe (3), des Reflektors (2), des Deckglases (1) und der L`berfangmutter (5) so bestimmt ist, daß kein Lichtverlust eintritt. B.
Tragbare Lampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckglas (1) und der Reflektor (2) fest miteinander verbunden sind und die Glühlampenfassung(en) (10) auswechselbar, aber gasdicht angeordnet sind.
9. Tragbare Lampe nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Glühlampenfassung (10) in einer Isolierhülse (15) eine Feder (16) liegt, die die Glühlampe (3) gegen Lockerwerden schützt und den Mittelkontakt (17) trägt, der über eine flexible, gasdicht durch die Fassungwand geführte Leitung (19) mit der Stromzuleitung verbunden ist.
10. Tragbare Lampe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der druckempfindliche Schalter (S) aus einer Aneroidkapsel (23) besteht, die mit dem Inneren der Lampenkammer (A) verbunde4 ist und deren Membran (25) einen Kontakt (26, 27) trägt.
11. Tragbare Lampe nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Hauptglühlampe (3) noch eine zweite Glühlampe (20) angeordnet ist, die in einer zylindrischen Ausnehmung (21) des Reflektors (2) sitzt.
12. Tragbare Lampe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Zuleitung von der Batterie zu den Glühlampen über den Reflektor (2) und die anderen über die flexiblen Leitungen vom Mittelkontakt der Glühlampen über die Kontakte (33, 34) des Einschalters (43, 47) verlaufen.
13. Tragbare Lampe nach Anspruch 2 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der druckempfindliche Schalter (S) sinngemäß mit dem Reflektor elektrisch verbunden ist.
14. Tragbare Lampe nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der zylindrischen Ausnehmung (21) ebenso reflektiert wie der Reflektor (2).
15. Tragbare Lampe nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (2) versilbert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 278 730, 365 444, 6365421-britische Patentschrift Nr. 655 249.