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Elektrische Mehrphasenstrombogenlampe.
Es sind elektrische Drehst'ombogenlampen mit drei parallelen und während des Brennens relativ zueinander starr stehenden Elektroden bekannt. Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Mehrphasenstrombogenlampen dieser Art sowohl bezüglich ihrer Schaltungsanordnung als auch ihres konstruktiven Aufbaues so durchzubilden, dass sie den bisher gebräuchlichen elektrischen Bogenlampe mit Handoder automatischer Regulierung gegenüber nicht nur als gleichwertig, sondern als überlegen zu erachten sind.
Um ein einwandfreies Zünden der Lichtbcgen zwischen den freien Enden der Elektroden und ein ruhiges Brennen derselben zn erreichen, sind erfindungsgemäss in den Stromzuleitungen zu den Elektroden zueinander abgestimmte Vorsehaltwiderstände eingeschaltet.
Weiter kann diese neue Bogenlampe sowohl an ein mehrphasige als auch an ein einphasiges Weehselstromnetz oder an ein Gleichstromnetz angeschlossen werden und, da sie in jeder Winkellage zur Horizontalen zündet und brennt, d. h. ihrem Lichtstrahlenkegel jede beliebige Lage im Räume, gegeben werden kann, gleich gut als Strahlenquelle sowohl für elektrische Beleuehtungsapparate für photographische, Bühnenbeleuchtungs-und ähnliehe Zwecke, als auch für optische Apparate Verwendung finden, auch als Oberliehtlampe dienen, sowie je nach Art ihres Verwendungszweckes entweder als Bogenlampe ,,mit offenem" oder ,,mit eingeschlossenem Lichtbogen"brennen.
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine an ein dreiphasiges Wechselstromnetz anzu- schliessende Dreiphasenstrombogenlampe in ihrem konstruktiven Aufbau und in ihrer Schaltungs- anordnung beschrieben ; weiter werden verschiedene Zündungsmogliehkeiten der Lichtbogen erläutert und es wird von dem Zusammenbau einer elektrischen Bogenlampe der gekennzeichneten Art mit einem Reflektor eine ausführliche Darstellung gegeben ; auch lassen einige Anwendungsbeispiele die Vielseitigkeit der praktischen Nutzbarmachung der elektrischen Mehrphasenstrombogenlampe erkennen.
Die für die Dreiphasenstrombogenlampe gemachten Ausführungen gelten sinngemäss auch für jede andere Mehrphasenstrombogenlampe, auf welche sie ohne weiteres übertragbar sind.
Auf der Zeichnung lässt Fig. 1 die Stellung der drei parallelen Kohlen zueinander bei einer Dreiphasenstrombogenlampe erkennen, welche in Fig. 2 in der Draufsicht dargestellt ist. Fig. 3 zeigt die Schaltung einer Dreiphasenstrombogenlampe als solche und Fig. 4 die Schaltung dieser Bogenlampe in Verwendung als Wechsel-oder Gleichstrombogenlampe. Fig. 5 veranschaulicht eine Zündvorrichtung für eine Dreiphasenstrombogenlampe mit einer verschwenkbaren Elektrode in der Seiten-und Fig. 6 in der Vorderansicht.
Bei der Zündvorrichtung, welche in Fig. 7 in der Seitenansicht, in Fig. 8 in der Draufsicht und in
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ein verschwenkbarer Zündhebel. Bei der in Fig. 10 in der Seitenansicht und in Fig. 11 in der Draufsicht gezeichneten Zündeinrichtung trägt der Zündhebel an Stelle eines dreieckigen Leiters einen solchen von prismatischer Form. Fig. 12 veranschaulicht eine unmittelbare starre Befestigung der Kohlenhalter der parallelen Kohlen an einem Reflektor ohne Zwischenschdtung eines Kohlenhalterträgers, während Fig. 13 einen Längsschnitt und Fig. 14 eine Vorderansicht eines lösbaren Zusammenbaues einer Mehrphasenstrombogenlampe mit einem Reflektor zeigt ; es ist hier der Kohlenhalterträger als Steckvorrichtung und als Teil eines Steckkontaktes ausgebildet.
Fig. 15 lässt einen Beleuchtungsapparat mit einer die Drei- phasenstrombogenlampe tragenden, von innen in das Reflektorgehäuse einsetzbaren Steckerplatte in der Seiten-und in Fig. 16 in der Vorderansicht erkennen.
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Die gleiche Einrichtung, nur mit einer besonderen Kontaktplatte zum Einsetzen der Bogenlampe in Kamine usw., zeigt Fig. 17 in der Seitenansicht, während Fig. 18 die zugehörige Kontaktplatte in der Draufsicht wiedergibt. Fig. 19 stellt einen optischen Beleuchtungsapparat dar, bei welchem als Strahlenquelle eine Mehrphasenstrombogenlampe mit parallelen Kohlen dient, Fig. 20 einen Beleuchtungs- apparat mit gegen den Reflektor gerichteter Strahlenquelle und einem verstellbaren Reflektor ; Fig. 21 zeigt die Nutzbarmachung einer Mehrphasenstrombogenlampe in ihrer Verwendung als Oberlichtlampe und schliesslich Fig. 22 eine Mehrphasenstrombogenlampe ,,mit eingeschlossenen Lichtbogen".
Bei der Mehrphasenstrombogenlampe nach der Erfindung sind die Elektroden, zwischen deren freien Enden sich die Lichtbogen bilden, parallel zueinander liegend angeordnet ; es wird also das Prinzip der elektrischen Gleich-oder Weehselstrombogenlampe mit zei parallelen Kohlen auf Mehrphasenstrombogenlampen übertragen, was einen bedeutenden technischen Fortschritt bedeutet, weil hiedurch mit den allereinfachsten technischen Mitteln eine elektrische Lichtquelle von grosser Intensität geschaffen wird. Diese Mehrphasenstrombogenlampe bietet aber auch noch den Vorteil, dass sie in jeder Winkellage der Elektroden zündet und brennt, d. h. es kann dem Strahlenbündel jede beliebige jeweils geforderte
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gekommenen Mehrphasenstrombogenlampe zu erreichen gewesen ist.
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Dreiphasenstrombogenlampe ist zunächst die Stellung der drei in einem Dreieck liegenden Kohlenstifte 1', 1" und 1"' zueinander zu erkennen. Es brennen, wie die
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der Lichtbogen 1"-1//1 in der Phase ICI-1 und der Lichtbogen loin der Phase 7-77. In den Stromzufüh111ngsleitungen zu den Kohlenstiften liegen die drei zueinander abgestimmten Vorschalt- widerstände 2', 2"und 2"'.
Die Zündung der Lichtbogen erfolgt durch zeitweise Herbeiführung eines Stromüberganges an den freien Kohlenenden von der einen benachbarten Kohle zu der ändern, beispielsweise durch die weiter unten beschriebenen Zündvorrichtungen.
Um die vorstehend beschriebene Dreiphasenstrombogenla : mpe mit drei parallelen Kohlen auch an ein Einphasenwechsel-bzw. an ein Gleiehstromnetz anschliessen, d. h. sie als Wechsel-oder Gleich-
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abgeschaltet bzw. es wird die letztere aus ihrem Halter entfernt, und es wird der in der Stromzuführungs- leitung zu der einen der beiden ändern Elektroden liegende Vjrsehaltwiderstand kurz geschlossen, während die Stromzuleitung zu der dritten Elektrode unverändert bleibt. Schliesst man die beiden bestehenden Stromzufuhrungsleitungen an ein Gleich-bzw.
Wechselstromnetz an, dann wird der Strom über den noch vorhandenen Vorschaltwiderstand durch die beiden Elektroden fliessen und nach erfolgter Zündung einen Lichtbogen zwischen ihren freien Enden bilden.
Auf der Zeichnung ist in dem Sohaltungsschema nach Fig. 3 die elektrische Bogenlampe als Drei-
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fallenden Elemente sind hier gestrichelt eingezeichnet.
In der Praxis kann diese Schaltung, wie dies auch aus der beigefügten Schaltungsskizze zu erkennen ist, so ausgeführt sein, dass die Zuleitungen zu den drei Elektroden Z', 7"und 1' mit einem dreipoligen Stecker 3 verbunden sind, und es ist der in der einen Zuleitung liegende vorschaltwiderstand 2" durch einen Kurzschliesser 4 überbrückt.
Zur Zündung eines Lichtbogens zwischen zwei Elektroden werden bekanntlich die beiden freien Kohlenenden nach Einschaltung des Stromes miteinander in Berührung gebracht und dann wieder
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beispielsweise auf einem verschwenkbaren Zündhebel befestigt ist.
Zur Nutzbarmachung des vorgezeichneten Zündungsprinzips für Dreiphasenstrombogenlampen mit parallelen Kohlen können die auf der Zeichnung in den Fig. 5-11 dargestellten Zündvor- richtungen dienen.
Bei der in Fig. 5 in der Seiten-und in Fig. G in der Vorderansicht gezeigten Zündvorrichtung sind
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dem Kohlenhalterträger angeordnet, während der Kohlenhalter 5 der dritten Kohle 1//'verschwenkbar gelagert ist. Wird diese Kohle beispielsweise vermittels eines Hebels 6 um die Achse 7 in der eingezeichneten Pfeilrichtung verschwenkt, dann wird sich deren freies Ende an die freien Enden der Kohlenstifte 7'und 7" gleichzeitig anlegen (s. gestrichelte Lage in Fig. 5), und es werden sich beim Zurückschwingen des Kohlenstiftes 7"'in die Anfangslage, was beispielsweise durch eine Zugfeder 8 herbeigeführt werden kann, die drei Lichtbcgen bilden.
Zwei Ausführungsheispiele einer Zündvorrichtung, bei welcher die freien Kohlenenden durch einen Leiter zeitweise überbrückt werden, zeigen die Fig. 7-9 und 10-11.
Bei der Zündvorrichtung nach den Fig. 7-9 ist an dem freien Ende eines um eine feste Achse 9 schwingenden Zündhebel 10 ein langgestreckter Leiter 11 befestigt, der einen dreieckigen Querschnitt aufweist. Dieser Leiter 11 ist zu den drei im Dreieck liegenden Kohlen 1/, 7"und 7'"so gerichtet, dass seine Schneide 12 beim Einschwingen in die Zündstellung derart zwischen die drei freien Enden der drei
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Kohlen zu liegen kommt, dass auf der einen Seite der Schneide 12 zwei Kohlen und auf der andern Seite derselben die dritte Kohle mit ihm Berührung finden.
Beim Zurückschwingen des Zündhebels in die Ruhestellung bilden sich die drei Lichtbogen zwischen den drei freien Kohlenenden.
Bei der Zündvorrichtung nach den Fig.. 10 und 11 findet an die Stelle eines langgestreckten Leiters von dreieckigem Querschnitt ein prismatisch gestalteter Leiter Verwendung.
Dieser prismatische Leiter H ist so zu den drei im Dreieck liegenden parallelen Kohlen an dem ihn tragendenZündhebel. M befestigt, dass er beim Einschwingen in die Zündstellung mit seiner Spitze zwischen die drei freien Kohlenenden tritt, so dass diese, sich an je eine Prismaseite anlegend, Berührung mit dem Leiter finden.
Diese vorbeschriebene Mehrphasenstrombogenlampe kann nun fest oder lösbar in einen Reflektor oder in ein Reflektorgehäuse eingebaut sein, wobei dann die letzteren zur Lagerung der Schwingachse der Zündhebel dienen.
Bei dem in Fig. 12 dargestellten Zusammenbau einer Dreiphasenstrombogenlampe mit parallelen Kohlen mit einem Reflektor sind die Kohlenhalter unmittelbar und starr auf dem Reflek10r selbst befestigt, unter Ausschaltung jedes besonderen Kohlenhalterträgers.
Es besitzen die Kohlenhalter 14 Befestigungsbolzen-M, welche durch Löcher in der Reflektor-
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zu schützen.
Bei einem festen Zusammenbau der elektrischen Bogenlampe mit dem Reflektorgehäuse ist stets der Nachteil vorhanden, dass das Auswechseln der Kohlenstifte umständlich und zeitraubend ist, insbesondere, wenn diese Arbeit inmitten des Betriebes vorgenommen werden muss, denn es ist einerseits, insbesondere bei langgestreckten Reflektorgehäusen, schwierig, an die in dasselbe hineinragenden Kohlen-
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her in die Rückwand des Reflektorgehäuses einzusetzende Steckvorrichtung ausgebildet ist, die in einem Führungsgehäuse durch eine Sperrvorrichtung gesichert wird.
Um nun zu verhindern, dass der als Steckvorrichtung ausgebildete Kohlenhalterträger aus dem Führungsgehäuse herausgezogen werden kann. wenn die Kohlenhalter noch unter Spannung stehen, was eine nicht unerhebliche Gefahr für den die Lampe Bedienenden bedeutet, wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal diese gekennzeichnete Steckvorrichtung selbst als Steckkontakt ausgebildet, d. h. sie trägt Steckkontakte und wird durch eine auf diese aufgesteckte Steckdose derart gesichert, dass sie erst aus dem Reflektorgehäuse herausgezogen werden kann, nachdem die Steckdose von den Steckkontakten abgezogen worden ist,'d. h. die Kohlenhalter spannungslos sind.
Bei der in den Fig. 13 und 14 dargestellten Einrichtung dieser Art sind auf dem aus Isoliermaterial, beispielsweise Asbestschiefer, hergestellten Kohlenhalterträger 19 die Kontaktbolzen 15 befestigt, welche eine Verlängerung der Kohlenhalter 14 bilden, in die die Kohlenstifte 1 eingesetzt sind. Der Kohlenhalterträger 19 ist seinerseits, ebenfalls vermittels der Kontaktbolzen 15, mit einem U-förmig abgebogenen Bügel 20 verbunden, dessen freie Enden in das Führungsgehäuse 21 des Reflektors-M eingeschoben werden.
Um diesen als Steckvorrichtung ausgebildeten Kohlenhïlterträger 19 in seinem Führungsgehäuse 21 zu sichern, tragen die abgebogenen Enden des Bügels 20 mit Sperrstiften 22 versehene Sperrfedern 23, die durch eine Aussparung 24 des Bügels hindurchtreten ; die Sperrstifte 22 greifen in Aussparungen des Führungsgehäuses 21 ein. Es ist mithin ein Herausnehmen des als Steckvorrichtung ausgebildeten Kohlenträgers erst nach Freigabe der Sperrung, d. h. erst nach dem Niederdrücken bzw.
Zusammendrücken der zu Handhaben verlängerten Federn 2. 3 möglich.
Im gewählten Ausführungsbeispiel erfolgt die Stromzuführung durch eine Steckdose 24, welche auf die Kontaktstifte 25 aufgesteckt werden kann.
Durch das Aufstecken der Steckdose 24 werden die Sperrfedern 23 in ihrer Sperrstellung gesichert, indem sie sich mit ihren freien Enden auf den Umfang derselben auflegen und beispielsweise mit einer Ausbiegung 26 in eine Rille der Steckdose 24 eingreifen. Ist also die Steckdose 24 auf den Steckerstiften 25 aufgesteckt, dann ist ein Zusammendrücken der Federn 23, d. h. die Lösung der Sperrung zwischen dem Kohlenhalterträger und seinem Führungsgehäuse, unmöglich ; erst nach dem Abziehen der Steckdose 24, also erst nach dem Abschalten der Kohlenhalter von der Stromzuführung, kann die Bogenlampe aus dem Reflektor herausgenommen werden.
Diese lösbare Verbindung zwischen der elektrischen Bogenlampe und dem Reflektor kann auch so durchgebildet sein, dass die Kohlenhalter auf einem von der Innenseite des Reflektors aus einzusetzenden gemeinsamen Träger befestigt sind, welcher als Teil einer Steckvorrichtung ausgebildet ist, während der zugehörige Teil dieser Steckvorrichtung von der Rückwand des Reflektorgehäuses getragen wird. Sind
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zwei, drei oder mehrere Kohlensysteme vorhanden, so können die Kohlenhalter derselben auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sein, was eine wesentliche Vereinfachung der Bedienung des Beleuchtungapparates bedeutet.
In Fig. 15 ist ein Beleuchtungsapparat dieser Art teils im senkrechten Längsschnitt, teils in der Seitenansicht dargestellt, während Fig. 16 die Vorderansicht eines Beleuchtungsapparates darstellt, in welchem zwei Bogenlampen eingebaut sind.
Das Reflektorgehäuse 16, an welches sich das Bogenlampengehäuse 27 anschliesst, das beispielsweise zur Aufnahme des Vorschaltwiderstandes, des Kabelanschlusses dient, wird durch eine Zwisehenoder Riickwand 28 abgeschlossen. Die die Kohlenstifte 1 tragenden Kohlenhalter 14 besitzen Kontaktstifte 15 und sind auf einem gemeinsamen Kohlenhalterträger. 19, aus Isoliermaterial bestehend, angeordnet. Die Zwischenwand 28 trägt Kontaktbiichsen 29.
Um ein Auswechseln der Kohlenstifte vorzunehmen, ist es nur notwendig, den Kohlenhalterträger 19, also die die Kohlenstifte tragende Platte, von den Kontaktbüchsen 29 abzuziehen und dann ausserhalb des Reflektorgehäuses die Arbeit durchzuführen. Zweckmässig ist es, einen austauschbaren Kohlenhalterträger zur Hand zu haben, um einen durch das Abkühlen der Kohlenhalter bedingten Zeitverlust zu vermeiden.
Der leicht lösbare Zusammenbau zwischen der elektrischen Bogenlampe und dem Kohlenhalterträger gestattet auch die Ausnutzung solcher Beleuc. htungsapparate zur Erzielung besonderer Effektwirkungen.
Soll der Beleuchtungsapparat zur Erzielung besonderer Lichtwirkungen Verwendung finden, beispielsweise dazu, einen brennenden Kamin vorzutäuschen, zu welchem Zwecke er in den Kamin
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Kontaktplatte 30 ist vermittels eines Kabels 31 mit einer Steekerplatte. 32 verbunden, die ihrerseits mit ihren Kontaktstiften in die Anschlusskontaktbüchsen 29 des Beleuebtungsapparates eingesetzt wird.
Da die Kontaktplatte nur wenig Raum beansprucht, kann sie überall, ohne Schwierigkeiten überwinden zu miissen, eingebaut werden.
Wegen der grossen Strahlenintensität, des geringen Raumbedarfes, der Einfachheit in der Bedienung usw. eignen sich diese Mehrphasenstrombcgenlampen mit parallelen Elektroden auch vorzüglich zum Einbau in optische Beleuchtungsapparate. Es sei unter Hinweis auf Fig. 19 eine solche Einrichtung kurz erläutert.
Das Lampengehäuse 33 schliesst die elektrische Bogenlampe mit den feststehenden parallelen Kohlen 1 ein. Der Lichtbogen befindet sich in der optischen Achse des Linsensystems 34. Vorteilhaft ist es, die elektrische Bogenlampe auf einem verstellbaren Schlitten 35 anzuordnen, um die Entfernung des Lichtbogens von dem optischen Linsensystem einstellen und regeln zu können.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit der Mehrphasenstrombogenlampe mit parallelen Kohlen zeigt der in Fig. 20 dargestellte Beleuchtungsapparat. Es ist hier die Strahlenquelle so angeordnet, dass sie die von ihr ausgehenden Strahlen gegen einen Reflektor wirft, der sie dann in den Raum reflektiert.
Um die Entfernung des Lichtbogens vom Brennpunkte des Reflektors einstellen und regeln zu können, ist, da sich infolge des Abbrandes der Kohlenstifte die Lage des Lichtbogens zum Brennpunkte des Reflektors ständig ändert, erfindungsgemäss die Anordnung getroffen, dass die Stellung des Reflektors und mithin auch die Lage seines Brennpunktes entsprechend dem Abbrand der Kohlenstifte verändert werden kann. Zu diesem Zwecke ist der Reflektor verstellbar im Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung eingebaut.
In einem Gehäuse 36, welches beispielsweise auf einem Stativ 37 od. dgl. ruht, ist die elektrische Bogenlampe mit den parallelen Kohlenstiften 1 eingebaut ; 38 seien die Steckkontakte für die Strom-
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welchem der Reflektor 16 befestigt ist, verschoben werden kann. Der Tragstab 41 selbst ist mit Zeit- marken s J !, 2, 3 usw. versehen.
Es sei angenommen, die freien Kohlenenden liegen im Brennpunkte des Reflektors, so dass sich auch in diesem der Lichtbogen bildet ; in diesem Falle deckt sich die Zeitmarke z des Tragstabes 41 beispielsweise mit der Aussenkante 42 der Führung 40. Nach einem bestimmten Zeitabschnitt, beispielsweise nach einer halben Stunde, seien die Kohlenstifte um 4 mm kürzergebrannt, d. h. der Lichtbogen sei um dieses Längenmass aus dem Brennpunkte des Reflektors herausgewandert. Um diesen Mangel auszugleichen, ist es nur notwendig, den Tragstab so weit in seine Führung 40 hineinzuschieben, bis die Zeitmarke 1 sich mit der Festmarke 42 deckt ; es wird dann wieder der Brennpunkt des Reflektors mit dem Lichtbogen sich in Eindeckung befinden.
Da die Mehrphasenstrombogenlampe mit parallelen Kohlen in jeder Winkellage im Raume zündet und brennt, so kann sie auch vorteilhaft als elektrische Oberlichtlampe Verwendung finden, wie eine solche in Fig. 21 veranschaulicht ist.
In dem im Schnitt gezeichneten Lampengehäuse 36 ist die Mehrphasenstrombogenlampe mit den feststehenden parallelen Kohlen 1 eingebaut, u. zw. derart, dass die Kohlen nach abwärts gerichtet Find.
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Da die Kohlenstifte jede beliebige Winkellage im Raume einnehmen, selbst senkrecht nach unten gerichtet sein können, so wird der Vorteil einer vollkommenen Ausnützung der Strahlenquelle erreicht, da der Lichtbogen seine Strahlen ungeschwächt unmittelbar nach unten sendet.
Als Zündvorrichtung dient beispielsweise ein unter Federwirkung stehender Zündhebel 10, wie ein solcher in den Fig. 7-10 gezeigt ist, an dessen Bedienungshebel eine Zugkette 43 od. dgl. angreift, um das Einschalten der Lampe vom Fussboden aus vornehmen zu können. Die Bedienung des Zündhebels kann selbstverständlich auch eine automatische, beispielsweise eine elektromagnetische, sein.
Schliesslich sei noch unter Bezugnahme auf Fig. 22 auf die Verwendungsmöglichkeit einer elektrischen Mehrphasenstrombogenlampe als "Bogenlampe mit eingeschlossenem Lichtbogen"hingewiesen.
Der Kohlenhalterträger für die parallelen Kohlen 1 ist auch hier vorteilhaft als Steckvorrichtung ausgebildet, welche von der Rückseite des Reflektorgehäuses aus in ein Führungsgehäuse eingesetzt werden kann. Die Kohlen werden von einer Glasglocke 44 eingeschlossen, welche in an sich bekannter Weise am Reflektorgehäuse 16 befestigt ist. Als Zündvorrichtung eignet sich eine solche mit einem verschwenkbaren Kohlenhalter, wie diese in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Mehrphasenstrombogenlampe mit parallelen und während des Brennens relativ zueinander starr stehenden Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass in den Stromzuführungsleitungen zu den Elektroden zueinander abgestimmte Vorschaltwiderstände eingeschaltet sind.