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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.
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Electric lamp.
The invention relates to electrical so-called contact lamps, in which the effect is based on the fact that two carbon electrodes are slightly pressed onto one another, as a result of which a weak or imperfect contact is achieved.
In lamps of this type, the regulation of the contact has previously been effected by weight or spring loading. However, such a regulation has so considerable shortcomings that as a result such lamps have not been able to be introduced in practice up to now. In general, mechanical controls are not needed for contact lamps, for the following reasons: The effect of this type of contact lamp is based solely on producing and maintaining a light touch of the carbon pins. The electrical
Current some resistance; it develops heat and thus makes the tips glow; an arc must not be created.
It has now been established through tests that a mechanical control, for example a spring or a weight, does not work reliably and evenly enough in the long term. It is well known that a spring is constantly changing its tension; with a weight control can very easily be small due to friction or clamping
Changes in weight relationships arise. If, therefore, one wanted to give the mechanical regulating devices only the small forces that are absolutely necessary for the lamp to work properly, the slightest chance would prevent the lamp from working properly.
However, greater loads must be avoided in any case. In the case of contact lamps of this type, the considerable heat generated very easily causes the two carbon tips to stick together, especially when the compressive force is too great.
This caking, however, immediately disrupts the effect of the lamp. With a mechanical control there are no remedies against such disturbances; the lamp would stop burning. According to the invention, therefore, the mechanical control is basically avoided and an electro-mechanical control is used. This consists in the use of a main current magnet that can attract an iron rod to which one of the carbon electrodes is attached.
As soon as the resistance decreases as the two carbon tips stick together, the main current magnet is excited and pulls through it
Magnetic core the two electrodes apart. So that the immersion depth of the magnetic core and, accordingly, its tensile force do not change as the electrode pins continue to burn off. the lamp is set up in such a way that it burns completely against the outside air.
As a result, the burn-off of the carbon pins is so low that it is practically not used.
Some embodiments of the invention are shown in the drawing; show it
1, 2, 3, 4 four different embodiments in longitudinal section. As shown in the drawing. Both electrodes 1 and 2 are made with the same diameter. You can go out
Coal, titanium. Tungsten, vanadium or similar substances. which have a high melting point.
In the embodiments according to FIG. 1, the electrodes are accommodated in a bell 3 which is pressed against the cover 4 by the spring 5. If necessary, the bell 3 can be cemented to the cover J so that a completely airtight seal is created. The
Electrode 2 is attached to a metallic holder 13, while electrode 1 is suspended from the iron core 6, which slides in the sleeve 8 and is controlled by the solenoid 7. The
Sleeve 8 is tightly closed with a cap 14 and provided with an air tap 15 through which the air can be pumped out of the bell 3. The winding of the solenoid 7 is with the
Electrodes of the lamp connected in series and connected to terminals 9 and 10 of the main line.
The current goes through the clamp 11, which is isolated from the ceiling 4 by a lining 12. is. further through the electrodes 1 and 2, the holder 13, the terminal 10, which is also insulated
Solenoid winding 7 and the terminal 9. As soon as the air has been pumped out of the bell 3, the valve 15 is closed.
The lamp can be used for direct current and alternating current, connected in series or side by side. The voltage and amperage can be varied until the conditions are found under which the lamp works best; also, the lamp can be designed to fit a given voltage and current.
The purpose of the solenoid 7 is to regulate the current feeding the lamp. Assume that the lamp is calculated for 10 amperes; If the current is now switched on, the weight of the iron core resting on electrode 1 causes good contact between electrodes 1 and 2, so that a current greater than 10 amperes passes through the lamp and the solenoid 7.
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This increases the effectiveness of the solenoid 7 on the core 6. This reduces the pressure between electrodes 1 and 2 and accordingly increases the electrical resistance of the contact and lowers the current intensity to the required number of 10 amperes.
Fig. 2 shows another embodiment. Here the winding of the solenoid 7 has greater electrical resistance because it is wound from finer wire. This winding is connected to the electrodes 1 and 2 next to one another and not one behind the other, as in the lamp according to FIG. 1. The solenoid 7 accordingly regulates in this embodiment the voltage of the lamp and not the current intensity. This type of lamp is mainly used in series for direct current and also for alternating current. When the lamp is not on, the two electrodes 1 and 2 are held apart by a spring 21 which lifts the core 6.
The winding of the solenoid is connected to terminals 19 and 20. which in turn are connected to the working circuit. Electrode 1 is also connected to terminal 19 and electrode 2 is connected to terminal 20. If the power is now switched on, that brings
Solenoid 7 by pulling down the core 6 against the spring action, the electrodes 1 and 2 in contact so that the current passes through them. If the pressure between the electrodes becomes too high, the voltage of the lamp is reduced and the current in the shunt winding of the solenoid is reduced. The solenoid is weakened by its action on the core 6. The action of the spring 21 reduces the pressure and increases the resistance between the
Electrodes so that the lamp goes to its normal voltage.
In the embodiment according to FIG. 3, the bell surrounding the two electrodes lies above the solenoid 7. The core 6 is attached to the lower end of the electrode 2 and is pressed upwards by a spring 10. The two ends of the cylindrical lamp bell are equipped with covers 14 and 14, which are preferably cemented to the bell.
The solenoid 7 is connected to the electrodes 1 and 2 in series.
The current goes through the terminal 18, the cover 1J, the electrodes 1 and 2, the iron core 6, the conductor 12 and the conductor 13. the solenoid winding 7 and the conductor 17. If the current of the lamp becomes too strong, it becomes from the solenoid 7 reduced. by pulling the core down against the action of the spring 10 and reducing the pressure between the electrodes.
Fig. 4 shows a further embodiment. Here the bell is spherical and has two tubular eyes 11 and 12, which are closed with lids 9 and 14, which can be cemented if necessary. The solenoid is here with electrodes 1 and 2
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the spring 13, the cover 9, the spring 24, the conductor 25. the solenoid 7. the conductor 17 and the terminal 16. The operation of this lamp is the same as that of FIGS. 1 and 3.
The invention can also be used advantageously without pumping up the air. because the bell is tightly closed and no outside air can flow in. Accordingly, the free acid contained in the block is used up very soon. so that further wear of the electrodes is prevented. As soon as the ends of the electrodes are worn out, the regulating device presses the electrodes against each other so that contact is always maintained. Instead of the solenoid, an ordinary electromagnet can also be used for regulation. Instead of facing one another, the two electrodes can also be arranged so as to abut one another.
It is advantageous to set up the lamp to burn below about 3C volts using coals so that arc light is impossible.
PATENT CLAIMS:
1. An electric lamp with two or more electrodes, which are placed in a space closed off from the outside air and touch each other under low pressure, which form a weak or incomplete contact, characterized in that the electrical resistance of the pressure of the contacting electrodes is determined by an electromagnetic device is regulated.