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Schrägkohlenlampe mit magnetischer Regulierung des Lichtbogens.
Die bisherigen Versuche, Projektions-bzw. Schemwerferlampen mit schräg zueinander angeordneten Elektroden für höhere Stromstärken, z. B. über 30-35 Amp. dauernd zu brennen, führten zu keinen brauchbaren Endzielen, da bei ruhigem Bogen bzw. feststehendem Krater die Lichtbogenspannung und, hievon abhängig, die Lichtbogenlänge verhältnismässig gering ist und daher ein ungünstiges Lichtausstrahlungsverhältnis ergibt. Erhöht man die Spannung des Lichtbogens z. B. über 56 Volt bei 40 Amp., so verlässt der Krater seinen ursprünglichen Sitz, klettert an den Elektroden empor und wird unstet ; gleichzeitig mit dieser dauernden Lagenänderung entsteht eine starke geräuschvolle Stichflamme, welche von der positiven Elektrode horizontal verläuft.
Diese Erscheinung ist störend bzw. nachteilig, besonders wenn es sich, ähnlich wie z. B. bei U-Boot-Scheinwerfem, darum handelt, in unmittelbare Nähe von Linsensystemen Lichtbogenkrater höchster Lichtwirkung bzw. höchster Belastung zu bringen. In Fig. 1 ist eine derartige Anordnung angedeutet, wobei mit a eine Linse, mit b die positive Elektrode, mit c die negative Elektrode bezeichnet ist ; zwischen letzteren befindet sich der Lichtbogen, der in dieser Lage bei 48 Volt und 42 Amp. ruhig brennt.
Die Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass der obere Teil der zentral zur positiven Elektrode liegenden Linse nicht vollständig von dem Krater bestrahlt wird, da durch die, abhängig von der Lichtbogenspannung, sich an der positiven Elektrode bildenden Nase ein Teil der Lichtstrahlen des Kraters abgeblendet wild ; der nutzbare Winkel in der Vertikalebene ist in Fig. 1 mit d bezeichnet. Erhöht man zur Vergrösserung des Winkels d die Lichtbogenspannung von 48 Volt auf etwa 54-56 Volt, so wird der Lichtbogen unruhig und bildet eine starke Stichflamme, welche das vorgelagerte Linsensystem oder auch einen Spiegel trifft und diese beschädigt bzw. unbrauchbar macht. Der Vorgang ist in Fig. 2 dargestellt. Hiebei springt die Spannung von 54 bis 56 Volt auf 60 und mehr Volt.
Zur Beseitigung dieser Übelstände ist nach vorliegender Erfindung eine Einrichtung geschaffen, um den Lichtbogen durch ein stark inhomogenes Kraftlinienfeld zu beeinflussen, indem in die Nähe des Lichtbogens zu dessen magnetischer Regelung ein auf kurze Entfernung stark anwachsendes Kraftlinienfeld gebracht wird. Dieses Kraftlinienfeld kann abhängig von der Stromstärke oder Spannung oder von beiden dem Lichtbogen bei Überschreitung einer bestimmten Lichtbogenspannung genähert werden.
In Fig. 3-6 sind zwei Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt, die sich als besonders vorteilhaft erwiesen haben.
In Fig. 3 sind mit a, b, e, d wieder die Linse, die beiden Elektroden und der Nutzwinkel bezeichnet. Seitlich der Minuselektrode e in Fig. 3 und 4 befinden sich zwei Flacheisen e, f, deren obere, nach dem Minuskrater zu liegenden Enden spitzwinkelig abgebogen und alsdann, wie in Fig. 4 gezeichnet, so angefeilt sind, dass diese Ansätze zur Erzeugung eines stark inhomogenen magnetischen Kraftfeldes geeignet sind. Vor die unteren Enden dieser Eisenstücke e und t sind seitlich in einem gewissen Abstande zwei
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um eine Wärmeübertragung nach den Stücken i, k zu vermeiden und um die Eisenstüeke e, f beweglieh zu erhalten.
Die Vermeidung der Wärmeübertragung von e, t nach i, k ist erforderlich, um eine durch Wärm e bedingte Schädigung des permanenten Magneten 1, welcher durch eine Regulierschraube m mit i, k in Verbindung steht, zu verhindern. Die Eisenstücke e, t sind ihrerseits durch eine Brücke n aus diamagnetischem Metall verbunden und können durch einen Elektromagneten o, der je nach dem erstrebten Zwecke im Haupt-oder Nebenschluss oder beiden liegen kann, bewegt werden. Bei der vorbeschriebenen und in Fig. 3 und 4 dargestellten Einrichtung kann die Spannung des Lichtbogens auf 54-56 Volt
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erhöht werden, ohne dass der Lichtbogen in der in Fig. 2 dargestellten Weise ausbricht.
Hat der Lichtbogen das Bestreben, sieh der Linse a zu nähern, so gerät derselbe schon bei kleinen Bewegungen in einen ganz erheblich stärkeren Teil des Kraftlinienfeldes und wird hiedurch an einem Weiterwandeni verhindert.
Bei der oben angegebenen Spannung von 54-56 Volt wird die Nase an dem Brennende der positiven Elektrodewesentlich stumpfer bzw. der Krater kann voll von der Linse a ausgenutzt werden. Sollte während des Brennens der Lampe durch das Absplittern von Kohlenteilehen oder durch andere Umstände die Spannung unverhältnismässig hoch ansteigen, so werden die Eisenstücke e, f durch den Elektromagneten, der in diesem Falle an der Lampenspannung liegt, soweit angehoben, dass der Lichtbogen von der Linse weggeblasen wird.
Die gleiche Wirkung wird durch eine Einrichtung nach Fig. 5 und 6 erzielt. Hiebei werden zur Erzeugung des Kraftlinienfeldes jedoch kein permanenter Magnet, sondern zwei Elektromagnete 11, 0 verwendet. Die seitlich der Elektrode c angeordneten Eisenstücke e, f sind drehbar um die diamagnetische Achse g, h gelagert, werden durch die Feder 1n in einer bestimmten Lage gehalten und schwingen mit den umgebogenen Enden in den Öffnungen der Elektromagnetspulen 11, o. Fliesst durch diese Spulen Strom, dann wird zwischen den Ansätzen der Eisenstücke e, f wieder ein stark inhomogenes Kraftlinienfeld erzeugt. Liegen die Spulen z.
B. im Nebenschluss, so wird das Kraftfeld mit steigender Lichtbogenspannung erhöht ; steigt die Spannung über eine gewünschte Grenze oder beginnt der Lichtbogen der Linse gefahrvoll zu werden, dann ziehen die Spulen o, n die Enden der Eisenstüeke e, fan bzw. das Kraftfeld zwischen den Ansatzstücken von e, f wird dem Lichtbogenfusspunkt nähergebracht und durch diese doppelte Wirkung der Spulen 11, 0 der Lichtbogen energisch zurückgetrieben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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dass der Lichtbogen durch ein stark inhomogenes Kraftlinienfeld beeinflusst wird, dessen grösste Felddichte den zu schützenden Teilen des Apaarats zugekehrt ist.