DE10845C - Neuerungen an elektrischen Lampen - Google Patents

Description

1880.

Klasse 21.

WILLIAM BERNARD GODFREY in PARIS. Neuerungen an elektrischen Lampen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. Januar 1880 ab.

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Elektrodenhalter, auf dem mehrere Paare von Elektroden so angeordnet sind, dafs, wenn ein Paar bis zu einem gewissen Punkt verbrannt ist, dasselbe erlischt und ein neues Paar sich entzündet; aufserdem macht der Apparat in diesem Augenblick, je nach der Construction des Apparates, entweder eine drehende oder eine geradlinige-Bewegung, so dafs das neue Paar genau in die Stellung gebracht wird, welche früher das alte erlöschende Paar eingenommen hat. Es geht hieraus hervor, dafs das elektrische Licht unabänderlich an einer und derselben Linie entlang erzeugt wird, was anderen Systemen gegenüber, in denen mehrere Paare von Elektroden zur Verwendung kommen, einen grofsen Vortheil bietet. Diese Bewegung wird vermittelst einer Feder oder eines Gewichtes hervorgerufen, welches entweder direct oder durch eingeschaltete Theile auf den Elektrodenhalter oder auf einen mit diesem verbundenen Theil wirkt, und der Augenblick, in dem die Bewegung ausgeführt wird, ist bestimmt durch den Einfiufs der Hitze des Volta'schen Bogens, der sich, nachdem eine bestimmte Länge eines Elektrodenpaares verbrannt ist, auf ein Organ geltend macht, das aus leicht schmelzbarem oder leicht verbrennbarem Material besteht und welches die erwähnte Bewegung so lange verhindert, bis es durch die Hitze zerstört wird.

In den beiliegenden Zeichnungen ist:

Fig. ι eine Seitenansicht des verbesserten Apparates im Schnitt,

Fig. 2 eine Vorderansicht desselben Apparates, ■ ' ■ .

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Modification des in Fig. 1 und 2 dargestellten Apparates im Schnitt, .

Fig. 4 eine Rückenansicht der in Fig. 1 und 2 dargestellten Apparate, ,

Fig. 5 und 6 zeigen zwei. weitere Modificationen.

Der in Fig. 1, 2 und 4 dargestellte Apparat besteht im wesentlichen aus zwei Scheiben 1 und 2, die als Elektrodenhalter dienen, von denen die erstere, 1, aus nicht leitendem Material hergestellt, auf der Axe 3 befestigt ist und die metallischen Klammern 4 trägt, Fig. 1 und 4. Diese Klammern sind von einander isolirt und halten die positiven Kohlen der acht Paare von Elektroden I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII. Der zweite Elektrodenhalter 2, der die negativen Kohlen der acht Paare von Elektroden trägt, ist aus leitendem Material hergestellt. Er kann in der Längenrichtung auf der Welle 3 gleiten, ist aber vermittelst einer weiter unten näher zu beschreibenden Vorrichtung gezwungen, sich mit der Scheibe 1 und folglich mit der Welle 3 zu drehen. Die zwei Kohlen, aus denen jedes Paar besteht, sind, am besten parallel mit einander, in Ebenen angeordnet, die durch die Mittellinie der Welle 3 gehen, und stehen zu dieser Welle senkrecht. Die acht Paare von Elektroden selbst sind mit Bezug auf die Welle 3 radial und gleich weit von einander abstehend angeordnet; sie bilden somit gewissermafsen die acht Speichen eines Rades, Fig. 2 und 4.

Zwischen den beiden Kohlen eines jeden Paares wird nun der Volta'sche Bogen der Reihe nach durch den elektrischen Stronl erzeugt, der durch das isolirte Stück 5 in den Apparat eintritt, durch die federnde Brücke 6 in eine der Klammern 4 und die darin gehaltene positive Kohle geht, von hier auf die negative Kohle des Paares überspringt und durch die Scheibe 2 und die Welle 3 den Apparat verläfst. Die Welle 3 dreht sich in Lagern 7, von denen das eine am Hängearm 8 isolirt befestigt ist, während das andere mit dem Hängearm 9 verbunden ist und den Strom nach diesem leitet.

Die zur Erzeugung des Volta'schen Bogens nöthige Distanz zwischen den beiden Kohlen jedes Paares wird vermittelst einer Feder 10 aufrechterhalten, welche zwischen die Scheiben 1 und 2 eingelegt ist und die Scheibe 2 beständig gegen die auf die Welle 3 aufgeschraubte verstellbare Mutter π drückt. Es ist leicht einzusehen, dafs durch Drehen der Mutter 11 nach einer oder der anderen Richtung diese Entfernung zwischen den positiven und den negativen Kohlen nach Belieben regulirt werden kann. Die Enden der Feder 10 legen sich nicht direct gegen die Scheibe 1 an, sondern diese letztere ist mit zwei Vorsprüngen versehen (s. Detailansicht der Fig. 4), in welche die Stellschrauben 12 eingeschraubt sind, deren Enden die Auflagepunkte für die Feder 10

bilden. Diese Vorrichtung ermöglicht es, die Kraft, mit der die Feder io den Abstand der Elektroden aufrecht zu erhalten sucht, sehr genau zu reguliren.

Um beim Eintritt des Stromes die Elektroden anzuzünden, bedient sich Erfinder einer Vorrichtung, die aus einer mit feinem Draht umwundenen Spule 13 besteht, deren hohler Elektromagnet 14 die Welle 3 umgiebt. Das eine Ende des Drahtes ist mit dem Stück 5 verbunden, während das andere Ende desselben mit dem Hängearm 9 in leitende Verbindung gebracht ist. Dieser Elektromagnet 14 wirkt auf einen Anker 15, durch den die Welle 3 ebenfalls hindurch passirt und in welchen zwei oder eine gröfsere Anzahl von Stiften 16. eingesetzt sind, die nach vorn durch die Scheibe 1 aus nicht leitendem Material hervorstehen und deren vordere Enden in die Scheibe 2 eingeschraubt sind. Der Zweck dieser Vorrichtung ist, nicht nur das Anbrennen der Kohlen zu veranlassen, wie dies weiter unten näher beschrieben werden wird, sondern sie dient auch gleichzeitig dazu, die Scheiben 1 und 2 dadurch, dafs die Stifte 16 durch 1 durchgehen und in 2 eingeschraubt sind, in solcher Weise zu verbinden, dafs sich dieselben zusammen drehen müssen und dafs doch die Scheibe 2 in der Längsrichtung frei auf der Welle 3 'gleiten kann. Das Stück 9 trägt einen Haken 17, der in solcher Stellung befestigt ist, dafs sein umgebogenes Ende gegen einen Ring 18 anstöfst, welch letzterer entweder aus einem leicht verbrennbaren Bindfaden oder aus einem bei verhältnifsmäfsig niederer Temperatur schmelzbaren Draht bestehen kann. Diese Ringe 18 sind in derselben Anzahl vorhanden, als der Apparat Paare von Elektroden trägt, und auf der Scheibe 2 ist eine entsprechende Anzahl von kleinen Armen oder Stiften 19 eingesetzt. Jeder der Ringe 18 umspannt einen der . Stifte 19 und ein Paar von Elektroden (s. Fig. 1), so dafs er einen Widerstandspunkt bildet, gegen den der Haken 17 anliegt. Die Welle 3 trägt auf einem Ende ein Getriebe 20, in welches ein um einen am Stück 9 sitzenden Zapfen drehbares Segmental eingreift; dieses Segment 21 ist mit einem Hebel 21* versehen, an dessen Ende ein Gewicht 22 aufgehängt ist.

Functionirung des Apparates.
Angenommen, dafs der Apparat sich in der in Fig. ι gezeichneten Stellung befindet, so dafs die Brücke 6 die Verbindung zwischen dem Stück 5 und der Klammer 4 der positiven Elektrode des Paares I herstellt, und dafs der elektrische Strom nun in das Stück 5 zugelassen wird, so müssen, um die Elektroden des Paares I anzuzünden und um den Durchgang des Stromes durch diese und somit die Bildung des VoI ta'sehen Bogens zu veranlassen, die Elektroden einander genähert werden. Da der Strom noch nicht auf dem kürzesten Weg, d. h. durch die Kohlen nach der Welle 3 gelangen kann, so durchläuft er die Spule 13, deren Draht auf einem Ende mit dem Stück 5 in Berührung steht, infolge dessen wird der Anker 15 von dem Elektromagneten 14 angezogen, und diese Bewegung rückt vermittelst der Stifte 16 die Scheibe 2 näher gegen die Scheibe 1, entgegen dem Druck der Feder 10, bis der Strom von der positiven Elektrode des Paares I auf dessen negative Elektrode überspringen kann. Sobald der Strom auf diesem Wege hergestellt ist, hört er auf, die Spule 13 zu durchlaufen; der Anker 15 wird nicht mehr angezogen und die Feder 10 drückt die Scheibe 2 mit ihren negativen Elektroden wieder nach vorn in Berührung mit der Mutter 11, wodurch die Bildung eines Volta'sehen Bogens von gewünschter Länge stattfindet. Auf diese Weise erzeugt sich das elektrische Licht zwischen den Elektroden des Paares I. Diese verzehren sich allmälig, so dafs der Volta'sche Bogen nach unten sinkt, bis er in solcher Nähe des Fadens oder Drahtes 18 ankommt, dafs dieser durch den Einflufs der Hitze zerstört wird. Sobald dies eingetreten, d. h. wenn der Faden oder Draht nicht mehr über das umgebogene Ende des festen Hakens 17 gespannt ist, so sind die beiden Scheiben 1 und 2 frei, dem Druck zu folgen, der durch das am Hebel 21* angehängte Gewicht 2 2, Fig. 2, auf dieselben ausgeübt wird, indem das Segment 21 das Getriebe 20 und somit die Welle 3 und die Scheiben 1 und 2 dreht, bis der Ring 18 des zweiten Elektrodenpaares II in Berührung mit dem'Haken 17 kommt und die drehende Bewegung der Scheiben und das Fallen des Gewichtes unterbricht. Nun befindet sich das Elektrodenpaar II genau in der Stellung, die früher das Paar I eingenommen hat. Bei der eben beschriebenen Drehung der Scheiben gleitet die die positive Elektrode des Paares I haltende Klammer 4 unter der Brücke 6 weg und ihre Stelle wird durch die die positive Elektrode des Paares II haltende Klammer 4 eingenommen, so dafs der elektrische Strom nun seinen Weg durch dieses letztere Paar nimmt.

Es ist hier zu bemerken, dafs die Breite der Seifen der Klammern 4, welche den Contact mit der Brücke 6 bewerkstelligen, sowie die Breite dieser letzteren so berechnet ist, dafs, ehe die Klammer 4 des Paares I. die Brücke vollständig verlassen hat, die Klammer 4 des Paares II schon anfängt, dieselbe zu berühren. Diese theilweisen Contacte sind sehr schwach, und es folgt daraus, dafs ein Theil des Stromes in diesem Augenblick die Spule 13 durchläuft; hierdurch wird der Anker 15 vom Elektromagneten 14 angezogen und folglich werden die auf der Scheibe 2 sitzenden negativen Kohlen den positiven Kohlen näher gerückt, wodurch dann das Anbrennen des Paares II veranlafst wird.

Aber während dieser Zeit durchläuft noch ein Theil des Stromes die Kohlen des Paares I und bildet einen Volta'sehen Bogen zwischen

diesen letzteren, und erst wenn die Kohlen des Paares II gut angebrannt sind, wird der von der Brücke 6 nach dem Paar I gehende Strom vollständig unterbrochen. Die Scheibe 2 tritt dann wieder gegen die Mutter 11 zurück und das Licht erzeugt sich ununterbrochen zwischen den Kohlen des Paares II, bis diese ihrerseits so weit verzehrt sind, dafs sie durch die Annäherung der Wärmequelle die Zerstörung ihres Ringes 18 veranlassen, was eine Wiederholung der eben beschriebenen Bewegungen veranlafst, um das Paar III in die Stellung zu bringen, die erst das Paar I und dann das Paar II eingenommen haben. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis sämmtliche Kohlenpaare der Reihe nach die Stelle eingenommen haben, in der sich anfangs das Paar I befand und bis sie hinlänglich verzehrt sind, um die Zerstörung ihrer bezw. Ringe 18 zu veranlassen. Man sieht, dafs ein Kohlenpaar sich von selbst entzündet, sobald der elektrische Strom in den Apparat zugelassen wird, und dafs das Licht nicht unterbrochen wird, wenn das verbrannte Kohlenpaar seine Stellung verläfst und ein neues an dessen Stelle tritt,. weil das erste Paar infolge davon, dafs noch ein kleiner Theil des Stromes dasselbe durchläuft, zu brennen fortfährt, bis das neue Paar gut angebrannt ist.

Anstatt dafs der von der magneto-elektrischen Maschine oder von einer anderen Elektricitätsquelle kommende Strom in das Stück 5 eintritt und durch die Lager der Welle 3 den Apparat verläfst, kann der Strom auch durch den Arm 8 zugeleitet werden, an welchem in diesem Falle das Stück 5 befestigt sein mufs, während das am Arm 8 sitzende Lager der Welle 3 durch Einschaltung eines geeigneten Materials 23 von demselben isolirt ist, wie es Fig. 3 darstellt. Der Strom tritt dann in diesem Falle durch die Welle 3 und das am anderen Arm 9 sitzende Lager und diesen Arm 9 aus dem Apparat heraus.

Der in Fig. 3 dargestellte Apparat unterscheidet sich von dem oben beschriebenen nur dadurch, dafs die Bewegung der Scheiben 1 und 2 hier durch eine im Innern der Scheibe 2 angeordnete Uhrfeder 22 bewerkstelligt wird. Selbstverständlich hat diese Anordnung andere unbedeutende Modificationen zur Folge, welche wir in folgendem beschreiben werden, die aber auf die automatische Functionirung des Apparates durchaus keinen Einflufs ausüben, vielmehr geht diese genau in derselben Weise vor sich, wie die des in Fig. 1 und 2 dargestellten Apparates. Die Scheiben 1 und 2 sind lose auf der Welle 3 aufgesetzt. Scheibe i kann sich nicht in der Längsrichtung der Welle verschieben, Während Scheibe 2 unter dem Einflufs des Ankers 15 und Elektromagneten 14 mit seiner Spule 13, sowie einer zwischen den beiden Scheiben eingeschalteten, in Fig. 3 nicht dargestellten Feder, kurze Längsbewegungen ausführen kann. Die Mutter 11 dient zur Regulirung dieser Längsbewegungen. In der Scheibe 2 ist eine Uhrfeder 22 eingeschlossen, deren äufseres Ende an der Wand der Scheibe angehängt ist, während ihr inneres Ende auf der Welle 3 befestigt ist. Diese letztere kann mit Hülfe eines Schlüssels gedreht werden, um die Feder 22 aufzuziehen, wobei die Scheiben durch das Anliegen eines der Ringe 18 an dem Haken 17 festgehalten werden, und, wenn die Feder auf diese Weise aufgezogen ist, wird die Welle durch einen beliebigen Mechanismus, wie z. B. eine Sperrklinke (auf der Zeichnung nicht dargestellt), festgehalten. Statt dessen kann auch die Welle absolut fest sein und die Feder durch Drehen der Scheiben aufgezogen werden. In diesem Falle werden die' Ringe 18 selbstverständlich erst nach dem Aufziehen in ihre richtige Lage (eines derselben in Berührung mit dem Haken 17) gebracht. Die Feder 22 hat natürlich das Bestreben, sich abzuwickeln, indem sie die Scheiben 1 und 2 zu drehen versucht, aber diese werden durch das Anliegen eines der Ringe 18 an dem Haken 17 festgehalten, und erst dann, wenn das Kohlenpaar, an dem der betreffende Ring 18 befestigt ist, so weit verzehrt ist, dafs letzterer durch die Hitze zerstört wird, können die Scheiben 1 und 2 frei werden und die Feder 22 sich abwickeln, indem sie die Scheiben dreht. Diese Bewegung wird dadurch unterbrochen, dafs der Ring 18 des folgenden Kohlenpaares in Berührung mit dem Haken 17 kommt. Man sieht, dafs diese Anordnung dieselben Vortheile bietet, wie die in Fig. 1, 2 und 4 dargestellte Einrichtung, d. h. die verbrannten Kohlen werden automatisch durch ein neues Paar ersetzt, und zwar ohne Unterbrechung des Lichtes, -bis . sämmtliche auf dem Apparat befindlichen Kohlenpaare verbrannt sind. Es ist selbstverständlich, dafs das Princip, auf welchem die beiden beschriebenen Constructionen basirt sind, auch auf andere ebenso bequeme Methoden praktisch ausgeführt werden kann, und dafs solche Ausführungen mit den Bedürfnissen jedes einzelnen Falles variiren können. Fig. 5 zeigt beispielsweise die Grundzüge einer Construction, der gemäfs die Elektroden in einander parallelen Paaren und kreisförmig mit Bezug auf die Axe des Apparates angeordnet sind. Ferner können die Elektroden auf geraden Stäben angeordnet werden, so dafs sämmtliche Paare in einer Richtung hervorstehen wie die Sprossen einer Leiter. Diese Stäbe werden dann jedesmal, wenn ein Paar verbrannt und der zerstörbare Anschlag vernichtet ist, entweder durch eine passend angeordnete Feder nach oben gedrückt, oder sie fallen infolge ihres eigenen Gewichtes nach unten. Schliefslich kann die Axe des Apparates oder die Stange unter beliebigem Winkel zur horizontalen oder zur verticalen Linie angeordnet werden, so dafs die Kohlenpaare eine entsprechend geneigte Stellung einnehmen.

Anstatt das Anbrennen der Kohlen dadurch zu veranlassen, dafs sie einander näher gerückt

werden im Augenblick des Eintritts des Stromes oder im Moment, wo ein verbranntes Paar durch ein neues ersetzt wird, können die negativen Kohlen verstellbar, aber relativ fest mit Bezug auf die positiven Kohlen angeordnet werden, und der Anker 15 kann auf einem isolirten Hebel oder Draht befestigt sein, so dafs, wenn der Strom gezwungen ist, die Spule 13 zu durchlaufen, der Anker 15 diesen Draht in Berührung mit der negativen und der positiven Kohle des anzuzündenden Paares bringt und somit eine Verbindung zwischen diesen Kohlen herstellt, die dem Strom gestattet, seinen Weg durch dieselben zu nehmen und sie zu entzünden. Sobald der Volta'sche Bogen einmal hergestellt ist, wird der Anker wieder frei und eine Feder oder ein sonstiger Mechanismus drückt den Draht von den Kohlen weg. Fig. 6 zeigt die Grundzüge einer auf diesem Princip basirten Construction. Die Kohlenpaare sind parallel mit einander auf einer einzigen Scheibe befestigt, von welcher die positiven Kohlen durch eine aus passendem Material hergestellte Platte isolirt sind.

Statt mehrerer Kohlenpaare kann schliefslich ein einziges von bedeutend gröfserer Länge angewendet werden, welches in gewissen Abständen mit durch Hitze leicht zerstörbaren Anschlägen versehen ist, die gegen einen feststehenden, unter dem Einflufs der Hitze nicht leitenden Anschlag anzuliegen kommen. Auf dieses Kohlenpaar wirkt eine Feder oder sonstiger Mechanismus in der Weise, dafs dasselbe sich in der Richtung einer geraden Linie zu verschieben sucht. Sobald der zerstörbare Anschlag vernichtet wird, rücken die Kohlen vorwärts, bis ein neuer zerstörbarer Anschlag mit dem festen Anschlag in Berührung kommt, und dieses schrittweise Vorschieben wiederholt sich, bis die Kohlen beinahe ganz aufgezehrt sind.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Die oben beschriebene Methode, während sehr langer. Zeit ein elektrisches Licht in unveränderlicher Lage zu erzeugen und zu erhalten, entweder dadurch, dafs ein einziges Kohlenpaar rasch und automatisch von Zeit zu Zeit verschoben wird, oder dadurch, dafs in ähnlicher Weise neue Kohlenpaare ah Stelle der abgebrannten gebracht werden, und zwar vermittelst einer Feder oder ähnlicher Vorrichtung im -ersten Fall, nachdem eine bestimmte Länge des Kohlenpaares abgebrannt ist, und im zweiten Fall, nachdem das vorhergehende Kohlenpaar ganz oder bis auf eine bestimmte Länge aufgezehrt ist.
2. 2. Die Anordnung mehrerer Paare positiver und negativer Kohlen auf zwei zusammen beweglichen, von einander isolirten Elektrodenhaltern, so dafs sämmtliche negativen Kohlen mit ihrem Halter und durch diesen mit den den Strom aus dem Apparat wegleitenden Theilen in ununterbrochener Verbindung stehen, während die positiven Kohlen von einander isolirt sind und unter gewöhnlichen Umständen nur eine derselben, im Momente der Bewegung des Apparates aber zwei den Strom in sich aufnehmen und unter Erzeugung des Volta'schen Bogens weiter leiten.
3. 3. Die Art und Weise, das Anbrennen der Kohlen dadurch zu ermöglichen, dafs die negativen und positiven Kohlen beim Eintreten des Stromes in den Apparat und bei der jedesmaligen automatischen Erneuerung der Kohlen in Berührung mit einander gezogen werden, indem der Strom momentan eine Spule durchläuft, deren Elektromagnet einen Anker anzieht, der seinerseits die Kohlenhalter einander näher rückt.
4. 4. . Die den einzelnen Kohlenpaaren beigegebenen, unter dem Einflufs der Hitze leicht zerstörbaren Ringe in Verbindung mit einem. festen Anschlag und mit einem geeigneten Mechanismus, der die Kohlenhalter beständig zu bewegen versucht, und in Function tritt, sobald einer der erwähnten zerstörbaren Ringe vernichtet ist.

   Alles im wesentlichen wie es oben beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt ist

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.