DE19632C - Neuerungen an elektrischen DifferentiaUampen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 24. November 1881 ab.

Die vorliegende Erfindung hat die Construction elektrischer Lampen und ein Verfahren zur Regulirung derselben zum Gegenstande, und bezweckt ein vollkommeneres Functioniren der Lampen, als es bisher zu erzielen möglich war. Es soll für den Fall, dafs zwei oder mehrere Lampen in den Stromkreis eingeschaltet sind, die Länge des Lichtbogens derselben den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend und nach Mafsgabe der jedesmaligen Stromstärke auf das Genaueste regulirt werden. ,

Zu diesem Zwecke werden zwei Spulen oder Elektromagnete angewendet, von denen der eine in den Hauptstrom, der andere, die. sogenannte Nebenschlufsspule, in einen Stromzweig, der direct durch den Lichtbogen führt, eingeschaltet ist.

Die Anwendung zweier solcher Spulen bei elektrischen Differentiallampen ist zwar nicht mehr neu, indessen die Art ihrer Anordnung, ihre Wirkungsweise, sowie der durch sie betriebene Mechanismus unterscheiden sich von den bisherigen Differentiallampen wesentlich.

Zur Erläuterung der Neuerungen sei nachstehend deren Anwendung beispielsweise auf die bekannte Serrin-Lampe beschrieben. Bei dieser Lampe wird der Lichtbogen durch directe Einwirkung oder Anziehung des Kernes einer in den Hauptstrom eingeschalteten Spule hervorgebracht, und die weitere Regulirung des Abstandes der Kohlenspitzen hängt dann von dem ferneren Functioniren dieser nämlichen Spule dadurch ab, dafs dieselbe, wenn durch die Verbrennung der Kohlen eine Stromschwächung eintritt, einen Zahnradmechanismus ausrückt und in Thätigkeit versetzt.

Die Neuerung besteht nun darin, dafs die zweite in den durch den Lichtbogen hindurchführenden Stromzweig eingeschaltete Nebenschlufsspule dazu benutzt wird, den Mechanismus auszulösen, seine Bewegungen zu reguliren oder ihn in Stillstand zu versetzen, wobei gleichzeitig die Hauptspule einen sehr wichtigen Einflufs auf die Wirkung der vorgenannten, in den Stromzweig eingeschalteten Nebenschlufsspule ausübt. Die Thätigkeit der Hauptspule besteht darin, einer Feder, auf welche die Nebenschlufsspule einwirkt, eine gröfsere oder geringere Spannkraft zu ertheilen, so dafs, wenn ein starker Strom die Hauptleitung durchfiiefst, die Hauptspule, aufser dafs sie auf directe Vergröfserung des Lichtbogens einwirkt (wie es bei der Serrin-Lampe der Fall ist), die Feder anzieht und dadurch stärker spannt. Durchfliefst aber ein schwächerer Strom die Hauptleitung, so löst die Hauptspule diese Feder etwas und schwächt dadurch ihre Spannkraft. Die Spannkraft dieser Feder, worauf die Nebenschlufsspule, wie erwähnt, einwirkt, hängt hiernach ab und wird automatisch regulirt von der Stärke des Hauptstromes infolge der Einwirkung der in den Hauptstrom eingeschalteten Hauptspule. Hierauf basirt im wesentlichen die Regulirungsvorrichtung. Ein Vergleich mit anderen ähnlichen Regulirungsvorrichtungen, die mit zwei Spulen arbeiten, wird die Wirkungsweise des vorliegenden Apparates klarer hervortreten lassen.

Nimmt man z. B. an, die bekannte Siemens-(Alteneck) oder die Brush-Differentiallampe, welche mit zwei Spulen entweder in directen mechanischen oder magnetischen Gegen-

Wirkungen functioniren, würde nach Wunsch brennen und nun fände durch irgend welche Ursachen eine Stromschwächung statt (wie solche eintritt, wenn man beispielsweise andere Lampen in den Stromkreis einschaltet oder die dynamoelektrische Maschine langsamer kufen läfst), dann werden beide Spulen schwächer wirken, und deshalb wird, da eine gegenseitige Wirkung derselben auf einander stattfindet, die Lage der Kohlenstäbe eine unveränderte bleiben. Es werde hingegen aus irgend welcher Ursache der Hauptstrom stärker, so werden beide Spulen stärker wirken, aber eine Aenderung in der Lage der Kohlenstäbe wird nicht eintreten, weil nur dann eine Regulirung stattfinden kann, wenn die Wirkung der einen Spule diejenige der anderen an Stärke übertrifft. Darum bleiben bei solchen Lampen sehr häufig die Kohlenstäbe unverändert liegen, mag der Hauptstrom schwach oder stark sein.

Angenommen, eine Lampe, die mit vorliegender Regulirvorrichtung versehen ist, brennt wie man es wünscht, und aus irgend einer der vorher erwähnten Ursachen fände eine Schwächung des Hauptstromes statt, so wird die in den Hauptstrom eingeschaltete Spule A, Fig. ι beiliegender Zeichnung, indem auch ihre Stärke nachläfst, die Spannkraft der Regulirungsfeder D vermindern, wodurch die zugleich verursachte Schwächung der Nebenschlufsspule B compensirt wird. Dadurch wird zugleich hiermit der untere Kohlenstift N ein wenig näher an den oberen Kohlenstift P gerückt, und es findet eine Verkleinerung des Lichtbogens und eine Justirung der Regulirvorrichtung, der stattgehabten Stromschwächung gemäfs, statt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird der Kern der Hauptspule A durch die darunter liegende Schraubenfeder C nach oben hin angedrückt. Nur die obere Hälfte dieses Kernes besteht aus Eisen, der untere Theil aus Messing oder einem anderen nicht magnetischen Metall, so dafs, wenn der Magnet thätig wird, der Kern gegen die genannte Schraubenfeder und zugleich mit ihm der Halter für den negativen Kohlenstab nach abwärts gezogen wird.

Die Nebenschlufsspule B wirkt auf eine an dem oberen Halter H angebrachte Bremse ein, deren Hebelarm L zwischen zwei festen Anschlägen S¹S² nur einen ganz bestimmten kleinen Ausschlag machen kann. Der untere Anschlag bildet einen Stützpunkt, der es dem Kern der unteren Hauptspule gestattet, bei seiner Auf- und Abbewegung auf eine Verringerung oder Vergröfserung der Spannkraft der Feder D einzuwirken.

Ein oben an dem Kern der Hauptspule befestigter verticaler Arm T dient dazu, beim Erlöschen der Lampe genannten Hebel L in die Höhe zu drücken. Dadurch hebt sich die Bremsbacke K von dem Halter H ab. Infolge dessen gleitet dieser mit dem oberen Kohlenstab nach abwärts, bis beide Kohlenspitzen einander berühren.

Der Niedergang des Kohlenhalters H wird durch irgend eine geeignete Hemmvorrichtung verlangsamt. Man kann zu diesem Zweck auch eine Anzahl von Rädern in Anwendung bringen, wobei man den Hemmschuh K dann auf das letzte dieser Räder einwirken läfst.

Es lassen sich auch nach obigem Princip Lampen construiren, welche drei Spulen besitzen, von denen zwei in den Hauptstrom und die dritte in den durch den Lichtbogen führenden Stromzweig eingeschaltet sind. Fig. 2 zeigt eine solche Anordnung.

Eine der beiden Hauptspulen A² wird benutzt, um den für den Lichtbogen erforderlichen Abstand der beiden Kohlenspitzen von einander zu reguliren, und die beiden anderen Spulen A B werden, wie mit Bezug auf Fig. 1 vorstehend beschrieben, angewendet, indem nämlich die zweite Spule A in der Hauptstromleitung der Regulirungsfeder D eine gröfsere oder geringere Spannkraft ertheilt, welcher die Nebenschlufsspule B entgegenwirkt.

Diese Anordnung hat den Vortheil, dafs zur Bewegung des unteren Kohlenhalters eine Haiiptspule benutzt wird, deren Wirkung vorzugsweise durch die Länge des Lichtbogens begrenzt ist, und dafs aufserdem die feinere Regulirung des übrigen Mechanismus von den beiden anderen Spulen bewirkt wird.

Anstatt zwei Spulen in den Hauptstrom einzuschalten in Verbindung mit der Nebenschlufsspule, wie oben beschrieben, kann die Hauptspule auf zwei Armaturen einwirken, von denen die eine dazu dient, die Kohlenspitzen in dem passenden Abstand von einander zu erhalten, und die andere dazu, die Spannungen der Regulirungsfeder D, wie vorbeschrieben, nach Bedarf zu. ändern.

Das zweite Verfahren, vorliegende Neuerungen in Anwendung zu bringen, besteht darin, dafs man zwei Magnete anbringt, welche mittelst eines Schaltwerkes direct auf einen der Kohlenhalter einwirken. Fig. 3 zeigt eine nach diesem Princip construirte Lampe.

Der obere oder positive Kohlenhalter H wird durch sein Eigengewicht nach unten hin gezogen und die Schnelligkeit seiner Abwärtsbewegung durch eine Hemmvorrichtung regulirt.

Die Schaltung ist in Fig. 4 besonders dargestellt. Sie besteht aus zwei Theilen, von denen der Haupttheil M vertical durchbohrt ist, so dafs der Halter H frei durch die Bohrung hindurchgleiten kann. Mit diesem Theil M ist ein oberer Theil R durch einen Bolzen scharnierartig verbunden und trägt dem Scharnier gegenüber eine gegen den Halter H gerichtete Schneide, so dafs, wenn man den Theil R um

seinen Bolzen nach aufwärts dreht, er sich an den Halter Hfestklemmt und ihn infolge dessen mit aufwärts bewegt. Wenn im anderen Falle der Theil M der Schaltung gehoben wird, während der damit verbundene Theil R relativ in seiner alten Position verbleibt, so läfst dessen Schneide den Halter H los und letztere gleitet nach abwärts.

Diese Hebung der Theile der Schaltung geschieht durch die beiden Spulen A und B, die, einander gegenüber, nahe an dem zwischen ihnen liegenden Kohlenhalter angeordnet sind. Die eine, A, dieser Hauptspulen wirkt auf Drehimg des Theiles R und die Nebenschlufsspule auf Bewegung des Theiles M ein. Die Wirkung dieser Anordnung ist folgende:

Gesetzt, es fände kein Stromlauf in der Leitung statt, so sind die beiden Spulen unthätig und ihre Eisenkerne oder Armaturen gestatten es in diesem Falle der Schaltung, sich auf den Boden der Lampe oder eine besondere für sie eingerichtete Auflage zu stützen. In diesem Falle wird der Kohlenhalter frei durch die Bohrung des Theiles M nach abwärts gleiten, so dafs die Spitzen der beiden Kohlen mit einander in Berührung gerathen. Dadurch wird ein Strom erzeugt und beide Spulen werden thätig. Anfangs wird die Spule A des Hauptstromes kräftiger als die des Nebenstromes wirken und deshalb wird der Theil R der Schaltung sammt dem Halter H von dem Kern der Hauptspule gehoben werden. Auf diese Weise wird der Lichtbogen regulirt. Wenn nun allmälig die Kohlenspitzen abbrennen, so wird nach und nach die Nebenspule kräftiger werden und anfangen, die Schaltung auf der anderen Seite in die Höhe zu rücken. Infolge dessen hört sofort der Eingriff des Theiles R in den Halter H auf und der Halter gleitet in der Bohrung des Theiles M nach abwärts, wodurch der Lichtbogen verkleinert wird. Dies hat nun die unmittelbare Wirkung, dafs die Stärke des Nebenmagneten B nachläfst, so dafs abermals augenblicklich ein Niedersinken des unteren Theiles Mstattfindet, was abermals mit einem Eingriff in den Halter verknüpft ist, und dieser wird dadurch so lange angehalten, bis die Nebenspule an Stärke wieder zunimmt.

Setzt man nun voraus, durch irgend eine äufsere Ursache nehme die Stärke des Hauptstromes ab, beispielsweise dadurch, dafs man mehrere Lampen in die Leitung einschaltet oder dafs man die dynamoelektrische Maschine langsamer laufen läfst, so werden beide Spulen A und B schwächer werden, und infolge dessen sinkt die Schaltung um etwas und die Kohlenspitzen werden mit einem Male näher zusammengerückt. Dieses Zusammenrücken der Spitzen durch das Niedergleiten des Kohlenhalters in der Schaltung ist nicht eine Folge der Wirkung seiner Schwere, sondern eine Folge der Wirkung der beiden Spulen.

Nimmt man ferner an, die Stärke des Hauptstromes nehme zu, so werden infolge dessen auch die beiden Spulen stärker anziehen und dadurch wird von der Hauptspule A eine Hebung des Theiles R der Schaltung hervorgerufen; es findet hierbei augenblicklich, entsprechend der Zunahme der Stromstärke, eine Vergröfserung des Lichtbogens statt. Die fernere Einstellung der Kohlenstäbe wird durch die Thätigkeit der beiden Spulen, wie vorbeschrieben, regulirt.

Die Regulirungsvorrichtung bei Lampen nach vorliegendem System stützt sich auf eine höher- oder tief erliegen de feste Anschlagfläche, indem nach Mafsgabe der Stärke des Hauptstromes mittelst der Hauptspule A der Abstand der Schaltung von der für sie bestimmten Anschlagfläche am Lampenfufs bestimmt wird, so dafs der Eisenkern der Nebenschlufsspule B um ein längeres oder kürzeres Stück verschoben werden mufs, bevor er den Theil M der Schaltung vollständig losläfst.

Fig. 5 und 6 zeigen andere Formen einer Schaltung, welche für diesen Fall anwendbar sind. Fig. 6 zeigt eine einfache Platte, die mit einer Oeffnung versehen ist, welche gerade grofs genug ist, um den Kohlenstabhalter hindurchfallen zu lassen. Die Hauptspule wirkt auf das eine Ende R dieser Platte ein und die Nebenschlufsspule auf den gegenüberliegenden Theil M, ganz in derselben Weise, wie vorbeschrieben. Fig. 5 veranschaulicht eine andere Einrichtung, bestehend aus einer über den Halter H verschiebbaren Hülse M. In dieser ist ein mit einem Arm versehenes Excenter R, das an dem Halter H sich feststellen kann, um einen Bolzen drehbar gelagert. Diese Schaltung kann von dem Kern der Spule B gehoben werden, während von dem Kern der Hauptspule A der Arm des Excenters gehoben werden kann, so dafs auf diese Weise ein Lösen bezw. Festklemmen des Halters H in der Hülse M bewirkt werden kann. Aus diesen wenigen Beispielen geht hervor, welch verschiedener Art die Einrichtung der Schaltung sein kann, ohne dafs das Wesen der Erfindung dadurch alterirt wird.

Fig. 7 bis io zeigen eine Lampe mit zwei Paar Kohlenstäben. Beide Kohlenhalter H¹ und H"* werden gleichzeitig von dem Kern der Hauptspule A gehoben, und zwar vermittelst eines auf der Achse K¹ befestigten Gabelhebels O, wodurch ein Hebelarm Z das eine Ende R der Schaltung in die Höhe rückt. Der gegenüberliegende Theil der Schaltung wird von dem Kern der Nebenspule B durch einen Gabelhebel O¹ der anderen Achse K"¹ und die auf letzterer ebenfalls befestigten Hebel-

arme T T angehoben. Hierbei verhindert ein Hebel S, dessen Form aus dem Grundrifs, Fig. 9, ersichtlich ist, das freie Hinabgleiten des Kohlenhalters, indem dieser Hebel in einen Einschnitt desselben sich einlegt. Der andere Kohlenhalter H¹ wirkt auf diesen Hebel derart ein, dafs, wenn Halter H¹ seinen tiefsten Stand nahezu erreicht hat, der Hebel 5 durch den schräg verlaufenden Einschnitt J des Halters H¹ in der Richtung der Pfeile gedreht wird. Dadurch wird dieser Hebel aus dem Schlitz in dem anderen Halter H² herausgedrückt, und nun kann der Halter IP, falls es die Spulen gestatten, niedersinken, der andere Halter indessen kann dies nicht und der Lichtbogen bildet sich dann zwischen den auf diese Weise gelösten Kohlenstäben.

Fig. 11 veranschaulicht eine Combination von Hauptspulen und Nebenschlufsspulen mit einer Hebelanordnung, die auf vielfache Weise zur Regulirung bezw. Controlirung von elektrischen Differentiallampen angewendet werden kann, indem beispielsweise der Hebel L zur Verkürzung des Abstandes der Kohlenspitzen zum Ausrücken oder Reversiren der die Kohlenspitzen bewegenden Spulenkerne und auf manche andere Art zur Beeinflussung des Regulirungsmechanismus bei elektrischen Lampen dienen kann.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Bei einer elektrischen Differentiallampe die automatische Regulirung der Feder D, wodurch das Niedergleiten des Kohlenstabhalters H durch eine in den Hauptstrom eingeschaltete Spule A derart beeinflufst wird, dafs die Spannkraft der Feder von der jeweiligen Stärke des Stromes abhängig ist.

2. Bei einer elektrischen Differentiallampe die Anordnung von zwei Spulen, von denen die Hauptspule A in die Hauptstromleitung, die andere Nebenschlufsspule B aber in den durch den Lichtbogen führenden Stromzweig eingeschaltet ist, derart, dafs die Hauptspule die Kohlenspitzen in dem für den Lichtbogen erforderlichen Abstand von einander erhält und zugleich auch die Spannkraft der Feder D regulirt, auf die der Kern der Nebenschlufsspule B einwirkt, welche dazu dient, den Einstellmechanismus des oberen Kohlenstabhalters zu reguliren, so dafs die Spannkraft der die Bewegung dieses Halters bestimmenden Feder D, welcher die Nebenschlufsspule B entgegenwirkt, automatisch nach Mafsgabe der Stromstärke von der Hauptspule A regulirt wird, im wesentlichen wie mit Bezug auf Fig. i, 2 und 11 beiliegender Zeichnungen beschrieben.

3. Bei einer elektrischen Differentiallampe die Anordnung von zwei Spulen A B, von denen die eine in den Hauptstrom, die andere in den durch den Lichtbogen führenden Stromzweig eingeschaltet ist, wobei die Hauptspule A auf einen Theil der Schaltung MR so einwirkt, dafs eine Hebung des Kohlenstabhalters H stattfindet und die Nebenschlufsspule einen anderen Theil dieser Schaltung so beemflufst, dafs dadurch die Schaltung den erfafstgehaltenen Halter H los- und niedergleiten läfst, infolge dessen die Spitze des negativen und des positiven Kohlenstabes einander sich nähern.

4. Die Construction einer elektrischen Differentiallampe, welche nach den entwickelten Principien regulirt wird und zwei oder mehr Paare von Kohlenstäben besitzt, von denen indessen nur ein Paar zu einer bestimmten Zeit in Schlufs gelangen und einen Lichtbogen erzeugen kann, während die oberen Kohlenstäbe der anderen Paare durch eine Hemmung am Niedergleiten so lange verhindert werden, bis die betreffende Hemmung durch die Wirkung desjenigen Kohlenstabhalters aufgehoben wird, dessen Kohlenstab gerade verzehrt ist, wesentlich wie in den Fig. 7, 8, 9 und 10 beiliegender Zeichnungen dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.