DE21563C - Vorrichtung zur automatischen An. zeige schlagender Wetter in Bergwerken - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42: Instrumente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom i. August 1882 ab.

Beim Gebrauche der gewöhnlichen tragbaren Davy'sehen Sicherheitslampen wird die Gegenwart von schlagenden Wettern durch das Erglühen des die Lampe umgebenden feinen Drahtgewebes angezeigt. Wenn das Volumen der schlagenden Wetter gleich Y₆ bis ¹J₅ des Volumens der atmosphärischen Luft ist, so tritt Entzündung ein, eine Flamme bildet sich innerhalb des durch den Drahtcylinder abgegrenzten Raumes, und diese Flamme vergröfsert sich in Volumen und Intensität in dem Mafse, -wie die schlagenden Wetter eindringen. Dadurch wird dem Bergmann das Vorhandensein einer gefährlichen Quantität schlagender Wetter in dem Bergwerk bemerkbar gemacht.

Es ist nun wünschenswerth, nicht lediglich von dem Arbeiter abhängig zu sein, der die Sicherheitslampe trägt, um Andere auf die vorhandene Gefahr aufmerksam zu machen, sondern selbsttätig durch einen Apparat das Vorhandensein schlagender Wetter nach irgend einem gewünschten Ort hin anzeigen zu lassen, wo auch diese Wetter in der Grube in gefahrvollen Quantitäten vorkommen mögen.

Bei meiner Vorrichtung geschieht diese Anzeige durch die Entzündung der schlagenden Wetter innerhalb des Behälters, aus welchem die · Flamme nicht an die umgebende Atmosphäre übergeleitet werden kann. Es wird dadurch eine für gewöhnlich geschlossene elektrische Leitung unterbrochen, oder umgekehrt eine für gewöhnlich unterbrochene Leitung geschlossen, um das gewünschte Signal abzugeben.

In Fig. ι und 2 stellt L eine Sicherheitslampe dar, die mit einem Drahtgazecylinder C versehen ist. R ist ein Metallring, der lose auf einem unteren Flantsch ruht. W W^x sind die Leitungsdrähte einer elektrischen Batterie, und t¹ i¹ sind Metallspitzen an den Enden der Drähte W W¹, welche durch die Wärme sich leicht ausdehnen. Wenn die bei der Entzündung des Grubengases im Innern des Drahtcylinders sich bildende Flamme den Metallring R erhitzt, so dehnt dieser infolge dessen sich aus und ebenso die Metallstifte t^l i'. Dadurch wird der metallische Contact hergestellt und die elektrische Stromleitung geschlossen; durch den mit dem elektrischen Apparate in Verbindung stehenden Signalapparat wird dann ein Lärmsignal abgegeben.

Fig. 3 stellt eine Form meiner Erfindung dar, worin eine gebogene Röhre in Anwendung gebracht ist, die Quecksilber enthält, das, wenn es in den Schenkeln dieser Röhre hochsteigt und mit den in diese Schenkel herabragenden Enden der Leitungsdrähte in Contact kommt, die Stromleitung schliefst.

Eine derartige Röhre oder ein sonstiger mit Quecksilber versehener Behälter, den man in den die Sicherheitslampe umgebenden Drahtgazecylinder einbringt, wird nun durch die Entzündung des Grubengases erhitzt und dieses bringt das Quecksilber zum Steigen und stellt den Schlufs der Leitungsdrähte her, wie vorbeschrieben.

In Fig. 4 wird die für gewöhnlich unterbrochene Stromleitung bei Entzündung des

Grubengases durch Verbrennen der Litze c geschlossen, die in das Innere des Drahtcylinders hineinragt. Mit dieser Litze ist einer der Leitungsdrähte W oder W^x in Verbindung, der einen gebogenen Theil w hat, welcher, wenn die Litze c zerreifst, auf ein Contactstück w¹ stöfst, das an dem anderen Leitungsdraht angebracht ist; dadurch gerathen dann die beiden Drähte W W¹ in stromleitende Verbindung.

Es können diese Drähte statt innerhalb des Drahtcylinders auch aufserhalb der Lampe einander gegenüber angeordnet werden, um dasselbe Resultat zu erzielen (s. Fig. 5 und 6). Wie Fig. 6 zeigt, haben beide Drähte ein Contactstück / und p^l. Das Stück p' tritt in Contact mit dem Stückp, wenn die Litzen durch die Entzündung des Grubengases verbrennt; diese Contactstücke können ebenfalls auf Wunsch im Innern des Drahtcylinders angeordnet werden.

Wie in Fig. 6 a und 6 b dargestellt, können die Leitungsdrähte W und W¹ sowie die Contactstücke pp¹ durch eine nichtleitende, leicht schmelzende Substanz in Position erhalten werden. Wenn diese Substanz durch die Entzündung des Grubengases zu schmelzen beginnt, so . werden die Leitungsdrähte .bezw. ihre Contactstücke//¹ mit einander in Berührung gebracht und die Leitung geschlossen. Wenn Metallstücke angewendet werden, ziehe ich es vor, ihre Contactflächen mit Vertiefungen/² zu versehen, wodurch die nichtleitende, leicht schmelzende Substanz gehalten werden kann, Fig. 6 a. Aufserdem bringt dies auch beim Schmelzen des Metalls einen besseren Contact hervor. Die Anordnung dieser Stücke zu einander ist dann- derart, dafs die Spitzen der Zähne an dem einen Stücke mit den Spitzen der Zähne an dem anderen in Contact gebracht werden. Auch kann man nach Wunsch diese Stücke so anordnen, dafs die Spitzen der Zähne des einen Contactstückes zwischen den Zähnen des anderen liegen, sobald Contact hergestellt wird.

Wie Fig. 7 darstellt, sind die beiden Leitungsdrähte JVund W¹ durch den Drahtgazecylinder C hindurchgeführt, innerhalb dessen sie zusammengeflochten oder gedreht sind, derart, dafs eine verbrennbare Substanz die Drähte von einander isolirt. Wenn nun durch die Entzündung des Grubengases die brennbare Masse verbrennt, so kommen die beiden Leitungsdrähte in Contact und die zuvor unterbrochene Stromleitung wird dadurch geschlossen.

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, dafs bei einer jeden . der beschriebenen Anordnungen beim Stromschlufs ein Signal zum Ertönen gebracht wird, das optischer oder akustischer Art sein und an irgend einer Stelle innerhalb oder aufserhalb der Grube abgegeben werden kann. Wie Fig. 8 darstellt, können die Leitungsdrähte W PF¹ mit einem leicht schmelzenden Leiter der Elektricität F oder, im Falle einer einzelnen Lampe, durch irgend eine leicht schmelzende Substanz verbunden werden, die innerhalb des perforirten Cylinders der Lampe oder des Apparates in irgend einer passenden Weise gehalten wird. Dieser leicht schmelzende Leiter kann ringförmig, wie dargestellt, oder sonstwie gestaltet sein, um die Leitungsdrähte W W¹ daran anzuschliefsen. Wenn durch die Entzündung des Grubengases die Hitze jm Innern des Cylinders eine genügende Intensität erlangt, so wird die schmelzbare Masse geschmolzen, die leitende Verbindung der beiden Drähte W W¹ dadurch aufgehoben und die elektrische Leitung unterbrochen, so dafs ein Signal abgegeben wird.

Die Leitungsdrähte können auch direct mit dem Drahtgazecylinder C mittelst schmelzbarer Stücke verbunden werden, die in das Gewebe eingesteckt sind. Diese Stücke stellen dann so lange Stromschlufs her, bis sie fortschmelzen. Die schmelzbaren Verbindungen in Fig. 8 a können so zusammengesetzt sein, dafs sie bei einer bestimmten Temperatur schmelzen, die nur dann erreicht wird, wenn ein bestimmtes Mischungsverhältnifs von Grubengas und atmosphärischer Luft im Innern der Lampe zur Entzündung gelangt.

In Fig. 9 wird statt durch einen schmelzbaren Leiter einer der Leitungsdrähte mit dem anderen durch eine Litze c in Contact gehalten, welche am Drahtcylinder C aufgehängt ist. Einer der beiden Drähte ist dann mit einem gebogenen Theil w versehen oder mit einem Metallstück/, und der andere Theil mit einem gebogenen Theil w^x oder einem Metallstück/¹.

Wenn nun durch die Entzündung des Grubengases die Litze c verbrennt, so tritt der daran hängende Draht aufser Contact mit dem anderen und die Leitung wird dadurch unterbrochen.

In Fig. 10 umschliefst ein unperforirter Cylinder C einen Brenner, und es tritt das explosive Gas an den Brenner entweder von oben her oder durch eine ringförmige Oeffming ein, die um den Oelbehälter oder den Untertheil des Apparates gelassen ist. In jedem Fall ist die Oeffnung aus bekannten Gründen durch ein Drahtgewebe oder eine perforirte Platte zu überdecken.

In Fig. 11, 12 und 13 ist eine Wetterlampe dargestellt, die mit einer schmelzbaren Masse B¹ versehen ist. An einem passenden 'Theil der Lampe L, entweder am- Umfange des Untertheils, wie Fig. 11 zeigt, oder an der Unterseite des Bodens, Fig. 12 und 13, oder an irgend einem Punkte, nahe an der Lampe, wird eine kurze Achse S angebracht, mit welcher einer der Leitungsdrähte- verbunden ist. Auf dieser

Achse sitzt eine Scheibe T, die mit einer Umfangsverzahnung oder mit Contactspitzen d, einer Contactspitze d¹ und einem Zahn d³ versehen ist. Ein Arm A trägt eine Schaltklinke P, die für gewöhnlich mit einer Scheibe D im Eingriff ist, und ein Arm α trägt eine Contactfeder s, die für gewöhnlich mit der Contactspitze d^l in Berührung ist, und der andere Leitungsdraht ist mit diesem Arm α verbunden. Um die Achse S ist eine Litze c¹ gewickelt, an der ein Gewicht w² hängt. Die Schaltklinke P wird durch eine Litze c, deren entgegengesetztes Ende mit der schmelzbaren Masse verbunden ist, mit der Scheibe im Eingriff erhalten. Für gewöhnlich ist also der elektrische Strom durch Arm a, Feder s, Scheibe D und Achse »S geschlossen. Wenn indessen die Masse B¹ schmilzt, also eine Entzündung der schlagenden Wetter eintritt, so löst sich die Litze c von dieser Masse ab, die Schaltklinke P geht aus der Verzahnung der Scheibe D heraus und das Gewicht ze/² dreht mittelst Litze c^l die Achse S. Die Contactfeder ί kommt nun mit Zahn d in Berührung und stellt abwechselnd Schlufs und Unterbrechung der Stromleitung her, wodurch ein Signal ganz besonderer Art gegeben werden kann.

Statt einer drehbaren Achse kann man auch eine feststehende anwenden und die Litze c^l um einen an der drehbaren Scheibe gebildeten Hals winden. An Stelle der drehbaren Schaltklinke P und der in Fig. ii dargestellten Litze läfst sich ein Schalthebel P und eine Spannfeder i¹, wie Fig. 12 und 13 zeigen, benutzen. Wenn die Litze verbrennt, so setzt das schwerere Ende des Schalthebels die Schaltklinke um ihre Achse in Drehung und diese geräth dadurch aufser Eingriff mit dem Schaltrad, so dafs die Feder i¹, die dadurch frei wird, alsdann eine Drehung der Achse J? verursacht. Es braucht die Litze c nicht nothwendig an eine schmelzbare Masse angeschlossen zu werden, sie kann auch im Innern an den Drahtcylinder C sich anschliefsen und die Auslösung der Schaltklinke P veranlassen, wenn sie durch die Explosion der Wetter zerstört wird. Auch kann man die Contactzähne auf der Scheibe D so anordnen, dafs für eine bestimmte Lampe und für einen bestimmten Ort, woselbst die Lampe sich befindet, ein bestimmtes Signal gegeben wird.

Als Beispiel habe ich in Fig. 11, 12 und 13 zwei Gruppen dargestellt, von denen eine jede" drei Contactzähne d hat, durch welche, sowie durch den für die Feder s den normalen Contact herstellenden Contactzahn d¹ der elektrische Strom sieben Mal bei jeder Umdrehung abwechselnd unterbrochen und geschlossen wird, wodurch dann ein entsprechendes optisches oder akustisches Signal auf irgend einer von der Lampe entfernten Stelle oder auf mehreren solcher Stellen zugleich abgegeben werden kann.

" Diese Contactspitzen oder Gruppen von Contactspitzen können in verschiedener Weise angeordnet werden, z. B. so, dafs jede Lampe mit einer besonderen Anzahl von solchen Spitzen versehen wird> welche die elektrische Stromleitung bei einer jeden Umdrehung der Scheibe D eine bestimmte Anzahl von Malen öffnen und schliefsen, und es können die Organe, welche die Scheibe in Drehung versetzen, dieselbe eine verschiedene Anzahl von Malen drehen.

Um das Vorhandensein eines gefahrvollen Quantums derartiger Wetter, wo es auch nur auftreten mag, zur Anzeige zu bringen, ordne ich eine Anzahl von Lampen in Gruppen so an, dafs dadurch ein vollständig ununterbrochenes System eines automatischen Wetteranzeigers gebildet wird. Bei einem derartigen System mufs ein jeder Leitungsdraht in seiner ganzen Länge ununterbrochen sein, d. h. ein positiver und negativer Draht mufs über ein ganzes Gebiet hinweg so gelegt werden, dafs jede Lampe unabhängig von der anderen in Wirksamkeit treten kann. Soll die Stromleitung durch Ausdehnung eines Metallstückes geschlossen werden, so mufs letzteres bei jeder Lampe in solcher Nähe sowohl zum positiven als negativen Leitungsdraht angebracht sein, wie dies Fig. 14 darstellt. Natürlich werden zwei zwischengeschaltete Liniendrähte in dem Falle angewendet, wo diese Drähte durch eine verbrennbare Litze in Contact gehalten oder nahe an einander gehalten werden, um durch Verbrennen der genannten Litze, wie vorbeschrieben, in Contact zu gerathen (s. Fig. 15).

In Fig. 16 habe ich eine Reihe von Lampen in einen Stromkreis eingeschaltet, der durch Schmelzen einer schmelzbaren Masse unterbrochen wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Die Construction von Wetterlampen oder analogen Apparaten nach dem Princip der Davy'sehen Sicherheitslampe, bei welchen eine für gewöhnlich unterbrochene oder auch geschlossene elektrische Stromleitung automatisch geschlossen bezw. unterbrochen wird, zum Zwecke, durch akustische oder optische Signale die Gefahr der schlagenden Wetter an geeigneten Stellen anzuzeigen, insbesondere:
   a) die Anordnung von zweckdienlich gestalteten Metallstücken, Fig. 2 und 3 der beiliegenden Zeichnung, mit den in die Zwischenräume derselben eingeschalteten und mit den Polenden der Leitungsdrähte verbundenen Metallstückchen t^x t^l behufs Schliefsung der elektrischen Stromleitung durch Ausdehnung der Metallteile infolge der Wärme der innerhalb der Lampe entzündeten Wettergase;

   b) die Anwendung von Litzen c, Fig. 4 und 6, isolirenden Trenmingsschichten zwischen den Leitungsdrähten, Fig. 6, 6 a, 7 und 9, oder in den Stromkreis eingeschalteten, bei bestimmten Temperaturen schmelzenden Metallleitern F, Fig. 8, wodurch bei Entzündung der schlagenden Wetter innerhalb der Lampe durch Abbrennen der Litze oder Schmelzen der Isolirschicht bezw. der leicht schmelzbaren Leiter der Strömkreis innerhalb oder aufserhalb der Lampen behufs Abgabe von Signalen geschlossen bezw. unterbrochen wird;

   c) die Construction der mit Bezug auf die in Fig. 11, 12 und 13 beschriebenen Stromunterbrecher in Combination mit einer Lampe oder mit analogen Apparaten für den in Rede stehenden Zweck.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.