DE246965C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl: 246965 -KLASSE 21/. GRUPPE - JVl: 246965 - CLASS 21 /. GROUP

gespeist wird.is fed.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. August 1910 ab.Patented in the German Empire on August 3, 1910.

Als Stromquellen für elektrische Grubenlampen kommen praktisch nur Stromsammler oder Trockenelemente in Betracht, deren mechanische und elektrische Eigenschaften allgemein bekannt sind. Vergleicht man diese beiden Arten von Stromquellen miteinander, so kann man sagen, daß in elektrischer Beziehung der Stromsammler dem Trockenelement, dagegen in mechanischer BeziehungThe only sources of power for electric miner's lamps are practically only current collectors or dry elements, their mechanical and electrical properties in general are known. If you compare these two types of power sources with each other, so one can say that in electrical relation the current collector corresponds to the dry element, on the other hand in a mechanical relationship

ίο umgekehrt das Trockenelement dem Stromsammler überlegen ist.ίο reversed the dry element to the current collector is superior.

Was zunächst die elektrischen Eigenschaften anlangt, so hat ■ der Stromsammler bei sorgfältiger Behandlung eine sehr lange Lebensdauer und kann vielmals wieder aufgeladen werden. Ferner sinkt während der Entladung seine Spannung nur wenig. Das Trockenelement besitzt dagegen nur eine kurze Lebensdauer, läßt sich nicht wieder aufladen, und seine Spannung sinkt sehr stark.As far as the electrical properties are concerned in the first place, the current collector has with more careful Treatment has a very long life and can be recharged many times. It also decreases during discharge its tension little. The dry element, on the other hand, only has a short lifespan, cannot be recharged and its voltage drops sharply.

In mechanischer Beziehung muß der Stromsammler vor Erschütterungen, Stößen u. dgl. sorgfältig beschützt werden. Er besitzt ein beträchtliches Gewicht, und seine Anschaffungskosten sind sehr hoch. Das Trockenelement ist aber gegen Stöße u. dgl. nur wenig empfindlich, hat ein erheblich geringeres Gewicht und ist in der Anschaffung ganz wesentlich billiger. Besonders störend zeigt sich bei dem Stromsammler ferner der Elektrolyt, während dessen Behandlung bei dem Trockenelement überhaupt keine Schwierigkeiten macht. Von den besprochenen Eigenschaften ist nun für die Speisung von elektrischen Grubenlampen der Spannungsabfall besonders wichtig, der also bei dem Trockenelement erheblich größer ist als bei dem Stromsammler. Die Spannung der Stromquellen ist nämlich in erster Linie für die Leuchtkraft der Lampe maßgebend. Letztere ändert sich aber bekanntlich nicht proportional der Spannung, sondern in weit stärkerem Maße. Wenn sich die Spannung beispielsweise nur um 10 Prozent verringert, so geht die Leuchtkraft der Lampe auf 50 Prozent oder noch weniger herab. Ganz besonders sind aber Glühlampen mit Metallfäden gegen Spannungsschwankungen empfindlich, und doch müssen gerade solche Glühlampen aus ökonomischen Gründen für elektrische Grubenlampen benutzt werden, weil sie bei den nur schwachen, zur Verfügung stehenden Strömen erheblich mehr Licht geben als Glühlampen mit Kohlenfäden. Während letztere ohne allzu großen Schaden auch Überspannungen vertragen, brennen Glühlampen mit Metallfäden schon leicht durch, wenn die Spannung auch nur wenig über die zulässige Grenze steigt. Nach dem Gesagten ist es verständlich, daß die Speisung von elektrischen Grubenlampen mit Trockenelementen ganz besondere Schwierigkeiten bietet, obwohl diese Art von Stromquellen in mechanischer Beziehung große Vorteile verspricht. In mechanical terms, the current collector must be protected from vibrations, shocks and the like. carefully protected. It has a considerable weight and its initial cost are very high. However, the drying element is only slightly sensitive to impacts and the like, has a significantly lower weight and is considerably cheaper to buy. This is particularly annoying Current collector also the electrolyte, during its treatment in the dry element makes no trouble at all. Of the properties discussed is now the voltage drop is particularly important for the supply of electric miner's lamps, which is therefore considerably larger in the case of the dry element than in the case of the current collector. the The voltage of the power sources is primarily responsible for the luminosity of the lamp authoritative. As is well known, the latter does not change proportionally to the voltage, but to a far greater extent. For example, if the tension is only 10 percent reduced, the luminosity of the lamp goes down to 50 percent or even less. But incandescent lamps are very special with metal threads sensitive to fluctuations in tension, and yet it is precisely those Incandescent lamps are used for economic reasons for electric miner's lamps, because they give considerably more light with the only weak currents available than incandescent lamps with carbon threads. While the latter can withstand overvoltages without too much damage, incandescent lamps burn with metal threads easily through if the tension is just a little over the permissible Limit rises. After what has been said, it is understandable that the feeding of electric miner's lamps with drying elements presents particular difficulties, although this type of power source holds great promise from a mechanical point of view.

Die Schwierigkeiten werden aber noch größer, wenn man bedenkt, daß eine Grubenlampe möglichst leicht sein, also nur möglichst wenig Zellen von Stromsammlern bzw. Trockenele-The difficulties are even greater when you consider that a miner's lamp be as light as possible, i.e. only as few cells of current collectors or dry elements as possible

menten enthalten soll. Praktisch kommen nämlich nur zwei Zellen in Frage, da diese Zahl ausreicht, um Strom von hinreichender Stärke und Spannung zu liefern. Beschränkt man sich aber auf zwei Zellen, so scheiden als unbrauchbar eine ganze Reihe von Möglichkeiten aus, welche sonst in Frage kämen, um die Spannung annähernd konstant zu erhalten. Widerstände sind nicht anwendbar,should contain elements. In practice, only two cells come into question because these Sufficient number to supply current of sufficient strength and voltage. Limited but if you focus on two cells, a whole series of possibilities are separated as unusable which would otherwise be possible in order to keep the voltage approximately constant. Resistances are not applicable,

ίο weil der ohnehin schon schwache Strom nicht noch weiter geschwächt werden darf. Ferner sind auch Widerstandsregler und ebenso die nach Art von Zellenschaltern wirkenden Vorrichtungen bei Grubenlampen ganz unzulässig, weil diese ungelernten Arbeitern in die Hand gegeben werden sollen.ίο because the already weak current is not may be weakened even further. Furthermore, resistance regulators and also those according to Art from cell switches acting devices with mine lamps completely inadmissible, because these to be given to unskilled workers.

Diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung nun dadurch überwunden, daß für jede Speiseperiode ein frisches und ein teilweise erschöpftes Element in Reihenschaltung verwendet werden. Dadurch erhält man einerseits in möglichst einfacher Weise die Spannungsunterschiede an den Polen der Glühlampe in solchen Grenzen, die für letztere zulässig sind, und andererseits erhöht man auch die Gebrauchsdauer der Trockenelemente. These difficulties are now overcome according to the invention in that for each feeding period a fresh and a partially exhausted element in series be used. In this way, on the one hand, the voltage differences are obtained in the simplest possible way at the poles of the incandescent lamp within such limits as are permissible for the latter, and on the other hand one increases also the service life of the drying elements.

Auf der Zeichnung sind in den Fig. 1 und 2 die Spannungskurven für zwei in verschiedener Weise zusammengeschaltete Elernente dargestellt. Als Abszissen sind Zeiteinheiten von je 10 Stunden, und als Ordinaten die entsprechenden Spannungswerte in Volt eingetragen. Diese Zeiteinheit entspricht der Dauer einer Arbeitsschicht unter Einrechnung der Zeit für das Ein- und Ausfahren des Bergmannes in die bzw. aus der Grube.On the drawing are in Figs. 1 and 2, the voltage curves for two in different Wise interconnected parents shown. The abscissas are units of time from 10 hours each, and the corresponding voltage values in volts are entered as ordinates. This time unit corresponds to the duration of a work shift taking into account the time for driving the miner in and out of the pit.

In Fig. ι ist mit A die Spannungskurve eines einzelnen Trockenelementes bezeichnet, welches 13 Schichten lang ohne Unterbrechung Strom liefert. Diese Kurve stellt die Mittelwerte aus einer großen Reihe von Untersuchungen dar. Da die Anfangsspannung etwa 1,56 Volt und die Endspannung etwa 0,79 Volt beträgt, so ergibt sich ein Spannungsabfall von etwa 0,77 Volt, d. h. von 49 Prozent der Anfangsspannung.In Fig. Ι A denotes the voltage curve of a single drying element, which supplies power for 13 layers without interruption. This curve represents the mean values from a large number of investigations. Since the initial voltage is around 1.56 volts and the final voltage is around 0.79 volts, there is a voltage drop of around 0.77 volts, ie 49 percent of the initial voltage.

Wollte man einfach zwei Trockenelemente von gleichem Spannungszustand in Reihe geschaltet verwenden, so erhielt man die Spannungskurve B in Fig. 1, welche natürlich den gleichen prozentualen Spannungsabfall, d. h. 49 Prozent der Anfangsspannung ergibt. Ein derartiger Spannungsabfall wäre selbst bei Benutzung von Glühlampen mit Kohlenfäden ganz unzulässig.If one simply wanted to use two drying elements with the same voltage state connected in series, the voltage curve B in FIG. 1 was obtained, which of course gives the same percentage voltage drop, ie 49 percent of the initial voltage. Such a voltage drop would be completely inadmissible even if incandescent lamps with carbon filaments were used.

Von der Kurve B ist aber praktisch nur der Bereich brauchbar, der bei 9 Schichten aufhört. Man hat es dann also mit einer Endspannung von 1,86 Volt zu tun. Der Spannungsabfall beträgt innerhalb dieser kurzen Speiseperiode mithin immer noch 1,24 Volt, · d. h. 40 Prozent der Anfangsspannung.Of curve B , however, only the area that ends at 9 layers is practically usable. So you are dealing with a final voltage of 1.86 volts. The voltage drop within this short supply period is still 1.24 volts, ie 40 percent of the initial voltage.

Man erhält nun gemäß der Erfindung einen erheblich niedrigeren Spannungsabfall, wenn man für jede Speiseperiode eine frisches und ein teilweise erschöpftes Element, welches z. B. schon 6 Schichten lang Strom gegeben hat, in Reihe schaltet. Die Spannungskurve für diesen Fall ist in Fig. 2 angegeben und mit C bezeichnet. Man hat hier eine Anfangsspannung von 2,62 Volt und nach 6 Schichten eine Endspannung von 2,01 Volt, also einen Spannungsabfall von nur 0,61 Volt, d. h. 23 Prozent der Anfangsspannung. Nach 6 Schichten ersetzt man das anfänglich schon halb und jetzt völlig erschöpfte Element durch ein zweites frisches. Die Spannungskurve springt also wieder auf 2,62 Volt, um bis zum Ende der 12. Schicht auf 2,01 Volt abermals zu fallen. Nun ersetzt man in gleicher Weise das erste, am Anfang der Speiseperiode frische, inzwischen aber völlig erschöpfte Element durch ein drittes, ganz frisches Element, so daß die Spannungskurve von neuem auf 2,62 Volt springt usw. According to the invention, a considerably lower voltage drop is obtained if one fresh and one partially exhausted element for each feeding period, which z. B. has already supplied power for 6 shifts, connected in series. The voltage curve for this one The case is indicated in FIG. 2 and denoted by C. There is an initial tension here of 2.62 volts and after 6 layers a final voltage of 2.01 volts, i.e. a voltage drop of only 0.61 volts, i.e. H. 23 percent of the initial tension. Replaced after 6 shifts the initially half and now completely exhausted element is replaced by a second fresh one. The voltage curve jumps back to 2.62 volts by the end of the 12th shift to drop again to 2.01 volts. Now replace the first one at the beginning in the same way the feeding season fresh, but meanwhile completely exhausted element by a third, very fresh element, so that the voltage curve jumps again to 2.62 volts, etc.

Verfährt man in der soeben dargelegten Weise, so ist allerdings eine Auswechselung des einen Elementes immer nach 6 Schichten erforderlich. Das macht aber nichts aus, weil ohnehin die Lampen nach jeder Schicht zum Zwecke der Kontrolle geöffnet werden müssen.If one proceeds in the manner just explained, there is, of course, a substitution of one element is always required after 6 layers. But that doesn't matter because in any case the lamps are opened after each shift for control purposes have to.

Zugleich kann man jetzt die Benutzungsdauer der Elemente, welche praktisch sonst nur 9 Schichten betragen würde, z. B. auf 12 Schichten steigern, ohne das die Spannung eines Elementes unter den brauchbaren Grenzwert sinkt.At the same time, you can now determine the duration of use of the elements, which would otherwise be practical would be only 9 layers, e.g. B. increase to 12 layers without the tension of an element falls below the usable limit value.

Claims

Patent claim:

Electric miner's lamp with metal filament lamp through two drying elements is fed, characterized in that a fresh one for each feeding period and a partially exhausted element can be used in series to the Purpose, on the one hand, in the simplest possible way, the voltage differences at the poles of the incandescent lamp within such limits that are permissible for the latter, and on the other hand the service life of the Increase dry elements.

1 sheet of drawings.