DE25317C - Elektrische Bogenlampe - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

FRANZ SCHMIDT in PRAG. Elektrische Bogenlampe.

Auf zwei Metallschienen α b und c d, welche im Scharnier (Drehachse) ο leicht drehbar von einander isolirt sind, werden Elektromagnete ABC und D radial befestigt (s. Fig. 1, 20, 21 und 2 2, welche letztere eine Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten schematischen Skizze darstellen).

Das Scharnier besteht aus einem äufseren Metallsteg s, der mit der Schiene α b, und einem inneren Metallzapfen 0, der mit der Schiene c d in metallischer Verbindung steht. Sowohl die beiden Schienen, als auch die beiden Scharniertheile sind durch Ebonitrohr e und Ebonitscheiben e ' von einander isolirt.

Jeder von den vier Elektromagneten wird mit einer doppelten Drahtbewickelung versehen, und zwar besteht der eine aus weniger dicken, die andere aus sehr vielen schwachen Drahtwindungen.

Die Drahtbewickelungen der Elektromagnete einer und derselben Drahtsorte, ohne Unterschied der Schaltungsweise, gehören zusammen immer je einem Stromzweige an, welche jedoch, mit Ausnahme der Eingangs- und Ausgangsenden der Drahtwindungen, von einander vollständig getrennte Zweige bilden.

Je ein Ende sowohl der schwachen als auch der starken Windungen ν bezw. w eines jeden Elektromagnetes werden mit den betreffenden Metallschienen, auf welchen die Elektromagnete sitzen, metallisch verbunden. Die übrigen vier Enden der schwachen Windungen ν sind durch die Scheibe ρ mit einander metallisch verbunden, wogegen die beiden Enden w¹ der starken Wickelungen der Elektromagnete A und B mit dem Kohlenhalter K und jene der Elektromagnete C und D mit dem Kohlenhalter ÜT¹ verbunden sind.

Die Aufgabe des dünnen Stromzweiges besteht darin, dem elektrischen Strome einen stets freien Durchgang zu gestatten und in den einzelnen Elektromagneten so eine Anordnung magnetischer Polaritäten zu erzeugen, dafs zwischen A und C, dann D und B eine Anziehung, dagegen zwischen A und D, dann C und B eine Abstofsung erzielt werde. Es mufs A mit C, dann D mit B eine ungleichnamige, dagegen A mit D, dann C mit B eine gleichnamige Polarität besitzen.

Da die beiden Metallschienen α b und c d, mit welchen die Elektromagnete fest verbunden, leicht beweglich sind, so werden die Elektromagnete sammt den sie tragenden Schienen vermöge der zwischen A und C, dann D und B herrschenden Anziehung und der zwischen A und D, dann C und B herrschenden Abstofsung in Bewegung versetzt. Die Elektromagnete A und C, dann B und D bewegen sich gegen einander.

Der dicke Stromzweig der Elektromagnete, welcher stets die Kohlenstäbe eingeschaltet enthält, hat die Bestimmung, in den einzelnen Elektromagneten eine solche magnetische Polarität zu erzeugen, dafs einmal zwischen A und C, dannn zwischen D und B eine Abstofsung, dagegen zwischen A und D und zwischen C und B eine Anziehung hervorgerufen werde, folglich also durch diesen Zweigstrom A und C einerseits und D und B andererseits gleichnamig polarisch werden.

Die Elektromagnete A und C, sowie D und B bewegen sich von einander, folglich in einer der früheren Bewegung entgegengesetzten Richtung.

Verbindet man nun die beiden Pole einer entsprechend starken Stromquelle mit den Einführungsklemmen k und k\ welche wieder mit den beiden Scharniertheilen in leitender Verbindung stehen, so circulirt der Strom von der einen Klemme über den äufseren Metallsteg des Scharniers zur Metallschiene ab, welche, wie schon erwähnt, mit den Anfangsenden sowohl der starken als auch der schwachen Windungen in Verbindung steht. So lange die Kohlenstäbe nicht in Berührung sind, circulirt der Gesammtstrom durch die schwachen Windungen der Elektromagnete A und B und gelangt durch die gemeinschaftliche Verbindungsstelle (die Scheibe ft in die schwachen Windungen der beiden Elektromagnete C und D auf die Metallschiene c d und über den Metallzapfen ο des Scharniers und die zweite Klemme zum zweiten Pol der Stromquelle zurück.

Durch die bestimmte Stromrichtung wird in den Elektromagneten A und B ein Süd-, in den Elektromagneten C und D ein Nordpol gebildet, wodurch die Elektromagnete A und C, dann D und B infolge Anziehung in Bewegung versetzt werden, so dafs die Kohlenstäbe in Berührung gerathen müssen.

Bei der Berührung entsteht eine Stromvertheilung; der weit gröfste Theilstrom circulirt jetzt infolge des sehr geringen Widerstandes der dicken Windungen von A und B, der Kohlenstäbe K und K¹ und der dicken Windungen C und D fast ausschliefslich durch den dicken Stromzweig, so dafs die schwachen Windungen des hohen Widerstandes halber fast stromlos werden und den gröfsten Theil ihrer Wirkung verlieren.

Durch die veränderte Richtung des starken Stromes in den Elektromagneten A und B wird auch die frühere Polarität verändert, so dafs in den Elektromagneten A und C ein Nord- und in den Elektromagneten D und B ein Südpol erzeugt wird. Die frühere, durch den schwachen Stromkreis verursachte Anziehung wird in eine Abstofsung und die Abstofsung in eine Anziehung umgewandelt.

Die Elektromagnete A und C, sowie D und B werden abgestofsen, die Kohlenstäbe trennen sich, der Lichtbogen entsteht.

Mit der Länge des Lichtbogens wächst auch sein Widerstand; was der dicke Stromzweig an Kraft verliert, gewinnt verhältnifsmäfsig der schwache Stromzweig wieder, so dafs bei einer gewissen Lichtbogenlänge ein bestimmter Widerstand in den starken Stromkreis eingeschaltet wird, welcher die beiden auf einander wirkenden Kräfte ausgleicht.

In diesem Momente ist die Resultirende der Anziehung und Abstofsung gleich Null und die Elektromagnete werden in die Ruhelage versetzt.

Mit dem allmäligen Abbrennen der Kohlenspitzen wächst nicht nur der Lichtbogen allein, sondern auch sein Widerstand nimmt im gleichen Verhältnisse zu und das Gleichgewicht der Kräfte wird dadurch gestört.

Die anziehende, als mächtigere Componente bewirkt ein langsames Annähern der Kohlenspitzen an einander und stellt das Gleichgewicht immer wieder her.

Dieser Regulirungsvorgang dauert ununterbrochen durch die ganze Brennzeit nicht nur selbstthätig, sondern auch regelmäfsig fort.

Durch die Anwendung des Princips der Anziehung und Abstofsung der Elektromagnete oder Solenoide ist die selbsttätige und regelmäfsige Regulirung der elektrodynamischen Kohlenlichtregulatoren den elektromagnetischen Kräften vollkommen überlassen, und da sie gleichzeitig von einem und demselben Standpunkte aus sowohl anziehend als auch abstofsend wirken, so bleibt ihre räumliche Stellung zwischen den Grenzen ihrer Wirksamkeit ohne Einflufs; denn verliert die eine, verliert auch die andere, und gewinnt die eine, so gewinnt auch die andere Kraft in einem vollkommen gleichen Verhältnisse an Wirkung.

Durch verschiedene Combinationen von Elektromagneten und Solenoiden, wo gleichwerthige Elemente einander ersetzen, können unzählige Formen selbsttätiger elektrodynamischer Kohlenlichtregulatoren nach einem und demselben Princip ausgeführt und angewendet werden (s. deren schematische Darstellung in Fig. ι bis 19).

Man kann Elektromagnete radial, axial, parallel oder senkrecht zum Radius sich gegen einander bewegen lassen; sie können gerade, konisch, bogen-, trichter- oder hufeisenförmig, mit oder ohne Polschuhe oder verlängerte Kerne construirt sein. Ihre Bewegung kann eine geradlinige, bogenförmige, drehende oder rotirende sein und kann durch Hebel, Rollen oder Achsen und dergleichen vermittelt werden. Die Anzahl der zu einer Combination verwendeten Elektromagnete oder Solenoide ist beliebig, sie kann aus zwei, drei, vier oder noch mehr Elementen bestehen, wobei alle Theile beweglich sein können, oder es kann der eine Theil beweglich, der andere aber fest sein.

Unterwirft man die Stromrichtungen in den einzelnen Elektromagneten einer näheren Untersuchung, so findet man, dafs die Windungen der Elektromagnete C und D der Schiene c d einen gleichgerichteten, dagegen A und B der Schiene α b einen entgegengerichteten Stromlauf haben. ₄

Elektromagnete mit gleichgerichtetem Stromlauf äufsern eine Summen-, die mit entgegengerichtetem eine Differenzwirkung.

Wenn die elektrische Beleuchtung Anspruch auf Anwendung und Verbreitung im allgemeinen machen will, so darf die Construction der Lam-

pen nicht nach einer Schablone hergestellt werden, sondern es mufs einem jeden Beleuchtungszwecke volle Rechnung getragen werden. Zu diesem Behufe zeigen die Fig. ι bis 19 einige von den unzähligen Combinationen und Formveränderungen die Anwendung der Anziehung und Abstofsung zwischen Elektromagneten und Solenoiden bei elektrischen Lampen.

Will man z. B. niedrige Räume elektrisch beleuchten, so wählt man Hängelampen, Fig. 1 bis 7, ii, 13 bis 15, in Horizontallage, wo manche Lampen die Höhe von 10 cm nicht übersteigen müssen und eine gute Bodenbeleuchtung bieten. Für höhere Räume können dieselben auch für Verticalrichtung eingerichtet und noch um Fig. 8 bis 10 und 19 vermehrt werden.

Für Beleuchtung freier Plätze, Strafsen u. s. w. eignen sich aufser einigen schon angeführten besonders Stehlampen auf Candelabern, Fig. 18, mit drei Elektromagneten oder einem Elektromagnet und mit zwei Solenoiden, wovon die äufseren fest, der mittlere als Träger der unteren Kohle, der den Träger der oberen Kohle als Gegengewicht enthält,. beweglich ist.

Für Theater, Sitzungssäle u. s. w., wo nicht nur eine starke elektrische Beleuchtung, sondern auch ein vollkommen ruhiges Licht unbedingt nothwendig ist, werden elektrische Lüster mit mehreren Lichtern für quantitative Ströme mit Vortheil angewendet, Fig. 4, 11 und 12.

Bei allen Combinationen sind Elektromagnete und Solenoide mit Doppelwindungen versehen, so dafs der schwache Stromkreis der dünnen Windungen das Annähern und der starke Strom der dicken Windungen das Trennen der Kohlenspitzen bewirkt, und es müssen die Summenströme des einen Theiles stets den Differenzströmen des zweiten Theiles gegenüberstehen.

Will man die zusammengesetzten Kräfte, z. B. der Fig. 13, in einfache zerlegen, so wird annähernd Fig. ι gebildet, aber nur mit dem Unterschiede, dafs die beiden Elektromagnete A und C nur schwache Wickelungen mit ungleichnamiger Polarität, dagegen die Elektromagnete D und B wieder nur starke Wickelungen aber gleichnamiger Polarität und die Kohlenstäbe enthalten. Die Anziehung der Elektromagnete A und C bringt die Kohlenstäbe in Berührung und die Abstofsung der Elektromagnete D und B trennt sie und erzeugt den Lichtbogen.

In Fig. 2, 4, 14, 15 und 17 sind parallel gestellte Elemente mit zwei oder vier Elektromagneten. In Fig. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 16, 18 und 19 sind ,axial gestellte Elemente mit entweder zwei, drei oder vier Elektromagneten oder Elektromagnete mit Solenoiden combinirt oder auch nur reine Solenoide.

Da die blofsen Solenoide nicht so wirksam sind wie die Elektromagnete, so ist eine Combinirung von Elektromagneten mit Solenoiden vortheilhafter, namentlich wenn der Eisenkern nach Erfordernifs verlängert wird. Fig. 5 zeigt die ausführlich beschriebene Construction der in Fig. ι dargestellten Elektromagnetlampe mit Solenoiden S und S¹ armirt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Bei elektrischen Lampen die Anwendung der doppelten Drahtbewickelung der Elektromagnete A B C und D, Fig. 1 und 13, und zwar behufs Erzielung zweierlei ungleicher Stromkreise die Bewickelung eines jeden Elektromagnetes sowohl mit einem schwachen als auch mit einem starken Drahte, so dafs die beiden von einander getrennten starken und schwachen Stromkreise in den Elektromagneten C und D, Fig. 1, A und C, Fig. 13, einen gleichgerichteten Stromlauf haben, folglich eine Summenwirkung ausüben, dagegen in den Elektromagneten A und B, Fig. 1, sowie B und D, Fig. 13, einen entgegengerichteten Stromlauf haben und eine Differenzwirkung ausüben.

2. Die Anwendung der anziehenden und abstofsenden Wechselwirkung zwischen doppelt bewickelten Elektromagneten ABC und D, Fig. ι und 13, oder Solenoiden zur Regulirung des Lichtbogens bei elektrischen Lampen durch einen Polwechsel bei Elektromagneten oder Solenoiden mit' entgegengerichtetem Stromlauf A und B, Fig. 1, B und D, Fig. 13, wodurch bei gröfserem Lichtbogen die Polarität des schwachen Stromkreises, bei kleinerem Lichtbogen dagegen die Polarität des starken Stromkreises überwiegt.

3. Die Anwendung der Regulirung bei elektrischen Lampen durch Bewegung der doppelt bewickelten Elektromagnete ABC und D, Fig. i, B und D, Fig. 13, die in der Weise bewirkt wird, dafs ein elektrischer Strom in einem jeden Elektromagnet in zwei Stromkreisen gleichzeitig auftritt, deren Wirkung bei den Elektromagneten A und B, Fig. 1, D und B, Fig. 13, infolge entgegengerichteter Stromrichtungen einen Wechsel der Polarität hervorruft, wodurch die Elektromagnete A und B, sowie C und D, Fig. 1, ferner B und D, Fig. 13, von einer be-

. stimmten Bewegungsrichtung in eine entgegengesetzte versetzt werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.