DE274612C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

274612 KLASSE 21/. GRUPPE

MOSES S. OKUN in BERLIN.

berührenden Elektroden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. September 1912 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische sogenannte Kontaktlampen, bei denen die Wirkung darauf beruht, daß zwei Kohlenelektroden leicht aufeinandergepreßt werden, wodurch ein schwacher oder unvollkommener Kontakt erreicht wird.

Bei derartigen Lampen wurde die Regelung des Kontaktdruckes bisher meistens durch Gewichts- oder Federbelastung bewirkt. Eine

ίο solche Regelung weist aber so erhebliche Mangel auf, daß infolgedessen derartige Lampen sich bisher nicht in der Praxis einführen konnten. Ganz allgemein sind bei Kontaktlampen mechanische Regelungen nicht zu brauchen, und zwar aus folgenden Gründen: Die Wirkung dieser Art Kontaktlampen beruht einzig und allein auf der Herstellung und Äufrechterhaltung einer leichten Berührung der Kohlenstifte. An der Kontaktstelle findet der elektrische Strom einen gewissen Widerstand ; er entwickelt Wärme und bringt somit die Spitzen zum Glühen; ein Lichtbogen darf hierbei nicht entstehen. Nun ist durch Versuche festgestellt worden, daß eine mechanische Regelung, beispielsweise eine Feder oder ein Gewicht, auf die Dauer nicht sicher und gleichmäßig genug wirkt. Es ist allgemein bekannt, daß eine Feder ständig ihre Spannkraft verändert; bei einer Gewichtsregelung können sehr leicht durch Reibung oder Klemmen kleine Veränderungen der Gewichts Verhältnisse entstehen. Wollte man daher den mechanischen Regelvorrichtungen nur die geringen Kräfte geben, die für ein richtiges Wirken der Lampe unbedingt nötig sind, so würde der kleinste Zufall eine richtige Wirkung der Lampe verhindern können. Größere Belastungen müssen aber auf jeden Fall vermieden werden. Bei derartigen Kontaktlampen tritt nämlich durch die erzeugte erhebliehe Wärme sehr leicht ein Zusammenbacken der beiden Kohlenspitzen ein, und zwar besonders, wenn die zusammendrückende Kraft zu groß ist. Durch dieses Zusammenbacken aber wird sofort die Wirkung der Lampe gestört. Bei einer mechanischen Regelung gibt es gegen solche Störungen keinerlei Mittel; die Lampe würde aufhören zu brennen. Beim Gegenstande der Erfindung wird deshalb grundsätzlich die mechanische Regelung vermieden und eine elektromechanische Regelung verwendet. Die Verwendung von elektromechanischen Regelungen ist allerdings schon früher versucht worden, jedoch ohne den erwünschten Erfolg, nämlich eine unmittelbare Beeinflussung des Kontaktdruckes durch die Stromverhältnisse des Speisestromes. Man hat hierbei Klemmvorrichtungen oder Klauen verwendet, die die Kohle umklammern und in ihrer Lage halten sollen; sobald die Kohle heruntergebrannt ist und hierdurch die Lampe zu verlöschen droht, öffnet eine elektromechanische Vorrichtung die Klauen, so daß die Kohle durch ein Gewicht nachgeschoben werden kann. Hierdurch wird aber nur eine Anderung des Kontaktdruckes in den weiten Grenzen zwischen Null und einem Höchstwert erreicht, die für den vorliegenden Zweck un-

brauchbar ist. Hierzu muß eine Einrichtung geschaffen werden, die nach Maßgabe der Strom- und Brennverhältnisse eine Regelung des Kontaktdruckes in sehr engen Grenzen gestattet. Diese besteht in der Einschaltung eines in der Achsrichtung der Kohlen wirkenden Magneten in den Stromkreis, durch den der elektrische Widerstand der Kontaktstellen auf einem ganz bestimmten Wert gehalten

ίο und bei vorkommenden Störungen in sehr engen Grenzen geregelt wird. Der Magnet ist so angeordnet, daß er dann in Tätigkeit tritt, wenn der Übergangswiderstand an der Kontaktstelle durch Zusammenbacken der Elektroden zu klein geworden ist. Dies kann z. B. durch einen Hauptstrommagneten geschehen. Sobald durch Zusammenbacken der beiden Kohlenspitzen eine Verringerung des Widerstandes eintritt, kommt infolge des Anwachsens der Stromstärke der Hauptstrommagnet zur Wirkung und zieht durch seinen Magnetkern die beiden Elektroden auseinander. Will man einen parallel geschalteten Magneten mit feiner Drahtwicklung verwenden, so muß man eine zusätzliche Gegenkraft anordnen, die das Bestreben hat, die Elektroden auseinanderzuhalten. Sobald nun durch Verringerung des Ubergangswiderstandes die Spannung im Nebenschluß geringer wird, wird der Kontakt gelockert. Damit sich die Eintauchtiefe des Magnetkerns und dementsprechend seine Zugkraft mit dem fortschreitenden Abbrand der Elektrodenstifte nicht ändert, ist die Lampe so eingerichtet, daß sie unter Abschluß gegen die Außenluft brennt. Hierdurch wird der Abbrand der Kohlenstifte so gering, daß er praktisch nicht zur Geltung kommt.

Die Kohlen können bei der neuen Regelung entweder senkrecht oder schräg im Winkel aufeinandertreffen.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt; es zeigen die Fig. 1, 2, 3, 4 vier verschiedene Ausführungsformen im Längsschnitt. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind beide Elektroden 1 und 2 mit gleichem Durchmesser hergestellt. Sie können aus Kohle, Titanium, Wolfram, Vanadium oder ähnlichen Stoffen bestehen, die einen hohen Schmelzpunkt haben.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 sind die Elektroden in einer Glocke 3 untergebracht, die von der Feder 5 an den Dekkel 4 gedrückt wird. Nötigenfalls kann die Glocke 3 mit dem Deckel 4 verkittet werden, so daß ein vollkommen luftdichter Abschluß entsteht. Die Elektrode 2 ist an einem metallischen Halter 13 befestigt, während die Elektrode 1 an dem eisernen Kern 6 hängt, der in der Hülse 8 gleitet und von dem Solenoid 7 gesteuert wird. Die Hülse 8 ist mit einer Kappe 14 dicht verschlossen und mit einem Lufthahn 15 versehen, durch den die Luft aus der Glocke 3 gepumpt werden kann. Die Wicklung des Solenoids 7 ist mit den Elektroden der Lampe hintereinander geschaltet und an die Klemmen 9 und 10 der Hauptleitung angeschlossen.

Der Strom geht durch die Klemme 11, die durch ein Futter 12 von dem Deckel 4 isoliert ist, weiter durch die Elektroden 1 und 2, den Halter 13, die ebenfalls isolierte Klemme io, die Solenoidwicklung 7 und die Klemme 9. Sobald die Luft aus der Glocke 3 ausgepumpt ist, wird der Hahn 15 geschlossen.

Die Lampe kann für Gleichstrom und Wechselstrom, in Reihe oder nebeneinander geschaltet verwendet werden. Die Spannung und Stromstärke kann verändert werden, bis die Bedingungen gefunden sind, unter welchen die Lampe ihre beste Wirkung erreicht; auch kann die Lampe so konstruiert werden, daß sie für eine gegebene Spannung und Stromstärke paßt.

Der Zweck des Solenoids 7 ist, den die Lampe speisenden Strom zu regeln. Angenommen, die Lampe sei für 10 Ampere berechnet; wird nun der Strom eingeschaltet, so bewirkt das auf der Elektrode 1 ruhende Gewicht des Eisenkerns einen guten Kontakt zwischen den Elektroden 1 und 2, so daß ein stärkerer Strom als 10 Ampere durch die Lampe und das Solenoid 7 geht. Hierdurch wird die Wirksamkeit des Solenoids 7 auf den Kern 6 erhöht. Hierdurch wird der Druck zwischen den Elektroden 1 und 2 verringert, demgemäß der elektrische Widerstand des Kontaktes erhöht und die Stromstärke auf die erforderliche Zahl von 10 Ampere erniedrigt.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform. Hier besitzt die Wicklung des Solenoids 7 größeren elektrischen Widerstand, weil sie aus feinerem Draht gewickelt ist. Diese Wicklung ist mit den Elektroden 1 und 2 nebeneinander geschaltet und nicht hintereinander, wie in der Lampe nach Fig. 1. Das Solenoid 7 regelt demgemäß bei dieser Ausführungsform die Voltzahl der Lampe und nicht die Stromstärke. Diese Form der Lampe ist hauptsächlich in Reihenschaltung für Gleichstrom und auch für Wechselstrom zu verwenden. Wenn no die Lampe nicht brennt, werden die beiden Elektroden 1 und 2 von einer Feder 21 auseinandergehalten, die den Kern 6 anhebt. Die Wicklung des Solenoids ist an die Klemmen 19 und 20 geschaltet, die ihrerseits an den Arbeitsstromkreis angeschlossen sind. An die Klemme 19 ist außerdem die Elektrode 1 und an die Klemme 20 die Elektrode 2 angeschlossen. Wird nun der Strom eingeschaltet, so bringt das Solenoid 7, indem es den Kern 6 gegen die Federwirkung herabzieht, die Elektroden ι und 2 in Kontakt, so daß der Strom

sie durchläuft. Wird nun der Druck zwischen den Elektroden zu groß, so verringert sich die Voltzahl der Lampe und setzt den Strom in der Nebenschluß wicklung des Solenoids herab.

Das Solenoid schwächt hierdurch seine Wirkung auf den Kern 6. Die Wirkung der Feder 21 verringert den Druck und vergrößert den Widerstand zwischen den Elektroden, so daß die Lampe auf ihre normale Voltzahl gelangt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 liegt die beide Elektroden umschließende Glocke oberhalb des Solenoids 7. Der Kern 6 ist an dem unteren Ende der Elektrode 2 befestigt und wird von einer Feder 10 nach oben gedrückt. Die beiden Enden der zylinderförmigen Lampenglocke sind mit Deckeln 4 und 14 ausgerüstet, die vorzugsweise mit der Glocke verkittet sind. Das Solenoid 7 ist mit den Elektroden 1 und 2 in Reihe geschaltet. Der Arbeitsstrom ist an die Klemmen 17 und 18 geschaltet; er geht durch die Klemme 18, den Deckel 14, die Elektroden 1 und 2, den Eisenkern 6, Leiter 12 und Leiter 13, die SoIenoidwicklung 7 und den Leiter 17. Wird der Strom der Lampe zu stark, so wird er von dem Solenoid 7 herabgesetzt, indem dieses den Kern gegen die Wirkung der Feder 10 nach unten zieht und den Druck zwischen den Elektroden herabsetzt;

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform. Hier ist die Glocke kugelförmig ausgebildet und besitzt zwei röhrenförmige Angüsse 11 und 12, die mit Deckeln 9 und 14 verschlossen sind, die erforderlichenfalls verkittet werden können. Das Solenoid ist hier mit den Elektroden 1 und 2 in Reihe geschaltet. Der Kern 6 wird mit der an ihm befestigten Elektrode 2 durch die Feder 13 gegen die an dem Deckel 14 befestigte Elektrode 1 gedrückt. Der Deckel 14 ist außerdem mit einem Entlüftungshahn 15 versehen. Der Stromkreis ist an die Klemmen 16 und 19 geschaltet; der Strom geht durch die Klemme 19, den Deckel 14, die Elektroden 1 und 2, den Eisenkern 6, die Feder 13, den Deckel 9, die Feder 24, den Leiter 25, das Solenoid 7, den Leiter 17 und die Klemme 16. Die Wirkungsweise dieser Lampe ist die gleiche wie die nach Fig. 1 und 3.

Die Erfindung kann auch ohne Auspumpen der Luft vorteilhaft angewendet werden, da die Glocke fest geschlossen ist und keine Außenluft nachströmen kann. Demgemäß wird der in der Glocke enthaltene freie Sauerstoff sehr bald verbraucht, so daß die weitere Abnutzung der Elektroden vermindert wird. Sobald die Enden der Elektroden abgenutzt sind, werden durch die Reguliervorrichtung die Elektroden gegeneinandergedrückt, so daß der Kontakt stets erhalten bleibt. Statt des Solenoids kann auch ein gewöhnlicher Elektromagnet zur Regelung verwendet werden. Statt einander gegenüberstehend, können die beiden Elektroden auch schräg aufeinanderstoßend angeordnet werden.

Es ist vorteilhaft, die Lampe so einzurichten, daß sie unter Verwendung von Kohlen unter ungefähr 30 Volt brennen, so daß eine Bildung von Bogenlicht unmöglich ist.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrische Lampe mit zwei oder mehreren, in einem gegen die Außenluft abgeschlossenen Raum untergebrachten, einander unter geringem Druck berührenden Elektroden, die einen schwachen oder unvollständigen Kontakt bilden, gekennzeichnet durch die Verwendung einer in der Achsrichtung der Kohlen wirkenden elektromagnetischen Vorrichtung, zum Zweck, den elektrischen Widerstand der Kontaktstellen der Elektroden zu regeln.

2. Elektrische Lampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einschaltung eines Magneten (7) in den Stromkreis, der so angeordnet ist, daß er den elektrischen Widerstand erhöht, wenn der Übergangswiderstand an der Kontaktstelle durch Zusammenbacken der Elektroden zu klein geworden ist.

3. Ausführungsform der elektrischen Lampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Hauptstrommagneten (Fig. 1), der den Kontaktdruck verringert, sobald infolge des Zusammenbackens der Elektroden die Stromstärke zu groß wird.

4. Ausführungsform der elektrischen Lampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Nebenstrommagneten (Fig. 2), der den Kontaktdruck erhöht, sobald die Spannung zu groß wird.

5. Ausführungsform der elektrischen Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die eine der Elektroden mit einem Eisenkern verbunden ist, der unter der Einwirkung eines Solenoids oder Elektromagneten den elektrischen Widerstand an der Kontaktstelle der Elektroden regelt.

6. Ausführungsform der elektrischen Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (10, 13, 21) auf dem Solenoidkern eine dem Zug seiner Spule entgegengesetzte Kraft ausübt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.