DE416871C - Elektrische Zuendvorrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM !.AUGUST 1925

REICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVl 416871 -KLASSE 21 h GRUPPE 5

(L 58496 νΠΙ\2ΐ!ΐ)

Dr. Julius Edgar Lilienfeld in Leipzig.

Elektrische Zündvorrichtung. Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. August 1923 ab.

Bei den bekannten elektrischen Zündvor- an einem Widerstandsdrahte oder doch ganz

richtungen, welche nicht mit Hochspannungs- nahe an ihm. Derartige Anordnungen haben

funken arbeiten, geschieht das Anzünden an den Nachteil,, daß die hocherhitzte Oberfläche

einer durch elektrischen Strom auf hohe Tem- des Apparates verschmutzt und er infolge-

5 peratur geheizten Oberfläche, beispielsweise dessen bald unbrauchbar wird. Ferner ist es io

nicht einfach möglich, einen solchen Apparat für unmittelbaren Anschluß an die Stadtstromnetze herzustellen.

Vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Zündung nicht an einer hocherhitzten Oberfläche, sondern frei im Räume zu bewirken, indem die Wärmestrahlung des Glühkörpers auf die Oberfläche des zu zündenden Körpers gesammelt wird. Dies ist nicht ίο ohne weiteres möglich. Zwar sammelt jeder ellipsoidförmige Spiegel die von einem Brennpunkte ausgehende Strahlung in dem anderen Brennpunkte. Jedoch ist ein strahlender Körper, in den meisten Fällen ein hocherhitzter Glühfaden, nicht punktförmig, sondern es muß ihm eine ganz erhebliche Ausdehnung erteilt werden, wenn er die erforderliche Energie von der Größenordnung von etwa 50 Watt ausstrahlen soll. Die zu lösende Aufgäbe besteht also nicht darin, die Strahlung eines Punktes in einem anderen Punkte zu vereinigen, sondern darin, einen erheblichen Teil der Strahlung einer Glühspirale von endlicher Ausdehnung auf einer genügend kleinen Fläche zu konzentrieren. In den Abb. 1 und 2 ist der Strahlengang wiedergegeben, welcher von einem Punkte S ausgeht, der in einer erheblichen Entfernung vom Brennpunkte .F₁ eines Ellipsoids liegt. In Abb. 1 ist ein Ellipsoid mit einem Abstand der Brennflecke F₁, F₂ von 6 cm und einem Abstand des Brennpunktes vom Scheitel A von 3,5 cm angenommen. In Abb. 2 ist ein Ellipsoid von 8 cm Brennfleckabstand und 2,5 cm Abstand des Brennfleckes vom Scheitel angenommen. In beiden Fällen ist der Strahlengang für einen Punkt dargestellt, welcher parallel zu beiden Koordinatenachsen gegen den Brennfleck F₁ um je 4 mm nach vorn, d. h. in der Richtung nach dem anderen Brennflecke zu, verschoben ist. Zeichnet man den Strahlengang für einen nach hinten, also nach dem Scheitel des Ellipsoids zu. verschobenen Punkt, so erkennt man, daß die Strahlung sehr viel ungünstiger gespiegelt wird. Es ist also erforderlich, der Glühspirale 1 (Abb. 3) eine solche Form zu geben, daß sie nur wenig über den Brennfleck nach dem Scheitel zu hinausragt und vorwiegend nach der anderen Seite sich ausbreitet. Die Spirale kann zylindrisch oder kegelförmig sein, vorzugsweise das letztere, wobei die Spitze des Kegels um etwas über den Brennfleck nach dem Ellipsoidscheitel anzuordnen ist.

Der Strahlengang der beiden Abb. 1 und 2 zeigt die bemerkenswerte Tatsache, daß jenseits des zweiten Brennfleckes F₂ und in dem zweiten Brennflecke selbst nur wenig Energie gesammelt wird. Punkte mit erheblicher Energiekonzentration befinden sich diesseits des Brennfleckes F₂, d. h. zwischen ihm und _:

dem anderen Brennfleck F₁. Daher liegt die Fläche, an welche der zu zündende Gegenstand heranzubringen ist und die fernerhin Zündfläche genannt werden soll, zwischen den beiden Brennflecken.

Eine andere bemerkenswerte, sich aus den

; Abbildungen ergebende Tatsache ist, daß durch die Hinzunahme einer Hilfssammelvorrichtung, z. B. einer Linse oder einer konischen, spiegelnden HüfsfLäche h, die Strahlenausbeute auf der Zündfläche stark erhöht werden kann; je nach Beschaffenheit

'. und Lage des Hiifssammlers nimmt die Zündfläche verschiedene Lagen ein. In Abb. 1 ist ein Fall dargestellt, in welchem die Zündfläche, nachdem die Strahlen den Sammler passiert haben, in die Umgebung des zweiten

■ Brennfleckes und sogar etwas darüber hinaus

■ gerückt ist, während in Abb. 2 die Zündfläche auch unter Benutzung des Hiifssammlers h diesseits des Brennfleckes bleibt.

Hervorzuheben ist, daß es gelingt, die zur Zündung erforderliche Temperatur auch ohne eine Hilfssammelvorrichtung zu erreichen. Die Hilfssammelfläche bietet den Vorteil, daß unter ihrer Benutzung der Energieverbrauch des Glühfadens niedriger bemessen werden ' kann.

' Für die praktische Ausführung genügt es, wenn eine Glühlampenbirne 2 (Abb. 3 j derartig in der Form geblasen wird, daß ihre eine Seite 3 ellipsoidförmig wird. Wird dann diese

_: Seite vorzugsweise von innen oder aber auch von außen mit einem spiegelnden Überzug versehen, so hat man auf einfache Weise einen für diesen Zweck genauen Spiegel. Der andere Teil 4 der Lampenbirne muß konvex , nach außen gestaltet sein, weil er sonst vom

^: Luftdruck eingetrieben wird, wobei der andere Brennpunkt des Ellipsoids genügend weit außerhalb der Glasbirne liegen muß.

Als Glühfaden 1 verwendet man am besten einen Kohlefaden, weil man sich bei seinem großen spezifischen Widerstand und seiner starken spezifischen Energieausstrahlung bei einer noch kleinen Abmessung des Glühfadens bequem der Spannung der Stadtstromnetze anpassen kann. Die den Faden enthaltende evakuierte Glashülle muß in einen Metall- no mantel 5 eingebaut werden, teils damit sie gegen Bruch geschützt wird, teils aus folgenden Gründen:

Von der Glühlampe wird nach vorn ziemlich konzentriertes Licht ausgestrahlt, welches auf das Auge blendend wirkt. Deshalb muß sie in dieser Richtung abgeschirmt werden, entweder vollkommen mit einer zusammenhängenden Metallhaube oder, falls man die Vorrichtung auch zur Beleuchtung benutzen will, mit Hilfe einer mattierten Glaskappe, die im Metallmantel untergebracht ist. Freien Durchtritt

haben die Strahlen nur durch die Öffnung 6, welche die Verbindung zwischen ihnen und dem zu zündenden Gegenstand herstellen soll. Die Lage der Zündfläche im Räume muß irgendwie bezeichnet sein, damit man sie jedesmal einfach finden kann. Vor der Austrittsöffnung der Strahlen sind also in der Zündfläche Anschläge 7 vorgesehen, welche einerseits die Zündfläche andeuten, andererseits verhindern, daß der zu zündende Gegenstand zu tief in die Höhlung eingeführt wird. Falls man noch eine zusätzliche zweite Sammelvorrichtung 8 anwenden will, so kann diese auf dem Mantel befestigt und der Strahlengang gegen sie zentriert werden. Der hintere Teil 9 des Metallmantels besteht entweder aus gelochtem Blech oder aus einigen mit Drahtnetz überzogenen Rippen, um die Kühlung des Glühlampenkörpers mit Luft zu ermöglichen. Vorteilhaft ist es, den Luftstrom so zu führen, daß er sich durch die Zündöffnung von innen nach außen bewegt. Dadurch wird verhütet, daß sich beim Anzünden bildende Zersetzungsprodukte in das Innere des Apparates dringen und ihn verunreinigen. Diese Bewegung des Luftstromes wird erreicht, wenn das Schornsteinprinzip angewandt wird, d. h. wenn man den Zutritt kalter Luft auf untere Öffnungen unmittelbar über dem Griff oder im Griff des Apparats beschränkt. Dann steigt die erwärmte Luft hoch und strömt zur Öffnung 6 hinaus. Der Mantel kann zwei- oder dreiteilig sein. Im ersten Falle besteht er aus zwei Kugelkalotten. Im zweiten Falle kommt noch ein mittlerer Ring hinzu, auf welchen beiderseits je eine Kalotte aufgesetzt wird. Die Zusammenfügung der Teile kann durch Überlappung erfolgen. Dem Hals 11, durch welchen die Glühlampe in den evakuierten Körper eingeführt ist, entspricht ein zylindrischer Ansatz 12 an dem gedrückten Metallkörper. Dieser zylindrische Ansatz 12 paßt in das Metallrohr 13, welches zweckmäßig in einem Isolierrohr 14 befestigt ist.

An dem zylindrischen Ansatz und an dem Metallrohre 13 sind Feststellvorrichtungen 15, wie Nippel, Schrauben, Schlitze usw., vorgesehen, damit von dieser Stelle aus die Metallhülle gegen den Strahlengang zentriert werderi kann. Nach erfolgter Zentrierung werden die Teile befestigt (gelötet oder gegipst), damit die Zentrierung beibehalten bleibt.

Innerhalb des Isolierrohres 14 liegt die Stromzuführung und der Schalter für die Glühlampe. Der Glühlampenfuß kann mit der gewöhnlichen Glühlampenfassung versehen sein. Er wird fest in das innere Metallrohr 16 eingeschraubt und gegen Verdrehen gesichert. Das Metallrohr 16 dient als eine Stromzuführung, während die andere Stromzuführung durch die Kontaktfeder 17 bewirkt wird. Der Strom muß, bevor er von der Litze zur Glühlampe gelangt, über den Schalter 19 fließen. Dieser Schalter ist nicht in seinen Einzelheiten wiedergegeben, weil irgendeine der gebräuchlichen Schalterarten verwendet werden kann. Am einfachsten benutzt man in der Längsrichtung durch Druck wirkende Schalter, bei welchen am Rohre einander diametral gegenüberliegende Druckknöpfe vorgesehen sind. Ein derartiger Schalter ist in Abb. 3 bei 19 angedeutet und hat den Vorteil, daß der Apparat mit einer Hand an den zu zündenden Gegenstand herangebracht werden und die Einschaltung des Stromes durch dieselbe Hand bewirkt werden kann. Es ist vorteilhaft, den Schalter so abzufedern, daß er den Strom jedesmal selbsttätig unterbricht, wenn der Druck der Hand auf ihn nachläßt, damit die Glühlampe nicht gelegentlich durch ein Versehen im unbenutzten Zustand eingeschaltet bleibt.

Die Vorrichtung ist hier im Zusammenhange mit einem Zündvorgange beschrieben, kann aber in manchem anderen Falle nutzbringend angewandt werden, wenn auf einer bestimmten Fläche eine Wärmezufuhr gehraucht wird. Mit den reflektierten Wärmestrahlen kann man das Wasser in einem Glasgefäß erwärmen. Brot rösten, Siegellack _go schmelzen bzw. eine Anzahl Leistungen vollbringen, welche sich sonst nicht auf einem gleich sauberen Wege in einem Wohnräume ausführen lassen.

Bei praktischen Ausführungen ist es zweckmäßig, daß der Abstand vom Brennfleck bis zum Scheitel des Ellipsoids kleiner als 40 mm gehalten wird, weil sonst der Umfang der Glasbirne zu groß wird und sie auf der vorderen Seite zu stark auf gebaucht werden müßte, wodurch der Apparat unhandlich werden würde.

Claims (17)

Patent-An Sprüche:

1. Elektrische Zündvorrichtung, gekennzeichnet durch einen in einer Glashülle, vorzugsweise im Vakuum angeordneten Glühfaden (Glühkörper), dessen Strahlung auf ein außerhalb der Hülle liegendes Flächenelement derartig vereinigt wird, daß in diesem Flächenelement eine Zündung stattfinden kann.

2. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vereinigung der Strahlung auf das Flächenelement ein vorzugsweise annähernd ellipsoidförmiger Hohlspiegel dient.

3. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die evakuierte Hülle in ihrem einen

Teile die Gestalt des Hohlspiegels hat und der spiegelnde Überzug auf der inneren oder äußeren Fläche dieses Teiles aufgetragen ist.

4. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Glühkörper ein Glühfaden dient, welcher um die Achse des Strahlenganges spiralig gewunden ist.

S- Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspirale dicht um den einen Brennpunkt des Ellipsoids herum gelagert ist, jedoch derart unsymmetrisch zum Brennpunkt, daß ihr größerer Teil nach dem zwischen den Brennpunkten enthaltenen Teil der Achse des Strahlenganges zu liegt.

6. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühspirale in konischer Form gewunden ist.

7. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet., daß als Zündfläche eine zwischen den Brennpunkten liegende Fläche dient, die als solche bezeichnet ist.

8. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Hohlspiegel noch eine zweite Sammelvorrichtung für die Strahlen vorgesehen ist, so daß auf der Zündfläche außer den direkt vom Hohlspiegel kommenden Strahlen auch von der zweiten Sammelvorrichtung abgelenkte Strahlen zur Wirkung gelangen.

9. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sammelvorrichtung annähernd die Gestalt eines spiegelnden Kegels hat und außerhalb der evakuierten Hülle näher an den zweiten Brennfleck heran um die Achse des Strahlenganges als Rotationsachse angeordnet ist, wobei ihre größere Öffnung dem ersten Brennpunkt zugewandt ist.

10. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die evakuierte Glashülle von einem

c₀ Metallmantel umgeben ist, welcher mit einer Öffnung versehen ist, welche die Verbindung zwischen dem zu zündenden Gegenstand und der Strahlung herstellt, wobei die Zündfläche in der Mündung der Öffnung oder vor ihr zu liegen kommt.

11. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 8 bis 1 o, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sammelvorrichtung an dem Metallmantel befestigt ist.

12. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Öffnung des Mantels die Lage der Zündfläche angebende Marken angebracht sind, vorzugsweise so, daß sie es verhindern, den zu zündenden Gegenstand 6g über die Marken hinweg in die Öffnung hineinzubringen.

13. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Glashals, durch welchen der Glühfaden in die evakuierte Hülle eingeführt ist, senkrecht zur Achse des Strahlenganges angeordnet ist.

14. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die evakuierte Hülle innerhalb des Metallmantels an ihrem Halse befestigt wird und der den Hals umgebende Teil des Metallmantels als Handgriff ausgebildet ist, vorzugsweise so, daß der Handgriff annähernd lotrecht zur Achse des Strahlenganges steht.

15. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Handgriff eine Einschaltvorrichtung angeordnet ist, vorzugsweise derart, daß im unbenutzten Zustande der Faden ausgeschaltet ist und durch einen Druck am Handgriff eingeschaltet wird.

16. Elektrische Zündvorrichtung nach g₀ Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung des Glühfadens vom Metallmantel abgedeckt wird, damit eine die Augen des Benutzers blendende Lichteinwirkung verhütet wird.

17. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand vom Brennfleck bis zum Scheitel des Ellipsoids kleiner als 40 mm ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen