DE43514C - Neuerung an elektrischen Glühstiftlampen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine in freier Luft brennende elektrische Glühstiftlampe mit selbstthätiger Kohleregulirung. Die Lampe gehört zu demjenigen Typus, bei welchem ein Kohlenstab auf einem Block aus nicht schmelzbarem Material steht; die besondere Eigenschaft des vorliegenden Systems liegt darin, dafs der Druck der Kohle auf den Block selbstthätig durch die Wirkung geregelt wird, welche dieser Druck selbst auf den Vorschubmechanismus der Kohle ausübt.

Es ist bekannt, dafs zwei Kohlenstäbe, welche mit einander in Contact gebracht werden, an den Berührungsstellen glühend werden, wenn ein Strom von hinreichender Intensität hindurchgeleitet wird. Je stärker die Kohlen zusammengedrückt werden, um so gröfser wird die hindurchströmende Elektricitätsmenge und um so geringer leuchtend werden die Spitzen. Umgekehrt ist die durch die Kohlen hindurchströmende Elektricitätsmenge um so geringer und die Leuchtkraft um so stärker, je weniger die Kohlen gegen einander gedrückt werden. Hieraus ergiebt sich, dafs das Maximum der Leistung dann erzielt wird, wenn der von der einen Kohle auf die andere ausgeübte Druck ein Minimum ist, da die Glühkraft alsdann am stärksten, die aufgewendete Menge an Elektricität dagegen am schwächsten ist. Dasselbe ist der Fall, wenn an Stelle von zwei Kohlen nur eine benutzt und diese mit einem verhältnifsmäfsig schwer oxydirbaren Metallstück in Berührung gebracht wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine derartige Regulirüng der Lampe, dafs der Druck der Kohle auf den Block niemals über ein von vornherein festgesetztes Maximum hinausgeht.

Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht zwei Beispiele vorliegender Lampe.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Lampe, welche für verticale Aufhängung eingerichtet ist, trägt die Metallplatte A, auf welcher der Regulirmechanismus montirt ist, einen Führungsstab B, welcher aus Metall sein kann und durchaus fest mit der Platte A verbunden ist.

Der Stab B ist der Länge nach mit einer dreieckigen Rille versehen, Fig. 2, in welcher sich der Kohlenstab C führt, welcher die eine der Elektroden der Lampe bildet. Das untere Ende des Kohlenstabes wird unterhalb der Platte A durch eine drehbar befestigte, zangenartig wirkende Backe D, welche unter dem Einflufs einer Feder steht, an den Stab C angedrückt, so dafs ein wirksamer elektrischer Contact des Kohlenstabes mit den verschiedenen, die Zange bildenden metallischen Theilen herbeigeführt wird. Der Druck ist jedoch auch wiederum nicht so stark, dafs die Wirksamkeit des Vorschubmechanismus behindert würde.

Auf den Kohlenstab drückt ein Gewicht E, welches auf dem Stab B auf- und abgleiten kann . und hierzu entsprechend durchlocht ist. Dieses Gewicht könnte natürlich auch durch eine Feder ersetzt werden und im letzteren Falle die Lampe auch in aufrechter Lage Verwendung finden.

Behufs rechtzeitiger Regulirüng und Bremsung des Niederganges des Gewichtes und damit des Vorschubes des Kohlenstabes ist das Gewicht an einem sehr biegsamen, über eine Rolle G

geführten Stahlband F aufgehängt, welches mit dem zweiten Ende bei hinreichender Aufwickelung an der Trommel H befestigt ist. Mit dieser Trommel ist ein Zahnrad J verbunden, welches mit einem Räderwerk in Eingriff steht, dessen Uebersetzungen so getroffen sind, dafs das letzte Rad J' sich am schnellsten dreht, so dafs also, von der Bewegung von J' ausgehend, die Abwickelung des Stahlbandes von der Trommel viel langsamer erfolgt.

Hieraus ist ersichtlich, dafs ein geringer Einflufs auf das letzte Rad J' hinreichen dürfte, um den Niedergang des Gewichtes zu unterbrechen. Die Geschwindigkeit des Niederganges wird nun so berechnet, dafs dieselbe ein klein wenig gröfser ist als die Geschwindigkeit der Verbrennung der Kohle in dem Falle, wo bei der Lampe der stärkste Verbrauch stattfindet.

Die Kohle steht durch die Polklemme K, welche direct auf dem metallenen Gehäuse der Lampe befestigt ist, bezw. den von dieser Polklemme ausgehenden Draht mit dem einen Pol der Elektricitätsquelle in leitender Verbindung.

Das untere Ende des Kohlenstabes ruht auf einem Block L, welcher aus Kohle oder irgend einem sehr schwer oxydirbaren Metall besteht. Dieser Block ist in ein Rohr M eingesetzt, welches aus unverbrennlichem Material besteht und durch welches ein Metalldraht N hindurchreicht, der an die untere Fläche des Blockes L eingelöthet ist und dazu dient, diesen Block an den zweiten Pol der Elektricitätsquelle anzuschliefsen.

Das Rohr M bezweckt eine kalorische Isolirung des Blockes L von den übrigen Theilen der Lampe, so dafs die Ausstrahlung, welche auf Kosten der Wärme der Kohlenstabspitze eintritt, vermindert wird, da es in Bezug auf Erhöhung der Leuchtkraft wesentlich darauf ankommt, diese Spitze auf einer möglichst hohen Temperatur zu erhalten.

An der unteren Fläche der Platte A ist isolirt eine Stütze O befestigt, welche durch eine nicht dargestellte Leitung, etwa einen Stab, mit der zweiten isolirt befestigten Polklemme X in Verbindung steht. In der Stütze O ist bei O' drehbar ein zweiarmiger Hebel P gelagert. Der eine Schenkel P' ist von runder Form, der andere Schenkel P" ist gerade.

Der gebogene Schenkel endigt in eine Metallhülse P'", deren Mittelachse mit der Achse des Kohlenstabes zusammenfällt. Diese Hülse P'" hat einen gröfseren lichten Durchmesser, als der äufsere Durchmesser des Rohres M beträgt, welches in die genannte Hülse eingesetzt und, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, mittelst dreier Schrauben festgestellt wird. Der Zwischenraum zwischen Rohr M und Hülse P'" wird mit Asbest oder anderem die Wärme schlecht leitenden Material ausgefüllt.

Der gerade Schenkel P" des Hebels reicht vertical bis zur Höhe des letzten Rades /' nach oben und ist hier mit einer Klinke Q. versehen, welche bei entsprechendem Hebelausschlag sich gegen das Rad J¹ legt und die Bewegung desselben hemmt.

Etwas unterhalb der Klinke Q. ist isolirt am Hebelschenkel P" ein waagrechter Arm R befestigt, welcher am freien Ende ein Gewicht R' trägt, das ein für allemal zur Ausbalancirung des aus den Theilen LMNP p, p„ p„, Q _uncj ji bestehenden Ganzen mit Bezug auf die Drehachse O' dient. Bei R" greifen an den Gewichtsarm zwei nach entgegengesetzten Richtungen wirkende Spiralfedern S bezw. S' an, von denen die erstere an der Platte A, die zweite an dem einen Schenkelende eines Winkelhebels T befestigt ist. Die Drehachse T' des letzteren ist in einem an der Deckelplatte Ubefestigten Stück T" gelagert. In der bezüglichen Seitenwand des den Regulirmechanismus umschliefsenden Gehäuses ist eine Oeffnung vorgesehen, durch welche eine Stellschraube V in das in einem Ansatz des Stückes T" vorgesehene Muttergewinde eingeschraubt werden kann. Diese Stellschraube wirkt gegen den freien Schenkel des Winkelhebels, und läfst sich somit der Ausschlag des letzteren beliebig verändern und hiermit die Spannung der Feder S' verringern oder vergröfsern.

Im Ruhezustande wird der Kohlenstab C durch das Gewicht E gegen den Block L gedrückt und hierdurch dem Hebel P ein geringer Ausschlag ertheilt, so dafs die Klinke Q. sich gegen das Rad J' legt, dasselbe vollständig arretirt und damit den Niedergang des Gewichtes E hemmt.

Angenommen, man läfst nun den Strom durch die Lampe gehen, so wird die Spitze des Kohlenstabes C, welche mit dem Block L in Contact ist und dem Durchgang des Stromes einen Widerstand bietet, rothglühend werden und infolge der Anwesenheit von Luft beständig verbrennen.

Diese Verbrennung wird zur Folge haben, dafs das Hebelsystem nunmehr zurückschwingen kann, so dafs also die Sperrklinke Q wieder ausgeschaltet wird. Hierdurch kann das Gewicht E wieder zur Geltung kommen, welches somit den Kohlenstab um das abgebrannte Stück wieder vorschiebt. Bei diesem erneuten Niedergang des Kohlenstabes wird der Hebel P wiederum zum Ausschlag und die Sperrklinke Q. zur Wirkung gebracht,¹ so dafs das Räderwerk von neuem arretirt und hierdurch auch das Gewicht E festgelegt wird, bis durch Abbrennen von Kohle wieder der rückgängige Ausschlag des Hebelsystems veranlafst wird. Derselbe Vorgang wiederholt sich natürlich,

bis der Kohlenstab niedergebrannt und das Gewicht E vollständig herabgesunken ist.

Betrachtet man in Fig. ι das Hebelverhältnifs LO' zu O'Q, so ist ersichtlich, dafs nur eine sehr geringe Verbrennung von Kohle erforderlich ist, um das Räderwerk wieder freizugeben, und ebenso durch ein sehr geringes Herabsinken der Kohle das Räderwerk wieder gebremst wird. Andererseits leuchtet ein, dafs der Druck, welchen die Spitze des Kohlenstabes auf den Block L auszuüben hat, um den Hebel zum Ausschlag zu bringen, der Spannung der Feder S' proportional ist, welche mit Hülfe der Stellschraube V beliebig geregelt werden kann. Es läfst sich somit der gegenseitige Druck der beiden Elektroden genau so einstellen, dafs die beste Leistung in Bezug auf Lichtentwickelung erreicht wird. Sobald also die Federn S und S' ein für allemal eingestellt sind, kann der Druck der Kohle C gegen den Block L einen bestimmten Werth nicht überschreiten, indem bei Erreichung dieser Grenze unverzüglich das Gewicht E in seiner Wirkung unterbrochen wird.

Man erhält auf diese Weise durch directe Einwirkung auf die Triebkraft eine so vollkommene selbsttätige Regelung, wie sie bei anderen Lampen, bei welchen anstatt auf die Triebkraft auf einen Zaum eingewirkt wird, nicht erreicht werden kann, da die Wirkung eines solchen nicht immer so kräftig ist, um der Triebkraft das Gleichgewicht zu halten, und diese Wirkung aufserdem stets unregelmäfsig ist.

Es ist ersichtlich, dafs die Anordnung der oben beschriebenen verschiedenen Organe, sowie die Combination derselben in der verschiedensten Weise verändert werden kann, ohne hierdurch etwas an dem Wesen der Erfindung zu ändern.

So veranschaulicht beispielsweise Fig. 4 eine modificirte Lampeneinrichtung, bei welcher als Triebkraft für den Regulator eine Feder benutzt wird und aufserdem in der Lampe ein Vorrath von Kohlenstäben untergebracht ist, welche nach Bedarf selbsttätig in die Verbrauchslage gebracht werden.
. Die Lampe ist aufserdem so eingerichtet, dafs sie wie gewöhnliche OeI- oder Petroleumlampen auf einem Fufs montirt bezw. ähnlich wie Gasbrenner auf Wandarme geschraubt oder selbst als Hängelampe verwendet werden kann.

Bei dieser Construction ist das Gewicht durch eine in eine Trommel eingeschlossene Feder A' ersetzt, durch welche ein dem oben beschriebenen analoges Räderwerk bethätigt wird.

Der mit der Federtrommel verbundene Zahnkranz greift aufserdem in ein Zwischenrad B' ein, welches auf einen Trieb C, Fig. 5, einwirkt, auf dessen Achse eine mit einer Hohlkehle versehene Rolle D' befestigt ist.

Bei E' ist ein Elektromagnet angeordnet. Der Anker G' desselben ist oben an dem Hebel F' befestigt, welcher bei F" drehbar gelagert ist und im mittleren Theil eine Rolle H' trägt, welche die Gegenrolle zu D' bildet. Am unteren Ende trägt der Hebel F' eine Feder, an welcher ein Metallstück J" befestigt ist, das in einen Einschnitt am Führungsstück J'" eintritt, welches an der unteren Fläche der Platte M' befestigt ist. Oberhalb der Rollen D' und H' befindet sich ein Behälter K', in welchem eine Anzahl Reservestäbe untergebracht werden; der Boden dieses Behälters wird durch eine auf der Oberfläche polirte Stahlplatte R'" gebildet, welche unter einem geeigneten Winkel in dem Gehäuse befestigt ist. Die Platte Jf?·'" schliefst den Behälter nach unten zu keineswegs vollständig ab, sondern beläfst hier einen geeigneten Spalt, durch welchen der nächstfolgende Kohlenstab nach abwärts gleiten kann, sobald der vorhergehende die Kante der Platte R'" passirt hat. Der Schlitz befindet sich genau über der Berührungsstelle der Rollen D' und H', so dafs die Stäbe stets von diesen Rollen erfafst werden.

Da die Rolle D' von der Federtrommel beständig in der Pfeilrichtung gedreht wird, so wird der von D' und H' erfafste Kohlenstab in entsprechendem Mafse beständig vorgeschoben, tritt durch das Mundstück J'", indem er die Klemmbacke J" zur Seite drückt, welche durch ihren Druck wiederum einen guten elektrischen Contact sichert. Beim weiteren Vorschub stöfst der Kohlenstab schliefslich auf den Block L, welcher von dem Hebelsystem P P' P" getragen wird, das mit dem in Fig. 1 dargestellten genau identisch ist.

Aus Obigem ist ersichtlich, dafs, sobald ein Kohlenstab so weit heruntergebrannt ist, dafs seine Länge kürzer ist als der Abstand des Blockes L von den Zufuhrrollen D' und H', an die Stelle dieses Stabes sofort ein zweiter tritt, welcher nunmehr den ersten der Verbrennung gemäfs vorstöfst. Die Anordnung der Leitungen zur Zuleitung des elektrischen Stromes kann in verschiedenster Weise ausgeführt werden.

Die Platte M' ist durch drei gläserne Stehbolzen N', durch welche stählerne Verbindungsschrauben hindurchreichen, mit der Grundplatte Z verbunden/ welche in geeignetem hülsenförmigen Ansatz mit Muttergewinde versehen ist, so dafs die Lampe auf jede mit entsprechendem Gewindestutzen versehene Stütze aufgeschraubt werden kann. Die Lampe functionirt wie folgt:

Angenommen, es fiiefst ein elektrischer Strom durch die aus dem Elektromagneten E\ dem Block L und dem Kohlenstab gebildete Leitung,

so wird also der Elektromagnet E' erregt, derselbe zieht seinen Anker an, dreht also den Hebel mit der Gegenrolle H'. Der hierdurch zwischen den beiden Rollen festgeklemmte Kohlenstab mufs also der Drehung der Rolle D' Folge leisten und wird somit vorgeschoben.

Bei dem Ausschlag des Hebels F' tritt auch die Klemmbacke J" in Wirkung. Dieselbe drückt den bereits auf dem Block L ruhenden Kohlenstab fest an das Führungsmundstück an und sichert hierdurch den elektrischen Contact zwischen der Kohle und dem Gestell der Lampe.

In diesem Zustande verbleiben nun die Theile, und der Regulirmechanismus wirkt in derselben Weise, wie in Bezug auf Fig. ι beschrieben wurde; sobald also der Druck der Kohle auf den Block L zu stark wird, macht der durch die regulirbaren Federn S S' im Gleichgewicht erhaltene Hebel P P' P" einen Ausschlag, derart, dafs die an P" befestigte Sperrklinke in das letzte Zahnrad X eingreift und dieses sofort arretirt, so dafs der weitere Kohlevorschub also unterbrochen wird. Der entgegengesetzt gerichtete Ausschlag des Hebels P behufs Freigebens der Kohle erfolgt in derselben Weise, wie oben erläutert wurde.

Diese Vorgänge wiederholen sich, bis der Kohlenstab so weit abgebrannt ist, dafs er aus dem Mundstück J'" heraustritt. Er fällt alsdann herunter, so dafs also in diesem Augenblick der Strom unterbrochen wird. Hierdurch wird gleichzeitig der Elektromagnet entmagnetisirt, derselbe giebt also seinen Anker frei. Der Hebel F' kann sich also in Gleichgewichtslage einstellen 'und schwingt hierzu derart, dafs die Rolle H', sowie die Klemmbacke J" den nachfolgenden Kohlenstab freigeben. Letzterer fällt also durch sein Eigengewicht auf den Block L herab und stellt hierdurch unmittelbar nach dem Herunterfallen des abgebrannten Kohlenstabes wieder den Stromschlufs her; der Elektromagnet wird wieder wirksam, die verschiedenen Theile des Mechanismus nehmen wieder ihre frühere Lage ein und sämmtliche Functionen verlaufen wie oben dargelegt wurde. Die Lampe entzündet sich also wieder von selbst, und zwar nach einer kaum merkbaren Unterbrechung, welche nur so lange dauert, als zum Herabfallen des Kohlenstabes um etwa mm Höhe erforderlich ist.

Im übrigen ist zum ununterbrochenen Brennen der Lampe nur dafür Sorge zu tragen, dafs die Trommelfeder rechtzeitig aufgezogen und der Reservebehälter hinreichend mit Kohlenstäben versehen wird.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Bei in freier Luft brennenden Glühstiftlampen die Combination eines den beweglichen Kohlenstab verschiebenden Gewichtes bezw. einer hierzu dienenden Feder mit einem Regulirschaltwerk, dessen ausbalancirter Schaltklinkenhebel zugleich den Halter für den fest eingesetzten Glühkörper bildet, derart, dafs die Klinke nur bei einer hinreichenden Abnahme des Druckes des beweglichen Kohlenstabes auf den Glühkörper das Schaltwerk freigiebt, um das Gewicht bezw. die Feder zur Wirkung kommen zu lassen.

2. In Verbindung mit dem durch Anspruch i. gekennzeichneten, aus Feder (A'), Regulirschaltwerk und Rolle (D') bestehenden Vorschubmechanismus eine Vorrichtung zum Nachschub eines frischen Kohlenstabes, bestehend aus dem mit schrägem Boden versehenen Reservebehälter, dem um F" drehbaren Anker F' G' eines Elektromagneten und der an diesem Anker angeordneten Gegendruckrolle H', welche bei der nach Abbrennen eines Kohlenstabes stattfindenden Entmagnetisirung des Elektromagneten derart seitlich schwingt, dafs die Bahn für das Nachfallen eines frischen Kohlenstabes freigegeben wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.