DE22632C - Neuerungen an elektrischen Lampen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2. Juni 1882 ab.

Die Erfindung hat auf Lichtbogenlampen und insbesondere auf Vorrichtungen Bezug, um eine schadhafte Lampe aus der Stromleitung ausschliefsen zu können, wenn der Lichtbogen infolge Aussetzens des Speisungsinechanismus oder aus anderen Gründen gar nicht geschlossen oder ungewöhnlich lang werden sollte.

Bekanntlich müssen bei Anbringung einer Anzahl Lampen in einer Stromleitung die Lichtbogen in sämmtlichen Lampen von derselben genau fixirten Länge sein, da die Bildung eines zu langen Schliefsungsbogens in einer der Lampen durch den dadurch entstehenden Widerstand die Wirkung aller anderen Lampen in derselben Stromleitung verringern und sogar Feuersgefahr mit sich bringen würde. Die Lampen werden deshalb mit selbstthätigen Ausschaltungsvorrichtungen versehen, die bislang aus einem in einer Nebenleitung an der Lampe eingeschlossenen Magnet bestanden, der infolge der gröfseren Länge des Schliefsungsbogens eine ungewöhnliche Anziehungskraft erhielt, dadurch die Armatur bewegte, einen Contact und so eine kurze, von dem Schliefsungsbogen unabhängige Nebenleitung herstellte, auf diese Weise den zu langen Lichtbogen auslöschte und die schadhafte Lampe aus der Stromleitung ausschaltete, ohne den Strom nach den anderen Lampen zu unterbrechen oder die Function der letzteren zu beeinträchtigen.

Der in der Nebenleitung zur Ausschaltung der Lampe seither angewendete Magnet war gesondert von dem magnetischen Regulator für die Kohlen angebracht, während ich einen Nebenleitungsmagnet [shunt-Magnet) im Kohleregulator anbringe und meine Ausschaltungsvorrichtungen mit dem Regulirungsmagnet verbinde. Hierdurch erziele ich eine sichere Ausschaltung in einfacher und wirkungsvoller Weise.

Bei den früheren Constructionen wird die Ausschaltung durch die ungewöhnliche Anziehungskraft des Magneten der Nebenleitung geschlossen gehalten, öffnet sich aber wieder, sobald die Anziehung normal wird, und hat deshalb das Bestreben, den Schliefsungsbogen in der schadhaften Lampe wieder herzustellen.

Bei meiner Einrichtung löst die aufsergewöhnliche Anziehung des Nebenleitungsmagneten einfach eine Sperrklinke aus, infolge dessen der Umschalter die Nebenleitung schliefst und dadurch die schadhafte Lampe dauernd aus der Stromleitung ausschaltet.

In der Zeichnung ist Fig. 1 eine Schnittansicht des mit meinen Neuerungen versehenen Mechanismus für eine elektrische Lampe und Fig. 2 eine Kopfansicht, während Fig. 3 die negative Klemmschraube u. s. w. mit einem neuen Umschalter zeigt.

α α' sind zwei metallene Kopf- und Bodenstücke, die durch die Stange b und Träger c c fest zusammengehalten werden und so den Rahmen für den Mechanismus der Lampe bilden; das Ganze ist wie gewöhnlich durch das cylindrische Gehäuse d eingeschlossen.

Der obere Kohlenträger e gleitet senkrecht durch die Endstücke α α¹ und ist auf seiner einen Seite gezahnt, um in ein Zahnradgetriebe einzugreifen, welches von dem drehbar angebrachten Rahmen f getragen wird. Dieser letztere ist an seiner äufseren unteren Ecke /' auf einem Zapfen drehbar am Armatur-

hebel i befestigt, während er mit seiner oberen äufseren Ecke mit dem freien Ende einer flachen Feder j verbunden ist, die mit ihrem inneren Ende an einer am Kopfstück α angebrachten Schraube /' sitzt. Der horizontale Armaturhebel i, Fig. 2, hat eine T-förmige Gestalt und dreht sich auf den Schrauben c' c' zwischen den Trägern c c unterhalb des Rahmens /. Das verbreiterte Ende des T-förmigen Hebels liegt zwischen den Spulen der Regulirmagnete k /; an diesem Ende des Hebels ist die Armatur in an den Schrauben m' drehbar aufgehängt. Die beiden Magnete k I werden am besten hohl hergestellt und an den bezw. Endstücken α α' befestigt.

Die Armatur ist von H-förmiger Gestalt, so dafs ihre beiden oberen Pole in die Ausbohrungen des Magneten k eintreten und ihre beiden unteren Pole in die Bohrungen des unteren Magneten / hineinhängen.

Der untere Magnet ist mit dickem Draht umwunden und deshalb von geringem Widerstand und befindet sich in directer Stromleitung mit den Kohlen; derselbe bildet also den Magnet zum Auseinanderhalten. Die Umwickelungen des oberen Magneten k sind dagegen aus feinem Draht hergestellt und dieser Magnet hat also einen hohen Widerstand; der letztere Magnet ist in einer Nebenleitung angebracht, d. h. die entgegengesetzten Enden der Umwickelungen sind direct mit den positiven und negativen Klemmschrauben 0 o' verbunden, so dafs also der Magnet dem Strom stets einen Weg von hohem Widerstand, unabhängig von den Kohlen und dem Schliefsungsbogen, bietet und als Speisungsmagnet dient.

Die beiden Magnete widerstreben sich also gegenseitig und wirken in entgegengesetzten Richtungen auf die Armatur m ein, indem der obere Magnet k sie nach oben zu ziehen sucht und der untere / sie nach unten zu ziehen bestrebt ist. Der Magnet k wird in seinem Bestreben, die Armatur emporzuziehen, durch die Zugfedern η η' unterstützt, von denen η eine constante und n' eine justirbare Spannung hat.

Wenn die Lampe sich aufser Stromleitung befindet, werden die Magnete kraftlos sein und die Federn nn' den Armaturhebel i so drehen, dafs die Armatur in den Ausbohrungen der Magnete hoch gehoben und der kürzere Arm des Hebels mit dem Rahmen f niedergedrückt wird, wodurch das Hemmungsrad des Zahnradgetriebes von der Sperrklinke h an der Feder/ weggezogen wird. Das Getriebe wird auf diese AVeise freigesetzt und der Kohleträger sinkt durch seine eigene Schwere langsam herab, bis die von ihm getragene Kohle die untere Kohle berührt. Wenn die Lampe alsdann in die Stromleitung eingeschaltet wird, so geht der elektrische Strom aus der positiven Klemmschraube ο durch den Metallrahmen der Lampe, den Kohlehalter e und die obere Kohle nach der unteren Kohle. Von hier geht der Strom auf der gewöhnlichen Bahn, die in der Zeichnung nicht besonders gezeigt ist, weiter nach dem einen Ende der Umwickelungen des directen Magneten, passirt diese Umwickelungen und geht schliefslich durch die negative isolirte Klemmschraube 0' nach der Ausgangsquelle zurück.

Wenn der Strom so fliefst, während die Kohlen zusammen sind, so wird der directe Magnet / stark anziehend und zieht die Armatur m sofort nieder, dreht den Hebel / der Spannung der Federn η η' entgegen und hebt das Zahnradgetriebe und den Kohleträger empor; auf diese Weise werden die Kohlen aus einander gehalten, der Lichtbogen zwischen beiden hergestellt und schliefslich das Hemmungsrad gegen die Sperrklinke h gebracht, wodurch die Kohle hochgehalten wird. In demselben Verhältnifs, wie die Kohlen wegbrennen, vergröfsert sich der Zwischenraum oder Lichtbogen zwischen beiden und dadurch wächst auch der dem Durchgang des Stromes durch den Schliefsungsbogen und den directen Magnet / gebotene Widerstand, und der Strom geht in stärkerem Mafse durch den Nebenleitungsmagnet k, der auf diese Weise schliefslich stark genug wird, um unter Mitwirkung der Federn η η' die Anziehungskraft des directen Magneten / zu überwinden und dadurch die Theile ein wenig in der entgegengesetzten Richtung, und zwar so weit zu drehen, wie genügt, um den Kohleträger niederzudrücken oder das Zahnradgetriebe auf einen Augenblick auszulösen und so den Licht- oder Schliefsungsbogen in seiner normalen Länge wieder herzustellen. Auf diese Weise sorgt der Magnet / für das Auseinanderhalten und der Magnet k für die Speisung der Kohlen, während die Armatur zwischen beiden Magneten gleichsam schwebt; wenn also der Schliefsungsbogen seine normale Länge hat, so hebt sich die Anziehungskraft der beiden Magnete gegenseitig auf und die Armatur, sowie ihre Verbindungstheile bleiben stationär, da der beschriebene Mechanismus den Schliefsungsbogen in seiner normalen Länge zu erhalten strebt. Diese letztere richtet sich nach der Art des Generators, der Lampen u. s. w. und mag für gewöhnlich ca. 6 mm betragen, kann aber durch Justirung der Feder n' entsprechend geändert werden; eine gröfsere Spannung der letzteren bedingt einen kürzeren und eine geringere Spannung einen längeren Schliefsungsbogen.

Sollte aus irgend einer Ursache der Lichtbogen in einer der Lampen eine anormale Länge bekommen, so könnte dies in mancher Beziehung, wie oben schon angedeutet, Uebelstände und Gefahren im Gefolge haben. Diese werden durch meine neue Ausschalturigsvorrichtung vermieden. ,

p ist ein Umschalter, durch den die Lampe jederzeit von Hand in und aufser Stromleitung gebrächt werden kann. Dieser Umschalter hat die gewöhnliche Form eines gebogenen Hebels aus Metall mit isolirtem Knopf ρ' als Handhabe; sein anderes Ende sitzt auf dem Bolzen o" der negativen Klemmschraube o', Fig. 3, auf dem er sich frei drehen kann, während er dabei doch stets in elektrischer Verbindung mit der negativen Schraube bleibt. Dieser Umschaltungshebel dreht sich auf o" zwischen der Basis von o' und einer darunter liegenden Unterlagscheibe; Klemmschraube und Umschalter sind durch eine gewöhnliche Isolirbüchse r von der Kopfplatte α isolirt. Wenn der Umschalter geschlossen ist, so ruht sein freies Ende auf dem Metallbuckel s, der mitdem Kopfstücke metallische Verbindung hat; in dieser in Fig. ι in vollen und in Fig. 2 in punktirten Linien angedeuteten Lage ist die Lampe aus der Stromleitung ausgeschaltet, da der Umschalter einen directen freien Durchgang für den Strom aus der positiven Klemmschraube 0, Fig. 2, durch α nach der negativen Klemmschraube o' bildet. Die Lampe tritt indefs sofort in Function, wenn der Umschalter, wie in Fig. 2 in vollen Linien gezeigt, geöffnet wird, in welchem Falle der Strom seinen Lauf durch die Magnete und Kohlen nimmt. Der Umschaltungshebel p hat an dem der Handhabe entgegengesetzten Ende einen kurzen Arm /", Fig. 2, der eine flache, breite Contactfläche /'" hat, die durch Umbiegen und Abfeilen der den Hebel bildenden Metallplatte gebildet wird, Fig. 3. Dieser Contactfläche /'" gegenüber ist die selbsttätige Ausschaltung t angeordnet, die in Form und Wirkung Aehnlichkeit mit einem Gewehrhahn hat. Dieser Hahn oder Ausschaltungshebel / hat an seinem freien Ende gleichfalls eine breite Contactfläche /', die mit der Fläche p'" des Umschalters p in Berührung treten kann; an seinem Drehpunkt hat t eine auf der Kopfplatte α liegende Nabe, die an einem durch a gehenden und darin drehbaren Zapfen u sitzt, Fig. i.

Unmittelbar unter dem Kopfstück α ist ein kleiner Fanghaken t" am Zapfen u angebracht und darunter sitzt eine Bandfeder u' mit ihrem einen Ende an u, während sie mit ihrem anderen Ende gegen die Seite des festen Trägers c anliegt. Wenn die Ausschaltung / nun geschlossen wird, so kommt sie, wie in punktirten Linien in Fig. 2 gezeigt, mit der Fläche p'" des Umschalters/ in Contact; wird sie dagegen geöffnet, so bewegt sie sich, wie in vollen Strichen dargestellt, vom Umschalter weg, und diese Bewegung biegt die Feder u' und bringt den Fanghaken t" über das hakenförmige Ende eines Fanghebels υ, der die Ausschaltung, wie in Fig. 2 in punktirten und in Fig. 1 in vollen Linien gezeigt, auf diese AVeise in ihrer geöffneten Stellung hält. Dieser Fanghebel ist gerade unter dem Kopfstück a, Fig. 1, drehbar befestigt, wobei sein hakenförmiger Arm in die Bahn des Fanghakens t" hineinragt, während sein entgegengesetzter Arm durch eine Feder v' niedergedrückt wird, um das Hakenende in beständigem Eingriff mit der Ausschaltung zu halten; jener andere arbeitende Arm des Fanghebels ragt zwischen den Umwickelungen des Magneten k der Nebenleitung hindurch und sein Ende liegt gerade über der Mitte des Querstabes der H-förmigen Armatur m, Fig. ι und 2. In der Mitte dieser Querstange der Armatur sitzt ein langer Zapfen w, Fig. 2, der nach oben bis gerade unter den arbeitenden Arm des Fanghebels v, Fig. 1, reicht. Bei allen normalen Bewegungen der Armatur m und des Armaturhebels i nach oben oder unten, um die Stellung der Kohlen zu reguliren, berührt oder beeinflufst der Zapfen w den Fanghebel v. nicht. Bei Ausführung seiner Regulirbewegung spielt der Armaturhebel natürlich zwischen den Köpfen der Magnete k I, Fig. 1; sein Spielraum wird begrenzt durch den Zapfen x, der aus dem Hebel auf jedem Magnet hervorsteht. Es kann nun der Armaturhebel bis an das Ende seiner für die Speisung der Kohlen erforderlichen Aufwärtsbewegung emporgehoben werden, der Anschlagstift χ schlägt dann gegen den Kopf des Nebenleitungsmagrieten k, Fig. 1, an; es berührt oder beeinflufst aber der Anschlagzapfen w der Armatur den Fanghebel ν nicht, obgleich er sich demselben bis auf eine kurze Entfernung nähert, Fig. 1. Wenn nun der Armaturhebel so weit gehoben ist, dann sollte der Kohleträger selbstredend frei niedergehen können, um den Kohlen die erforderliche Speisung zu geben. Ist aber das Getriebe oder ein anderer Theil des Mechanismus in Unordnung gerathen oder sind andere Ursachen vorhanden, dafs die obere Kohle nicht heruntergeht, so vergröfsert sich die Länge und der Widerstand des Schliefsungsbogens und folglich auch die Stärke des Nebenleitungsmagneten k. Die Theile sind nun so justirt, dafs,. wenn der Schliefsungsbogen zu lang wird, d. h. vielleicht 12 mm, wenn seine normale Länge nur 6 mm beträgt, so wird der shunt-Ma.ga.et k genügend stark, um die Armatur«! ein wenig vom Armaturhebel i oder vielmehr von den Drehüngspunkten ihrer Schrauben m', Fig. 1, abzuheben. Bei dieser Lampe ist nämlich zu beachten, dafs die Armatur auf ihren Drehschrauben m' einen begrenzten Spielraum nach oben in den Aussparungen y hat, die sich in den Seiten der Armatur befinden und in die die Drehbolzen der Schrauben eintreten, wie mit punktirten Linien in Fig. 1 angedeutet ist, während bisher die Armatur am Armaturhebel ohne Spielraum angebracht war. Diese unabhängige Auf-

wärtsbewegung der Armatur bringt, nach dem Heben des Armaturhebels bis zu seinem höchsten Punkt den Anschlagzapfen w gegen das Ende des Fanghebeis ν und bewegt dadurch diesen letzteren so, dafs sein hakenförmiges Ende niedergedrückt wird und die Ausschaltung losläfst, die dann sofort durch ihre Feder u' so bewegt wird, dafs sie den Ausschaltungshebel t in festen Contact mit der Contactfläche p'" bringt, wodurch die Lampe augenblicklich ausgelöscht und aus der Stromleitung ausgeschaltet wird, während gleichzeitig eine freie Bahn für den elektrischen Strom nach den anderen Lampen derselben Stromleitung hin entsteht; denn wie aus Fig. 2 zu ersehen, geht der Strom bei einem derartigen Schliefsen der Ausschaltung direct von der positiven Klemmschraube 0 durch das Kopfstück α nach dem Ausschaltungshebel t und von da nach der negativen Klemmschraube und zur nächsten Lampe.

Um nun die Kraft des Nebenleitungsmagneten k nicht allzusehr anwachsen lassen zu brauchen, um die Armatur m hochzuheben und die Ausschaltung anzuschlagen, wird ein Theil des Gewichtes der Armatur beständig durch eine Feder w' getragen, die den Zapfen w umgiebt und mit ihrem unteren Ende auf eine Unterlagscheibe drückt, welche auf einer an dem Armaturhebel befestigten Brücke ζ aufliegt; mit ihrem oberen Ende drückt die Feder w' gegen den durch eine Stellschraube auf dem Zapfen w verstellbaren Ring w". Wenn also die Spannung dieser Feder durch Abwärtsstellen des Ringes w" verstärkt wird, so wird die Hebekraft des i/z««/-Magneten hierdurch noch mehr unterstützt und die Ausschaltung schon durch eine geringere Abweichung vom normalen Schliefsungsbogen gedreht. Der umgekehrte Fall tritt ein, wenn der Ring w" in die Höhe geschoben und die Federspannung dadurch vermindert wird. Es wird sich dann ein gröfserer Schliefsungsbogen bilden, ehe die Ausschaltung sich schliefsen kann. Es bestimmt also die Verschiebung des Ringes w" die Grenze, bis zu der der Lichtbogen sich ausdehnen kann, ehe die Lampe selbstthätig erlischt.

Ist die Lampe auf diese Weise erloschen und will man dieselbe nun untersuchen, so mufs man zunächst den Umschalter p schliefsen, wie in Fig. 2 mit punktirten Linien angedeutet. Eine solche Bewegung des Umschalters bringt durch die Berührung seines Armes/" mit dem Hebel oder Hahn t der Ausschaltung diese letztere in eine gespannte oder offene Stellung, in der sie sofort festgehalten wird und worin sie bis zu ihrer nächsten selbstthätigen Wirkung verharrt, wenn eine solche überhaupt wieder nothwendig wird.

Es erhellt, dafs beim Schliefsen des Umschalters p die Lampe genau untersucht werden kann, ohne dafs man einen elektrischen Schlag zu befürchten braucht, und dafs beim Oeffnen von p die Lampe sofort ihr Licht wieder ausstrahlt. Es mag noch erwähnt werden, dafs der Contact zwischen dem Umschalter p und der Ausschaltung t früher unterbrochen wird, als der erstere seinen Contact mit dem Buckel ί unterbricht, dafs also ein beim Unterbrechen der Stromleitung der Schaltungen, etwa entstehender Funke nicht durch die Ausschaltung t, sondern durch den Buckel s fahren mufs, wo er keinen Schaden anrichten kann. Statt der Armatur des Regulirmagneten k könnte man auch, freilich mit weniger Vortheil, einen besonderen shunt- Magneten in Verbindung mit meinen automatischen Auslösungsvorrichtungen anwenden; oder man könnte auch an Stelle eines durch die Vermehrung der aus dem längeren Schliefsungsbogen resultirenden Anziehungskraft functionirenden sAunt-Magneten einen in der directen Stromleitung angeordneten Magnet anwenden und denselben durch eine aus der gleichen Ursache entstehende Verminderung der Anziehungskraft auf die Ausschaltung einwirken lassen; denn es ist leicht verständlich, dafs die eigenthümliche Form der auf die Schaltungen einwirkenden Vorrichtungen sich nicht auf eine besondere Art oder Anordnung des Arbeitsmagneten zu beschränken braucht. Ebenso kann an Stelle der Druckfeder te' für die Ausschaltung i eine äquivalente Vorrichtung, wie beispielsweise ein Gewicht oder ein Magnet, obgleich weniger vortheilhaft, angewendet werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. In einer elektrischen Lichtbogen - Lampe die Combination einer Ausschaltung, die in geschlossenem Zustande dahin wirkt, die Lampe aus der Stromleitung auszuschalten; einer Feder oder einer äquivalenten Vorrichtung, die beständig bestrebt ist, die Ausschaltung zu schliefsen; eines Fanghebels, um die Ausschaltung offen zu halten, und eines Elektromagneten, der mit Rücksicht auf den Lichtbogen so in der Stromleitung angebracht ist, dafs eine aufsergewöhnliche Vergröfserung des Lichtbogens die Armatur oder den beweglichen Theil des Magneten veranlafst, gegen den Fanghebel anzuschlagen, die Ausschaltung auszulösen, sie durch Federdruck zu schliefsen und dadurch die schadhafte Lampe selbstthätig aufser Stromleitung zu bringen.

2. In einer elektrischen Lichtbogen - Lampe die Combination eines Elektromagneten, der sich in Stromleitung mit dem Lichtbogen befindet und dessen Functionen von der Länge des letzteren bedingt werden, und einer entsprechenden Armatur, die mit Vorrichtungen zum Reguliren der Stellung

der Kohlenspitzen verbunden ist, mit einer mit der Armatur in Verbindung stehenden Ausschaltung, die so construirt ist, dafs sie in normalem Zustande offen ist, dafs sie geschlossen die Lampe aber aus der Stromleitung ausschaltet, indem ein actives Verbindungsstück zwischen Armatur und Ausschaltung während der normalen Speisungsbewegungen der ersteren freien Spielraum hat, während es dagegen die Ausschaltung in Thätigkeit bringt und schliefst, wenn sich die Armatur infolge eines zu langen Lichtbogens über ■ ihre Bewegungsgrenze hinaus bewegt.

In einer elektrischen Lichtbogen - Lampe die Combination einer Ausschaltung, die in normalem Zustande offen ist, die geschlossen aber die Lampe aus der Stromleitung ausschliefst; eines Elektromagneten, der sich in einer Nebenleitung von der Lichtbogenleitung befindet; einer entsprechenden Armatur, die mit Vorrichtungen zur Regulirung der Kohlen bis zu einer bestimmten Grenze freispielend verbunden ist, und einer activen Verbindung zwischen Armatur und Ausschaltung, um durch eine infolge zu grofsen Lichtbogens entstandene aufsergewöhnliche Anziehung des Nebenleitungsmagneten mittelst der Ausschaltung die Lampe aufser Stromleitung zu setzen.

In einer elektrischen Lichtbogen - Lampe die Combination einer von Hand zu bewegenden Umschaltung, um die Lampe nach Belieben in und aufser Stromleitung zu bringen, mit einer Ausschaltung, die sich bei Bildung eines zu langen Schliefsungsbogens selbstthätig schliefst und die mit dem Umschalter so verbunden ist, dafs durch Schliefsen und Oeffnen des letzteren die Ausschaltung automatisch in ihre offene Stellung gebracht wird.
Der von Hand zu bewegende Umschalter p, der an seinem einen Ende eine Contactfläche J>'" hat, in Combination mit dem Ausschaltungshebel t, der in offener Stellung festgehalten werden kann, der aber in geschlossener Stellung mit der Fläche fi'" in Contact kommt, wodurch mittelst des Umschalters / die Ausschaltung t bewegt und eingestellt werden kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.