Titel: Die Regina Dauerbrandlampe (System J. Rosemeyer).
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1903, Band 318 (S. 812–815)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/ar318221

Die Regina Dauerbrandlampe (System J. Rosemeyer).

Von A. Prasch, Ingenieur, Wien.

Der rasche Abbrand der Kohlestifte in den gewöhnlichen elektrischen Bogenlampen bewirkt, dass diese Kohlestifte häufig erneuert werden müssen, und bedingt dadurch einen grossen Verbrauch an diesem Material. Der Verschleiss der Kohle ist nicht nur durch das Verbrennen allein, sondern auch dadurch bedingt, dass viele kurze Kohlenreste zurückbleiben, welche für die voraussichtliche Beleuchtungsdauer nicht mehr hinreichen, daher entfernt werden müssen, und dann einen wertlosen Abfall bedeuten. Abgesehen hiervon sind die offenen Bogenlampen, wie sie im Gegensatze zu den Lampen mit eingeschlossenem Lichtbogen bezeichnet werden, in gewisser Beziehung feuergefährlich. Trotz des Schutzglases und des umschliessenden Drahtnetzes ist das Herausfallen glühender Kohlestückchen aus offenen Bogenlampen nicht ganz ausgeschlossen; solche Bogenlampen können daher in Räumen, in welchen leicht brennbare Gegenstände aufbewahrt oder verarbeitet werden, wie beispielsweise in Spinnereien, entweder garnicht oder nur unter Anwendung besonderer Schutzmassnahmen verwendet werden. Im letzteren Falle wird aber fast ausnahmslos sowohl die Lichtemission, als auch die Lichtverteilung ungünstig beeinflusst.

Textabbildung Bd. 318, S. 812
Textabbildung Bd. 318, S. 812
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Die Erkenntnis dieser Tatsachen eiferte zur Beseitigung der beregten Uebelstände an. Einer der ersten Versuche in dieser Beziehung wurde mit dem Dauerbrenner der Firma Hardtmuth & Co. in Wien gemacht, bei deren Konstruktion jedoch ausschliesslich das Bestreben zur Geltung gelangte, den Abbrand der Kohle zu verringern. Die hierfür angewendete Vorrichtung bestand (Fig. 1) aus einer die obere Kohle umgebenden Schutzhülse, welche durch einen Bügel und Rahmen getragen wird. Der Rahmen ist an seinem unteren wagerechten Teile mit einem Führungsringe versehen, welcher mittels dreier kleiner Platinklammern auf dem konischen Ende der negativen Kohle aufsitzt und in demMasse, als letztere sich abnutzt, mit ihr herabsinkt. Die senkrechten Stangen des kleinen Rahmens sind mit Gewinden und Schraubenmuttern versehen und von dem oberen, wagerechten Bügel isoliert. Der obere Teil der metallischen Schutzhülle ist ausserdem innen mit einem aus isolierendem Materiale hergestellten Rohre ausgekleidet, durch welches der Kohlenstift frei gleiten kann. Der untere weitere Teil der Schutzhülle besteht aus einem feuerfesten Mantel von solchen Abmessungen, dass zwischen Mantel und Kohle noch ein ringförmiger Luftraum bleibt. Durch Einstellung der Schrauben wird die Entfernung zwischen Schutzhülle und Führungsring so geregelt, dass beim Brennen der Lampe das untere Ende der positiven Kohle mit dem unteren Rande der Schutzhülle ungefähr in gleicher Höhe liegt. Das Ende der Kohle ist infolgedessen vor Luftströmungen beinahe vollständig geschützt.

Mit diesem Apparate durchgeführte Versuche ergaben, dass bei nahezu gleichbleibender Lichtstärke der Kohlenabbrand für die obere Kohle 4,9 und für die untere Kohle 10 mm, der einer offenen Bogenlampe ohne diesen Apparat dagegen 14,1 bezw. 15,5 mm betrug. Trotz dieses erwiesenen Vorteiles scheint jedoch diese? Apparat keine grosse Verbreitung erlangt zu haben.

Die ein Jahr später aufgetauchte erste Lampe mit eingeschlossenem Lichtbogen, die sogenannte Janduslampe, schien nun gegen die beiden Eingangs erwähnten Uebelstände Abhilfe zu schaffen. Tatsächlich ist der Kohleabbrand in einer Weise herabgemindert worden, die allen berechtigten Anforderungen entspricht. Eine 200 mm lange Kohle, deren Brenndauer1) bei 5,69 Ampère und 39,7 Volt in einer Differentiallampe der Allgemeinen Elektrizitätsgesellschaft 12 Stunden betrug, brannte in einer gleichwertigen Janduslampe 100 Stunden, also annähernd die neunfache Zeit. Auch die Feuersgefahr ist bei dieser Lampe, nachdem der Lichtbogen nahezu hermetisch abgeschlossen wird, gänzlich beseitigt. Allein diese Vorteile reichten gegenüber den anderweitigen Nachteilen nicht aus, um dieser Lampe, welche sich in England und Amerika ziemlich rasch einbürgerte, auch in Deutschland grössere Verbreitung zu schaffen. Hierzu trug nicht wenig bei, dass die Konstruktion der gewöhnlichen Bogenlampen hinsichtlich genauer Regulierung und gleichbleibenden ruhigen Brennens daselbst bereits einen hohen Grad der Vollkommenheit erreicht hatte, und man auf diese bereits gewohnten Vorzüge nicht verzichten wollte.

Die Janduslampe brennt gleichmässig unter der Voraussetzung, dass durch die äussere grosse Glocke ein möglichst |813| vollkommener Luftabschluss gegen den Innenraum stattfindet. Zu diesem Zwecke ist der obere Hals der Glocke mit einem Metallring versehen, auf welchen Gewinde eingeschnitten ist. Die Glocke selbst wird durch diesen King unter Zwischenlage von Asbestringen gegen die Kappe der Lampe festgeschraubt. Die untere Oeffnung der Glocke dient zur Einführung des Trägers für die negative Kohle, sowie zum Oeffnen und Reinigen der Lampe. Der untere Hals der Glocke ist abgeschliffen und wird durch eine federnde, gewellte Metallscheibe abgeschlossen. Ein vollkommener Luftabschluss kann auf diese Weise nicht erreicht werden, sondern es findet immer noch eine gewisse Luftzufuhrung zum Lichtbogen statt. Diese Verringerung der Luftzufuhr genügt aber schon, um die Brenndauer der Kohlen so bedeutend zu erhöhen. Sowohl die positive, als auch die negative Kohle besteht aus einer passenden Homogenkohle.

Textabbildung Bd. 318, S. 813
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Prof. Wedding, welcher diese Lampe auf das Eingehendste untersucht hat, fand, dass die obere Kohle ein wenig konkav, die untere Kohle ein wenig konvex abbrennt; hierdurch entsteht ein Wandern des Lichtbogens, indem sich der Lichtbogen zwischen zwei ebenen Flächen befindet, und daher stets die Stellen aussucht, wo die Entfernung am kürzesten ist. Dieses Wandern verursacht nun eine unruhige Lichtentwicklung nach ein und derselben Richtung. Es ist sonach diese Lampe zur gleichmässigen Beleuchtung einer Fläche nicht geeignet, ausser sie wird sehr hoch gehängt, oder es wird eine grössere Zahl solcher Lampen angewendet. Dieses Wandern des Lichtbogens zeigt die Kurve (Fig. 2) in der die Lichtstärke als Funktion des Winkels, unterhalb der Horizontalen, nach zwei einander gegenüberliegenden Seiten aufgetragen ist. Diese Kurve, deren Aufnahme durch gleichzeitige Beobachtung von zwei Seiten erhalten wurde, zeigt deutlich das Wandern des Lichtbogens. Ist der Bogen auf der linken Seite, so erhält man dort viel Licht, rechts hingegen wenig und umgekehrt. Wandert der Bogen, so nimmt das Licht links ab und rechts zu. Bei dem weiteren Wandern erreicht das Licht rechts seine grösste Helligkeit, wohingegen die linke Seite auf dem Tiefstande der Beleuchtung anlangt u.s.f. Es entsteht auf diese Weise die unregelmässige Kurve, welche nach den berechneten Mittelwerten aufgetragen die Form von Fig. 3 annimmt.

Die durch Integration ermittelte hemisphärische Lichtintensität betrug 158 H. K., und berechnete sich hieraus, da die mittlere Spannung 111,6 Volt und die mittlere Stromstärke 3,3 Amp. betragen hat, der mittlere spezifische Arbeitsverbrauch, d.h. Verbrauch an Watt für 1 H. K. zu

Solange es sich um die Beleuchtung von geschlossenen Räumen handelt, erweist sich diese Lampe inbezug auf Lichtverteilunggünstiger als gewöhnliche Bogenlampen, indem sie nach oben hin verhältnismässig viel Licht entwickelt, welches von den oberen Flächen des geschlossenen Raumes reflektiert wird, wodurch die gesamte Beleuchtung viel gleichmässiger ausfällt.

Was für Innenräume ein Vorteil, ist für Aussenbeleuchtung ein Nachteil, indem das über der Horizontalen entwickelte Licht unbenutzt in den Raum strahlt, und nur das nach unten fallende Licht nutzbar gemacht wird. Dieser Nachteil liesse sich allerdings durch die Anwendung von Reflektoren einigermassen ausgleichen, allein da die Lampen wegen des Wanderns des Lichtbogens sehr hoch aufgehängt werden müssen, um die fortwährenden Lichtschwankungen erträglicher zu gestalten, würden für die Erzielung einer guten Flächenbeleuchtung sehr grosse Reflektoren benötigt werden.

Bogenlampen gelangen nun fast ausschliesslich für die Aussenbeleuchtung zur Verwendung, und ist es daher leicht einzusehen, dass sich diese Lampe trotz ihrer sonstigen unleugbaren Vorteile in Deutschland und Oesterreich nicht einzubürgern vermochte. Zu den erwähnten Nachteilen gesellt sich noch der hohe Energieverbrauch, welcher auf die Kerzeneinheit bezogen, etwas über ein Drittel grösser ist als jener bei gewöhnlichen Bogenlampen. Bei den hohen Strompreisen überschreitet sonach der Mehraufwand an Stromkosten, den Minderaufwand für Kohle und verbeibt sonach mit einziger Ausnahme der geringeren Ansprüche an die Wartung, kaum ein Vorteil zu verzeichnen übrig, der zu Gunsten dieser Lampe sprechen würde.

Die Vorteile von Bogenlampen mit eingeschlossenem Lichtbogen sind jedoch so hervortretend, dass sie sofort der allgemeinen Verwendung zugeführt werden dürften, wenn es gelingt, die erwähnten Nachteile zu beseitigen. Dies scheint nun bei der neuen Regina-Dauerbrandlampe, System Rosemeyer, in jeder Beziehung gelungen zu sein.

Diese Bogenlampe, welche laut vorliegender Bescheinigung seitens der elektrotechnischen Abteilung der Leitung der Düsseldorfer Gewerbeausstellung im Jahre 1902, für die Ausstellungsbeleuchtung in grossem Umfange zur Anwendung gelangte und in jeder Beziehung allen Erwartungen entsprach, ist auf den ganz gleichen Grundlagen, wie die Janduslampe aufgebaut, d.h. es wird bei ihr ebenfalls der Luftzutritt zu den Kohlen möglichst hintangehalten. Das wesentlich Neue an der Reginalampe besteht in nichts weiterem, als in der sinnreichen und dabei einfachen Weise, mit welcher dieser Luftzutritt geregelt wird.

Textabbildung Bd. 318, S. 813

Die ganze Lampe bildet mit dem Innenglase einen vollkommen abgedichteten Raum (Fig. 4 u. 5), welcher nur durch ein unten offenes und nach abwärts gehendes Rohr mit der Aussenluft in Verbindung steht. Beim Brennen der Lampe wird der Inhalt des Lichtbogenglases stark erhitzt, wodurch sich die Gase ausdehnen und die schwere Aussenluft nach unten drücken. Ein Zutritt der Aussenluft zu dem Lichtbogen durch das offene Glasröhrchen ist also, solange unmöglich, als die Gase durch die enorme Erhitzung des Innengasgemisches nicht eine solche Verdünnung erreichen, wie sie der einer massig luftleer gemachten Geislerröhre entspricht. In diesem Falle drückt die äussere Luft nach, wird aber sofort durch die Bildung neuen Gasgemisches verdrängt, und muss daher die Regelung der Luftzufuhr, welche äusserst gering ist, selbsttätig erfolgen. Die Innengasluft nimmt daher stets nur genau soviel sauerstoffhaltige Luft auf, als notwendig ist, um den Unterschied zwischen den spezifischen Gewichten der Innen- und Aussenluft möglichst auszugleichen und den Lichtbogen aufrecht zu erhalten. Dadurch nun, dass die Zufuhr von Sauerstoff auf das notwendige geringste Mass beschränkt ist, wird auch der Abbrand der Kohlen derartig herabgemindert, dass die Brenndauer |814| eines einzigen Kohlesatzes auf 150-200 Stunden gesteigert werden kann.

Die Reginalampe ist, wie sich aus dem Schaltungsschema (Fig. 6) ergibt, eine Hauptstromlampe. Ihre Regulierung wird durch ein Solenoid bewirkt, innerhalb welchem sich ein die obere Kohle tragender Eisenkern bewegt, der je nach den Schwankungen der Intensität des magnetischen Feldes entweder in die Höhe gezogen, oder nach unten gelassen wird. Da der Eisenkern den Veränderungen des magnetischen Feldes fast unmittelbar folgt, ist die Regulierung nicht nur eine sichere, sondere auch eine zarte.

Textabbildung Bd. 318, S. 814
Textabbildung Bd. 318, S. 814

Die Lichtemission dieser Lampe ist eine günstige, indem die Lichtausstrahlung in die Breite unter einem Winkel von 120° erfolgt, was sich sowohl aus der grösseren Länge des Lichtbogens, als auch aus der Form des Abbrandes erklärt, indem hierbei keine Kraterbildung auftritt. Fig. 7 und 8 veranschaulichen den Gegensatz des Lichtbogens einer gewöhnlichen Bogen- und Photometer links, einer derartigen Dauerbrandlampe. Die Lichtbogenlänge einer Dauerbrandlampe beträgt bei einer Spannung von 100 Volt 7-10 mm, die einer gewöhnlichen Lampe hingegen nur 2-3 mm.

Nach den von Prof. Wedding durchgeführten Untersuchungen dieser Lampe ist der Energieverbrauch für die als Einheit dienende H. K. viel geringer als bei gewöhnlichen Bogenlampen. Sie beträgt für eine. 110 Volt-Bogenlampe bei 6 Amp. 1,075 Watt. Im Vergleiche sei hier der Energieverbrauch verschiedener anderer Lampen angeführt. Er beträgt für eine Janduslampe 2,33, für eine Wechselstrombogenlampe 1,90, für eine Nernstlampe 1,87 und für eine Gleichstrombogenlampe 1,37 Watt f. d.h. K.

Dieses günstige Verhalten der Reginalampe wird von Dr. B. Donath2) der durch den Abschluss gegen aussen erzielten höheren Temperatur und der damit in Verbindung stehenden Verschiebung des Energiemaximums in der Richtung der kürzeren Wellen, sowie der Grösse des Lichtbogens, welcher selbst viel zur Ausstrahlung des Lichtes beiträgt, zugeschrieben. Während der Lichtbogen einer gewöhnlichen Bogenlampe in der Projektion ein ziemlich lichtloses Gebilde darstellt, erscheint der Lichtbogen der Janduslampe in der Projektion intensiv hell. Nach der Ansicht von Donath nähert sich die Entladung in dem abgeschlossenen Raume derjenigen einer schwach luftleer gemachten Geislerröhre.

Wiewohl sich ein Druckunterschied innerhalb und ausserhalb des Glases nicht feststellen lässt, was ja auch kaum erwartet werden kann, da die Abschlussglocke mit der Aussenluft, wenn auch in geringem Grade kommuniziert, so darf hierbei doch nicht übersehen werden, dass die sauerstoffarme Innenluft schon wegen ihrer ausserordentlichen Temperatur stark verdünnt ist. Sobald daher die Lampe sich diese Verdünnung herstellt, wächst mit ihr auch dieLichtemission wegen der steigenden Temperatur und der nun beginnenden Anteilnahme des Bogens an der Lichtentwicklung. Hierbei kommt noch in Betracht, dass durch die Entladung im gas verdünnten Raume, der Lichtbogen, den ihn emportreibenden Kräften entzogen, einen stabilen Sitz erhält.

Als besonders bemerkenswert wurde seitens Dr. Donath die grosse photographische Aktinität der Lampe hervorgehoben. Eine diesbezüglich durchgeführte. Messung ergab folgende Ergebnisse:

Regina-Lampe 220 Volt × 3 Amp. Aktinität 1,
„ „ 110 Volt × 6 Amp. ½ . 6
Offene Lampe 55 Volt × 12 Amp. ¼ . 4
Atelierfenster (Januar, 12 Uhr, blauer Himmel) ⅕ . 4
( „ „ „ bedeckter „ ) 1/9 . 1
Offene Lampe 55 Volt. × 6 Amp. 1/9

Wie sich hieraus ergibt, nimmt die Aktinität der Lampe mit Erhöhung der Spannung wesentlich zu.

Fig. 9 zeigt die Kurve der Lichtverteilung und Lichtintensität der Reginalampe nach den Untersuchungen von Prof. W. Wedding, aus welcher der Wattverbrauch der Lampe pro H. K. berechnet wurde. Nach der seitens des elektrotechnischen Vereins an der technischen Hochschule zu Darmstadt durchgeführten Photometrierung soll sich für die Lampe gleicher Grösse nur ein, Stromverbrauch von 1,065 Watt pro H. K. ergeben haben.

Vergleicht man den Energieverbrauch für die Normalkerze einer Janduslampe, einer offenen Bogenlampe und einer Reginalampe, so ergiebt sich bei gleichem Energieaufwand bei der letzteren Lampe eine um 60 v. H. günstigere Lichtwirkung gegenüber der ersteren und eine um 30 v. H. günstigere gegenüber der zweiten.

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Als ein besonderer Vorzug dieser Lampe ist nebst den bereits erwähnten, die grosse Einfachheit der Konstruktion hervorzuheben. Das Lampengestell wird aus einem gezogenen Messingrohr gebildet, in welchem die ganze bewegliche Armatur, der Eisenkern und eine Luftpumpe Platz findet. Das ganze Gestellrohr ist genau ausgedreht, poliert und sehr fest gehalten, sodass eine Beschädigung dieses einzigen von aussen zugänglichen Teiles der Lampe nahezu ausgeschlossen ist. Der Widerstand steht nicht mit dem Lampengestell in Verbindung, sondern ist in dem unteren Teile des äusseren Schutzgehäuses leicht verstellbar untergebracht.

Das Schutzgehäuse selbst besteht aus feueremailliertem Stahlblech oder aus Messing und ist gänzlich von dem Lampengestell isoliert. Das Innere der Lampe welches nur durch das kleine Luftzuführungsrohr in Verbindung mit der Aussenluft steht, ist infolgedessen gegen Witterungseinflüsse vollkommen geschützt.

Die Lampe wird für Spannungen von 100-300 Volt |815| gebaut und kann jederzeit einzeln geschaltet werden. Gelangen mehrere Lampen in einem Stromkreis zur Anwendung, so werden sie parallel geschaltet, was die Art und Weise der Leitungführung wesentlich vereinfacht.

Die Ingangsetzung und Regulierung der Lampe vollzieht sich (Fig. 6) in folgender Weise. Der bei + eintretende Strom durchläuft das Solenoid, geht von da zur positiven Kohle über den Lichtbogen, die negative Kohle und von selber über den Vorschaltewiderstand zur negativen Leitung. Berühren sich die Kohlen, was vor Angehen der Lampe jedesmal der Fall ist, so zieht das Solenoid den Eisenkern in sich hinein. Hierdurch werden drei an schrägen Flächen gleitende Klemmringe zusammengedrängt, klemmen die Kohle fest und ziehen sie in die Höhe. Es bildet sich sonach der Lichtbogen, dessen Länge sich genau ausreguliert. Die Bewegungen des Eisenkernes werden durch eine Pumpe gedämpft. Die Leitung von der negativen Kohle zu dem in dem Schutzgehäuse untergebrachten Vorschalte- oder Beruhigungswiderstand führt durch das Luftzuführungsrohr.

Die innere Glocke der Lampe, wird noch von einer äusseren aus starkem Glase hergestellten grösseren Schutzglocke umgeben welche gleichfalls ziemlich dicht an das äussere Schutzgehäuse anschliesst. Hierdurch ist jede Feuersgefahr ausgeschlossen, indem selbst, wenn die innere Glocke bersten sollte, ein Wegschleudern glühender Kohlestückchen durchaus hintangehalten wird.

Es erscheint somit allen an die Dauerbrandlampen gestellten Anforderungen mit dieser Lampe voll Rechnung getragen, indem sie als durchaus gefahrlos angesehen werden kann, an die Bedienung die geringsten Anforderungen stellt, im Betriebe billiger ist als alle anderen Bogenlampen, in bezug auf Lichtemission und Licht Verteilung vollkommen entspricht und ausserdem noch den Vorteil hat, an jede Netzspannung von 100-300 Volt in Parallelschaltung angeschlossen werden zu können.

Wie sich aus der Lichtverteilungskurve (Fig. 9 ergibt) ist auch bei dieser Lampe ein gewisses Wandern des Lichtbogens bemerkbar, doch soll dies in keiner Weise störend wirken, und die äussere Glaskugel stets voll in hellem weissen Lichte erstrahlen, ohne dass sich Schatten in dem oberen oder unteren Teile derselben zeigen.

Die grosse Aktinität dieser Lampe sichert ihr jedoch noch eine andere Verwendung und zwar für photographische Reproduktionszwecke. Die chemische Wirksamkeit dieser Lampe soll nach den Untersuchungen von Dr. Donath, gutem Sonnenlichte im Sommer gleichkommen. Die Aktinität der Lampe steigt mit der Spannung, da die kurzwelligen aktinisch in steigender Reihenfolge wirkenden blauen, violetten und ultravioletten Strahlen im elektrischen Lichtbogen bei hohen Spannungen und hohen Temperaturen entstehen.

In Ausnutzung dieser Erkenntnis hat die Regina-Lampenfabrik besondere Kopierlampen für hohe Spannungen gebaut, durch welche es nunmehr möglich ist, Kopien von Zeichnungspausen, Photographien usw. auch zur Winterzeit in derselben Zeit herzustellen wie im Sommer. Dabei geschieht das Arbeiten nach genau bekannten Expositionszeiten, wodurch eine Kopie wie die andere werden muss, und man auch nicht jenen Unsicherheiten ausgesetzt ist, welche sich aus der schwierigen Beurteilung der jeweiligen Intensität des Sonnenlichtes ergeben.

Textabbildung Bd. 318, S. 815

Der Stromverbrauch einer 220 Volt Gleichstromlampe Regina beträgt 880 Watt und können damit je nach der Grösse bis zu 2 Lichtpausen in der Stunde hergestellt werden. Eine gewöhnliche Gleichstromlampe würde hierfür nach der Aktinitätstabelle bei gleicher Leistungsfähigkeit die fünffache Energiemenge verbrauchen.

Es ist daher nicht zu verwundern, dass sich diese Kopierlampe, von welcher eine Ausführungsform in Fig. 10 dargestellt ist, in photographischen Ateliers, in Lichtpauseanstalten und grösseren technischen Bureaus raschen Eingang zu verschaffen wusste.

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Prof. Wedding, E. T. Z., H. 50, 1897.

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E. T. Z. 1902, H. 11.

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