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"Système de lampe à arc"
La présente invention a pour objet un système de lampe à arc, applicable en particulier aux lampes à arc de projecteurs, et caractérisé essentiellement par ce fait que le charbon positif de la lampe est entraîné, d'une façon cons- tante, dans un mouvement de rotation ainsi que dans un mouvement d'avancement (à vitesse supérieure, de préférence, à sa vitesse d'usure), tandis que le charbon négatif ne recule jamais, et avance par intermittence .
Un moteur électrique, comportant par exemple un en- roulement gros fil en série et un enroulement fil fin en déri-
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v,ation avec la lampe, et tournant d'une façon continue, peut servir à assurer d'une part cette commande constante du positif et d'autre part cette commande intermittente du négatif grâce à un embrayage centrifuge qui entre en action pour produire l'avance du négatif dès que la vitesse du moteur augmente sous l'effet d'un allongement de l'arc .
Une autre caractéristique de l'invention consiste à interposer, sur la commando du charbon positif, un différentiel qui permet de donner à ce dernier une vitesse inférieure à sa vitesse d'usure au moment où le cratère de ce charbon tend à dépasser le foyer de la lampe; ceci dans le but de maintenir ce cratère au foyer .Un thermostat recevant à ce moment un faisceau de rayons lumineux émanant du cratère du positif peut servir, par l'intermédiaire d'un relais et de toute transmis- sion appropriée, à libérer à cet effet un des satellites du différentiel, normalement immobilisé .
Une autre caractéristique de l'invention consiste à combiner les enroulements du moteur avec une résistance régla- ble qui permet d'adapter à la lampe les voltages différents nécessités par les différentes qualités de charbons utilisés ; ceci dans le but de maintenir toujours à la même valeur la vitesse normale du moteur, en raison du règlage obtenu une fois pour toutes de l'embrayage centrifuge .
Une autre caractéristique de l'invention consiste à prévoir sur le stator du moteur un enroulement supplémentaire
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à fil fin, destiné à recevoir le courant de faible intensité qui passe encore lors de la coupure du circuit principal et de l'extinction de l'arc; ceci dans le but de permettre au mo- teur de tourner encore à vitesse supérieure à sa vitesse nor- male, et de mettre ainsi en aotion l'embrayage centrifuge afin de combler, par une nouvelle avance progressive du négatif l'écart qui subsiste encore entre les deux charbons après l'a- vance instantanée du négatif produite à la manière connue par l'extinction de la lampe et d'assurer ainsi leur mise en contact sans à-coups en vue d'un nouvel allumage .
Aux dessins ci-joints est représentée, à titre d'exem- ple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'in- vention .
Dans ces dessins :
Fig/ 1, 2 et 3 sont des vues schématiques de la com- mande des charbons de la lampe, les fig. 2 et 3 étant des rabat- tements des parties du mécanisme de commande qui se trouvent disposées de part et d'autre du moteur électrique représenté en fig. 1 avec son embrayage centrifuge ;
Fig. 4 est une vue ,de détail de la partie supérieure du mécanisme de fig. 2 ;
Fig. 5 et 6 sont des vues en coupe par A-B et C-D de f ig. 4 ;
Fig. 7 est un schéma électrique de la lampe .
1 et 2 sont les charbons positif t négatif de la
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lampe à arc .
Le charbon positif 1 reçoit d'un moteur électrique 3 (fig. 1) un mouvement continu de rotation et un mouvement continu d'avancement à une vitesse légèrement supérieure en principe à, sa vitesse d'usure normale .
Cette double commande du charbon positif s'effectue par l'intermédiaire d'une vis 4, d'un. pignon 5 dont l'arbre 6 (fig. 2) attaque par un pignon 7 un différentiel 8 dont le satellite 9 est normalement immobilisé comme on le verra ci- après, d'un train d'engrenages d'angle 10-11 dont la roue 11 commande la rotation du charbon positif par l'intermédiaire de la douille-support 12 dans laquelle pénètre ce dernier . La roue 11 porte un pignon denté 13 qui, engrenant avec un pignon fixe 14, tourne sur lui-même, lors de la rotation de la roue 11., 'en entraînant la rotation d'une vis sans fin 15 qui entratne la roue striée 16 ; cette dernière fait tourner, par l'inter- médiaire du pignon 17 et de la roue 18, la mollette 19 d'avan cernent du charbon positif 1, guidé par les contre-mollettes 20 (fig. 2, 4, 5, 6) .
On peut aussi manoeuvrer éventuellement à la main le charbon positif à l'aide du volant 21 de l'embrayage 22 et du train d'engrenages d'angle 23 (fig. 2) .
Le charbon négatif 2 ne recule jamais et reçoit, du même. moteur 3, un mouvement d'avancement intermittent par l'intermédiaire: d'un embrayage centrifuge 24, de type connu
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quelconque, qui entre en action seulement lorsque le moteur 3 atteint une certaine vitesse, d'une vis 25 et d'un pignon 26 dont l'arbre porte une vis crémaillère 27 actionnant un pignon 28, d'un jeu d'engrenages d'angle 29, d'un pignon et d'une roue dentée 30-31, d'une mollette 32 d'entraînement du charbon 2 guidé d'autre part par des contre-mollettes 33 (fig. 3)
La vis crémaillère est montée sur l'arbre 34 par l'intermédiaire d'une clavette longue de manière à pouvoir coulisser sur cet arbre .
Il est prévu un dispositif connu quelconque de manoeu- vre à la main de l'avancement du charbon négatif à l'aide d'un volant 35 par exemple, dont la douille 36 s'emboîte sur un carré d'extrémité 37 de l'arbre 34
38 (fig. 3) est l'électro d'allumage rapide de la lampe qui produit l'avancement instantané du charbon négatif (sans ramener toutefois au contact du charbon positif afin d'évi- ter, à l'extinction, une mise en contact brutale des charbons) en déplaçant le long de l'arbre 34 la vis crémaillère 27 grâce à la biellette 39 pivotée en 40 et au levier à trois branches 41, pivoté en 42 et relié par une articulation 43 à l'extré- mité de la biellette 39 44 est le ressort de rappel de l'ar- mature de l'électro 38 .
Le moteur électrique 3 comporte un enroulement gros fil a (fig. 7) dans lequel passe tout le courant de la lampe @ et un enroulement b en dérivation aux bornes de la lampe; il
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comporte également un enroulement supplémentaire c. d est une résistance de règlage;e un relais d'allu- mage à distance de la lampe, de type connu quelconque, qui, lorsqu'il est excité, ferme en eT le circuit principal de com- mande et ferme en même temps des contacts f-g: h est la résis- tance de réallumage, de type connu .
8i est un thermostat à lames métalliques de type connu. sur les lames duquel est projeté par une lentille (non figurée) ou tout autre système optique, un faisceau lumineux provenant du cratère du charbon positif 1; 45 est un électro, branché sur le circuit du thermostat (fig. 2 et 7) et dont l'armature peut immobiliser ou libérer par l'intermédiaire d'un cliquet à ressort 46, pivoté en 47, un rochet 48 calé sur l'arbre 49 du satellite 9 du différentiel 8 . k est un commutateur permettant de suppléer éventuel- lement le thermostat i . '
1 est un interrupteur coupant le circuit du moteur 3 pour permettre d'effectuer à la main le règlage de la lampe .
Le fonctionnement de la lampe est dès lors le suivant: @
En cours de fonctionnement, le moteur 3 tourne d'une façon continue et à une vitesse pratiquement constante, le char- bon négatif 2 reste immobile et le charbon positif 1 tourne sur lui-même tout en avançant progressivement à une vitesse supérieure en principe à sa vitesse d'usure .
Lorsque l'arc électrique s'allonge, ;son voltage aug-
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mente, son intensité diminue; le moteur 3 se met donc à tourner plus vite et, à un moment donné, l'embrayage centrifuge 24 entre en action, produisant un certain mouvement d'avance du oharbon négatif.
L'arc se raccourcit et, lorsque l'équilibre de voltage et d'ampérage est établi, le moteur ralentit et re- prend sa vitesse primitive, l'embrayage centrifuge ayant cessé d'agir et le charbon négatif s'étant arrêté
Lorsqu'on raison de sa vitesse d'avancement (plus grande que sa vitesse d'usure normale), le cratère du charbon positif a tendance à dépasser le foyer de la lampe, le rayon lumineux traversant la lenti lle par exemple vient tomber sur les lames du thermostat i qui viennent au collage, permettant ainsi à l'électro du thermostat 45 d'être excité et de libérer le satellite 9 du différentiel 8; le satellite 9 n'étant plus immobilisé, l'arbre 50 du différentiel tourne à vitesse moitié de sa vitesse de rotation précédente et le charbon positif 1, ralentissant son avance, ramène son cratère en deçà du foyer de la lampe;
aussitôt le rayon lumineux cessant de tomber sur le thermostat i, les lames de ce dernier se séparent, l'électro 45 se désexcite et le cliquet 46 immobilise à nouveau le sa- tellite 9 du différentiel; le charbon positif 1 reprend son avancement à vitesse plus grande que sa vitesse normale d'usure et ainsi de suite Le cratère du positif reste bien ainsi, en substance, au foyer de la lampe
Si l'on doit utiliser sur la lampe de charbons de
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qualités différentes, il y a lieu d'adapter la lampe aux nou- veaux voltages qui en résultent, afin de maintenir la vitesse normale du moteur 3 à sa valeur toujours la même . Il est in- dispensable en effet qu'il en soit ainsi, l'embrayage centri- fuge 24, réglé une fois pour toutes, entrant toujours en action pour une même valeur de cette vitesse .
On règle alors convena blement et suivant le type de charbon utilisé, la portion de la résistance d en circuit avec l'enroulement en dérivation b du moteur, de manière à maintenir pratiquement constante cette vitesse du moteur .
Lorsque le relais d'allumage à distance e cesse d' être excité, il coupe en et le circuit principal et l'arc s'éteint, la valeur de la résistance h étant trop élevée pour permettre le passage d'un courant suffisant pour alimenter un arc , L'électro 38 cessant d'être excité, son armature est brusquement rappelée par le ressort 44, en produisant, comme on l'a vu ci-dessus, l'avance instantanée du charbon négatif 2 qui vient presque au contact du charbon positif 1 .
Pour combler l'écart restant encore entre les deux charbons, le courant de faible intensité qui passe par la ré- sistance h et l'enroulement supplémentaire c permet au moteur 3, et bien que le courant' principal se trouve Interrompu, de tourner (en moteur série) à une vitesse supérieure à sa vitesse normale et d'actionner par suite l'embrayage centrifuge 24, ce qui produit une avance du charbon négatif qui vfent au contact
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du charbon positif .
Aussitôt les charbons au contact, la lampe est prête pour un nouvel allumage instantané ; dès que l'on excitera à nouveau le relais e, le courant principal passera à nouveau dans la lampe et l'électro 38, excité, écartera brusquement le charbon négatif du charbon positif, l'arc étant amorcé .
Il y a lieu de remarquer que l'intensité parcourant les charbons 1-2 au contact pendant la période d'extinction de la lampe est très faible et pratiquement négligeable .
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"Arc lamp system"
The object of the present invention is an arc lamp system, applicable in particular to projector arc lamps, and characterized essentially by the fact that the positive carbon of the lamp is driven, in a constant manner, in a movement. of rotation as well as in a forward movement (at higher speed, preferably at its wear speed), while the negative carbon never backs up, and advances intermittently.
An electric motor, comprising for example a coarse wire winding in series and a fine wire winding in derivation.
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v, ation with the lamp, and rotating continuously, can be used to ensure on the one hand this constant control of the positive and on the other hand this intermittent control of the negative thanks to a centrifugal clutch which comes into action to produce the Advance of the negative as soon as the speed of the motor increases under the effect of an extension of the arc.
Another characteristic of the invention consists in interposing, on the positive carbon commando, a differential which makes it possible to give the latter a speed lower than its rate of wear at the moment when the crater of this carbon tends to exceed the focus of the lamp; this in order to keep this crater in focus. A thermostat receiving at this moment a beam of light rays emanating from the positive crater can be used, by means of a relay and any appropriate transmission, to release to this effect one of the differential satellites, normally immobilized.
Another characteristic of the invention consists in combining the windings of the motor with an adjustable resistor which makes it possible to adapt to the lamp the different voltages required by the different qualities of carbon used; this with the aim of always maintaining the normal speed of the engine at the same value, by virtue of the adjustment obtained once and for all of the centrifugal clutch.
Another characteristic of the invention consists in providing on the stator of the motor an additional winding
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with fine wire, intended to receive the low intensity current which still passes during the breaking of the main circuit and the extinction of the arc; this with the aim of allowing the engine to turn again at speed higher than its normal speed, and thus to put in motion the centrifugal clutch in order to fill, by a new progressive advance of the negative the gap which still remains between the two coals after the instantaneous advance of the negative produced in the known manner by the extinction of the lamp and thus ensuring their smooth contact with a view to a new ignition.
In the accompanying drawings is shown, by way of non-limiting example, an embodiment of the object of the invention.
In these drawings:
Figs / 1, 2 and 3 are schematic views of the control of the lamp coals, figs. 2 and 3 being folds of parts of the control mechanism which are located on either side of the electric motor shown in FIG. 1 with its centrifugal clutch;
Fig. 4 is a detailed view of the upper part of the mechanism of FIG. 2;
Fig. 5 and 6 are sectional views through A-B and C-D of fig. 4;
Fig. 7 is an electrical diagram of the lamp.
1 and 2 are the positive t negative charcoals of the
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arc lamp.
The positive carbon 1 receives from an electric motor 3 (fig. 1) a continuous rotational movement and a continuous forward movement at a speed slightly greater in principle than its normal wear speed.
This double control of the positive carbon is effected by means of a screw 4, a. pinion 5 whose shaft 6 (fig. 2) engages by a pinion 7 a differential 8 whose satellite 9 is normally immobilized as will be seen below, of an angle gear train 10-11 whose wheel 11 controls the rotation of the positive carbon by means of the support sleeve 12 into which the latter enters. The wheel 11 carries a toothed pinion 13 which, meshing with a fixed pinion 14, turns on itself, during the rotation of the wheel 11., 'by causing the rotation of a worm 15 which drives the multi-ribbed wheel 16; the latter rotates, via the pinion 17 and the wheel 18, the front wheel 19 encircling the positive carbon 1, guided by the counter-knobs 20 (fig. 2, 4, 5, 6) .
The positive carbon can also be manually operated by hand using the flywheel 21 of the clutch 22 and the angle gear train 23 (fig. 2).
The negative carbon 2 never recedes and receives the same. engine 3, intermittent forward movement by means of: a centrifugal clutch 24, of known type
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any, which comes into action only when the motor 3 reaches a certain speed, a screw 25 and a pinion 26 whose shaft carries a rack screw 27 actuating a pinion 28, of a set of gears angle 29, a pinion and a toothed wheel 30-31, a wheel 32 for driving the carbon 2 guided on the other hand by counter-wheels 33 (fig. 3)
The rack screw is mounted on the shaft 34 by means of a long key so as to be able to slide on this shaft.
Any known device is provided for manually operating the advancement of the negative carbon by means of a flywheel 35 for example, the sleeve 36 of which fits onto an end square 37 of the. tree 34
38 (fig. 3) is the rapid ignition electro of the lamp which produces the instantaneous advance of the negative carbon (without, however, bringing back into contact with the positive carbon in order to avoid, on extinction, a setting. sudden contact of the carbon brushes) by moving the rack screw 27 along the shaft 34 thanks to the rod 39 pivoted at 40 and the three-branch lever 41, pivoted at 42 and connected by an articulation 43 to the end of the rod 39 44 is the return spring for the frame of the electro 38.
The electric motor 3 comprises a coarse wire winding a (fig. 7) in which all the current of the lamp @ passes and a winding b in bypass at the terminals of the lamp; he
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also has an additional winding c. d is a setting resistor; e a remote lamp ignition relay of any known type which, when energized, closes the main control circuit and at the same time closes contacts fg: h is the reignition resistor, of known type.
8i is a thermostat with metal blades of known type. on the blades of which is projected by a lens (not shown) or any other optical system, a light beam coming from the crater of positive carbon 1; 45 is an electro, connected to the thermostat circuit (fig. 2 and 7) and whose armature can immobilize or release by means of a spring-loaded pawl 46, pivoted at 47, a ratchet 48 wedged on the shaft 49 of satellite 9 of differential 8. k is a switch which can be used to replace thermostat i. '
1 is a switch cutting the circuit of the motor 3 to allow the adjustment of the lamp by hand.
The operation of the lamp is therefore as follows: @
During operation, the motor 3 rotates continuously and at a practically constant speed, the negative carbon 2 remains stationary and the positive carbon 1 rotates on itself while progressively advancing at a speed greater in principle than its rate of wear.
When the electric arc lengthens, its voltage increases
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lies, its intensity decreases; the motor 3 therefore starts to turn faster and, at a given moment, the centrifugal clutch 24 comes into action, producing a certain forward movement of the negative carbon.
The arc is shortened and, when the balance of voltage and amperage is established, the motor slows down and returns to its original speed, the centrifugal clutch having ceased to act and the negative carbon having stopped.
When due to its forward speed (greater than its normal wear speed), the positive carbon crater tends to exceed the focus of the lamp, the light ray passing through the lens, for example, falls on the blades of the thermostat i which come to the bonding, thus allowing the electro of the thermostat 45 to be excited and to free the satellite 9 from the differential 8; the satellite 9 no longer being immobilized, the shaft 50 of the differential rotates at half its previous speed of rotation and the positive carbon 1, slowing its advance, brings its crater back below the focal point of the lamp;
as soon as the light beam stops falling on thermostat i, the latter's blades separate, electro 45 de-energizes and pawl 46 again immobilizes satellite 9 of the differential; the positive carbon 1 resumes its advancement at a speed greater than its normal rate of wear and so on The crater of the positive remains thus, in substance, at the focus of the lamp
If you have to use carbon brushes on the
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different qualities, it is necessary to adapt the lamp to the new voltages which result therefrom, in order to maintain the normal speed of the motor 3 at its value always the same. It is in fact essential that this be so, the centrifugal clutch 24, adjusted once and for all, always coming into action for the same value of this speed.
The portion of the resistor d in circuit with the shunt winding b of the motor is then adjusted suitably and depending on the type of carbon used, so as to maintain this motor speed practically constant.
When the remote ignition relay e ceases to be energized, it cuts in and the main circuit and the arc goes out, the value of the resistor h being too high to allow the passage of a sufficient current to supply power. an arc, the electro 38 ceasing to be excited, its armature is suddenly returned by the spring 44, producing, as we have seen above, the instantaneous advance of the negative carbon 2 which comes almost in contact with the positive charcoal 1.
To fill the gap still remaining between the two coals, the low current which passes through the resistor h and the additional winding c allows the motor 3, and although the main current is interrupted, to turn ( in series motor) at a speed higher than its normal speed and consequently actuate the centrifugal clutch 24, which produces an advance of the negative carbon which vfent on contact
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positive charcoal.
As soon as the coals come into contact, the lamp is ready for instant re-ignition; as soon as relay e is energized again, the main current will pass again through the lamp and the electro 38, when excited, will abruptly remove the negative carbon from the positive carbon, the arc being initiated.
It should be noted that the intensity traversing the coals 1-2 on contact during the period of extinction of the lamp is very low and practically negligible.