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Bei der Hintereinanderschaltung von Glühlampen werden vielfach Nebenschlusswiderstände angewandt, die beim Brennen der Lampe einen so hohen Widerstand haben, dass kein nennenswerter Strom hindurchgeht, und im Falle des Durchbrennens einer Lampe den Strom durchlassen. Es sind für diese Zwecke die verschiedensten Stoffe vorgeschlagen worden, wie Karborund, Aluminiummetallpulver u. dgl.
Alle diese Nebenschlusswiderstände sind jedoch nicht zuverlässig genug.
Gegenstand vorliegender Erfindung sind Ersatzwiderstände oder auch Kurzschliesser, die aus Schichten, Lagen oder Platten metallischer oder nichtmetallischer Stoffe bestehen, die wenigstens eine Stelle oder Fläche aufweisen, die den Strom nur in einer Richtung durchlässt. Vorrichtungen, die diese Eigenschaften aufweisen, sind in letzter Zeit zur Gleichrichtung von Wechselstrom vorgeschlagen worden und im Handel erhältlich. Der wirksame Teil dieser Vorrichtungen besteht meist aus einem oder zwei schlecht leitenden, zweckmässig nichtmetallischen Stoffen, die zwischen Metallplatten od. dgl. angeordnet sind ; bisher sind für diesen Zweck mit Erfolg u. a. angewendet worden Kupferoxydul, Selen, Tellur, Kupferjodür.
Diese Vorrichtungen haben die Eigenschaft, bis zu Spannungen, die je nach der Art der verwendeten chemischen Stoffe verschieden sein können, einen nennenswerten Strom nur in einer Rich- tung durchzulassen, in der ändern Richtung jedoch fast völlig zu sperren. Bei den im allgemeinen gebräuch- lichen Anordnungen liegt diese Durchschlagspannung etwa zwischen 20 und 30 Volt. Hieraus ergibt sich ihre Anwendungsmöglichkeit für Nebenschlusswiderstände für die meisten in Anwendung befindlichen Spannungen für Reihenschaltungen.
Solche Nebenschlusswiderstände können auf ganz dieselbe Weise hergestellt werden wie die Gleichrichter, in einigen Fällen ergibt sich jedoch eine Vereinfachung. Man kann also z. B. Platten aus geeigneten Stoffen aufeinanderlegen und durch dauernden Druck zusammenhalten, oder man kann zweckmässiger durch Zusammenpressen der geeigneten Stoffe in Pulverform zu einem einzigen Pressling eine Vorrichtung erhalten, die zwischen federnde Kontakte gesteckt werden kann.
Bei Gleichstrom genügt eine einzige Gleichrichterzelle bei richtiger Polung. Bei Wechselstrom muss man zwei Elemente gegeneinanderschalten. Jedoch ist es auch bei Gleichstrom zweckmässig, zwei hintereinandergeschaltete Elemente zu verwenden, wodurch eine besondere Vorschrift über das Polen sich erübrigt. Für den vorliegenden Zweck kann man diese Elemente noch dadurch vereinfachen, dass man zwei oder mehr nur in einer Richtung durchlässige Schichten in demselben Körper, in entgegengesetzter Richtung angeordnet, vorsieht. Die Vorrichtungen nehmen dann eine besonders einfache Form an. Sie bestehen dann nur aus einer Schicht eines geeigneten Stoffes, der auf beiden Seiten mit Metallbelegungen versehen ist, z. B. aus einer Schicht von Kupferjodür CuJ mit fest aufgepressten oder aufgespritzten Bleibelegtngen auf beiden Seiten.
Für den Durchtritt des negativen Stromes (der Elektronen) ist dann eine Sperre vorhanden in der Richtung vom Kupferjodür zum Blei für beide Richtungen, d. h. es geht weder Gleichstrom bei beliebiger Polung noch Wechselstrom hindurch. Bei Lampen mit höheren Spannungen kann man mehrere Paare von gegeneinandergeschalteten Zellen in Reihe schalten. Selbstverständlich kann man die Elemente für grössere Spannungen oder Stromstärken auch in beliebiger Weise nebenund hintereinander anordnen.
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Als Ausführungsbeispiel sei genannt eine Zelle, bestehend aus einer Bleiplatte, einer Platte von Kupferjodür und hierauf folgend einer Kupferplatte.
Derartige Nebenschlusswiderstände zeigen keinerlei Stromverbrauch und wirken in allen Fällen vollkommen zuverlässig bei Gebrauch der üblichen Spannungen von 110 und 220 Volt für die ganze Reihe der hintereinandergeschalteten Lampen und für Spannungen bis zu 30 Volt und darüber für eine Lampe bei Verwendung nur eines Nebenschlusswiderstandes oder Kurzschliessers. Die Schwierigkeiten, die der grösseren Anwendung der Reihenlampenbeleuchtung bisher entgegenstanden, sind mit einem Male beseitigt. Hieraus ergibt sich ein besonderer Vorteil.
Man kann nunmehr an Stellen, wo man bisher eine grössere Anzahl einzelner Lampen für hohe Spannungen. verwendet hat, einzelne Lampen derselben Lichtstärke für niedrige Spannungen verwenden, die in der Ausführung als gasgefüllte Lampen mit kurzem dicken Leuchtkörper sich etwa für nur-die Hälfte des Wattverbrauches herstellen lassen. Das entspricht einer Verbilligung der Kosten der elektrischen Beleuchtung für ein grösseres Anwendungsgebiet auf etwa die Hälfte. Es darf nicht unerwähnt bleiben, dass selbstverständlich im Falle des Durchbrennens einer Lampe und des Anspreehens des Ersatzwiderstandes die anderen Lampen der Reihe eine etwas höhere Spannung erhalten. Diese Erhöhung ist um so kleiner, je grösser die Lampenzahl ist. Sie spielt jedoch bei rechtzeitigem Ersatz der durchgebrannte Lampe durch eine neue keine erhebliche Rolle.
Man kann jedoch auch in den Stromzweig des Ersatzwiderstandes einen Widerstand legen, der dem der Lampe etwa gleich ist. Auch kann man für diesen Zweck eine zweite Lampe vorsehen oder noch weitere oder auch weitere Glühfäden in derselben Lampe. In den andern Fällen kann man zweckmässig den Ersatzwiderstand in dem Hals des Glaskolbens oder in dem Sockelteil der Lampe unterbringen.
Eine besonders leichte und bequeme Anbringung des Nebenschluss-oder Ersatzwiderstandes, u. zw. auch selbst nachträglich an bereits fertiggestellten Lampensockeln ergibt sich, wenn der Neben- schlusswiderstand zwischen die stromführenden Metallteile des Sockels eingebaut wird. Erfindungsgemäss werden dabei die stromführenden Metallteile des Sockels als äussere Metallschichten des mehrschichtigen Widerstandes ausgenutzt, so dass die Metallteile des Sockels nur von der nichtmetallischen andern Schicht bzw. den nichtmetallischen andern Schichten des Widerstandes überbrückt werden.
Ein Ausführungbeispiel ist Kupferjodür oder eine Kupferjodür enthaltende Masse als nicht metallische Schicht zwischen den beiden verbleiten oder versilberten als Zuleitungen dienenden Metallteilen des Sockels, beim Edisonsockel also zwischen der Bodenplatte und der Gewindehülse. Diese Anordnung stellt dann zwei Sperrschichten dar, die gegeneinander geschaltet sind (erstens die Grenzfläche vom Überzug der Bodenplatte zum Kupferjodür und zweitens die vom Kupferjodür zum Überzug der Gewindehülse). Sie sperrt also für Gleich-und Wechselstrom unabhängig von der Richtung.
Auf der Zeichnung ist in den Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel eines gemäss der Erfindung ausgebildeten Lampensockels nebst Nebenschlusswiderstand im Schnitt und in Oberansicht dargestellt.
Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines mit einem Nebenschlusswiderstand nach der Erfindung ausgestatteten Lampensockels.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Sockel besteht in bekannter Weise aus einer Gewindehülse a, einer Bodenplatte b und einem aus Isoliermaterial, etwa Glas, Porzellan od. dgl. bestehenden Zwischenteil c.
An die beiden Metallteile a, b des Sockels sind die nicht dargestellten Stromzuführungen des ebenfalls nicht dargestellten Leuchtkörpers der Lampe in bekannter Weise herangeführt und festgelegt, etwa festgelötet. Die beiden Metallteile a, b des Sockels bilden die äusseren metallischen Schichten des in beiden Richtungen stromundurchlässigen mehrschichtigen Nebenschlusswiderstandes, zu welchem Zwecke sie entweder aus geeigneten Metallen, beispielsweise Blei oder Silber, bestehen oder, wie dargestellt, Überzüge a', b'aus derartigen Metallen aufweisen können. Die nichtmetallische, den Stromdurchgang in einer Richtung sperrende Zwischenschicht wird durch vier in Rillen d des Isolationsteiles c eingebettete, die Metallteile untereinander verbindende Streifen e aus einem geeigneten, schlecht leitenden Stoffe, z. B. Kupferjodür oder Kupferoxydul, gebildet.
Eine leichte Anbringung des Kupferjodürs ergibt sich, wenn dieses durch Beigabe eines Bindemittels, wie etwa Schellacklösung, in Pastenform gebracht und in die Rillen d eingestrichen wird. Nach Verdunstung des Bindemittels ergeben sich dann fest in den Rillen d haftende starre Kupferj0 dürstreifen. Zur Erhöhung des Widerstandes können dem pastenförmigen Kupferjodür gegebenenfalls noch Salze leicht schmelzbarer Metalle, etwa Blei-oder Kupfersalze, beigegeben werden. Brennt der Leuchtkörper der Lampe durch, so wird, da in diesem Falle die volle Netzspannung an dem Widerstand liegt, dieser durchschlagen und die Lampe kurzgeschlossen.
Enthalten die Streifen e Salze leicht schmelzbarer Metalle, so wird an den vom Strom durchschlagenen
Streifen ausserdem noch gleichzeitig eine metallisch leitende Verbindung zwischen den Metallteilen des
Sockels hergestellt.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist auf der Sockelplatte b eine mit einem Blei- oder Silberüberzug f versehene Haube f festgelötet, deren Rand in geringem Abstand von der ebenfalls mit einem Blei-oder Silberüberzug a'versehenen Gewindehülse a endigt.
Der zwischen Gewindehülse und Haube befindliche Ringraum kann, ähnlich wie die Rillen nach Fig. 1 und 2, mit einer Kupferjodürpaste ausgefüllt werden. Zweckmässig wird jedoch zwischen Gewinde- hülse a und Haube f noch ein Ring g aus beliebigem Material, zweckmässig jedoch leicht schmelzbaren
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Metall, etwa Blei, eingeklemmt, der mit einem Überzug g'aus einer Kupferjodürpaste überzogen ist. Auch in diesem Falle wird daher beim Durchschlagen des Ringes g, g'gleichzeitig ein Aneinanderlöten der beiden metallischen Sockelteile a, f mit dem Bleiring erreicht.
Die Erfindung lässt sich in gleicherweise auch bei Lampen mit Swansoekel verwenden. In diesem Falle wird die nichtmetallische Schicht zwischen den beiden dann die äusseren Metallschichten des Nebenschlusswiderstandes bildenden Kontaktstücken des Sockels eingesetzt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Nebenschluss-oder Ersatzwiderstände für elektrische Glühlampen u. dgl. für Gleichstrom und Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Schichten metallischer oder nichtmetallischer Stoffe bestehen, die wenigstens eine Stelle oder eine Fläche enthalten, die den Stromdurchgang in einer Richtung mehr oder weniger vollständig sperren.
2. Ersatzwiderstand für elektrische Glühlampen u. dgl. für Gleichstrom und Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, dass aus Schichten verschiedener Stoffe bestehende feste Gleichrichter in Paaren gegeneinandergesehaltet oder zu mehreren Paaren hintereinandergeschaltet oder in derselben Weise für stärkere Ströme nebeneinandergeschaltet verwendet werden.