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und mindestens annähernd gleichgrosse Änderung des Schleifenwiderstandes R und infolgedessen annähernd die doppelte Änderung des Spannungsabfalles U = J. R an der Glühdrahtschleife hervorruft. Als Glühtem- peratur wählt man zweckmässig etwa 850-900oC, da die grösste Ansprechempfindlichkeit des menschlichen Auges etwa im Temperaturbereich zwischen 700 und 9000C liegt, während Temperaturen unterhalb von 6800C überhaupt keinen Lichteindruck mehr vermitteln und Temperaturen oberhalb von 9000C nahezu gleichbleibend als weissgelb bis weiss empfunden werden.
Es ist vorteilhaft, den Sollwert der Glühschleifentemperatur an die obere Grenze des genannten Temperaturbereiches zu legen, weil im wesentlichen die unterhalb dieses Wertes liegenden Temperaturen interessieren, die beim Ausfall einer Glühkerze den Bereich der Farbwerte von gelb bis dunkelrot durchlaufen. Die Glühschleife muss deshalb aus einem Metall bestehen, dessen SchmelztemperatUr wesentlich oberhalb von 9000C liegt und das mindestens bis 9000C ausreichend zunderfest ist.
Bekanntlich hat der elektrische Widerstand aller Metalle mehr oder weniger die Tendenz, mit zunehmender Temperatur ebenfalls zuzunehmen. Diese Eigenschaft ist jedoch für Glühdrahtwiderstände deshalb unerwünscht, weil man im allgemeinen Stromverbraucher haben will, die eine möglichst gleichbleibende Leistung aufnehmen. Die in der Technik bekannten und bisher benutzten Widerstandsmetalle sind deshalb so zusammengesetzt, dass ihr elektrischer Widerstand von der Temperatur möglichst unabhängig ist. Es ist auch bekannt, dass Nickel einen hohen Schmelzpunkt, aber einen elektrischen Widerstand hat, der in besonders hohem Masse von der Temperatur abhängig ist.
Daher kommt es, dass Nickel trotz seines hohen Schmelzpunktes nicht als Widerstandsmaterial, sondern nur als Legierungsbestandteil für die bekannten Widerstandsmetalle verwendet wurde. Überraschenderweise lässt sich nun der Gegenstand der vorliegenden Erfindung besonders gut mit technisch reinem Nickel verwirklichen.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispielder Erfindung eine mit sechs einpoligen Glühkerzen ausgerüstete Glühstromanlage.
Als Überwacher dient eine dem Bedienenden sichtbar angeordnete Glühdrahtschleife l, die in die Stromzuleitung 2 der Glühkerzen 3 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingeschaltet ist. Die Glühdrahtschleife 1 besteht aus technisch reinem Nickel mit einem Reinheitsgrad von annähernd 99, 6%, und erwärmt sich, sobald der Glühstromschalter 4 eingeschaltet ist und alle Glühkerzen ordnungsgemäss arbeiten, durch den Strom einer Starterbatterie 5 auf eine Endtemperatur von etwa 880 C.
Die Glithstromstärke der Anlage wird bestimmt durch den aus der Parallelschaltung der Glühkerzen 3 gebildeten Nutzwiderstand. Der Widerstandswert der Glühschleife ist dagegen um eine Grössenordnung kleiner und fällt somit nicht ins Gewicht. Sobald eine der sechs Glühkerzen ausfällt, nimmt der Gesamtstrom gegenüber seinem Sollwert um 1/6, also etwa um 1601o ab. Da hiedurch der an der Glühschleife 1 auftretende Spannungsabfall im selben Verhältnis verkleinert wird, vermindert sich auch die an der Glühschleife erzeugte elektrische Leistung, die dem Produkt aus Strom und Spannung entspricht, um fast 30%.
Die Glühschleife kühlt sich dadurch etwas ab und da sie aus technisch reinem Nickel besteht, vermindern sich zusätzlich ihr elektrischer Widerstand, der Spannungsabfall und auch die Temperatur. bis sich schliesslich ein Endwert von etwa 680 C einstellt, bei dem die Glühschleife 1 keine Lichtstrahlen mehr aussendet. Diese Wirkung, dass der erfindungsgemässe Überwacher bereits erlischt, wenn nur eine von sechs Glühkerzen ausfällt, erklärt sich folgendermassen :
Hätte man bei der gleichen Anlage an Stelle der erfindungsgemässen Glühdrahtschleife eine solche verwendet, die aus einem der üblichen Widerstandsmetalle besteht, dann würde sich beim Ausfall einer Glühkerze und beim Abfallen von Strom und Spannung um je 1 6pro nur die genannte 30% igue Verminderung der Heizleistung ergeben.
Da aber die abgestrahlte Wärmeleistung nach dem Strahlungsgesetz in der vierten Potenz von der absoluten Temperatur des strahlenden Körpers abhängt, erfährt die Glühschleife der bisher bekannten Art bei Strom-und Spannungsabnahme von je 16% nur eine Temperaturverminderung von etwa 8%. Bezogen auf einen Sollwert der Temperatur von 880 C oder 1250 K, entsprechen 8% Temperaturabnahme 100oC. so dass die Temperatur einer Glühdrahtschleife bekannter Art von 8800 auf 7800C zurückgehen würde.
Anders aber die erfindungsgemässe Schleife, die aus reinem Nickel besteht und einen ausgesprochen hohen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes hat, der im interessierenden Glühbereich etwa11f0lJ pro Grad-Celsius. also 10% bei 100 C ausmacht. Infolgedessen würde schon ein Temperaturabfall von 1000Cden elektrischen Widerstand der erfindungsgemässen Glühdrahtschleife zusätzlich um 10% vermindern.
Da dann auch der Spannungsabfall um weitere 10% abnimmt, ergibt sich eine zusätzliche Temperaturabnahme von Wo, die also mehr als die Hälfte der ursprünglichen Temperaturänderung ausmacht und natürlich in derselben Weise auf den elektrischen Widerstand der Schleife zurückwirkt.'Diese gegenseitige Abhängigkeit von Widerstand und Temperatur bewirkt also entsprechend dem Gesetz
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1+1/2+1/4+1/8+... = 2, dass sich die durch eine Stromänderung an der Glühdrahtschleife ausgelöste Temperaturabnahme verdoppelt, wenn die Glühdrahtschleife aus einem Metall besteht, das einen erfindungsgemäss mit der Temperatur veränderlichen elektrischen Widerstand hat.
Diese Wirkung lässt sich noch steigern, wenn man für die Glühschleife ein Metall benutzt, bei dem das erwünschte Temperaturverhalten noch stärker ausgeprägt ist, wie Nickel mit einem höheren Reinigungsgrad als 99, 6%.
Überraschenderweise hat sich bei Durchführung der vorliegenden Erfindung gezeigt, dass dann, wenn bereits vor dem Einschalten der Anlage eine Glühkerze ausgefallen ist, noch eine wesentliche Verstärkung der erstrebten Wirkung auftritt. In diesem Fall ist der elektrische Widerstand der Nickelschleife bei Raumtemperatur massgebend, der gegenüber dem glühenden Widerstand sogar um ein Mehrfaches kleiner ist und somit eine einwandfreie Überwachung von Glühstromanlagen erlaubt, die wesentlich mehr als sechs Glühkerzen haben.
Ausserdem bewirkt die durch den geringeren Anfangswert des Nickelwiderstandes beim Einschalten der Anlage zunächst geringere Aufheizung eine zeitliche Verzögerung des Anheizvorganges, die vorteilhaft und erwünscht ist. Die zu überwachenden Glühkerzen der Anlage müssen nämlich wegen ihres Sitzes in den wär- meableitenden Teilen der Brennkraftmaschine beim Anglühen anfangs wesentlich mehr Wärme abgeben als die ausserhalb der Brennkraftmaschine eingebaute Glühdrahtschleife, so dass auch die Glühkerzen mit einer entsprechenden Verzögerung aufglühen.
Auf diese Weise wird erreicht, dass der Bedienende, der die Brennkraftmaschine erst bei aufgeglühter Überwacherschleife anlässt, mit Sicherheit die volle Glühleistung der Glühkerzen ausnützt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Überwacher für eine mit einpoligen, parallel zueinander geschalteten Glühkerzen ausgerüstete Glühstromanlage für Brennkraftmaschinen, der aus einer für den Bedienenden sichtbar angeordneten Glühdrahtschleife besteht, die in die allen Kerzen gemeinsame Stromzuleitung eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife aus einem Metall hergestellt ist, dessen elektrischer Widerstand derart temperaturabhängig ist, dass eine verhältnismässig kleine Änderung der Glühstromstärke J gegenüber dem Sollwert des Glühstromes eine gleichgerichtete und mindestens annähernd gleichgrosse Änderung des Schleifenwiderstandes R und infolgedessen annähernd die doppelte Änderung des Spannungsabfalles U = J. R an der Glühdrahtschleife hervorruft.