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Lampe électrique à plusieurs filaments,
La présente invention concerne les lampes électriques à plusieurs filaments, comportant une pièce mobile susceptible d'être amenée dans différentes positions dans lesquelles elle réalise la mise en service de l'un ou l'autre filament ou plusieurs filaments simultanément.
L'invention prévoit une forme particulièrement simple de réalisation de lampes de ce genre à deux filaments, ne nécessitant pas l'emploi d'un culot spécial plus ou moins compliqué, mais permettant l'utilisation d'un culot, de lampe à filament unique, d'un type se trouvant actuellement dans le commerce.
Selon cette forme de réalisation, autour du col étranglé de l'ampoule, intérieur au culot est monté à frottement un segment de bague métallique relié en permanence au négatif du culot et dont l'une ou l'autre extrémité peut être amenée par déplacement circonférenciel de ladite bague, commandé par l'intermédiaire d'un bras métallique électriquement solidaire de la bague et s'étendant à travers une glissière pratiquée en un endroit approprié du culot, à recouvrir respectivement l'un ou l'autre des deux contacts négatifs, séparés et noyés à la surface du verre, des filaments qui ont un contact positif commun.
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L'invention prévoit aussi d'autres caractéristiques relatives à cette forme de réalisation ainsi qu'une variante de celle-ci et de plus encore d'autres formes particulières de réalisation de lampes du type indiqué, suivant lesquelles le circuitage d'un nouveau filament après usure d'un ou plusieurs autres s'exécute automatiquement comme il sera décrit plus loin,
Ces objets supplémentaires de l'invention sont décrits en détail ci-après en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels:
Fig.l représente le col de l'ampoule pourvu du culot;
Fig.2 représente à une échelle agrandie le col de l'ampou- le;
Fig.3 représente à une échelle agrandie le col de l'ampoule pourvu de la pièce commandant le circuitage de l'un ou l'autre filament;
Fig.4 est une vue en plan représentant séparément ladite pièce;
Figs. 5 et 6 sont respectivement une vue d'un dispositif automatique de changement de circuitage dans une lampe à deux filaments et une vue montrant le montage de ce dispositif dans le culot;
Fig.7 est une vue analogue à la Fig.6 d'un autre aispositif automatique de changement de circuitage dans une lampe à trois filaments; Fig.8 est une vue schématique en perspective d'une variante de la forme de réalisation représentée à la Fig.l; Fig.9 est une coupe horizontale à travers le dispositif de la Fig.8 suivant le plan horizontal passant par les deux contacts négatifs des filaments.
Selon la Fig.l, les deux filaments 2 et 3 sont réunis par un fil adducteur commun au contact positif 4 du sommet du culot du type absolument courant, dont la masse isolante est représentée par 5 et la partie en cuivre, filetée par 6. Ils sont
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reliés chacun par un fil séparé à l'un des contacts négatifs 7 et 8 disposés l'un à côté de l'autre et noyés à la surface du verre formant l'étranglement 9 du col 10 de l'ampoule 11.
Un segment de bague métallique 12, monté à frottement relativement doux autour de l'étranglement 9, peut être déplacé circonférenciellement par l'intermédiaire d'un bras 13 venu d'une pièce avec ou fixé électriquement au dit segment 12 et s'étendant à l'extérieur du culot, à travers une glissière horizontale de celui-ci, de manière à pouvoir amener à volonté l'une ou l'autre extrémité de ce segment à recouvrir respectivement l'un ou l'autre des contacts négatifs 7, 8. La liaison électrique de l'un et l'autre de ces contacts au négatif du culot est assurée par l'intermédiaire du bras 13 lui-même dont l'extrémité traverse la partie cuivre du culot et est repliée sur le bout supérieur rétréci de cette partie cuivre de manière à ne pas gêner le vissage de la lampe dans sa douille.
On assure donc la mise en service de l'un ou l'autre filament 2 ou 3 en amenant, par déplacement du bras 13 dans sa glissière, l'une ou l'autre extrémité du segment 12 respectivement sur les contacts négatifs 7 ou 8. Le bras 13 peut se rattacher au segment 12, indiffé- remment à la partie inférieure de celui-ci, comme montré à la Fig.l, ou à sa partie supérieure, comme figuré aux Figs. 3 et 4.
Le bras pourrait aussi traverser la partie vitreuse 5 du culot et être repliée sur celle-ci, tandis que la liaison des contacts 7 ou 8 au cuivre du culot se ferait par l'intermédiaire d'une pièce métallique supplémentaire, fixée par exemple dans le verre du col de l'ampoule, reliée par un fil conducteur au cuivre du culot, et sur laquelle le segment de bague 12 frotte en per- manence.
En vue d'éviter des déplacements intempestifs du segment 12 amené dans la position de circuitage voulue, il est formé dans le verre des encoches 14, 15, 16 et 17 dont 14 et 15 sont tapissées par les contacts 7 et 9 (Fig.2), les extrémités du
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segment recourbées vers l'intérieur suivant une courbe appropriée 18 dont la convexité est tournée vers l'intérieur (Fig.4), se logeant soit dans les encoches 14 et 16, soit dans les encoches 15 et 17 selon que c'est le filament 2 qui est circuité ou bien le filament 3 (Fig.3).
Les extrémités du segment, conformées comme indiqué, agissant en quelque sorte comme des ressorts, assurent un contact parfaitement intime et nécessitent pour être délogées des encoches un effort suffisant pour que tout déplacement accidentel du segment soit rendu impossible.
On pourrait prévoir aussi entre l'écartement les deux contacts négatifs 7 et 8 et la longueur du segment 12 un rapport tel qu'il soit possible de réaliser à volonté le circuitage séparé de l'un ou l'autre filament et leur circuitage simultané.
Dans ce cas, il sera adéquat, pour la réalisation de l'une ou l'autre des trois positions de circuitage. de prévoir dans le verre sept encoches équidistantes dont les deux voisines de celle du milieu contiennent les contacts 7 et 8, et de conformer chaque extrémité du segment 12 avec deux courbes consécutives semblables à celles représentées à la Fig.4 et à même distance entre elles que les encoches.
Les Figs. 5 et 6 représentent un dispositif automatique de mise en circuit d'un filament, avant que l'autre, déjà en service,ne soit arrivé à la rupture. La pièce opérant en fait le changement de circuitage est constituée par le ressort lamellaire 19, enfermé dans une ampoule de verre 20 entièrement noircie et montée dans le culot de la lampe. L'extrémité supérieure du ressort 19 est enrobée dans le verre de l'ampoule 20 et s'en libère extérieurement pour coopérer avec le contact de la douille tandis que l'autre extrémité est située dans le bas de l'ampoule entre les deux contacts de filaments 21 et 22 noyés dans le verre de l'ampoule et se faisant face dans le plan de détente du ressort.
Un fusible 23 sous forme de baguette est monté transversalement dans l'ampoule avec ses extrémités
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enrobées dans le verre, et force le ressort contre l'un des contacts, à rencontre de sa tendance à se porter sur l'autre contact. La. fusion du fusible ayant pour conséquence la libé- ration du ressort qui se porte sur l'autre contact en circuitant le nouveau filament correspondant, est provoquée automatiquement par un dispositif électrique approprié, lorsque le premier fila- ment a atteint une usure déterminée.
Ce dispositif constitue un "pont de Wheatstone" dont le pont proprement dit D B est consti- tué par un filament destiné à l'incandescence sous une tension et intensité déterminées, et dont les quatre résistances sont successivement AD, AB, DC et CB suivant le parcours 0-22 ou C-21, 22-E ou 21-Eet EB. Un revêtement de sélénium 24 intérieur à l'ampoule 20 relie chaque extrémité du fusible 23 respective- ment et distinctement aux extrémités d'entrée et de sortie du filament DB,
L'équation de condition d'équilibre de ce pont est:
AB = AD
BC DC qui doit exister lorsque la lampe est neuve.
Le filament des- tiné à être mis le premier en service ayant une résistance con- nue, il est possible de déterminer les autres résistances de fa- ion que cette équation soit réalisée à l'origine et qu'aucun courant ne passe dans le filament DB de l'ampoule 20. Le con- ducteur DC doit notamment avoir une grande résistance et est donc constitué par un fil long et fin d'un alliage du genre nickel-chrome, par exemple, de très grande résistivité. En vue d'un moindre encombrement, cette résistance DC est enroulée en solénoïde autour de la partie inférieure étranglée de l'ampoule
20, de même que la résistance AD aussi, autour de la partie supérieure de ladite ampoule, comme montré à la Fig.6.
Lorsque la lampe a subi une certaine usure par l'usage, c'est-à-dire lorsque son premier filament a atteint une plus
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grande résistance que celle du début, l'équilibre du pont est rompu et un courant proportionnel à la différence de potentiel entre D et B passe, à ce moment, dans le filament DB qui est ainsi porté à l'incandescence. Le sélénium 24 rendu conducteur, suivant le Phénomène connu, par l'éclairage produit par cette incandescence du filament DB, connecte alors le fusible 23 avec les sources de courant D et B en provoquant la fusion de ce fusible. Le ressort 19 libéré par cette fusion se détend et oonnecte l'autre contact, c'est-à-dire celui du second filament, tandis que l'autre filament est mis hors circuit.
Au cours de cette opération, le filament DB de l'ampoule 20 est également sectionné par le ressort 19, ce qui a l'avantage d'éviter par la suite toute consommation inutile de courant dans ce filament.
Il est enfin évident qu'au lieu de faire opérer le dispositif ci-dessus de changement automatique de circuitage, sur les'contacts positifs du filament, on pourrait inversément, moyennant de très simples modifications de la disposition des organes, le faire agir sur les contacts négatifs, séparés, des deux filaments dont les positifs seraient réunis en permanence.
La Fig.7 représente une autre disposition basée sur à peu prés le même principe que dans le cas des Figs. 5 et 6, pour le changement automatique de circuitage des filaments d'une lampe à trois filaments.
Les deux filaments 25 et 26 sont portés d'une part en B et en F par les supports conducteurs 27 et 28 dérivés en A d'un fil 29 rattaché au contact positif de la tête de la lampe, et d'autre part en D et en G par les supports 30 et 31 rattaches tous deux au contact latéral négatif C du culot. Un troisième filament 32 relie les deux autres aux points B et D. L'ensemble 'de ces filaments et supports constitue un pont de Wheatstone dont le pont proprement dit est formé par le filament 32 et les quatre résistances par les parcours électriques A F D ,. A B, D 0 et B G C.
L'équation d'équilibre du pont de Wheatstone est donc la. suivante :
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AB = AFD
BGC DC cet équilibre est lors de la fabrication de la lampe, réalisé rigoureusement grâce à des résistances additionnelles 33 et 3 qui ont une valeur adéquate déterminée eu égard à la résistance des filaments 25 et 26 primitivement utilisés et sont insérées dans le parcours électriques des supports 27 et 30, dans le culot.
Dans cet état d'équilibre, un courant passant dans la lampe ne traverse que les filaments 25 et 26 qui s'illuminent, tandis que le filament 32 reste obscur. Dés que par suite d'une certai- ne usure de l'un ou l'autre des deux filaments 25 et 26,l'équilibre du pont étant donc rompu, un courant d'intensité suffisante traverse également le filament 32 constituant le pont, celui-ci devient incandescent et compense la perte de luminosité des filaments usés. En cas de rupture des filaments 25 et 26, l'entière- té du courant traverse le filament 32 qui, de ce fait, est porté son incandescence maximum.
La forme de réalisation des Figs. 1 à 4, nécessite un certain étirage du col de l'ampoule pour permettre de disposer sur celui-ci la bague connectrice et les contacts négatifs. Il s'ensuit donc un amincissement du verre du col, qui rend délicat le scellement des contacts et offre certains risques de bris sous la pression de la bague, notamment lors du déplacement de celle-ci.
La variante de réalisation selon les Pige. 8 et 9. remédie à cet inconvénient. Selon cette variante, une pièce circulaire 35 de bakélite ou isolant analogue est fixée à l'intérieur du culot, sous la'tête de celui-ci, par une vis 36 passant axialement à travers ladite pièce 35 et à travers un trou fileté de la tête du culot où elle est fixée par un petit écrou 37 constituant le contact positif de la lampe et duquel le courant est amené l'un ou l'autre filament 2 ou 3 par l'intermédiaire de la vis 36 elle-même et du fil d'amenée 38 rattachée à ladite vis sous sa tête.
Les contacts négatifs des filaments sont consti- @
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tués par les têtes de deux vis 39 et 40 enfoncées radialement dans la pièce en bakélite 35, aux extrémités d'une rainure ho- rizontale 41 par exemple semi-circulaire, de la pièce 35. Les fils d'amenée 42 et 43 des deux filaments sont rattachés respec- tivement aux dites vis 39 et 40 sous leur tête. Dans la rainure 41 est disposé un segment métallique 44 de moindre longueur que la rainure elle-même de manière à pouvoir être déplacé latéralement pour connecter soit l'un, soit l'autre des contacts négatifs 39 et 40.
Le bras 44a servant à commander les déplacemente du dit segment 44 assure aussi, exactement comme dans la Fig.l, la liaison de l'un ou l'autre conzact 39 ou 40 au négatif du culot. Le segment 44 est maintenu dans la rainure 41 par la tête d'une vis 45 incomplètement enfoncée radialement dans la pièce 35 à travers une fente longitudinale 46 du segment 44, permettant les déplacements latéraux de celui-ci.
Il faut encore remarquer que l'invention vise aussi, dans les différentes réalisations de lampe décrites ci-dessus, à réa- liser une économie de courant plutôt qu'une prolongation de durée des lampes. Elle prévoit à cette fin de ca,lculer de faon adé- quate la résistance de chaque filament de manière qu'il ait une durée moitié moindre que celui d'une lampe ordinaire, mais an consommant proportionnellement moins de courant.
Il va sans dire que toutes autres formes de réalisation mettant en oeuvre des moyens équivalents à ceux décrits doivent être considérées comme comprises dans le présent brevet.
Résumé.
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Electric lamp with several filaments,
The present invention relates to electric lamps with several filaments, comprising a movable part capable of being brought into different positions in which it carries out the commissioning of one or the other filament or several filaments simultaneously.
The invention provides a particularly simple embodiment of lamps of this type with two filaments, not requiring the use of a more or less complicated special base, but allowing the use of a base, of a single filament lamp. , of a type currently on the market.
According to this embodiment, around the constricted neck of the bulb, inside the base is frictionally mounted a segment of a metal ring permanently connected to the negative of the base and one or the other end of which can be moved by circumferential displacement. of said ring, controlled by means of a metal arm electrically integral with the ring and extending through a slide made at a suitable location on the base, to cover respectively one or the other of the two negative contacts, separated and embedded in the surface of the glass, filaments that have a common positive contact.
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The invention also provides other characteristics relating to this embodiment as well as a variant thereof and still further other particular embodiments of lamps of the type indicated, according to which the circuiting of a new filament after wear of one or more others is executed automatically as will be described later,
These additional objects of the invention are described in detail below with reference to the accompanying schematic drawings in which:
Fig.l shows the neck of the ampoule provided with the base;
Fig. 2 shows on an enlarged scale the neck of the ampoule;
Fig.3 shows on an enlarged scale the neck of the bulb provided with the part controlling the circuiting of one or the other filament;
Fig.4 is a plan view separately showing said part;
Figs. 5 and 6 are respectively a view of an automatic device for changing circuitry in a two-filament lamp and a view showing the mounting of this device in the base;
Fig.7 is a view similar to Fig.6 of another automatic circuit change device in a three-filament lamp; Fig.8 is a schematic perspective view of a variant of the embodiment shown in Fig.l; Fig.9 is a horizontal section through the device of Fig.8 along the horizontal plane passing through the two negative contacts of the filaments.
According to Fig.l, the two filaments 2 and 3 are joined by a common adductor wire to the positive contact 4 of the top of the base of the absolutely common type, the insulating mass of which is represented by 5 and the copper part, threaded by 6. They are
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each connected by a separate wire to one of the negative contacts 7 and 8 arranged one beside the other and embedded in the surface of the glass forming the constriction 9 of the neck 10 of the bulb 11.
A segment of metal ring 12, mounted with relatively gentle friction around the constriction 9, can be moved circumferentially by means of an arm 13 integrally formed with or electrically fixed to said segment 12 and extending at the outside of the base, through a horizontal slide thereof, so as to be able to bring at will one or the other end of this segment to cover respectively one or the other of the negative contacts 7, 8 The electrical connection of one and the other of these contacts to the negative of the base is provided by means of the arm 13 itself, the end of which passes through the copper part of the base and is folded over the narrowed upper end of the base. this copper part so as not to hinder the screwing of the lamp in its socket.
One or the other filament 2 or 3 is therefore put into service by bringing, by displacement of the arm 13 in its slide, one or the other end of the segment 12 respectively on the negative contacts 7 or 8 The arm 13 can be attached to the segment 12, indifferently to the lower part thereof, as shown in Fig. 1, or to its upper part, as shown in Figs. 3 and 4.
The arm could also pass through the glassy part 5 of the base and be folded over it, while the connection of the contacts 7 or 8 to the copper of the base would be made by means of an additional metal part, fixed for example in the glass of the neck of the bulb, connected by a conductive wire to the copper of the base, and on which the ring segment 12 constantly rubs.
In order to avoid unwanted movements of the segment 12 brought into the desired circuiting position, notches 14, 15, 16 and 17 are formed in the glass, 14 and 15 of which are lined by contacts 7 and 9 (Fig. 2). ), the ends of the
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segment curved inwards following an appropriate curve 18 whose convexity is turned inward (Fig. 4), fitting either in notches 14 and 16, or in notches 15 and 17 depending on whether it is the filament 2 which is circulated or the filament 3 (Fig. 3).
The ends of the segment, shaped as indicated, acting in a way like springs, ensure a perfectly intimate contact and require sufficient force to be dislodged from the notches so that any accidental displacement of the segment is made impossible.
It would also be possible to provide between the spacing between the two negative contacts 7 and 8 and the length of the segment 12 a ratio such that it is possible to carry out at will the separate circuiting of one or the other filament and their simultaneous circuiting.
In this case, it will be adequate for achieving one or other of the three circuit positions. to provide in the glass seven equidistant notches of which the two adjacent to the one in the middle contain the contacts 7 and 8, and to conform each end of the segment 12 with two consecutive curves similar to those shown in Fig. 4 and at the same distance between them than the notches.
Figs. 5 and 6 show an automatic device for switching on a filament, before the other, already in service, has broken. The part which actually changes the circuit is constituted by the lamellar spring 19, enclosed in a glass bulb 20 entirely blackened and mounted in the base of the lamp. The upper end of the spring 19 is embedded in the glass of the bulb 20 and releases from it externally to cooperate with the contact of the socket while the other end is located in the bottom of the bulb between the two contacts filaments 21 and 22 embedded in the glass of the bulb and facing each other in the plane of relaxation of the spring.
A fuse 23 in the form of a rod is mounted transversely in the bulb with its ends
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embedded in the glass, and forces the spring against one of the contacts, against its tendency to bear on the other contact. The melting of the fuse resulting in the release of the spring which bears on the other contact by circuiting the corresponding new filament, is caused automatically by a suitable electrical device, when the first filament has reached a determined wear.
This device constitutes a "Wheatstone bridge" whose bridge proper DB is constituted by a filament intended for incandescence under a determined voltage and intensity, and whose four resistances are successively AD, AB, DC and CB according to the course 0-22 or C-21, 22-E or 21-E and EB. A coating of selenium 24 inside the bulb 20 connects each end of the fuse 23 respectively and distinctly to the inlet and outlet ends of the filament DB,
The equation of condition of equilibrium of this bridge is:
AB = AD
BC DC which must exist when the lamp is new.
Since the filament intended to be put into service first having a known resistance, it is possible to determine the other resistances so that this equation is carried out at the origin and that no current passes through the filament. DB of the bulb 20. The DC conductor must in particular have a high resistance and is therefore formed by a long and thin wire of an alloy of the nickel-chromium type, for example, of very high resistivity. For a smaller footprint, this DC resistor is wound as a solenoid around the constricted lower part of the bulb
20, as well as the resistance AD too, around the upper part of said bulb, as shown in Fig.6.
When the lamp has undergone some wear through use, that is to say when its first filament has reached a higher
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greater resistance than that of the beginning, the balance of the bridge is broken and a current proportional to the potential difference between D and B passes, at this moment, in the filament DB which is thus brought to the incandescence. The selenium 24 made conductive, according to the known phenomenon, by the lighting produced by this incandescence of the filament DB, then connects the fuse 23 with the current sources D and B, causing this fuse to melt. The spring 19 released by this fusion relaxes and oonnects the other contact, that is to say that of the second filament, while the other filament is switched off.
During this operation, the filament DB of the bulb 20 is also cut by the spring 19, which has the advantage of subsequently avoiding any unnecessary consumption of current in this filament.
It is finally evident that instead of having the above device for automatic circuit change operate, on the positive contacts of the filament, one could conversely, by means of very simple modifications of the arrangement of the organs, make it act on the positive contacts of the filament. negative, separated contacts of the two filaments, the positives of which would be united permanently.
Fig. 7 shows another arrangement based on roughly the same principle as in the case of Figs. 5 and 6, for the automatic change of circuit of the filaments of a lamp with three filaments.
The two filaments 25 and 26 are carried on the one hand in B and in F by the conductive supports 27 and 28 derived in A from a wire 29 attached to the positive contact of the head of the lamp, and on the other hand in D and in G by the supports 30 and 31 both attached to the negative lateral contact C of the base. A third filament 32 connects the other two to points B and D. The set 'of these filaments and supports constitutes a Wheatstone bridge, the actual bridge of which is formed by the filament 32 and the four resistors by the electrical paths A F D,. A B, D 0 and B G C.
The equilibrium equation of the Wheatstone bridge is therefore. next :
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AB = AFD
BGC DC this balance is during the manufacture of the lamp, rigorously achieved thanks to additional resistors 33 and 3 which have an adequate value determined having regard to the resistance of the filaments 25 and 26 originally used and are inserted in the electrical path of the supports 27 and 30, in the base.
In this state of equilibrium, a current flowing through the lamp only passes through filaments 25 and 26 which light up, while filament 32 remains dark. As soon as, following a certain wear of one or the other of the two filaments 25 and 26, the equilibrium of the bridge being therefore broken, a current of sufficient intensity also passes through the filament 32 constituting the bridge, this becomes incandescent and compensates for the loss of luminosity of the worn filaments. In the event of breakage of filaments 25 and 26, all of the current passes through filament 32 which thereby is carried to its maximum glow.
The embodiment of Figs. 1 to 4, requires a certain stretching of the neck of the bulb to allow the connecting ring and the negative contacts to be placed thereon. This therefore results in a thinning of the glass of the neck, which makes it difficult to seal the contacts and offers certain risks of breakage under the pressure of the ring, in particular during the movement of the latter.
The variant embodiment according to Pige. 8 and 9. remedies this drawback. According to this variant, a circular piece 35 of bakelite or similar insulator is fixed inside the base, under the head thereof, by a screw 36 passing axially through said piece 35 and through a threaded hole of the base. head of the base where it is fixed by a small nut 37 constituting the positive contact of the lamp and from which the current is brought to one or the other filament 2 or 3 by means of the screw 36 itself and the wire feeder 38 attached to said screw under its head.
The negative contacts of the filaments are made up of @
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killed by the heads of two screws 39 and 40 driven radially into the bakelite part 35, at the ends of a horizontal groove 41, for example semi-circular, of the part 35. The feed wires 42 and 43 of the two filaments are attached to said screws 39 and 40 respectively under their head. In the groove 41 is disposed a metal segment 44 of shorter length than the groove itself so as to be able to be moved laterally to connect either one or the other of the negative contacts 39 and 40.
The arm 44a serving to control the movements of said segment 44 also ensures, exactly as in Fig.l, the connection of one or the other conzact 39 or 40 to the negative of the base. The segment 44 is held in the groove 41 by the head of a screw 45 incompletely driven radially into the part 35 through a longitudinal slot 46 of the segment 44, allowing lateral movements of the latter.
It should also be noted that the invention also aims, in the various embodiments of lamps described above, to achieve a saving in current rather than an extension of the life of the lamps. To this end, it provides for calculating the resistance of each filament in an appropriate manner so that it lasts half as much as that of an ordinary lamp, but consumes proportionally less current.
It goes without saying that all other embodiments using means equivalent to those described should be considered as included in the present patent.
Summary.
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