Ersatzwiderstand für elektrische Glühlampen<B>und</B> andere Verbrauchsgeräte für Gleichstrom und Woch-,elstrom. Bei der Hintereinanderschaltung von Glühlampen werden vielfach Nebenschluss- widerstände 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 vor- Ceschlagen worden, wie Karborund, Alu- miniummetallpulver und dergleichen.<B>Alle</B> diese Nebensc'hlusswiderstände sind jedoch nicht zuverlässig genug, da, sie während eines sich über -viele hundert Stunden erstrecken den Betriebes gegenüber den Einflüssen der Witterung nicht genügend geschützt werden C können.
Es kann vorkommen, dass infolge <B>C</B> starken Feuchtigkeitsgehaltes deT Luft der Durchschlag bereits bei niedrigen Span nungen erfolgt, es kann jedoch auch, be sonders nach längerer Brenn-dauer oder La gerung, die Beschaffenheit der Pulverober- fläche so verändert werden, dass die Netz spannung zum Durchschlagen des Wider standes nicht mehr ausreicht.
,Gegenstand der Erfindung ist ein Ersatz widerstand, der nach Art der trockenen festen Gleichrichter aus festen Schichten sich flächenförmig berührender metallischer und elektrisch leiten-der nichtmetallischer fester Stoffe besteht, die wenigstens eine #Grenzfläche enthalten, die den Stromdurch gang in einer Richtung vollständig sperrt und bei höherer als der Sperrspannung durchschlagen wird unter Erzeugung eines für den durchgehenden Strom verschwindend kleinen Widerstandes. Die den elektrischen Strom nur schlecht leitenden nichtmetal lischen Schichten sind hierbei zweckmässig, zwischen Metallplatten angeordnet.
Die zwischengeordneten, den elektrischen Strom nur schlecht leitenden nichtmetallischen Schichten können in der bei trockenen festen Gleichrichtern bekannten Weise aus Kupfer- oxydul, Selen, Tellur oder Kupferjodür be stehen.
Der neue Ersatzwiderstand kann auf die selbe Weise hergestellt werden wie die be kannten trockenen festen Gleichricliter. Man kann zum Beispiel Platten der zu verwen denden Stoffe aufeinander legen und durch dauern-den Druck: zusammenhalten, oder man kann, was noch zweckmässiger ist, von Pulvern Ader verwendeten Stoffe ausgehen und aus diesen #durell Zusammenpressen einen einzigen Presslino, herstellen, der bequem zwischen federnde Kontakte gesteckt werden kann.
Bei Gleichstrom genügt ein aus einer einzigen Gleiehrichterzelle bestehender Er satzwiderstand bei richtiger Polung. Bei Wechselstrom muss man zwei Zellen gegen- einanderschalten. Jedoch ist es auch bei Gleichstrom zweckmässig, zwei hinterein- andergeschaltete Zellen zu verwenden, wo durch eine besondere Vorschrift über das Polen ;sich erübrigt.
Für den vorlie.genden Zweck kann man diese Zellen noch dadurch vereinfachen, dass man zwei oder mehr nor in einer Richtung durchlässige, nicht metal lische<B>-</B> Schichten in derselben Zelle, in ent- ,eregengesetzter Richtung angeordnet. vor sieht. Die Ersatzwiderstände nehmen dann eine besonders einfache Form an.
Sie be stehen dann nur aus einer Schicht eines elektrisch leitenden nicht metallischen Stoffes, der auf beiden Seiten mit Metall belegungen versehen ist, zum Beispiel aus einer Schicht von Kupferjodür (Cu <B>J)</B> mit fest aufgepressten oder aufgespritzien Blei belegungen auf beiden Seiten. Für den Durchtrittdes negativen Stromes (der<B>Elek-</B> tronen) ist dann eine -Sperre vorhanden in ,der Richtung vom Kupferjodür zum Blei. für beide Richtungen, das heisst, es geht weder Gleichstrom bei beliebiger Polung, noch Wechselstrom hindurch.
Eine weitere, be sonders einfache Ausführungsform besteht aus einer Bleiplatte, einer Platte von Kupfer- jodür und hierauf folgend einer Kupfer platte. Bei Lampen mit höheren Spannungen kann man mehrere Paare von geggeneinander- geschalteten Zellen in Reihe oder auch neben einander schalten.
Derartige ErsatzwiderstInde zeigen kei nerlei Stromverbrauch und wirken In allen Fällen vollkommen zuverlässig bei Gebrauch der üblichen Spannungen von<B>110</B> und 220 Volt für die ganze Reihe der hintereinander- geschalteten Lampen und für Spannungen Ms zu<B>30</B> Volt und darüber für eine Lampe bei Verwendung nur eines Ersatzwider standes oder Kurzschliessers. Die Schwierio- keiten, -die der grösseren Anwendung der Reihenlampenbeleuchtung bisher entgege-n- standen, -sind mit einem Male beseitigt.
Hieraus er",ibt sich ein besonderer Vorteil. Man kann nunmehr an #stellen, wo maa bis her eine rössere Anzahl einzelner Lampen für hohe Spannungen verwendet hat, el'11- zelne Lampen derselben Lichtstärke für niedrige Spannungen verwenden, die in der Ausführung als gasgefüllte Lampen mit kurzem dicken Leuchthörper sich etwa für nur die Hälfte des Wattverbrauches her stellen lassen.
Das verspricht einer Verbilli- C "ung der Kosten der elektrischen Beleuch- tunc für ein -rösseres Anwendungsgebiet auf e zn <B>C</B> etwit die Hälfte. Es darf nicht unerwähnt bleiben, dass selbstverständlich im Falle des Durehbrennens einer Lampe und des An- sprechens des Ersatzwiderstandes die andern Lampen der Reihe eine etwas höhere Span nung erhalten. Diese Erhöhung ist um so kleiner,<B>je</B> grösser die Lampenzahl ist.
Sie spielt jedoch bei rechtzeitigem Ersatz der durchgebrannten Lampe durch eine neue keine erhebliche Rolle. --Hau kann jedoch auch in den Stromkreis des Ersatzwiderstandes einen W.iderstand legen, der dem -der Lampe gleich ist. Auch kann man für diesen Zweck eine zweite Lampe vorsehen oder noch wei tere Glühfäden in derselben Lampe. Gerade für diese Fälle hat der Ersatzwiderstand nach der vorliegenden Erfindung einen ,grossen Vorteil vor den bekannten.
Während ,diese nach dem Durchschlag einen Wider stand besitzen, der nach Angabe der Her steller etwa dem der 4urchgebrannten Lampe entsprechen soll, besitzt der durchscUlagene Ersatzwiderstand nach der vorliegenden Er- fin-dung fast keinen Widerstand, so dass man also mit seiner Hilfe Beleuchtungsanlagen herstellen kann, bei denen jede durch- Crebrannte Lampe au-enblickliell selbsttätig ersetzt werden kann.
Diese Eigenschaft ist von besonderer Wichtigkeit für solche An lagen, bei denen es darauf ankommt, dass keine Lampe ausftIlt, also beispielsweise bei Strassenbeleuchtungsanlagen, wo die ein zelnen Lampen grössere Abstände vonein ander haben. In den andern Fällen kann man zweckmässig den Ersatzwiderstand in dem Hals des Glaskolbens oder in dem Sockel teil der Lampe unterbringen.
Eine besonders leichte und bequeme An- bringung des Ersatzwiderstandes, und zwar auch selbst nachträglich an bereits fertig. gestellten Lampensockeln ergibt sieh, wenn der Ersatzwiderstand zwischen die strom führenden Metallteile des Sockels eingebaut wird.
Es können dabei die stromführenden Meiallteile des Sockels als äussere Metall schichten des mehrschichtigen Widerstandes ausgenutzt werden, so dass die Hefallteile des Sockels nur von der nicht.metallisehen andern Schicht bezw. den niclitinetallischen andern Schichten des Widerstandes über- brüeki werden.
Ein Ausführungsbeispiel ist Kupferjodür oder eine Kapferjodür ent haltende M-asse als nichtmeiallisehe Schicht zwischen den beiden ve.rbleiten oder versil berten, als Zuleitun,-len dienenden Metall teilen des Sockels, beim Edisonsockel also zwischen der Bodenplatte und der Gewinde- hüls,e. Diese Anordnung stellt dann zwei Sperrschichten dar,
die gegeneinander ge schaltet sind (erstens die Grenzfläehe 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. <B>1</B> und 2 ein Ausführungsbeispiel eines solchen Lampensockels nebst Ersatzwiderstand im Schni-h und in der Oberansicht darge#stellt. Die Fig. <B>3</B> zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des mit einem Ersatzwiderstand -ausgestatteten Lampen- soekels.
Der in Fig. <B>1</B> und 2 dargestellte Sockel, besteht in bekannter Weise aus einer Ge windehülse a" einer Bodenpl-atte <B>b</B> und einem aus Isoliermaterial, etwa Glas, Porzellan oder dergleichen bestehenden Zwischenteil c. An die. beiden Metallteile a,<B>b</B> des Sockels sind die nicht dargestellten Stromzufüh rungen des ebenfalls nicht dargestellten Leuchtkörpers der Lampe in bekannter Weise herangeführt -und festgelegt, etwa festgelötet.
Die beiden Metallteile<I>a,<B>b</B></I> des Sockels bilden die Kussern metallischen Schichten des in bei den Richtungen stromundurchlässigen mehr schichtigen ETsatzwiderstandes, zu welchem Zwecke sie entweder aus geeigneten Me tallen, beispielsweise Blei oder Silber, be stehen, oder, wie dargestellt, Überzüge a'.<B><I>b'</I></B> aus derartigen Metallen aufweisen können.
Die nichtmetallische, den Stromdurchgang in einer Richtung sperrende Zwischenschicht wird durch vier in Rillen des Isolations teils c eino-ebettete, die Metallteile unterein ander verbindende Streifen e aus einem<B>ge-</B> eigneten, schlecht leitenden Stoffe, zum Bei spiel Kupferjodür oder Kupferoxydul, ge bildet.
Eine. leichte Anbringung des Kupfer- jodürs ergibt sich, wenn dieses durch Bei gabe eines Bindemittels, wie etwa Schellack- lösung, in Pastenform gebracht und in die Rillen einvestrichen wird.
Nach Verdun- stune des Bindemittels ergeben sich dann fest in den Rillen haften..de, starre Kupfer- jodürstreifen. 7jur Erhöhung des Wider- stan#des können dem pastenförmigen Kupfer- jodür gegebenenfalls noch Salze leicht schmelzbarer Metalle, etwa Blei- oder Kupfersalze, beigegeben werden.
Brennt der Leuehthörper 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 Me talle, so wird -an den vom Strom durch schlagenen Streifen ausserdem noch gleich- zeitig eine metallisch leitende Verbindung zwischen den Metallteilen des Sockels her gestellt.<B>-</B> Bei der in Fig. <B>3</B> dargestellten Aus führungsform ist auf der Sockelplatte,<B>b</B> eine mit einem Blei- oder Silberüberzug f' ver- seliene Haube f festgelötet,
deren Rand in geringem Abstand von der ebenfalls mit einem Blei- oder Silberüberzug a' versehenen Gewindeliülse a endigt.
Der zwischen Gewindehülse und Haube befindliehe Ringraum kann, ähnlich -wie die Rillen nach Fig. <B>1</B> und 2, mit einer Kupfer- jo,dürpaste ausgefüllt werden.
Zweckmässig wird jedoch zwischen Gewindehül-se a und Haube<B>f</B> noch ein Ring<B>g</B> aus beliebigem Material, am besten jedoch aus leicht schmelzbarem Metall, etwa Blei, einge klemmt, der mit einem Überzug g' aus einer Kupferjc>dürpaste überzogen ist. Aueli in .diesem Falle wird daher beim Durch-schlagen des Ringes<B><I>g, g'</I></B> gleichzeitig ein Aneinander- löten der beiden metallischen Sockelteile a, <B>f</B> mit dem Bleiring erreicht.
Der Ersatzwiderstand lässt sieh in glei cher Weise auch bei Lampen mit Swan- sockel verwenden. In diesem Falle wird die nielitmetallische Schicht zwischen den bei den dann die äussern Metallschiebten des Er- satzwiderstan,des bildenden Kontaktstücken des Sockels eingesetzt.
Replacement resistor for electric light bulbs <B> and </B> other consumer devices for direct current and weekly, elc current. When connecting incandescent lamps in series, shunt resistors are often used, which have such a high resistance when the lamp is burning that no noticeable current can pass through them, and if a lamp burns out they let the current through.
A wide variety of materials have been proposed for this purpose, such as carborundum, aluminum metal powder and the like. However, all of these shunt resistors are not reliable enough because they move over many hundreds over a period of time Hours of operation cannot be adequately protected from the effects of the weather.
It can happen that, due to the <B> C </B> high moisture content of the air, the breakdown occurs even at low voltages, but the nature of the powder surface can also be the same, especially after longer burning times or storage changed so that the mains voltage is no longer sufficient to break through the resistance.
The subject of the invention is a substitute resistor which, like the dry solid rectifier, consists of solid layers of flat contacting metallic and electrically conductive non-metallic solid substances that contain at least one # interface that completely blocks the passage of current in one direction and if the voltage is higher than the reverse voltage, breakdown occurs, producing a resistance that is negligibly small for the current passing through. The non-metallic layers, which only conduct electricity poorly, are expediently arranged between metal plates.
The intermediate non-metallic layers, which conduct electricity only poorly, can be made of copper oxide, selenium, tellurium or copper iodine in the manner known from dry solid rectifiers.
The new equivalent resistor can be produced in the same way as the known dry solid rectifiers. For example, you can put sheets of the materials to be used on top of each other and hold them together by constant pressure, or, what is even more expedient, you can start from powders and the materials used and produce a single presslino from these #durell compressions that is convenient can be inserted between resilient contacts.
With direct current, a single rectifier cell consisting of a substitute resistor is sufficient if the polarity is correct. With alternating current you have to switch two cells against each other. However, even with direct current, it is advisable to use two cells connected in series, where this is not necessary due to a special regulation on poling.
For the present purpose, these cells can be simplified by arranging two or more non-metallic layers which are normally permeable in one direction in the same cell, in opposite directions. foresees. The equivalent resistors then take on a particularly simple form.
They then consist of only one layer of an electrically conductive, non-metallic material that is provided with metal coatings on both sides, for example a layer of copper iodine (Cu <B> J) </B> with firmly pressed or sprayed lead coatings on both sides. For the passage of the negative current (the electrons) there is then a barrier in the direction from the copper iodine to the lead. for both directions, which means that neither direct current with any polarity nor alternating current passes through.
Another particularly simple embodiment consists of a lead plate, a plate of copper iodine and then a copper plate. In the case of lamps with higher voltages, several pairs of cells connected in opposite directions can be connected in series or next to one another.
Such substitute resistors show no power consumption and are completely reliable in all cases when the usual voltages of <B> 110 </B> and 220 volts are used for the whole series of lamps connected in series and for voltages Ms to <B> 30 </ B> volts and above for a lamp when using only a replacement resistor or short-circuiter. The difficulties - which have hitherto stood in the way of the larger application of row lamp lighting - have been eliminated all at once.
From this, "there is a particular advantage. Where a larger number of individual lamps have been used for high voltages up to now, one can now use individual lamps of the same light intensity for low voltages, those in the design as Gas-filled lamps with a short, thick lamp body can be produced for only about half the watt consumption.
This promises a reduction in the cost of electrical lighting for a larger area of application to e zn <B> C </B> etwit the half. It should not go unmentioned that, of course, in the case of a lamp and As soon as the equivalent resistance responds, the other lamps in the series receive a somewhat higher voltage. This increase is smaller, the greater the number of lamps.
However, if the burnt-out lamp is replaced with a new one in good time, it does not play a significant role. --Hau can, however, also put a resistance in the circuit of the equivalent resistor which is equal to that of the lamp. A second lamp can also be provided for this purpose, or even more filaments in the same lamp. It is precisely for these cases that the equivalent resistor according to the present invention has a great advantage over the known ones.
While these have a resistance after breakdown which, according to the manufacturer, should correspond approximately to that of the burnt-out lamp, the substitute resistance according to the present invention has almost no resistance, so that lighting systems can be produced with its help in which every burnt-out lamp can be replaced automatically on the outside.
This property is of particular importance for systems in which it is important that no lamp fails, for example in street lighting systems where the individual lamps are far apart. In the other cases you can expediently accommodate the equivalent resistor in the neck of the glass bulb or in the base part of the lamp.
A particularly easy and convenient way of attaching the replacement resistor, even afterwards to an already finished one. Provided lamp bases result when the equivalent resistor is installed between the current-carrying metal parts of the base.
The current-carrying Meiallteile of the base can be used as outer metal layers of the multilayer resistor, so that the Hefallteile of the base only from the nicht.metallisehen other layer or. be bridged over the nicitinetallic other layers of resistance.
One embodiment is copper iodine or a capper iodine containing brass as a non-metallic layer between the two leaded or silvered metal parts of the base that serve as supply lines, in the case of the Edison base between the base plate and the threaded sleeve, e. This arrangement then represents two barrier layers,
which are switched against each other (firstly the boundary between the coating of the base plate and the copper iodine and secondly that of the copper iodine to the coating of the threaded sleeve). So it blocks for direct and alternating current regardless of the direction.
In the drawing, FIGS. 1 and 2 show an exemplary embodiment of such a lamp base together with an equivalent resistor in the section and in the top view. FIG. 3 shows a section through another embodiment of the lamp socket equipped with an equivalent resistor.
The base shown in FIGS. 1 and 2 consists in a known manner of a threaded sleeve a ″ of a base plate and one made of insulating material, such as glass, porcelain or the like Existing intermediate part c. The power supply lines, not shown, of the luminous element of the lamp, also not shown, are brought up to the two metal parts a, b of the base in a known manner and fixed, for example firmly soldered.
The two metal parts <I> a, <B> b </B> </I> of the base form the Kussern metallic layers of the multi-layered ET set resistor, which is impermeable to current in the directions, for which purpose they are either made of suitable metals, for example lead or Silver, exist, or, as shown, can have coatings a '. <B> <I> b' </I> </B> made of such metals.
The non-metallic intermediate layer, which blocks the passage of current in one direction, is made of a suitable, poorly conductive material, for example, by four strips e embedded in grooves in the insulation part c and connecting the metal parts with one another Copper iodine or copper oxide, ge forms.
A. The copper iodine is easy to attach if it is made into a paste by adding a binding agent, such as shellac solution, and coated in the grooves.
After the binding agent has evaporated, there are rigid strips of copper iodine that adhere firmly to the grooves. To increase the resistance, salts of easily fusible metals, such as lead or copper salts, can be added to the pasty copper iodine.
If the body of the lamp burns out, since in this case the full mains voltage is applied to the resistor, it will break down and the lamp will be short-circuited. If the strips contain salts of easily fusible metals, a metallically conductive connection is also made between the metal parts of the base at the same time as the strips blown through by the current. <B> - </B> In the case of the strip shown in Fig. <B> 3 </B> The embodiment shown is soldered to the base plate, <B> b </B> a cover f, which is covered with a lead or silver coating f ',
the edge of which ends at a short distance from the threaded sleeve a, which is also provided with a lead or silver coating a '.
The annular space between the threaded sleeve and the hood can be filled with copper paste, similar to the grooves according to FIGS. 1 and 2.
Appropriately, however, a ring <B> g </B> made of any material, but preferably made of easily fusible metal, such as lead, is clamped between the threaded sleeve a and the hood <B> f </B> Coating g 'is coated from a copper paste. In this case, when the ring <B> <I> g, g '</I> </B> penetrates, the two metallic base parts a, <B> f </B> are simultaneously soldered to one another reached with the lead ring.
The equivalent resistor can also be used in the same way for lamps with a Swan base. In this case, the non-metallic layer is inserted between the then the outer metal slides of the replacement resistor, of the contact pieces of the base that form.