Elektrische Beleuchtungsanlage. Es ist schon bekannt, bei Beleuchtungs- wen mit in Reihe geschalteten Glüh.- lumpen parallel zu jeder Glühlampe eine Reserveglühlampe mit einem Durchschlags widerstand zu schalten, der in Wirkung tritt, wenn die ersterwähnte Lampe schadhaft wird.
Auch ist,es bekannt, die Betriebssicherheit einer Beleuchtungsanlage, in der eine mit CTas oder Dampf gefüllte Entladungslampe als Lichtquelle benutzt wird, dadurch zu ver grössern, dass eine andere, als Reserve dienende Entladungslampe parallel zu der ersterwähn ten Entladungslampe geschaltet wird.
Von diesen zwei -unmittelbar parallel geschalteten gasgefüllten Entladungslampen brennt näm lich infolge der negativen Stromspannungs- oharakteristik nur eine. Diese Schaltung kann ohne weiteres auch in bekannten Anlagen verwendet werden, in denen mehrere Ent ladungslampen in Reihe geschaltet sind. Die parallel zu jeder Entladungslampe geschaltete Reserveentladungslampe dient dann nicht nur zur Ersetzung der ersterwähnten Lampe, wenn diese schadhaft wird, sondern auch da zu, den Stromkreis in diesem Fälle wieder zu schliessen und zu verhindern, dass die ganze Anlage ausser Betrieb gesetzt wird.
Es wurde nun gefunden, dass, wenn diese Schaltung bei Beleuchtungsanlagen verwendet wird, die Glühkathodenentladungslampen ent halten, besondere Nachteile auftreten können, insofern nämlich, als sich herausgestellt hat, dass es beim periodischen Einschalten der Anlage - wie solches bei Beleuchtungs anlagen natürlich vorkommt - von Zufalls faktoren abhängt, welche der parallel ge schalteten Entladungslampe zündet.
Das eine Mal zündet die eine, das andere Mal die an dere, was wahrscheinlich eine Folge von kleinen Temperaturunterschieden der Glüh- kathoden ist. Demzufolge kommt es vor, dass, wenn eine Entladungslampe das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat und schadhaft wird, die parallel geschaltete Entladungslampe auch schon einen grossen Teil ihrer Lebensdauer hinter sich hat, somit keine richtige Reserve mehr bildet und gleichfalls schadhaft wird, bevor ersterwähnte Entladungslampe durch eine neue ersetzt worden ist.
Gemäss der Erfindung werden diese Be denken vermieden und die Betriebssicherheit der Anlage erhöht, indem parallel zu jeder Glühkathodenentladungslampe nicht eine ähnliche Entladungslampe, sondern eine Glühlampe und ein in Reihe mit dieser Glühlampe liegender Widerstand geschaltet wird. Der Widerstand lässt bei der normalen, in der Entladungslampe auftretenden Span nung keinen oder nahezu keinen Strom durch, wird aber durch eine höhere Spannung lei tend gemacht.
Wird eine Entladungslampe in dieser Anlage schadhaft, so dass keine Entladung stattfinden kann, so wird der pa rallel zu dieser Entladungslampe liegende Widerstand infolge der hohen Spannung, die dann zwischen den Enden des Widerstandes auftritt, leitend, so dass der Strom über die Glühlampe fliessen kann. Diese Glühlampe tritt dann, aber auch erst dann, an Stelle der schadhaft gewordenen Entladungslampe. Hierdurch wird die Betriebssicherheit der Anlage erheblich vergrössert.
In vielen Fällen werden die Entladungs röhren farbiges Licht ausstrahlen. Wenn sie zum Beispiel Natriumdampf enthalten, so wird das ausgesandte Licht gelb gefärbt sein. Vor zugsweise wird nun die parallel zu der Ent ladungsröhre geschaltete Glühlampe mit einem solchen Filter ausgestattet, oder der Kolben dieser Glühlampe aus solchem Glas hergestellt, dass die .Farbe des Lichtes der Glühlampe der des durch die Entladungs röhre ausgesandten Lichtes entspricht.
Bei Verwendung von Natriumdampfentladungs- röhren können die Kolben der Glühlampen zum Beispiel aus gelbem Glas hergestellt werden; in diesem Falle bleibt die Farbe der Beleuchtung beim Schadhaftwerden einer Entladungsröhre unverändert.
Der benutzte Widerstand kann vorteil haft mit der Glühlampe zusammengebaut werden. Wenn der Widerstand mit der Glüh lampe vereinigt wird, so kann man vorteil haft an dem Glühlampensockel zwei Metall- platten befestigen, zwischen denen das Wider standsmaterial, zum Beispiel Aluminiumoxyd, angebracht ist, wobei eine dieser Metallplat ten mit einem der Kontakte der Glühlampe leitend verbunden ist. Im Gegensatz zu den bekannten Reihenglühlampen befindet sich in diesem Falle der Widerstand somit nicht parallel zu, sondern in Reihe mit dem Glüh- draht -der Lampe.
Eine sehr handliche Ausführungsform eines mit der Glühlampe zusammengebauten Widerstandes wird erreicht, wenn an dem zentralen Kontakt der mit einem Edison- oder edisonartigen Sockel versehenen Glüh lampe eine Metallscheibe unlösbar befestigt wird, zum Beispiel durch Löten, an welcher zwei unter Zwischenfügung des Widerstands materials aufeinander angeordnete Metall platten mittelst Zungen befestigt werden.
Die Zeichnung betrifft zwei Ausführungs beispiele des Gegenstandes der Erfindung. Fig.1 und 2 zeigen die Schaltanordnungen zweier Beleuchtungsanlagen; F'ig. 3. zeigt eine für Anwendung in einer Anlage nach Fig. 1 und 2 geeignete Glüh lampe und Fig. 4 und 5 sind eine Seitenansicht beziehungsweise eine Draufsicht des an der Glühlampe nach Fig. 3 befestigten Wider standes.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Dreiphasenwechsel- stromnetz bezeichnet, aus dem die Gleich richtervorrichtung 2 gespeist wird. Die Gleich stromleiter 3 und 4 führen zu einer An zahl von elektrischen Entladungsröhren 5 mit einer Glühkathode 6 und einer Anode 7. Die Röhren enthalten Natriumdampf und ein Edelgas und senden beim Betrieb ein sehr intensives gelb gefärbtes Licht aus. Die Ent- ladungsstreck en der Röhren, von denen in Fig. 1. nur zwei dargestellt sind, sind in Reihe geschaltet.
Die Glühkathoden 6 werden mit telst Transformatoren 8 erhitzt, deren Primär wicklungen zwischen die an den Transforma tor 11 angeschlossenen Leiter 9 und 10 pa rallel geschaltet sind.
Parallel zu jeder Entladungsröhre 5 ist ein Stromzweig geschaltet, in dem ein Wider- stand 12 von besonderer Beschaffenheit und eine Glühlampe 13 in Reihe liegen. Der Widerstand ist aus einem solchen Stoff her gestellt, dass er, wenn zwischen der Anode und der Glühkathode der Entladungsröhre eine Spannung besteht, die der Zündspannung der Röhre entspricht oder geringer ist als sie, praktisch keinen Strom durchlässt, aber bei höherer angelegter Spannung leitend wird. Der Widerstand kann zum Beispiel aus Alu miniumoxyd, beziehungsweise aus der Oxyd- schichi: oberflächlich oxydierter Aluminium platten bestehen.
Die Beschaffenheit und Wirkung dieser Widerstände ist aus der Technik der Serienglühlampen, zum Beispiel für Weihnachtsbaumbeleuchtung, bekannt. Wenn eine der Entladungsröhren 5 schad haft wird, so dass keine weitere Entladung in ihr erfolgt, so wächst die Spannung zwischen den Enden des Widerstandes 12, welche pa.- rallel zu der schadhaften Lampe geschaltet ist. Hierdurch wird dieser Widerstand lei tend und die Glühlampe 13 in Reihe mit den übrigen Entladungsröhren in Betrieb ge setzt. In diesem Falle wird somit eine Ent ladungsröhre durch eine Glühlampe ersetzt.
In der Regel sind die Anschaffungskosten einer solchen Glühlampe geringer als die einer Entladungsröhre, so dass die stellver tretende Lichtquelle, die nur als Ersatz für die Entladungsröhre dient, die Anlage nur wenig teurer macht. Ausserdem ist die Glüh lampe als Ersatz besser geeignet als eine an dere Entladungsröhre, da die Glühlampe nicht mit einer Glühkathode versehen ist, die ge sondert erhitzt werden muss.
Die Entladungsröhren 14 nach Fig. 2 sind mit einer Glühkathode 15 und zwei Anoden 16 versehen, enthalten ebenfalls Na triumdampf und Edelgas und werden mit Wechselstrom gespeist. Die Anoden sind über Widerstände 17 mit den Enden der Sekun- därtransformatorwicklung 18 verbunden, wäh rend die Stromzuführungsleiter der Glüh- kathode an einige in der Mitte dieser Wick lung liegende Windungen angeschlossen sind. Die verschiedenen Primärtransformatorwick- lungen 19 sind miteinander in Reihe ge schaltet.
Die Entladungsröhren sind auch in die sem Falle durch Widerstände 12 und da mit in Reihe geschaltete Glühlampen 13 über brückt. Bei normalem Betrieb der Entladungs röhren lassen auch in diesem Falle die Wider stände keinen Strom durch. Bei Störung in den Entladungsröhren werden sie leitend und setzen die Glühlampen in Betrieb.
Die in Fig. 3 dargestellte Glühlampe 20 hat eine gewöhnliche Bauart und ist mit einem Edisonsockel versehen. An dem mitt leren Kontakt 21 ist eine Metallscheibe 22 festgelötet und auf dieser Scheibe ruht der Widerstand auf, der mit der Glühlampe in Reihe geschaltet und in den Fig. 1 und 2 mit 12 bezeichnet ist. Wie insbesondere aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, ist dieser Wi derstand aus zwei Aluminiumplatten 23 und 24 zusammengesetzt, die auf der einander zugekehrten Seite oxydiert und miteinander durch Kittung vereinigt sind.
Die dünne Aluminiumoxydschicht bildet den eigent lichen Widerstand, der beim Anlegen einer niedrigen Spannung isoliert, aber bei höherer Spannung leitend wird. Die Platte 24 ist mit zwei Zungen 25 versehen, die leicht um die Metallscheibe 22 gebogen werden können, so dass der Widerstand auf einfache Weise an der Glühlampe befestigt werden kann. Diese Befestigung ist derart, dass der Wider stand leicht ausgewechselt werden kann.
Es hat sich übrigens gezeigt, dass ein solcher Aluminiumoxydwiderstand nicht im mer ausgewechselt zu werden braucht, wenn er in Betrieb gewesen ist, das heisst durch eine relativ hohe Spannung leitend gemacht wor den ist. Wenn nämlich der Strom durch den Widerstand und die Glühlampe durch Zu rückdrehen der Lampe unterbrochen wird, so zeigt es sich in vielen Fällen, dass der Widerstand nach kurzer Zeit seinen Aus gangszustand wieder angenommen hat und aufs neue verwendet werden kann. Die in Fig. 3 angegebene Befestigung des Wider standes ist nicht nur sehr einfach, sondern ermöglicht auch Lampenfassungen von nor- oraler Bauart zu verwenden.
Die Glühlampe mit dem Widerstand kann nämlich auf ge wöhnliche Weise in die Lampenfassung ein geschraubt werden.
Eine andere geeignete Bauart des Wider standes wird erreicht, wenn man die Platte '14 napfförmig ausbildet und den Durch messer der Platte 23 kleiner bemisst, so dass sie in die napfförmige Platte 24, die an der innern Seite mit einer Widerstandsschicht versehen wird, eingelegt werden kann. Die Ränder der Platten können dann mittelst einer Isoliermasse miteinander verkittet wer den, wodurch gleichzeitig ein guter Verschluss des Widerstandsstoffes erreicht wird.
Electric lighting system. It is already known to connect a spare light bulb with a breakdown resistor in parallel to each light bulb in lighting wen with series-connected glow lumps, which comes into effect when the first-mentioned lamp is defective.
It is also known to increase the operational reliability of a lighting system in which a discharge lamp filled with CTas or steam is used as the light source by connecting another discharge lamp serving as a reserve in parallel to the first mentioned discharge lamp.
Of these two gas-filled discharge lamps connected directly in parallel, only one burns because of the negative current-voltage characteristic. This circuit can easily be used in known systems in which several discharge lamps are connected in series. The reserve discharge lamp connected in parallel to each discharge lamp not only serves to replace the first-mentioned lamp if it becomes defective, but also to close the circuit again in this case and to prevent the entire system from being put out of operation.
It has now been found that if this circuit is used in lighting systems that hold the hot cathode discharge lamps ent, particular disadvantages can arise, namely, as it has been found that it is when the system is periodically switched on - as occurs naturally in lighting systems - from Random factors depend on which of the discharge lamps connected in parallel ignites.
One time one ignites, the other time the other, which is probably a consequence of small temperature differences between the hot cathodes. As a result, when a discharge lamp has reached the end of its service life and becomes defective, the discharge lamp connected in parallel has already passed a large part of its service life, so it no longer forms a real reserve and is also defective before the first-mentioned discharge lamp through a new one has been replaced.
According to the invention, these thoughts are avoided and the operational reliability of the system is increased by not connecting a similar discharge lamp in parallel to each hot cathode discharge lamp, but an incandescent lamp and a resistor in series with this incandescent lamp. With the normal voltage occurring in the discharge lamp, the resistor lets no or almost no current through, but is made conductive by a higher voltage.
If a discharge lamp in this system becomes defective so that no discharge can take place, the resistor lying parallel to this discharge lamp becomes conductive due to the high voltage that then occurs between the ends of the resistor, so that the current can flow through the incandescent lamp . This incandescent lamp then takes the place of the defective discharge lamp, but only then. This considerably increases the operational safety of the system.
In many cases, the discharge tubes will emit colored light. For example, if they contain sodium vapor, the light emitted will be colored yellow. The incandescent lamp connected in parallel to the discharge tube is preferably equipped with such a filter, or the bulb of this incandescent lamp is made of such glass that the color of the light from the incandescent lamp corresponds to that of the light emitted by the discharge tube.
When using sodium vapor discharge tubes, the bulbs of the incandescent lamps can be made of yellow glass, for example; in this case the color of the illumination remains unchanged when a discharge tube becomes damaged.
The resistor used can advantageously be assembled with the incandescent lamp. If the resistor is combined with the incandescent lamp, two metal plates can advantageously be attached to the incandescent lamp base, between which the resistance material, for example aluminum oxide, is attached, one of these metal plates being conductively connected to one of the contacts of the incandescent lamp is. In contrast to the known series incandescent lamps, the resistor in this case is not parallel to, but in series with the filament of the lamp.
A very handy embodiment of a resistor assembled with the incandescent lamp is achieved if a metal disc is permanently attached to the central contact of the incandescent lamp provided with an Edison or Edison-like base, for example by soldering, on which two material arranged on top of one another with the interposition of the resistance Metal plates are attached by means of tongues.
The drawing relates to two execution examples of the subject matter of the invention. 1 and 2 show the switching arrangements of two lighting systems; F'ig. 3. shows a suitable incandescent lamp for use in a system according to FIGS. 1 and 2, and FIGS. 4 and 5 are a side view and a plan view of the counterpart attached to the incandescent lamp according to FIG.
In FIG. 1, 1 denotes a three-phase alternating current network from which the rectifier device 2 is fed. The direct current conductors 3 and 4 lead to a number of electrical discharge tubes 5 with a hot cathode 6 and an anode 7. The tubes contain sodium vapor and a noble gas and emit a very intense yellow light when in operation. The discharge paths of the tubes, of which only two are shown in FIG. 1, are connected in series.
The hot cathodes 6 are heated with telst transformers 8, the primary windings between the conductor 9 and 10 connected to the transformer gate 11 are connected in parallel pa.
In parallel with each discharge tube 5, a current branch is connected, in which a resistor 12 of special nature and an incandescent lamp 13 are in series. The resistor is made of such a material that if there is a voltage between the anode and the hot cathode of the discharge tube that corresponds to the ignition voltage of the tube or is lower than it, it practically does not allow any current to pass, but it becomes conductive when a higher voltage is applied . The resistor can, for example, consist of aluminum oxide or of the oxide layer: surface oxidized aluminum plates.
The nature and effect of these resistors is known from the technology of standard incandescent lamps, for example for Christmas tree lighting. If one of the discharge tubes 5 becomes damaged so that no further discharge takes place in it, the voltage between the ends of the resistor 12, which is connected in parallel with the defective lamp, increases. As a result, this resistance is lei tend and the incandescent lamp 13 in series with the other discharge tubes in operation ge sets. In this case, a discharge tube is replaced by an incandescent lamp.
As a rule, the acquisition costs of such an incandescent lamp are lower than that of a discharge tube, so that the alternate light source, which only serves as a replacement for the discharge tube, makes the system only slightly more expensive. In addition, the incandescent lamp is more suitable as a replacement than another discharge tube, since the incandescent lamp is not provided with a hot cathode that has to be heated separately.
The discharge tubes 14 of FIG. 2 are provided with a hot cathode 15 and two anodes 16, also contain sodium vapor and noble gas and are fed with alternating current. The anodes are connected to the ends of the secondary transformer winding 18 via resistors 17, while the current supply conductors of the incandescent cathode are connected to some turns lying in the middle of this winding. The various primary transformer windings 19 are connected in series with one another.
The discharge tubes are also bridged in this case by resistors 12 and there with incandescent lamps 13 connected in series. During normal operation of the discharge tubes, the resistors do not allow any current to pass through. If there is a fault in the discharge tubes, they become conductive and start the light bulbs.
The incandescent lamp 20 shown in Fig. 3 has a conventional design and is provided with an Edison base. A metal disk 22 is soldered to the middle contact 21 and the resistor, which is connected in series with the incandescent lamp and denoted by 12 in FIGS. 1 and 2, rests on this disk. As can be seen in particular from FIGS. 4 and 5, this resistance is composed of two aluminum plates 23 and 24, which are oxidized on the side facing one another and are united with one another by putty.
The thin aluminum oxide layer forms the actual resistance, which insulates when a low voltage is applied, but becomes conductive when a higher voltage is applied. The plate 24 is provided with two tongues 25 which can be easily bent around the metal disk 22 so that the resistor can be attached to the incandescent lamp in a simple manner. This attachment is such that the resistance was easily replaced.
Incidentally, it has been shown that such an aluminum oxide resistor does not always have to be replaced when it has been in operation, that is to say it has been made conductive by a relatively high voltage. If the current through the resistor and the incandescent lamp is interrupted by turning back the lamp, it turns out in many cases that the resistor has assumed its initial state again after a short time and can be used again. The indicated in Fig. 3 attachment of the opposing stand is not only very simple, but also allows lamp sockets of nor- oral design to be used.
The incandescent lamp with the resistor can be screwed into the lamp socket in the usual way.
Another suitable type of resistance is achieved if the plate '14 is cup-shaped and the diameter of the plate 23 is smaller so that it is inserted into the cup-shaped plate 24, which is provided with a resistive layer on the inside can. The edges of the plates can then be cemented together by means of an insulating compound, whereby a good seal of the resistance material is achieved at the same time.