DE1489297A1 - Schaltungsanordnung zur Helligkeitssteuerung wechselstromgespeister Gluehlampen - Google Patents

Description

Busch - Jaeger Dürener Metallwerke Aktiengesellscnan

B.-J. 2561/2^62 D„_um 23. m 195^C

1489297 Patenfanmeldung.

Dr. Expl.

Schaltungsanordnung zur Helligkeitssteuerung wechselstromgespeister Glühlampen·

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung wechselstromgespeister Glühlampen, um deren Beleuchtungsstärke nach Belieben den jeweiligen Erfordernissen anpassen ^r/.\i können. Ein derartiger Bedarf besteht beispielsweise j η bezug auf die Abdunkelungsmöglichkeit in Krankenhäusern, in Lichtspieltheatern sowie Fertigungsbetrieben und nicht zuletzt irn Haushalt zu Zwecken der Treppenhaus- und Fernsehbeleuchtung.

Sofern man von den relativ aufwendigen und kostspieligen Methoden elektronischer Art absieht, bestehen die geläufigeren Vorkehrungen zur Herabsetzung und Wiederherstellung des normalen Helligkeitsgrades von Glühlampen in Richtung einer Stromveränderung in einer Vorschaltung von ohmschen Wirkwiderständen oder kapazitiven bzw. induktiven Blindwiderständen. Während diese Massnahmen im ersteren Fall mit dem Nachteil eines Energieverlustes und der ausfUhrungsmässigen Berücksichtigung anfallender Erwärmungen verbunden eind, unterliegen die anderen Fälle trotz geringerer Eigenverluste einer starken Belastungsabhängigkeit.

BAD OFlIGtNAL

Um diese Unzulänglichkeiten weitgehend auszuschalten, bedient

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Busch-Jaeger Diirener Mefallwerke Aktiengesellschaft lüdenscheid

Aktenzeichen B.-J. 2361/2362. Dafun, 2 3. APR, 1965

sich die Erfindung einfacherweise der bekannten Tatsache, dass Selbstinduktionsspulen die Möglichkeit bieten, einen Teil der Spannung ohne nennenswerten Verlust abzudrosseln, und wertet diesen Effekt zur Steuerung des Helligkeitsgrades wechselstrom«· gespeister Glühlampen erfindungsgemäss dahingehend aus, den ohmschen Widerstand solcher Glühlampen wahlweise mit einer ihrer bestimmten Auslegung zufolge zwangsläufig im magnetischen Sättigungsbereich fungierenden Eisendrossel in Reihe zu schalten, um auf diese Weise vorteilhaft zu einer praktisch verlustlosen Leistungssteuerung zu gelangen.

Die Wirkungsweise eines solchen Bauelementes in Reihenschaltung mit einem Verbraucher beruht im wesentlichen auf der bekannten Eigenschaft ferromagnetischer Materialien, selbst bei erheblicher Steigerung der magnetischen Feldstärke keine beliebi/j; grossen Induktionen zu erreichen, sondern einen bestimmten Sättigungswert kaum zu überschreiten. Dementsprechend stellt ein derartiges Vorschaltelement in Form eines bewickelten ferromagnetischen Kerns einen induktiven Scheinwiderstand dar, dessen Grosse von der Magnetisierung des Kerns abhängig ist, wobei der Wicklungswiderstand im Vergleich zum induktiven Blindwiderstand der Anordnung sehr viel niedriger liegt. Legt man nun irgendeinen Verbraucher, wie in vorliegendem Fall den rein-ohmschen Lastwiderstand einer Glühlampe in Reihe mit einer solchen Eisendrossel an eine Wechselstromquelle, so lässt sich die Verbraucherspannung bzw. der Verbiwicherstrom in Abhängigkeit von der Magnetisierung des Kerns verändern.

In einer Schaltung nach Fig. 1 der Zeichnung fliesst in dem Stromkreis über den betätigten Arbeitskontakt 2 ein Wechsel-

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Busch-Jaeger Dürener Metallwerke Aktiengesellschaft Lüdenscheid

AkMd,..- ' B..J. 2361/2^62 Datum 2 3. AP}(. 1965

strom, der durch den komplexen Widerstand der Drosselwicklung und den rein-ohmschen Widerstand der Glühlampe 2 bestimmt ist. Ist dieser Lastwiderstand vergleichsweise klein gegen den vorwiegend induktiven Widerstand der Düosselwicklung 1 und die Speisespannung nur so gross, dass der Kern nicht gesättigt wird, so bleibt der Strom auf den Magnetisierungsstrom der Drossel beschränkt. Theoretisch gesehen verläuft demnach vor Erreichen des Sättigungsflusses der Anstieg der Magnetisierungskennlinie (Hystereseschleife), wie aus Fig. 3 ersichtlich, sehr steil: damit hat die induktivität einen hohen Wert und es liegt fast die gesamte Netzspannung gem. der Darstellung in Fig. 4 an der Eisendrossel. - Wird jedoch der Eisenkern der Drossel 1 bis weit in die- Sättigung hinein magnetisiert, so kann, wie in Fig. 5 erfasst, kein weiterer Anstieg der Hysteresis mehr erfolgen: die Drossel verliert schlagartig ihren induktiven Widerstand und der Wechselstrom im Stromkreis ist im wesentlichen (d.h. bis auf einen zu vernachlässigend ge- ' ringen ohmseheii- Spannungsabfall an der Drosselwicklung) nur noch vom Belastungswidersfeand der Glühlampe 2 bestimmt und erheblich grosser als vorher. - In dieser Funktion zeichnet sich das· selbstsäfctigende Vorschaltelement in vorteilhafter Weisee Jdarch eine weitgehende Belastungsunabhängigkeit sowie zu verßachlässigeride Eigenvßrluste aus* Dazu kommt das geringe Bauvolumen,, die fiobustheit und die praktisch unbegrenzte Lebensdauer einer-sol-chen Anordnung.

Unter diesen Gesichtspunkten ist eine solche Eisendrossel unter Berück&ichti'gurit'; des -zu· regelnden Leistungei^reichs von

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Aachen ty B..J. 2^6.1/^6.2 ... Da»_Um ...2?, APR. 1965 .....

Glühlampen derart auszulegen, dass ihr Kern in jeder Halbwelle der angelegten Wechselspannung schlagartig in den Sättigungszustand umspringt. Einer zweckmässigen Weiterbildung der Erfindung gemäss geschieht dies in bezug auf die technischen Daten, d.h. die zu verwendende Eisensorte , den geeigneten Kernquerschnitt und die Wicklungsdaten durch die Anordnung einer leistungsabhängig dimensionierten Wicklung auf einem Ringbandkern, der aus einer verlustarmen Weicheisenlegierung besteht.

Um zu einer möglichst stetigen Veränderung des Helligkeitsgrades der zu steuernden Glühlampen zu gelangen, ist einer Weiterbildung der Erfindung gemäss vorgesehen, die Wicklung der Eisendrossel 1 mit mehreren Anzapfungen zu versehen, und diese an die Pestkontakte eines Stufenschalters 4 zu führen, wie in Fig. 2 der Zeichnung ausgeführt ist. Dabei erweist es sich als zweckmässig, den einzelnen Wicklungsteilen unterschiedliche

Drahtquerschnitte zu geben, um die Eigenverluste i R der Anordnung in sämtlichen Schaltstellungen einander anzugleichen.

Bezüglich des konstruktiven Aufbaus der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, eine Eisendrossel 1 (Fig. l) und das Schaltelement 3/5 bzw. eine Stufendrossel 1 (Fig. 2) und den Stufenschalter H- gegebenenfalls in Verbindung mit Steckanschlussvorkehrungen 6 und/oder 7 gemäss dem in Fig. 2 dargestellten Stromlauf in ein und demselben Gehäuse unterzubringen und dieses, mit einer Anschlussmöglichkeit versehen, als fliegende Baueinheit oder zur festen Aufputzmontage zu benutzen.

Andererseits besteht die Möglichkeit, eine beispielsweise bis zu einem Anschlusswert von 100 W ausgelegte Baueinheit in

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Busch-Jaeger Dürener Mefailwerke Akfiengeselischaft Ludenscheid

B.-J. 2561/2362 _Dafum 2 3. APfl. 1965

Zusammenhang mit einer geeigneten Abdeckung und vorteilhafterweise in weitgehend umgossenem Zustand zum Einbau in eine gebräuchliche Unterputzdose vorzusehen. Eine derartige Ausführungsform, die sich sowohl als selbständiges Zwischengerät bzw. als Aufputzteil verwenden lässt, zeigt die Fig. 6 der Zeichnung in perspektivischer Darstellung, wogegen sich die Darstellung einer von dem Schalt- oder Regelglied 3/5 bzw. durchdrungenen Abdeckplatte zur Unterputzmontage ohne weiteres " aus dem längst bekannten Stande der Technik herleiten lassen dürfte.

4 Patentansprüche
6 Figuren

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Claims (4)

Aktenzeichen B.-J. 2^6l/2^62. Dafum 2 Y- APR, 1965 Patentansprüche t

1.)) Schaltungsanordnung zur Steuerung der Helligkeit weohsel- Btromgespeister Glühlampen« daduroh gekennzeichnet, dass der ohii.sohe GlUhlampenwiderstand (2) wahlweise mit einer ihrer bestimmten Auslegung zufolge zwangsläufig im magnetischen Sättigungsbereich fungierenden Eisendrossel (1) in Reihe

* schaltbar ist.

2·) Schaltungsanordnung nach Anspruch I, daduroh gekennzeichnet» dass die Eisendrossel (1) aus einer lastabhängig dimensionierten Wicklung auf einem Ringbandkern aus einer verlustarmen Weicheisenlegierung besteht.

2.) Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, daduroh gekennzeichnet, dass die Wioklung der Eisendrossel (1) in mehrere drahtquersohnittsmässig nach den jeweiligen Eigen-

• Verlusten (I²R) bemessene Wioklungstelle aufgegliedert ist« deren Anzapfungen an die Festkontakte eines Stufenschalter (4) geführt sind.

4.) Schaltungsanordnung naoh den Ansprüchen 1 bis 3« daduroh gekennzeichnet, dass die Eisendrossel bzw. Stufendrossel (1) und das entsprechende Schaltelement (3 und 5 bzw· 4) in Verbindung mit Steokansohlusevorkehrungen (6 und/oder 7) gehäusemässig als selbständige Baueinheit bzw· sur Aufputzmontage oder im Zusammenhang mit einer Abdeokung als weitgehend umgoaaene Baueinheit zum linbau in eine normale Unterputzdose ausgebildet sind· 809813/0851 BAD original