DE2410884A1

DE2410884A1 - Schaltungsanordnung fuer wirksamen betrieb einer gluehlampe

Info

Publication number: DE2410884A1
Application number: DE19742410884
Authority: DE
Inventors: Daniel R Muss
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1973-03-08
Filing date: 1974-03-07
Publication date: 1974-09-12
Also published as: NL7403017A; GB1398705A; FR2220876A1; FR2220876B1; IT1004363B; JPS49126187A; BE812024A

Description

DiPL-ING. KLAUS NEUBECKER

Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9

Düsseldorf, 5. März 1974

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Schaltungsanordnung für wirksamen
Betrieb einer Glühlampe

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanordnungen für den wirksamen Betrieb von Glühlampen.

Glühlarapen werden im allgemeinen ohne Einschaltstrom-Begrenzer betrieben, so daß infolge eines solchen Einschaltstroms bei Beaufschlagung eines kalten Glühfadens mit voller Spannung die Lebensdauer der Lampe im allgemeinen beträchtlich verkürzt wird. Allgemein wurde festgestellt, daß der Einschaltstrom das Zehn- bis Zwanzigfache des normalen Betriebsstroms beträgt, nachdem der kalte Widerstand eines Wolfram-Glühfadens nur annähernd ein Zwanzigstel bis ein Zehntel des heißen Widerstandes ausmacht. Dieser Einschaltstrom kann zu örtlichen überhitzungen an Stellen hohen Widerstands in dem Glühfaden führen, und diese Stellen können sich auf eine Temperatur erwärmen, die beträchtlich oberhalb der normalen Arbeitstemperatur liegt. Diese örtliche überhitzung ruft eine raschere Verdampfung des Glühfadens in diesem örtlichen Bereich hervor, so daß der Widerstand der speziellen Stellen sich weiter erhöht. Dieser Vorgang setzt sich bei jedem Anfangs-Stromstoß fort und kann dann gelegentlich zum Ausfall eines Glühfadens, beispielsweise durch örtliches Schmelzen, führen.

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Es ist bereits in Verbindung mit einer Reihe von Patentschriften vorgeschlagen worden, den Lampen-Einschaltstrom zu begrenzen. Entsprechend der US-PS 2 081 801 - Dunkel - vom 25.5.1937 wird in Reihe mit dem Glühfaden ein Thermistor geschaltet, um den Anfangs-Stromstoß auf einem Minimum zu halten. Entsprechend der US-PS 2 110 690 - Zierahn - vom 8.3.1938 ist ein Thermistor in Reihe mit dem Glühfaden geschaltet, teilweise, um einen übermäßigen Anfangs-Stromstoß zu vermeiden. Die CH-PS 409 144 - Gerber - vom 30.9.1966 lehrt einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten, der in Reihe mit einem Glühfaden geschaltet und im Sockel der Lampe oder innerhalb des Kolbens untergebracht ist.

Diese Anordnungen nach dem Stand der Technik weisen eine im wesentlichen lineare Beziehung zwischen dem Logarithmus des Widerstands und der Temperatur auf, was insofern in der Praxis zu Schwierigkeiten führt, als die Strombegrefeung in beträchtlichem Maße von der Umgebungstemperatur abhängig ist (d. h.,an einem kalten Tag würde» in einer im Freien angeordneten Lampe nur ein extrem kleiner Strom fließen).

Eine weitere Schwierigkeit, die in der Vergangenheit allgemein auftrat, bestand darin, daß selbst dann, wenn der Widerstand der Vorrichtung für die Begrenzung des AusgangsStroms gegenüber seinem Ausgangswert etwas abnahm, weiterhin ein erheblicher Widerstand verblieb. Durch solche Anordnungen wurde somit offensichtlich durchweg der Wirkungsgrad um mindestens 5 % erniedrigt. Hinzu kommt, daß solche Anordnungen nur für Lampen mit einem speziellen WattwertwLrksam waren und die Kosten der S trombe grenz ungs anordnungen im Vergleich zu den Kosten einer normalen Glühlampe hoch waren. Es erwies sich daher im allgemeinen als unpraktisch, solche Begrenzungsanordnungen als Bestandteil der Lampen vorzusehen und dann bei jedem Austausch der Lampe gegen eine Lampe mit abweichendem Wattwert den Strombegrenzer ebenfalls zu wechseln.

In den vorerwähnten Patentschriften ist von Widerständen mit negativem Temperaturkoeffizienten und insbesondere Urandioxid-Wider-3tänden die Rede, während Vanadiumoxid-Anordnungen offenbar bisher

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für die Begrenzung von Lampen-Einschaltstrom niemals verwendet wurden.

Es ist Vanadiumoxid für extern|erwärmte, temperaturempfindliche Widerstände vorgeschlagen worden. In der GB-PS 1 168 107 - Hitachi Limited - vom 22.10.1969 wird ein Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Werkstoffs mit V-O.-Kristallen beschrieben, die in einem.halb leitenden Oxidflußmittel suspendiert sind. Die Eigenschaften von Vanadiumoxid-Keramikwerkstoffen werden ebenfalls von Futaki in einer Veröffentlichung in "Japanese Journal of Applied Physics", Band 4, Nr. 1, Januar 1965, S. 28/41 beschrieben. Ein Vanadiumdioxid verwendender temperaturempfindlicher Schalter wird in der US-PS 3 621 446 - Smith et al - vom 16.11.1971 beschrieben. In Verbindung mit der Anwendung von Vanadiumdioxid wird in den obigen Veröffentlichungen allgemein die Verwendung einer externen Erwärmung wargeschlagen. Die Anwendung als thermischer Schalter oder als thermisches Relais nach Smith und die Anwendung als Temperaturerfassungs-Schalter nach Futaki sind typisch.

Die Eigenschaften verschiedener Einzelkristalloxide des Vanadiums sind in "Physical Review letters", Band 3, Nr. 1, S. 34/36 vom 1.7.1959 von Morin beschrieben worden, wobei Morin die sehr abrupte Abnahme des Widerstands (von etwa fünf Größenordnungen) beschreibt, die über einen sehr kleinen Temperaturanstieg hinweg auftritt. Somit schlägt der Stand der Technik insgesamt vor, daß Vanadiumoxid als Festkörperschalter dienen kann, wenn er einer äußeren Erwärmung ausgesetzt wird.

Erfindungsgemäß ist eine Schaltungsanordnung mit einem Einschaltstrom-Begrenzer für den wirksamen Betrieb einer Glühlampe gekennzeichnet durch mindestens ein den Einschaltstrom begrenzendes und damit eine allmähliche Einschaltung der Lampe ermöglichendes Keramikelement, das mit mindestens einem Glühfaden zu einer an eine elektrische Energiequelle anschließbaren Reihenschaltung zusammengefaßt ist und im wesentlichen ein oder mehrere Vanadiumoxide der allgemeinen V₂O_x, wobei "x" kleiner als 5 und größer als 3 ist,

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Es wurde so gefunden, daß ein Vanadiumoxid enthaltendes Keramikelement in Reihe mit einem Glühfaden geschaltet werden kann, um so als sich selbst erwärmender Widerstand mit nichtlinearer Widers tands-/Temperaturcharakteristik zu wirken und damit eine Erwärmung des Glühfadens ohne großen Einsehältstrom zu ermöglichen, dennoch aber einen wirksamen Betrieb der Lampe im "eingeschwungenen" Zustand zu gewährleisten. Das Keramikelement sorgt für eine kontrollierte Einschaltzeit der Lampe und braucht vorzugsweise weniger als 1 % der der Reihenschaltung aus Glühlampe und Keramikelement im "eingeschwungenen Zustand" zugeführten Energie. Vorzugsweise wird dadurch ein Überschießen vollständig eliminiert, wobei unter "überschießen" der Stromwert zu verstehen ist, um den der Einschaltstrom den Strom nach der Einschaltung, d. h. also den Strom für den "eingeschwungenen" Zustand übersteigt. Die allmähliche Lampeneinschaltung weist auch physiologische Vorzüge auf, da dadurch dem menschlichen Auge Zeit gegeben wird, sich auf die Änderung des Lichtwerts einzustellen.

Die Erfindung ermöglicht eine Begrenzung des Einscnaltstroms einer Glühlampe bei Aktivierung des kalten Glühfadens, indem das in der Hauptsache Vanadiumoxid enthaltende keramische Element elektrisch in Reihe mit dem Glühfaden geschaltet wird. Zu den Schaltungsanordnungen nach der Erfindung gehören sowohl solche, bei denen das Keramikelement sich im Lampenkolben befindet, als auch solche, bei denen das Keramikelement sich außerhalb des Kolbens befindet, aber mechanisch mit der Lampe verbunden ist, oder bei denen das Keramikelement vollständig von der Lampe getrennt ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Schaltbild der Schaltungsanordnung, in der das den Einschaltstrom begrenzende Keramikelement elektrisch mit dem Glühfaden einer Glühlampe in Reihe geschaltet ist;

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Fig. 2 eine Glühlampe mit innerhalb des Lampenkolbens untergebrachtem Kerarnikelement für die Begrenzung des Einschaltstroms;

Fig. 3 eine Glühlampe mit zwei den Einschaltstrom begrenzenden Keramikelementen, die beide im Lampenkolben untergebracht sind;

Fig. 4 eine Glühlampe, bei der das den Einschaltstrom begrenzende Keramikelement sich im Sockel der Lampe befindet;

Fig. 5 eine Glühlampe mit einem zur Begrenzung des Einschaltstroms dienenden Keramikelement, das zugleich als elektrischer Leiter durch den Kolben dient;

Fig. 6 den Einsatz eines vollständig außerhalb der Lampe angeordneten Keramikelements zur Begrenzung des Einschaltstroms;

Fig. 7 die Verwendung eines einzigen den Einschaltstrom begrenzenden Keramikelements zur Begrenzung des Stroms der beiden Glühfaden zweier Glühlampen;

Fig. 8 ein Diagramm des Stroms in Abhängigkeit von der Zeit für verschiedene Lampenausführungen; und

Fig. 9 ein Diagramm des Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur unter Gegenüberstellung einer "Keramik"-Kurve und einer Schaltkurve.

Wenngleich es sich bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung um eine einfache Reihenschaltung handelt, so kann doch nicht übersehen werden, daß verschiedene ziemlich komplexe Funktionen stattfinden. Zunächst muß ein Strom kontrollierter Größe durch den Glühfaden fließen können, so daß dieser sich aufheizen kann.

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Fließt zu wenig Strom durch den Glühfaden, so erwärmt dieser sich nicht in der erforderlichen Weise, so daß ein .verhältnismäßig großer Einschaltstrom auftritt, wenn das Keramikelement in seinen Zustand niedrigen Widerstands übergeht. Um den Anfangsstrom auf den riennlaiiipenstrom zu begrenzen, muß der Kaltwiderstand des Keramikelements über einen weiten Bereich der Umgebungsverhältnisse annähernd gleich oder größer als der Warmwiderstand der Lampe sein. Um eine Schaltungsanordnung zur Verfügung zu haben, bei der 1 % oder weniger der Etnergie unter normalen Arbeitsbedingungen als Verlustwärme abgeführt werden, muß der Warmwiderstand des Keramikelements geringer als etwa 1 % des Warmwiderstands des Glühfadens sein. Die Energie im heißen Keramikelement muß jedoch das Keramikelement auf einer ausreichend hohen Temperatur halten, um den Niedrigwiderstand-Zustand zu wahren. Es wurde gefunden, daß Vanadiumoxid als ein selbstaktivierter veränderlicher Widerstand verwendet werden kann, der eine praktisch erzielbare Widerstandsänderung über zwei oder drei Größenordnungen ermöglicht.

Vorzugsweise hat das Keramikelement einen Widerstandswert, der etwa das 0,9- bis 2-fache des warmen Widerstandswertes der Glühlampe beträgt, wenn das Keramikelement sich auf einer Temperatur von etwa 10° C - 40° C befindet, während sein Widerstandswert etwa das 0,0005 - 0,01-fache des warmen Widerstandswertes der Glühlampe beträgt, wenn es sich auf einer Temperatur von mehr als etwa 80° C befindet. Vorzugsweise hat das Keramikelement eine Masse, so daß die für die Aufheizung des Elements von etwa 25° C auf etwa 67° C erforderliche Zeit bei Nennstrom mindestens etwa 0,1 s beträgt. Somit wird die Einschaltzeit der Lampe für mindestens 0,1 s unter Kontrolle gehalten. Typischerweise beträgt die Einschaltzeit etwa 0,3 bis δ s.

Die geringste Gesamtmasse (im Hinblick auf Erwärmungskapazität),

Wert die den Anfangsstrom in zufriedenstellender Weise auf einen/unterhalb des normalen Arbeitsstroms in einem Wolfram-Glühfaden begrenzen kann, wurde mit dem 16-fachen der Masse des Glühfadens errechnet. Experimentell ergab sich als arbeitsfähige Mindestmasse ein Wert entsprechend dem 24-fachen der Glühfadenmasse. Gute Arbeits-

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werte ergaben sich, wenn die Masse etwa 20 % größer als die Mindest- Arbeit smas se (oder etwa das 2 8- bis 32-fache der Glühfadenmasse) ist.

Die Masse des Vanadiumoxids kann in verschiedenerlei Weise geringer als die geringste Gesamtmasse gehalten werden. So können beispielsweise (a) schwere Elektroden an dem Keramikelement verwendet werden, so daß die Masse des Vanadiumoxids verringert werden kann, während die Wärmekapazität des Begrenzers hoch bleibt, oder aber es ist (b) vermutlich keine strenge Strombegrenzung notwendig, um die Lebensdauer des Glühfadens zu verlängern, so daß ein

Strom den leichterer Begrenzer eingesetzt werden kann, der den/Arbeitsstrom

während eines Teils der Aufheizung übersteigen läßt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 untersucht. Ein den Einschaltstrom begrenzendes Keramikelement 10 mit einem ersten Anschluß 12 und einem zweiten Anschluß 14 ist elektrisch mit einem Glühfaden 16 einer Glühlampe verbunden. Der Glühfaden 16 hat ein erstes Ende und einzweites Ende 20. Der zweite Anschluß 14 des Keramikelements 10 ist elektrisch mit dem ersten Ende 18 des Glühfadens verbunden, während der erste Anschluß 12 des Keramikelements und das zweite Ende 20 des Glühfadens 16 jeweils elektrisch mit einer Energiequelle verbindbar sind. Das Keramikelement 10 weist grundsätzlich eines oder mehrere Vanadiumoxide der Formel VO auf, wobei "x" kleiner als 5 und größer als 3 ist. Die Formel gibt das Verhältnis der Vanadiumatome zu den Sauerstoffatomen im Vanadiumoxid des Keramikelements an. Vanadiumoxide dieser Zusammensetzungen haben von Natur aus eine nichtlineare Zuordnung von Widerstand und Temperatur. Der Begriff "keramisch" bedeutet, daß eine Vielzahl Kristalle vorhanden sind, während ein Einzelkristalloxid, das im wesentlichen eine stufenartige Widerstandsänderung ergibt, ausgeschlossen ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind sowohl der Glühfaden 16 als auch das den Einschaltstrom begrenzende Keramikelement 10 in einem einzigen lichtdurchlässigen Kolben 22 untergebracht. Bei

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einer solchen Anordnung kann von dem Glühfaden 16 abgegebene Energie dazu beitragen, das Keramikelement 10 oberhalb der 'kritischen Temperatur und somit im Zustand niedrigen Widerstands zu halten. Dieser Energiebeitrag an das keramische Element tendiert dazu, sehr klein zu sein, selbst bei Betrieb mit voller Temperatur, während er beim Einschalten der Lampe minimal ist.

Fig. 3 zeigt die Verwendung von mehr als einem den Einschaltstrom begrenzenden Keramikelernenten. Ein den Einsehältstrom begrenzendes Keramikelement 10 ist in Reihe mit dem Glühfaden 16 geschaltet, während ein weiteres zweites den Einschaltstrom begrenzendes Keramikelement 24 in Reihe mit der vorerwähnten Reihenschaltung geschaltet ist. Die beiden Keramikelemente können sich innerhalb des Lampenkolbens 22 befinden, wie das mit Fig. 3 gezeigt ist, können aber auch teilweise oder vollständig außerhalb des Kolbens 22 angeordnet sein.

Fig. 4 zeigt einen Aufbau, bei dem das Keramike leinen t 10 im Lampensockel 26 untergebracht ist. Der Glühfaden 16 ist naturgemäß im lichtdurchlässigen Kolben 22 angeordnet, während das den Einschaltstrom begrenzende Keramikelement 10 sich zwar außerhalb des Kolbens 22 befindet, jedoch infolge seiner Anordnung in dem Lampensockel mechanisch damit verbunden ist. Diese Anordnung ist insofern praktisch, als das Keramikelement 10 keine Energiezufuhr vom Glühfaden 16 erfordert und daher nicht unmittelbar neben dem Glühfaden 16 angeordnet werden muß. Darüber hinaus werden durch die Anordnung außerhalb des Kolbens mögliche Verschmutzungsprobleme vermieden, die sonst durch das Keramikelement 10 im Hinblick auf die in dem Kolben 22 enthaltene Atmosphäre hervorgerufen werden könnten.

Fig. 5 zeigt die Verwendung eines Keramikelements 10 als elektrische Durchführung in den Kolben 22. Da das Keramikelement 10 ein Glasbindemittel hat, läßt es sich bequem dicht in einen Glas-Kolben 22 einsetzen.

Fig. 6 zeigt die Verwendung eines Keramikelements 10, das voll-

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ständig außerhalb der Lampe angeordnet ist und auch keine mechanische Verbindung mit dieser aufweist. Diese Anordnung ist ebenfalls möglich, weil das Keramikelement 10 sich selbst erwärmt und nicht neben dem Glühfaden 16 angeordnet zu werden braucht. Wenngleich diese Anordnung sich auch für Lampen mit niedrigerer Leistung einsetzen läßt, so eignet sie sich wahrscheinlich doch eher für Lampen mit einer Leistung von über 100 W. Für solche größeren Lampen kann das Keramikelement 10 etwas größer ausfallen, so daß es sich nur noch schwierig als Bestandteil der Lampe unterbringen läßt. Außerdem bedingt ein Keramikelement für solche größeren Lampen höhere Kosten, so daß es wünschenswert ist, das Keramikelement 10 zu erhalten und nicht mit der Lampe zusammen wegzuwerfen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das Keramikelement 10 eine Temperatur von etwa 70° C und mehr erreicht, so daß seiner Anordnung eine gewisse Aufmerksamkeit gewidmet werden muß.

Fig. 7 zeigt die Verwendung eines Keramikelements 10 für die Begrenzung des Einschaltstroms zweier Glühfäden 16. In ähnlicher Weise kann ein einziges Keramikelement auch verwendet werden, um den Einschaltstrom von mehr als zwei Glühfaden zu begrenzen.

Eine Kurve A der Fig. 8 zeigt den typischen Verlauf des Stroms in Abhängigkeit von der Zeit für eine Lampe ohne den Einschaltstrom begrenzendes Keramikelement. Eine Kurve B der Fig. 8 ergab sich, als ein Widerstand, der durch Kurzschließen unwirksam gemacht werden konnte, in Reihe mit einer Lampe geschaltet wurde. Diese Kurve zeigt, daß eine solche Schaltung zwar überschießenden Strom zu begrenzen sucht, ihn jedoch nicht eliminiert. Von außen erwärmtes VO₂ oder Einzelkristall-VO₂ ergibt eine Schaltcharakteristik mit einem Verlauf, der im wesentlichen der Form der Kurve B entspricht. Die Kurve C der Fig. 8 ergab sich bei Verwendung eines den Einschaltstrom begrenzenden Keramikelements nach der Erfindung. Wie ersichtlich, konnte ein Strom-Überschießen damit vollständig eliminiert werden.

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- 1O -

Eine Kurve D der Fig. 9 zeigt ein typisches Verhalten des Widerstandswertes in Abhängigkeit von der Temperatur für ein praktisch einsetzbares, den Einschaltstrom begrenzendes Vanadiumoxid-Keramikeleinent 10. Um den Einschaltstrom auf einen Wert zu begrenzen, der gleich oder kleiner als der normale Betriebestrom ist, muß der Widerstandswert des Keramikelernents in dem Bereich der Umgebungstemperaturen, in dem das Keramikelement voraussichtlich eingesetzt wird (etwa -3O bis +4O C) gleich oder größer als der Widerstand des erhitzten Glühfadens 16 und vorzugsweise etwa das 0,5-bis 2fache des des Warm-Widerstandswertes bei normalen Raumtemperaturen (1O- 4O° C) sein. Um die Verlustwärme im Keramikelement 10 auf weniger als 1 % der von dem Glühfaden 16 umgesetzten Energie zu beschränken, muß der Widerstand bei hoher Temperatur weniger als etwa 1 % des Warm-Widerstandswertes des Glühfadens 16 ausmachen, so daß eine Änderung des Widerstandswertes von mindestens etwa zwei Größenordnungen erforderlich ist. Es wurde gefunden, daß für Vanadiumoxid die Widerstandsänderung vorzugsweise zwischen zwei und drei Größenordnungen liegt. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß das Strom-Überschießen nicht eliminiert wird, wenn der übergang Schaltverhalten hat, wie das mit einer Kurve E der Fig. 9 gezeigt wird. Entsprechend Untersuchungen verringerte eine Schaltung mit einer Kurve nach Fig. E das Strom-Oberschießen von einem Faktor von mehr als 10 (ohne Begrenzer) auf ein Oberschießen von annähernd 30 %, ohne jedoch das Stromüberschießen eliminieren zu können.

Untersuchungen haben gezeigt, daß die den Einschaltstrom begrenzenden Vanadiumoxid-Keramikelemente zu einer beträchtlichen VerT längerung der tatsächlichen Lebensdauer einer Lampe bis hin zur vollen Ausnutzung der möglichen Lampen-Lebensdauer (Betriebsdauer der Lampe bei kontinuierlichem Brennen, d. h. ohne Schalten) führen können. Herkömmliche 4O W-Lampen zeigten eine 34 %ige Verringerung gegenüber der möglichen Lebensdauer, wenn sie auf der Basis einer periodischen Ein-/Ausschaltung für jeweils fünf Minuten betrieben wurden. Der gleiche Lampentyp zeigte eine 13 %ige Abnahme der Lebensdauer bei Betrieb auf der Basis einer periodischen Einschaltung einmal pro Tag für 1425 Minuten bei 15-minütiger

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Abschaltlang. Da die meisten Glühlampen irgendwo zwischen diesen Extremwerten (etwa durchschnittliche Einschaltung einmal alle vier oder fünf Betriebsstunden) betrieben werden, wird ihre Lebensdauer zwischen 13 und 34 % (der potentiellen Lampen-Lebensdauer) durch Schalt-Überschwingungen verkürzt. Die Untersuchungen zeigten, daß für mit einem den Einschaltstrom begrenzenden Vanadiumoxid-Keramikelement betriebene Lampen das Strom-Überschießen vollständig eliminiert und damit auch die Abnahme der Lampen-Lebensdauer eliminiert werden kann, wenn diese (bei voller Spannung am Glühfaden) entsprechend einem der beiden vorerwähnten Schalt-Zyklen betrieben wird. Durch Verwendung der Vanadiumoxid enthaltenden Keramikelemente läßt sich somit unter extremen Schaltbedingungen die maximale potentielle Betriebsdauer erzielen. Die normale Verkürzung der Lampen-Lebensdauer infolge Schaltens läßt sich vollständig eliminieren. Wenn für eine Kompensation des Spannungsabfalls an dem Keramikelement gesorgt wird, so daß die Glühfadentemperatur beibehalten werden kann, so ergibt sich ein Verlust an Lichtausbeute von weniger als 1 % (hier mit 0,5 % gemessen) .

Das den Einschaltstrom begrenzende Keramikelement enthält allgemein 70 bis 98 Gew% Vanadiumoxid-Kristalle und 2 bis 30 Gew% Bindemittel-Glas. Das Bindemittel-Glas kann verschiedene Glasarten enthalten, jedoch enthält es vorzugsweise mindestens 10 Gew% V_o0_c. Vorzugsweise ist die Formel der Vanadiumoxide V_o0 . wobei "x" zwischen 3,5 und 4,5 liegt. Das Keramikelement enthält zwischen 2 und 30 % Bindemittel-Glas (und mehr, typischerweise zwischen 10 und 30 %).

Es lassen sich verschiedene Verfahren zur Herstellung des Keramikelements einsetzen, beispielsweise das in der vorerwähnten GB-PS 1 168 107 beschriebene Verfahren, insbesondere bei Erzeugung der in der dortigen Fig. 2 mit "10 %" und "20" bezeichneten Charakteristik. Allgemein ist einer Formel der Vorzug zu geben, die annähernd VO₂ entspricht.

P atentansprüche: 409837/0877

Claims

Patentansprüche

Γ 1.JSchaltungsanordnung mit einem Einschaltstrombegrenzer für den wirksamen Betrieb einer Glühlampe, gekennzeichnet durch mindestens ein den Einschaltstrom begrenzendes und damit eine allmähliche Einschaltung der Lampe ermöglichendes Keramikelement (10; 24), das mit mindestens einem Glühfaden (16) zu einer an eine elektrische Energiequelle anschließbaren Reihenschaltung zusammengefaßt ist und im wesentlichen ein oder mehrere Vanadiumoxide der allgemeinen Formel V₀O , wobei "x" kleiner als und größer als 3 ist, enthält.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung zwei den Einschaltstrom begrenzende Keramikelemente (10, 24) und einen einzigen Glühfaden (16) enthält.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikelemente (10, 24) im Kolben (22) der Glühlampe enthalten sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung einen Glühfaden (16) mit einem ersten Ende (18) und einem zweiten Ende (20) und ein den Einschaltstrom begrenzendes Keramikelement (10) mit einem ersten und einem zweiten Anschluß (12, 14) aufweist und daß der zweite Anschluß (14) mit dem ersten Ende (18) verbunden ist und das zweite Ende (20) einerseits sowie der erste Anschluß (12) andererseits individuell an die Energiequelle anschließbar sind.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühfaden (16)und das den Einschaltstrom begrenzende Keramikelement (10; 24) in einem einzigen lichtdurchlässigen Kolben (22) untergebracht sind.

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6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühfaden in einem lichtdurchlässigen Kolben und das den Einschaltstrom begrenzende Keramikelement (10) außerhalb des Kolbens, jedoch mechanisch damit verbunden, angeordnet ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikelement (10; 24) 70 bis 98 Gew% Vanadiumoxid-Kristalle und 2 bis 30 Gew% Bindemittel-Glas enthält.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß "x" in der Formel V_oO_w zwischen 3,5 und 4,5 ist und das Bindemittel-Glas mindestens 10 Gew% V₃O₅ enthält.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltzeit der Lampe oder der Lampen für eine vorgegebene Zeit von mindestens 0,1 s unter Kontrolle steht.

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