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Elektrische Schaltung, durch die die Spannung an einem Verbrau-
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cher nach dem Einschalten verzögert ansteigt und Vorrichtung mit einer
solchen elektrischen Schaltung Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung,
durch die die Spannung an einem Verbraucher nach dem Einschalten verzögert ansteigt,
bei der wenigstens ein Vorwiderstand in Reihe mit dem Verbraucher liegt.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, die als Vorschaltgerät
in eine Lampenfassung einschraubbar ist und die die elektrische Schaltung enthalt.
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Bei einer Reihe elektrischer Verbraucher stellt die inschaltbelastung
eine gegenüber dem stationären Betrieb erheblich erhöhte Beanspruchung dar. Ein
typisches Beispiel hierfür ist die etallfadenlampe, die als Einschaltstoß etwa den
zehnfachen Strom aufnimmt, wie in stationären Leuchten. Diese Elnschaltbelastung
setzt der Lebensdauer Grenzen. Es ist deshalb erwünscht, den Einschaltvorgang so
abzudämpfen, daß der Spannungsanstieg am Verbraucher nicht in einigen msec, sondern
um den Faktor 10 bis 100 langsamer erfolgt. Bei Schlafraum-Beleuchtungen und auoh
bei sehr hellen Lampen wird es darüber hinaus als sehr angenehm empfunden, wenn
die eingeschaltete Lampe nicht sofort die volle Betriebsleistung abstrahlt, sondern
erst in ein bis mehregen Sekunden vom schwachen Glühen bis zum volien Leuchten aufheizt.
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Es sind sogenannte "Dimmer" bekannt, bei denen über einen mechanisch
verstellbaren und damit im Wert veränderbaren Vorwiderstand die abzustrahlende Betriebsleistung
einer Lampe geregelt werden kann. Solche Dimmer sind gleichzeitig mit dem Schalter
kombiniert, und es hängt von dem eingestellten Vorwiderstandswert ab, ob die Lampe
sofort hell leuchtet oder nur wenig Betriebsleistung abstrahlt. Die gewünschte Abstrahlung
muß durch Verstellen des Dimmers von Hand reguliert werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische
Schaltung anzugeben, durch die die Spannung an einem Verbraucher nach dem Einschalten
verzögert ansteigt. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
anzugeben, in der diese Schaltung verwirklicht ist und die als Vorschaltgerät in
Lampenfassungen einbaubar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs angegebene Schaltung erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Verbraucher ein Kaltleiter geschaltet ist
und der Vorwiderstand zur Parallelschaltung aus Verbraucher und Kaltleiter in Reihe
liegt.
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Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Kaltleiter sind an sich hinreichend
bekannt. In aller Regel bestehen diese Kaltleiter aus einem keramischen Körper aus
durch Dotierung halbleitendem Perowskitmaterial, der Belegungen aufweist. Das halbleitende
Perowskitmaterial ändert in der Nähe der Curietemperatur seine Leitfähigkeit sprunghaft,
indem in sogenanntem kaltem Zustand (unterhalb der Curietemperatur) ein sehr niedriger
Widerstandswert von einigen fl. cm vorliegt, der dann bei weiterer Zunahme der Temperatur
des Keramikkörpers sprunghaft um 3 bis 5 Zehnerpotenzen ansteigt. Der Ubergang vom
Temperaturbereich mit niedrigem Widerstand in den Temperaturbereich, in welchem
der sprunghafte Anstieg des Widerstandswertes erfolgt, wird als Nenntemperatur bezeichnet.
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Durch die Schaltung gemäß der Erfindung wird erreicht, daß nach dem
Schließen des Stromkreises durch die Betätigung des Schalters
nur
ein Teil des Stromes durch den Verbraucher fließt, während der überwiegende Teil
durch den parallelgeschalteten Kaltleiter fließt. Hierdurch erwärmt sich der Kaltleiter
und nimmt einen um mehrere Zehnerpotenzen höheren Widerstandswert an, so daß praktisch
durch den Widerstand nur noch ein geringer Stromanteil fließen kann, der für die
Beibehaltung der hohen Temperatur des Kaltleiters ausreichend ist, während dann
der Hauptteil des Stromes durch den Verbraucher fließt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Vorwiderstand ebenfalls
ein Kaltleiter sein.
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Für eine optimale Betriebsweise der elektrischen Schaltung besitzt
der Widerstandswert des Kaltleiters im kalten Zustand nur 2 bis 20 % des Widerstandswertes
des Verbrauchers im stationären Zustand und beträgt der Zahlenwert der Wärmekapazität
(gemessen in Ws/OK) des parallelgeschalteten Kaltleiters das 0,05-bis 0,2-fache
des Zahlenwertes der in Watt gemessenen Leistung des Verbrauchers.
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Die Dauer für den Anstieg der Spannung am Verbraucher hängt davon
ab, in welchem Temperaturbereich die Curietemperatur des Kaltleiters liegt, wofür
als Maß die Nenntemperatur gilt. Liegt die Curietemperatur sehr hoch, dann benötigt
der Kaltleiter eine längere Zeit, um den hohen Widerstandswert zu erreichen, so
deß die volle Spannung erst später am Verbraucher liegt.
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Eine vorteilhafte Nenntemperatur des Kaltleiters sind 800 C.
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Der Vorwiderstand weist einen Wert auf, der 5 bis 10 % des Widerstandswertes
des Verbrauchers im stationären Zustand beträgt.
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Die Vorrichtung mit der Schaltung der Erfindung ist erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß der parallelgeschaltete Kaltleiter und der Vorwiderstand
in einem Schraubgehäuse angeordnet sind, das auf einer Seite ein Metallschraubgewinde
zum Einschrauben des Sockels einer Lampe und auf der anderen Seite
einen
einem Lampensockel entsprechenden Metallschraubsockel aufweist und daß die einzelnen
Teile räumlich so angeordnet sind, daß das Metallschraubgewinde und der Metallschraubsockel
miteinander und mit einer Belegung des Kaltleiters verbunden sind und die andere
Belegung des Kaltleiters über eine Kontaktplatte, an die der eine Kontakt der Lampe
anstößt, mit einem Anschluß des Vorwiderstandes verbunden ist und dessen anderer
Anschluß mit dem vom Metallschraubsockel isolierten Kontakt verbunden ist.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 die Schaltung der Erfindung mit einem Festwiderstand
als Vorwiderstand; Fig. 2 die Schaltung der Erfindung mit einem Kaltleiter als Vorwiderstand;
Fig. 3 die Vorrichtung der Erfindung, in der die Schaltung verwirklicht ist.
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In Fig. 1 ist mit 1 der Verbraucher, hier eine Lampe, bezeichnet.
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Parallel zu diesem Verbraucher ist ein Kaltleiter 2 geschaltet und
in Reihe zu dieser Parallelschaltung liegt der Vorwiderstand 3, der hier einen festen
Widerstandswert hat.
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Beim Schließen des Schalters 5 fließt der Strom durch den Vorwiderstand
3 und dann in die Parallelschaltung aus Kaltleiter und Verbraucher. Zunächst fließt
durch den Verbraucher nur ein kleiner Anteil des Stroms, so daß z.B. eine Lampe
nur schwach aufleuchtet, während der überwiegende Teil des Stroms durch den Kaltleiter
fließt, wodurch sich dieser erwärmt. Im erwärmten Zustand des Kaltleiters fließt
dann der überwiegende Teil des Stroms durch den Verbraucher, so daß z.B. eine Lampe
mit ihrer normalen Leistung strahlt.
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Die Schaltung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Schaltung nach
Fig. 1 dadurch, daß als Vorwiderstand ein Kaltleiter 4 verwendet ist. Hierdurch
wird ein Schutz gegen Uberlastung bewirkt.
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Der Schutzkaltleiter 4 hat dabei selbstverständlich eine höhere Nenntemperatur
undoder größere Wärmekapazität als der Kaltleiter 2, damit die Schaltung bis zum
Eintreten einer notwendigen Scutzfunktion wirken kann.
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In Fig. 3 ist eine Vorrichtung gezeigt, die als Vorschaltgerät für
Lampenfassungen verwendbar ist.
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In dieser Vorrichtung ist die Schaltung fest eingebaut.
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Die Vorrichtung besteht aus einem Schraubgehäuse 6, das an einer Seite
7 ein Metallschraubgewinde 8 zum Einschrauben des Sockels 9 einer Lampe 10 aufweist.
Auf der anderen Seite 11 ist ein einem Lampensockel entsprechender Metallschraubsockel
12 vorgesehen.
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Die einzelnen Teile sind räumlich so angeordnet, daß das Metallschraubgewinde
8 und der Metallschraubsockel 12 miteinander und mit einer Belegung 13 des Kaltleiters
2 verbunden sind. Der Kaltleiter 2 ist hier in Form eines Ringes gezeigt, der, zentriert
und gehalten durch den Ring 20 aus Isoliermaterial, an seinen beiden Stirnseiten
die Belegungen 13 und 14 trägt. Die Belegung 14 des Kaltleiters 2 ist über eine
Kontaktplatte 15, an die der eine Kontakt 16 der Lampe 10 anstößt, mit einem Anschluß
17 des Vorwiderstandes 3 verbunden. Der andere Anschluß 18 des Vorwiderstandes 3
ist mit dem vom Metallschraubsockel 12 isolierten Kontakt 19 verbunden. Die Schaltung
der Erfindung läßt sich auch bei stationärer Installation im Leistungssystem unterbringen.
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Eine andere Ausführung - insbesondere für Lampen - besteht darin,
daß Kaltleiter und/oder Vorwiderstand bereits von vornherein fest im Verbraucher,
beispielsweise im Lampenkolben eingebaut, enthalten sind.
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6 Patentansprüche 3 Figuren
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