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Ersatzwiderstand für in Reihe zu schaltende elektrische Lampen ' Es
ist bekannt, bei elektrischen Lampen, insbesondere bei Glühlampen für Reihenschaltung,
zu jeder Lampe oder Lampengruppe eine selbsttätig wirkende Vorrichtung parallel
zu schalten, durch welche im Augenblicke des Erlöschens einer Lampe ein Ersatzwiderstand
für dieselbe Lampe eingeschaltet wird. Bei der bisher einfachsten, billigsten und
raumsparendsten Einrichtung der genannten Art wird ein Leiter zweiter Klasse, insbesondere
Carborundttm, in einem ganzen Stücke oder in Pulverform zwischen zwei an den Lampenklemmen
liegenden Elektroden als selbsttätig wirkender Nebenschluß verwendet. Diese Anordnung
hat keinen Eingang in :die Praxis finden können, denn der hohe spezifische Widerstand
derartiger Leiter zweiter Klasse, die Trägheit und Unvollkommenheit ihres Ansprechens
auf Spannungsunterschiede, die sich erst als sekundäre Wirkung des mit der Stromaufnahme
veränderlichen Er«#ärmu:agszustandes einstellt, vor allem aber der zu geringe Grad
der Widerstandsäußerung, machen diese Körper zu dem angegebenen Zwecke ungeeignet.
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Nach der Erfindung werden die obenerwähnten Nachteile von Ersatzwiderständen
für in Reihe zuschaltende elektrische Lampen dadurch vermieden, daß man an Stelle
von Carborundum und anderen Leitern zweiter Klasse für den aus einer großen Anzahl
von losen aneinanderliegenden Teilchengebildeten und zu jeder Einzellampe parallel
geschalteten und beim Versagen des Stromkreises der betreffenden Lampe die Fehlstelle
überbrückenden Ersatzwiderstand Metallkörner oder NIetallspäne verwendet. Insbesondere
eignet sich hierzu Eisen oder .ein Gemenge von Eisen mit einem anderen Metall, z.
B. 'Nickel. Je kleiner der Elektrodenabstand ist, uni so feiner und kleiner werden
die verwendeten 1Ietallspäne oder Metallkörner des Ersatzwiderstandes gewählt werden
müssen.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist
in der Abbildung schematisch veranschaulicht. Der Isolationskörper h einer Glühlampenfassung
üblicher Ausführungsform dient gleichzeitig als isolierendes Gehäuse zur Aufnahme
der :den dauernden Nebenschlußbildenden metallischen Körnermasse d einschließlich
der beiden Kontaktelektroden e und f. Zu diesem Zwecke ist der Fuß des Porzellansockels
7r mit einem Ouerkanal d versehen, in dessen beiderseitige Öffnungen geeignete Verlängerungen
der Stromzuführungsschienen e und f derart hineinragen, daß sie mit der in den Kanal
lose eingefüllten Masse aus nicht zu feinkörnigem Eisen oder sonstigem Metallfeilicht
hineinreichenden Kontakt in allen Stellungen der Lampenfassung besitzen. Durch solides
Einkitten .der Elektroden e und f in die Enden des Kanals d werden
diese nicht allein mit dem Porzellankörper -des Sockels fest verbunden, sondern
zugleich wird auch der .erforderliche Abschluß des Kanals d nach außen geschaffen,
welcher dessen körnerförmigen Inhalt zusammenhält.
Die Wirkungsweise
der !beschriebenen Anordnung ist folgende: Bei normalem Betriebszustande der in
der dargestellten Fassung sitzenden Lampe brennt diese in an sich bekannter Weise
in Reihe mit einer Anzahl (meist sieben bzw. fünfzehn) weiteren gleichartigen Lampen,
wobei auf jede einzelne Lampe nur ein Bruchteil, z. B. 14 Volt, der Gesamtspannung
entfällt. Bei richtig gewähltem gegenseitigen Absmnde der Elektroden e, f
des Nebenschlusses d ist dessen Widerstand, solange an den zugehörigen Lampenklemmen
@die niedrige Teilspannung herrscht, unendlich a-roß. Der durch den Nebenschluß
fließende Strom ist daher gleich Null, so daß die in Reihe geschalteten Lampen ohne
jeden Stromverlust mit voller Lichtstärke brennen. Der Grund für dieses Verhalten
liegt darin, @daß jedes einzelne der zahlreichen lose geschichteten Metallteilchen
von einer mikroskopisch kleinen isolierenden Luft- bzw. Gashülle umgeben ist. Da
nun infolge der sehr hohen Zahl dieser kleinen h°intereinandergeschaltetenFunkenstreckenauf
jede derselben wieder nur ein winziger Bruchteil der gesamten Teilspannung von beispielsweise
1q. Volt entfällt, so wird die .so gebildete Serien-Funkenstrecke nicht @durchschlagen
-und verhält sich daher wie ein vollkommener Isolator, der dem Strome keinerlei
Durchtritt :gewährt.
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Bricht nun der Faden der Glühlampe oder wird der Stromkreis -innerhalb
der Fassung auf andere Weise, z. B. durch Herausschrauben der Lampe, unterbrochen,
so tritt in demselben Augenblicke an ,den Klemmen e und f
der Fassung
die volle Spannung -der Serie (Netzspannung), z. B. r i o oder 22o Volt, auf, welche
im allgemeinen ein Vielfaches der auf eine (Lampe entfallenden Teilspannung beträgt.
Bei richtiger Dimensionierung wird durch (diese Spannungserhöhung die Durchschlagspannung
zwischen je zwei benachbarten Metallteilchen überschr fitten, die zahllosen unmeßbar
kleinen Funkenstrecken werden durchschlagen, und die Metallteilchen an ihren Berührungsstellen
werden durch die Hitze der übersdhlagsfünkchen miteinander verschweißt. Durch dieses
metallische Zusammenschweißen oder -fritben der losen Metallmasse nimmt diese ,den
Charakter eines gewöhnlichen Leiters erster Klasse au und bietet nunmehr dem Strom,durchflusse
fast keinen Widerstand mehr. Durch richtige Querschnittsbemessung -der Widerst#andssäule
dann der so entstandene Ersatzwiderstand dem Widerstan@de der brennenden Lampe gleich
gemacht werden. Solange an Stelle der defekten oder fehlenden Lampe keine Ersatzlampe
eingeschaltet wird, bleibt in an sich bekannter Weise der in der beschriebenen Weise
entstandene Ersatzwiderstand eingeschaltet und bewirkt, d'aß die :ganze übrige Lampenserie
mit voller Lichtstärke weiterbrennt. Eine durch Erschütterungen der lose gefritteten
Metallkörnermasse hervorgerufene Neigung auseirnanderzufallen, wird dadurch verhindert,
daß im gleichen Augenblicke wieder die volle Spannung der Serie an den Klemmen e,
f auftritt und die Körnersäule von neuem frittet.
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Sobald jedoch an Stelle der fehlenden eine Ersatzlampe in die Fassung
eingesetzt wird, genügt eine geringfügige Erschütterung der letzteren, um die Leitungsbrücke
wieder vollständig .zu entfritten und in den Zustand der Stromlosgkeit zurückzuversetzen,
was sich dadurch bemerkbar macht, @daß die neu eingeschaltete Lampe .mit voller
Lichtstärke wie die übrigen Lampen der Serie brennt. Die Auswechselung schadhafter
Lampen kann also ohne Abschaltung der Serie unter Strom erfolgen.
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Wegen des geringen Raumbedarfs und der Einfachheit der Ausführung
läßt sich der beschriebene Ersatzwiderstand auch in jeder anderen Art von Lampenfassungen,
desgleichen im Sockel oder Glaskörper der Glühlampe selbst zwischen den Einführungselektroden
anordnen, was für das Wesen und die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ohne
Bedeutung ist. Auch kann derselbe als selbsttätig wirkender Ersatzwiderstand für
andere Arten von elektrischen Lampen, z. B. Bogenlampen, sowie überhaupt für jede
Art in Reihe zu schaltender elektrischer Apparate mit Vorteil verwendet werden.