DE503836C

DE503836C - Shunt resistor for electric light bulbs to be connected in series and other consumer devices

Info

Publication number: DE503836C
Application number: DEP56165D
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Friederich
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1927-09-30
Filing date: 1927-09-30
Publication date: 1930-07-26
Also published as: GB297833A

Description

Nebenschlußwiderstand für in Reihe zu schaltende elektrische Glühlampen und andere Verbrauchsgeräte Bei der Hintereinanderschaltun,g von Glühlampen werden vielfach Nebenschlußwiderstände angewandt, die beim Brennen der Lampe einen so hohen Widerstand haben, daß kein nennenswerter Strom hindurchgeht, und imi Falle des Durchbrennens einer Lampe den Strom durchlassen. Die bisher üblichen Nebenschlußwiderstände bestanden entweder aus. sich lose berührenden gekörnten Massen schlechter Leiter, wie z. B. Erze, Karborund u. dgl., oder sie waren hergestellt aus metallischen Leitern, die m.it dünnen Überzügen nichtleitender Stoffe, z. B. Oxyde, überzogen waren. Die erste Art dieser Widerstände hat den Nachteil, daß sie nach dem Durchschlagen bei höherer Spannung einen nicht unbeträchtlichen, bleibenden Widerstand aufweisen, so daß sie für Lampen höherer Leistungsaufnahme infolge zu großer Wärmeentwicklung nicht in Frage kommen und auch dort nicht geeignet sind, wo es sich darum handelt, in den Stromkreis statt der ausgebrannten Lampe eine neue einzuschalten. Die zweite Art der Widerstände vermeidet wohl diesen Mißstand im allgemeinen, aber es ist bei der Herstellung ganz besondere Sorgfalt auf die gerade genügende Schichtdicke des zwischen den metallischen Leitern befindlichen Isolators zu legen. So muß man z. B. bei der Anwendung oxydierter Kupferdrähte oder oxydierter Aluminiumdrähte ein besonderes Verfahren anwenden und; hierbei ganz.besondere Bedingungen einhalten, damit die Schichtdicke nicht das erforderliche Maß überschreitet und die Widerstände nicht versagen.Shunt resistor for electric light bulbs to be connected in series and other consumer devices When incandescent lamps are connected in series often used shunt resistances, which are so high when the lamp is burning Have resistance so that no appreciable current passes through, and in the event of burnout let the current through a lamp. The shunt resistors customary up to now existed either off. loosely touching granular masses of poor conductors, such as B. Ores, carborundum and the like, or they were made of metallic conductors that with thin coatings of non-conductive materials, e.g. B. Oxides, were coated. The first The disadvantage of these resistors is that they break down at higher Voltage have a not inconsiderable, permanent resistance, so that they for lamps with higher power consumption due to excessive heat development not in Question and are also not suitable where it is, in the Switch on a new one instead of the burnt-out lamp. The second kind The Resistance avoids this grievance in general, but it is with the Manufacture very special care to the just sufficient layer thickness of the between to lay the insulator located on the metallic conductors. So you have to z. B. at the Use of oxidized copper wires or oxidized aluminum wires is a special one Apply procedures and; adhere to special conditions so that the Layer thickness does not exceed the required level and the resistances do not fail.

Es wurde nun in letzter Zeit in der Elektrotechnik ein Verfahren bekannt, trockene feste Gleichrichter herzustellen, die auf der Wirkung einer außerordentlich dünnen Schicht eines zwischen leitenden Stoffen vorhandenen Nichtleiters beruhen. Diese außerordentlich dünnen Schichten werden nun nicht durch ein besonderes Verfahren in: ihrer Dicke bemessen, sondern sie entstehen bei dem an und für sich einfachen Herstellungsverfahren von selbst in ungewöhnlich geringer und auch äußerst gleichmäßiger Schichtdicke.A method has recently become known in electrical engineering for producing dry solid rectifiers which are based on the action of an extremely thin layer of a non-conductor present between conductive substances. This extremely thin layers will now not by a special procedure in: dimensioned thickness, but they are created in the simple manufacturing process in and of itself by itself in unusually low and very uniform layer thickness.

Es wurde nun erkannt, undl dies ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, daß diese bei trockenen festen Gleichrichtern vorhandenen, aus einem Nichtleiter bestehenden, außergewöhnlich gleichmäßigen und dünnen Sperrschichten auch als Nebenschlußwiderstände für elektrische Lampen und' andere Verbrauchsgeräte sehr geeignet sind, und zwar schon allein deswegen,, weil die Sperrschichten von selbst entstehen, also weil ihre Herstellung außerordentlich einfach, und billig ist. Die gleichmäßige Beschaffenheit und auch ungewöhnlich geringe Dicke der nichtleitenden Sperrschichten im Verein mit dem Umstand, daß die :Sperrschichten vollkommen dicht zwischen leitenden Schichten eingebettet sind, bewirkt es zudem, däß solche Sperrschichten mit größter Sicherheit dann. durchschlagen werden, wenn beim Durchbrennen des Leuchtkörpers oder Heizdrahtes die volle ?Netzspannung an der Lampe oder dem Verbrauchsgerät liegt, denn alle bisher bekannten trocknen festen Gleichrichter werden, wie an sich bekannt, von Spannungen durchschlagen, die beträchtlich unterhalb üblicher Netzspannungen liegen. Da diese in neuartiger Weise als Nebenschlußwidierstän.de verwendeten trockenen festen Gleichrichter nach vollzogenem. Durchschlag keinen irgendwie nennenswerten Widerstand mehr darstellen, so kann man mit ihrer Hilfe beispielsweise Beleuchtungsanlagen herstellen, bei denen, jede durchgebrannte Lampe sofort selbsttätig ersetzt wird. Diese Eigenschaft ist von besonderer Wichtigkeit für solche Anlagen, bei denen es darauf ankommt, daß keine Lampe ausfällt, also beispielsweise bei Straßenbeleuchtungsanlagen, wo die einzelnen Lampen größere Abstände voneinander haben.It has now been recognized, and this is the subject of the present Invention that these existing in dry solid rectifiers, from one Insulator existing, exceptionally uniform and thin barrier layers also as shunt resistors for electric lamps and other consumer devices are very suitable, if only because, because the barrier layers of arise themselves, that is, because their production is extremely simple and cheap is. The uniform texture and also unusually low Thickness of the non-conductive barrier layers combined with the fact that the: barrier layers are embedded completely tightly between conductive layers, it also has the effect of that such barrier layers are most certainly then. be penetrated when if the filament or heating wire burns out, apply the full? mains voltage the lamp or the consumer device is because all previously known dry solid As is known per se, rectifiers are broken down by voltages that are considerable are below normal mains voltages. Since these are in a new way as shunt widierstän.de used dry solid rectifier after completed. Breakthrough none somehow represent more resistance worth mentioning, so you can with their help For example, make lighting systems where, every burnt out lamp is automatically replaced immediately. This property is of particular importance for those systems where it is important that no lamp fails, so for example in street lighting systems, where the individual lamps are spaced apart from each other have from each other.

Es sind bisher hauptsächlich zwei brauchbare -feste Gleichrichter bekannt geworden, der Kupferoxydulgleichrichter und der Kupferjodürgleichrich.ter. Bei dem Kupferoxydulgleichrichter entsteht durch Erhitzen in oxydierender Umgebung zwischen dem Kupfer und dem darauf erzeugten festhaftenden Kupferoxydul durch Abschrecken in Wasser oder Öl eine Schicht verhältnismäßig hohen Widerstandes. Beim Kupferjodür--ieichrichter entsteht diese Schicht hohen Widerstandes zwischen dem, Kupferjodfir und einer darauf gelegten Platte von z. B. Blei. Da die Herstellung derartiger Gleichrichterplatten keinerlei Schwierigkeiten macht, so ist hiermit allgemein ein auerordentlich einfaches Verfahren gegeben, vollkommen zuverlässige Nebenschlußwiderstände herzustellen für Spannungen von etwa 2o bis 30 Volt und, im Falle besonderer Ausführung bis etwa 5o Volt, und zwar liegt die Sperrspannung bei mit Kupferjodür hergestellten Platten erheblich, höher als bei mit Kupferoxydul hergestellten.So far there are mainly two useful fixed rectifiers known, the copper oxide rectifier and the copper iodine rectifier. In the case of the copper oxide rectifier, heating in an oxidizing environment creates a layer of relatively high resistance between the copper and the firmly adhering copper oxide produced on it by quenching in water or oil. In the copper iodine leveler, this layer of high resistance is created between the copper iodine and a plate of z. B. lead. Since the production of such rectifier plates does not cause any difficulties, this generally provides an extremely simple process for producing completely reliable shunt resistors for voltages of about 20 to 30 volts and, in the case of special designs, up to about 50 volts, namely the reverse voltage is with copper iodine made plates considerably, higher than those made with copper oxide.

Als Ausführungsbeispiel sei genannt eine Zelle, bestehend aus einer Bleiplatte, einer Platte von Kupferjodür und hierauf folgend einer Kupferplatte.A cell consisting of one may be mentioned as an exemplary embodiment Lead plate, a plate of copper iodine and then a copper plate.

Zunächst sind derartigeGleichrichterplatten füm Nebensch,lußwiderstände nur brauchbar bei Gleichstrom und auch hier nur in einer Richtung. Man kann jedoch leicht durch Gegeneinanderschaltung zweier solcher Platten sie für Gleichstrom in beliebiger Riehtun- und auch für Wechselstrom! für den vorliegenden Zweck benutzen.First, such rectifier plates are shunt resistors only usable with direct current and here only in one direction. However, one can easily by connecting two such plates against each other for direct current in any direction and also for alternating current! use for the present purpose.

Im allgemeinen können daher solche Nebenschlußwiderstände auf ganz dieselbeWeise hergestellt werden wie die bekannten Gleichrichterplatten. Man: kann, also z. B. Platten aus geeigneten: Stoffen aufeinanderlegen und durch dauernden Druck zuisammenlialten, oder man kann zweckmäßiger durch Zusammenpressen der geeigneten Stoffe in Pulverform zu einem einzigen Preßling eine Vorrichtung erhalten, die zwischen federnde Kontakte gesteckt werden kann. Für den vorliegenden Zweck ergibt sich jedoch noch eine Vereinfachung bei derHerstellung dadurch, daß man in demselben Körper zwei gleichrichtende Grenzflächen vorsieht, die in bezug auf die Durchlässigkeit für Strom einander entgegengeschaltet sind. Die Vorrichtungen nehmen dann eine besonders einfache Form an. Sie bestehen dann nur aus einer Schicht eines geeigneten Stofffes, der auf beidem Seiten mit Metallbelegungen versehen. ist, z. B. aus einer Schicht von Kupferjodür (Cu j) mit fest aufgepreßten oder aufgespritzten Bleibelegungen auf beiden Seiten. Für den Durchtritt des negativen Stromes (der Elektronen) ist dann eine Sperre vorhanden in der Richtung vom Kupferjodür zum Blei für beide Richtungen, &.h. es geht weder Gleichstrom, bei beliebiger Polung noch. Wechselstrom hindurch. Bei Lampen mit höheren Spannungen kann man mehrere Paare von gegeneinandergescbalteten Zellen in Reihe schalten. Selbstverständlich kann inan die Elemente für größere Spannungen oder Stromstärken auch in beliebiger Weise neben- und- hintereinander anordnen.In general, therefore, such shunt resistors can be used can be manufactured in the same way as the known rectifier plates. One can, so z. B. Plates made of suitable: place fabrics on top of each other and keep going Pressure together, or you can more conveniently by pressing the appropriate Substances in powder form to a single compact obtained a device that between resilient contacts can be plugged. For the present purpose, however, it arises Another simplification in the manufacture by being in the same body provides two rectifying interfaces related to permeability are connected in opposition to each other for electricity. The devices then take one in particular simple form. They then only consist of one layer of a suitable material, which is provided with metal coverings on both sides. is e.g. B. from one layer of copper iodine (Cu j) with firmly pressed or sprayed lead coatings on both sides. For the passage of the negative current (electrons) is then there is a barrier in the direction from copper iodine to lead for both directions, &.H. it is neither direct current, with any polarity nor. Alternating current through. In the case of lamps with higher voltages, several pairs of counter-connected Connect cells in series. Of course, inan can use the elements for larger ones Voltages or currents also in any way next to and one behind the other arrange.

Derartige Nebenschlußwiderstände zeigen keinerlei Stromverbrauch und wirken in allen Fällen vollkommen zuverlässig bei Gebrauch der üblichen Spannungen von i io und 2ao Volt für die ganze Reihe der hintereinandergeschalteten Lampen und! für Spannungen bis. zu 30 Volt und darüber für eine Lampe bei Verwendün.g nur eines Nebenschlußwiderstandes oder Kurzschließers. Die Schwierigkeiten, die der- größeren Anwendung der Reihenschlußschaltung zum mindesten für Lampen höherer Leistungsaufnahme bisher entgegenstanden, sind mit einem Male beseitigt. Hiexaus ergibt sich. ein besonderer Vorteil. Man kann nunmehr an Stellen, wo man hisher eine größere Anzahl einzelner nebeneinandergeschalteter Lampen für hohe Spannungen verwendet hat, in Reihe geschaltete Lampen derselben Lichtstärke für niedrige Spannungen verwenden, die in der Ausführung als gasgefüllte Lampen mit kurzem dicken Leuchtkörper sich etwa für nur die Hälfte des spezifischen Wattverbrauchs herstellen lassen. Das entspricht einer Verbilligung der Kosten der elektrischen, Beleuchtung für ein größeres Anwendungsgebiet auf etwa die Hälfte. Es darf nicht unerwähnt bleiben, daß selbstverständlich im Falle des Durchbrennens einer Lampe und des Ansprechen,-; des Ersatzwider standes die anderen Lampen der Reihe eine etwas höhere Spannung erhalten. Diese Erhöhung ist um so kleiner, je größer die Lampenzahl ist. Sie spielt jedoch hei rechtzeitigem Ersatz der durchgebrannten Lampe durch eine neue keine erhebliche Rolle. Man kanni jedoch auch in den Stromzweig des Ersatzwiderstandes einen Widerstand legen, der dem der Lampe etwa gleich ist. Auch kann man für diesen Zweck eine zweite oder mehrere Lampen vorsehen oder auch weitere Glühfäden in derselben Lampe. Wird ein besonderer Widerstand- oder eine zweite Lampe nicht vorgesehen, so kann man zweckmäßig den Ersatzwiderstand in dem Hals des Glaskolbens oder in denn Sockelteil der Lampe unterbringen.Such shunt resistors show no power consumption and are completely reliable in all cases when the usual voltages of i io and 2ao volts are used for the whole series of lamps connected in series and! for voltages up to. to 30 volts and above for a lamp when using only one shunt resistor or short-circuiter. The difficulties that have hitherto opposed the greater use of the series connection, at least for lamps with higher power consumption, have been eliminated all at once. Hiexaus follows. a particular advantage. In places where a larger number of individual lamps connected next to one another for high voltages has previously been used, lamps connected in series with the same luminous intensity can be used for low voltages, which, in the form of gas-filled lamps with a short, thick lamp body, are only about half the have specific watt consumption produced. This corresponds to a reduction in the cost of electrical lighting for a larger area of application by around half. It should not go unmentioned that, of course, in the event of a lamp burning out and responding, -; the equivalent resistance, the other lamps in the series receive a slightly higher voltage. This increase is smaller, the greater the number of lamps. However, it does not play a significant role in the timely replacement of the burnt-out lamp with a new one. However, you can also put a resistor in the branch of the equivalent resistor which is approximately the same as that of the lamp. A second or more lamps or even more filaments in the same lamp can also be provided for this purpose. If a special resistor or a second lamp is not provided, the equivalent resistor can expediently be accommodated in the neck of the glass bulb or in the base part of the lamp.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Shunt resistors, stood for to be connected in series electric light bulbs. and other consumption devices for direct current and alternating current, gekemi7eichnet in that it consists of solid, alternately successive metallic and electrically conductive non-metallic, in pairs as dry solid rectifiers acting layers. z. Shunt resistor according to Claim r, characterized in that that dry fixed rectifiers are connected in pairs or in several Mating. connected in series or connected in the same way for stronger currents side by side are used. 3. shunt resistor according to claim z, characterized by a pair of counter-connected with the omission of the inner metal assignments Rectifier.