DE596834C

DE596834C - Electrical resistance with a conductivity that depends on the voltage, especially for electric light bulbs or discharge tubes

Info

Publication number: DE596834C
Application number: DE1930596834D
Authority: DE
Inventors: Johannes Antonius Maria Dr-Ing
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1930-09-12
Filing date: 1930-10-18
Publication date: 1934-05-11

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 11. WAI1934ISSUED ON 11. WAI1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

ΛΙ 596834 KLASSE 21 f GRUPPEΛΙ 596834 CLASS 21 f GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Oktober 1930 abPatented in the German Empire on October 18, 1930

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Widerstand mit einer von der Spannung abhängigen Leitfähigkeit. Derartige Widerstände werden bei in Serie geschalteten Glühlampen oder Entladungsröhren dem Glühfaden parallel geschaltet. Bei der Betriebsspannung der brennenden Lampe wird kein oder nahezu kein Strom hindurchgelassen, bei Bruch bzw. Durchbrennen des Glühfadens werden aber infolge höherer Spannung die Widerstände leitend und schließen auf diese Weise die zwei Stromzuführungsdrähte kurz.The invention relates to an electrical resistor with one of the voltage dependent conductivity. Such resistors are connected in series Incandescent lamps or discharge tubes connected in parallel to the filament. With the operating voltage no or almost no current is allowed to pass through the burning lamp, however, if the filament breaks or burns through, the voltage is higher the resistors are conductive and in this way close the two power supply wires short.

Es sind bereits verschiedene Stoffe vorgeschlagen worden, aus denen der dem Glühkörper parallel geschaltete Widerstand bestehen kann. Diese Stoffe haben wohl die erwünschte Eigenschaft, bei der Betriebsspannung der brennenden Lampe keinen oder nahezu keinen Strom durchzulassen und bei Bruch oder beim Durchbrennen des Glühdrahts infolge einer höheren Spannung leitend zu werden, aber daneben weisen sie andere Eigenschaften auf, die bei der praktischen Anwendung zu Schwierigkeiten Anlaß geben.Various substances have already been proposed to make up the incandescent body resistance connected in parallel may exist. These substances probably have the desired ones Property of not letting any or almost no current through at the operating voltage of the burning lamp and at Breakage or conductive when the filament burns due to a higher voltage to become, but besides they have other properties that are useful in practical Application give rise to difficulties.

So ist als Widerstandsmaterial bereits ein pulverförmiger Stoff, z. B. Fe₃O₄, PbS, FeS, und Metallpulver vorgeschlagen worden.A powdery substance, e.g. B. Fe ₃ O ₄ , PbS, FeS, and metal powder have been proposed.

Die Durchschlagspannung solcher Pulver ist aber von einer ganzen Reihe von Faktoren abhängig. In der Praxis kann man daher mit solchem Pulver keine zuverlässigen Widerstände erhalten. Hinzu kommt noch, daß gewöhnlich der Wert der Durchschlagspannung solcher pulverförmigen Stoffe sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrom oberhalb von 110 Volt liegt.The breakdown voltage of such powders depends on a number of factors addicted. In practice, therefore, reliable resistances cannot be obtained with such a powder. Additionally, that usually the value of the breakdown voltage of such powdery substances as well for direct current as well as for alternating current is above 110 volts.

Ein anderes für diesen Zweck vorgeschlagenes Widerstandsmaterial besteht aus einem mit einer Schicht Al₂ O₃ versehenen Bändchen, das bei einem Bruch oder beim Durchbrennen des Glühkörpers den Kurzschluß herbeiführt. Auch hierbei läßt sich eine unterhalb 110 Volt liegende Durchschlagspannung schlecht erhalten, da zu diesem Zweck die Schicht Al₂ O₃ sehr dünn gewählt werden müßte. Bei einerAnother resistance material proposed for this purpose consists of a _{strip provided with a layer of Al 2} O ₃ , which causes the short circuit if the incandescent body breaks or burns through. Here, too, it is difficult to obtain a breakdown voltage below 110 volts, since the Al ₂ O ₃ layer would have to be selected to be very thin for this purpose. At a

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Or.-Ing. Johannes Antonius Maria van Liempt in Eindhoven^ Holland.Or.-Ing. Johannes Antonius Maria van Liempt in Eindhoven ^ Holland.

596596

dünnen Schicht sind aber bereits geringe Unterschiede der Schichtdicke von großem Einfluß, insbesondere ist die dünne Schicht mechanisch sehr schwach, so daß einer Fabrikation in Massenherstellung große Schwierigkeiten entgegenstehen. Man kann außerdem nicht mit gleichbleibenden Durchschlagswerten rechnen. Schließlich ist auch vorgeschlagen worden, Eupferjodür als Wider-Standsmaterial vorzusehen. Auch dieses Material ergibt keine zufriedenstellenden Ergebnisse, da die Durchschlagspannungen dabei sehr ungleichmäßig sind und vielfach außerordentlich, hoch liegen.thin layer, however, even small differences in layer thickness are great Influence, in particular the thin layer is mechanically very weak, so that a fabrication in mass production oppose great difficulties. You can also do not expect constant penetration values. Finally, it is also suggested been to provide Eupferjodür as resistance material. This material does not give satisfactory results either, because the breakdown voltages are very uneven and are often extremely high.

Durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung lassen sich sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielen und die obengenannten Schwierigkeiten vermeiden.Very satisfactory results can be obtained by using the present invention Achieve results and avoid the difficulties noted above.

Gemäß der Erfindung besteht der Widerstandstoff aus einer Bronze von der all-According to the invention, the resistance material consists of a bronze from the general

gemeinen chemischen Formel —- (MO₁),,common chemical formula --- (MO ₁ ) ,,

wobei mit M ein. Alkali- bzw. Erdalkalimetall oder ein Gemisch dieser Metalle, mit w die Valenz, mit M' eines der Metalle Wolfram, Molybdän, Vanadium oder Rhodium, mit O Sauerstoff und mit η eine Zahl bezeichnet sind. Vorzugsweise hat η die Werte 2 bis 8.where with M a. Alkali or alkaline earth metal or a mixture of these metals, with w the valence, with M 'one of the metals tungsten, molybdenum, vanadium or rhodium, with O oxygen and with η a number. Preferably η has the values 2 to 8.

Der Wert der Durchschlagspannung hängt von der Dicke der Schicht, der Wahl von M und der Art der Bronze ab. Die Dicke der Bronzeschicht gemäß der Erfindung, bei der bei niedriger Spannung Durchschlag eintritt, ist bereits ziemlich bedeutend. Dies ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, denn kleine Differenzen der Schichtdicke haben keinen oder nahezu keinen Einfluß auf den Wert der Durchschlagspannung. Weiter ist die Bronzeschicht sowohl im mechanischen als auch im chemischen Sinne sehr beständig.The value of the breakdown voltage depends on the thickness of the layer, the choice of M and the type of bronze. The thickness of the bronze layer according to the invention in which Breakdown occurs at low voltage is already quite significant. This is a particular advantage of the invention, because there are no small differences in the layer thickness or almost no influence on the breakdown voltage value. Next is the bronze layer Very stable both in the mechanical and in the chemical sense.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Bronzeschicht auf einen Leiter aufgebracht sein, der die Zuführungs drähte verbindet. Eine solche Anordnung ist für andere Stoffe an sich bekannt. Auch können die beiden Zuführungsdrähte bzw. ein Zuführungsdraht ganz oder teilweise mit einer Bronzeschicht überzogen sein, während ein dem Glühkörper parallel angeordneter Leiter, der die Zuführungsdrähte verbindet, mit der Bronzeschicht in Berührung ist. Ferner kann der Widerstandsstoff innerhalb bzw. außerhalb des Sockels oder des Kolbens angeordnet sein.According to one embodiment of the invention, the bronze layer can be on a conductor be applied, which connects the feed wires. Such an arrangement is for other substances known per se. The two lead wires or one lead wire can also be used fully or partially covered with a layer of bronze while a the incandescent body arranged parallel to the conductor, which connects the supply wires, with the Bronze layer is in contact. Furthermore, the resistance material can be inside or outside the base or the piston be arranged.

Vor der näheren Erläuterung dieser Bauanordnungen sollen zunächst einige Verfahren beschrieben werden, gemäß denen eine solche Bronzeschicht, z. B. eine Wolframbronzeschicht, erzielt werden kann. Zu diesem Zweck kann ein Wolframdraht bzw. ein Wolframband durch eine saure Wolframatschmelze hindurchgeführt werden. Dabei entsteht eine sogenannte gelbe Bronze, und es erfolgt eine Reaktion, die aller Wahrscheinlichkeit nach der folgenden Formel entspricht:Before explaining these building regulations in more detail, a few procedures should be considered are described, according to which such a bronze layer, e.g. B. a tungsten bronze layer, can be achieved. For this purpose, a tungsten wire or a tungsten strip can be melted through an acidic tungstate melt be passed through. This creates a so-called yellow bronze, and it takes place a response that in all likelihood corresponds to the following formula:

Na₂WO₄ + 2Na₂W₂O₇ + W—>■ 3Na₂W₂O,.. ^6s Na ₂ WO ₄ + 2Na ₂ W ₂ O ₇ + W-> ■ 3Na ₂ W ₂ O, .. ^6s

Ein anderes Verfahren besteht darin, daß der Wolframdraht bzw. das Wolfrainband bei der Elektrolyse einer sauren Wolframatschmelze als Kathode benutzt wird, wobei eine Reaktion erfolgt, die der GleichungAnother method is that the tungsten wire or the Wolfrain tape is used as a cathode in the electrolysis of an acidic tungstate melt, wherein a reaction ensues that of the equation

2Na + 2Na₂ W₂O₇ —>- 2Na₂WO₄ + Na₂W₂ O₁,2Na + 2Na ₂ W ₂ O ₇ -> - 2Na ₂ WO ₄ + Na ₂ W ₂ O ₁ ,

entspricht. Dieses Verfahren kann auch in Kombination mit dem vorher genannten Verfahren angewendet werden. Gegebenenfalls können bei dem genannten Verfahren nicht übergeführte Salzreste zu Bronze z. B. mit Wasserstoff reduziert werden. Auch können gute Ergebnisse erzielt werden, wenn man ein saures Wolframat auf einen Wolframdraht bzw. auf ein Wolframband aufbringt und darauf durch Reduktion z. B. mit Wasserstoff zu Bronze reduziert. Bei dem letzten Verfahren und bei der vorher genannten. Elektrolyse kann die Bronze auch auf einen Träger aufgebracht sein, der aus einem anderen Metall als Wolfram besteht, z. B. auf einen Kupferdraht, Nickeldraht oder Nickeleisendraht, der mit einem Kupfermantel versehen ist.is equivalent to. This method can also be used in combination with the aforementioned method be applied. It may not be possible with the above-mentioned method transferred salt residues to bronze z. B. be reduced with hydrogen. Also can Good results can be obtained if you place an acidic tungstate on a tungsten wire or applies to a tungsten tape and then by reduction z. B. with hydrogen reduced to bronze. In the last procedure and in the previous one. electrolysis the bronze can also be applied to a carrier made of a metal other than tungsten, e.g. B. on one Copper wire, nickel wire or nickel iron wire that is provided with a copper sheath is.

Statt eines Wolframdrahts bzw. Wolframbands kann auch ein mit einer Wolframschicht versehener Molybdändraht bzw. ein Molybdänband benutzt werden. Bei Verwendung eines Molybdänkerns läßt sich ein duktilerer Stoff als mit Wolfram allein erzielen, was z. B. bei der Herstellung der Lampe vorteilhaft ist.Instead of a tungsten wire or tungsten tape, one with a tungsten layer can also be used provided molybdenum wire or a molybdenum tape can be used. When using a molybdenum core, a achieve more ductile material than with tungsten alone, which z. B. in the manufacture of Lamp is advantageous.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.Some exemplary embodiments according to the invention are shown in the drawing.

In Fig. ι ist mit 1 der Kolben einer elektrischen Glühlampe bezeichnet, der mit einem Füßchen 2 verschmolzen ist. Das Füßchen weist eine Ouetschstelle 3 auf, in welche Zuführungsdrähte 4 und S eingeschmolzen sind. Ferner ist in dem Kolben ein Glühkörper 6 vorgesehen, zu dem ein mit einer Wolframbronzeschicht versehenes Kupferband 7 parallel geschaltet ist. n«In Fig. Ι 1 of the piston is an electrical Designated incandescent lamp, which is fused with a foot 2. The foot has an Ouetschstelle 3, in which lead wires 4 and S are melted down. Furthermore, an incandescent body 6 is located in the piston provided, to which a copper strip 7 provided with a tungsten bronze layer is parallel is switched. n «

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Zuführungsdrähte 4 und 5 der in Fig. 1 dargestellten Lampe mit einer auf dem Kupferband 7 befindlichen Wolframbronzeschicht 8 in Berührung sind.From Fig. 2 it can be seen that the lead wires 4 and 5 of the lamp shown in FIG. 1 with one on the copper strip 7 located tungsten bronze layer 8 are in contact.

In Fig. 3 ist eine Art und Weise angegeben, auf die das Kupferband 7 mit der Bronzeschicht 8 mit den Zuführungsdrähten 4 und 5 verbunden sein kann. In diesem Fall wird bei Bruch des Glühkörpers der Durchschlag in der Umgebung des Zuführungsdrahts 4 stattfinden.In Fig. 3 a manner is indicated in which the copper tape 7 with the bronze layer 8 can be connected to the lead wires 4 and 5. In this case it will If the incandescent body breaks, the breakdown in the vicinity of the lead wire 4 occur.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt.Another embodiment of the invention is shown in FIGS.

In Fig. 4 ist mit 9 ein Kolben bezeichnet, der mit einem Füßchen 10 verschmolzen ist, das eine Quetschstelle 11 aufweist, in welche Zuführungsdrähte 12 und 13 eingeschmolzen sind. Der Kolben enthält ferner einen Glühkörper 14 und ist mit dem Schraubsockel 15 verkittet, mit dem. die Zuführungsdrähte 12 und 13 leitend verbunden sind. Der Zuführungsdraht 13 ist mit einer Wolframbronzeschicht versehen. Ein Nickelstreifen 16 verbindet die Zuführungsdrähte 12 und 13 und ist dem Glühkörper 14 parallel geschaltet. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, wie der Nickelstreifen 16 mit dem Zuführungsdraht 12 und mit der Bronzeschicht 17 des Zuführungsdrahts 13 der in Fig. 4 dargestellten Lampe in Berührung ist. Der Zuführungsdraht 13 kann wenigstens teilweise aus Wolfram, Kupfer bzw. Nickel bestehen. Statt Wolfram kann auch ein Molybdändraht verwendet werden, auf den Wolfram aufgebracht ist und der mit weniger Bruchgefahr als ein reiner Wolframdraht gebogen werden kann, da, wie bereits ausgeführt, der Molybdänkern sich sehr gut biegen läßt.In Fig. 4, 9 denotes a piston which is fused to a foot 10, which has a pinch point 11 into which lead wires 12 and 13 are melted are. The piston also contains an incandescent body 14 and is connected to the screw base 15 cemented with the. the lead wires 12 and 13 are conductively connected. The feed wire 13 is provided with a tungsten bronze layer. A nickel strip 16 connects the lead wires 12 and 13 and is connected in parallel to the incandescent body 14. From Fig. 5 it can be seen how the nickel strip 16 with the lead wire 12 and with the bronze layer 17 of the lead wire 13 of the lamp shown in FIG is in touch. The feed wire 13 can be at least partially made of tungsten, copper or nickel. Instead of tungsten, a molybdenum wire to which tungsten is applied can also be used and which can be bent with less risk of breakage than a pure tungsten wire, because, as already stated, the molybdenum core can be bent very easily.

Zur Erzielung einer Durchschlagspannung, die zwischen 20 und 100 Volt für Gleichstrom bzw. Wechselstrom liegt, hat sich die sogenannte blaue Wolframbronze von der wahrscheinlichen Zusammensetzung Na₂W₃O₉ bei einer Schichtdicke von 40 bis 60 μ als besonders geeignet erwiesen. Hierbei sei darauf hingewiesen, daß eine mit dieser Durchschlagspannung übereinstimmende Schicht von Al₂ O₃ so dünn ist, daß sie mit dem bloßen Auge kaum wahrnehmbar ist.To achieve a breakdown voltage between 20 and 100 volts for direct current or alternating current, the so-called blue tungsten bronze with the likely composition Na ₂ W ₃ O ₉ with a layer thickness of 40 to 60 μ has proven to be particularly suitable. It should be pointed out here that a layer of Al ₂ O ₃ which corresponds to this breakdown voltage is so thin that it is hardly noticeable to the naked eye.

Obwohl Erfinderin sich nicht an bestimmte wissenschaftliche Auffassungen zu binden wünscht, sei allgemein bemerkt, daß der Wert der Durchschlagspannung in dem Maße, wie die Bronze sauer ist, zunimmt.Although the inventor does not have to be bound by certain scientific views desires, it should be noted in general that the value of the breakdown voltage to the extent that the bronze is acidic, increases.

Wesentlich ist die Tatsache, daß die Durchschlagspannungen der beschriebenen Bronzen konstanter als die der bisher bekannten Widerstandsstoffe sind, deren Leitfähigkeit von der Spannung abhängig ist.What is essential is the fact that the breakdown voltages of the described Bronzes are more constant than those of the previously known resistance materials, their conductivity depends on the voltage.

In Fig. 6 ist ein Widerstand 18 gemäß der Erfindung dargestellt, der aus einer Kupferplatte 21 besteht, die mit WiderstandsstofE 19 und 20 bedeckt ist. Durch' Einklemmen zwischen zwei Pole kann dieser Widerstand in einen Stromkreis eingeschaltet werden. In den Fig. 7, 8 und 9 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Widerstand dem Glühkörper einer elektrischen Glühlampe parallel geschaltet und außerhalb des Lampensockels angeordnet ist. Fig. 7 ist eine Ansieht, Fig. 8 eine Unteransicht und Fig. 9 eine Teilansicht der Vorrichtung.In Fig. 6 is a resistor 18 according to the Invention shown, which consists of a copper plate 21 with resistance materials 19 and 20 is covered. By being trapped between two poles, this resistance can be turned into a circuit can be switched on. 7, 8 and 9 is an embodiment shown, in which the resistor is connected in parallel to the incandescent body of an electric incandescent lamp and outside the lamp base is arranged. FIG. 7 is a top view, FIG. 8 is a bottom view, and FIG. 9 a partial view of the device.

Mit 22 ist der aus Isolierstoff bestehende Teil einer Edisonfassung bezeichnet, auf dem die metallische Schraubhülse 23 angeordnet ist. Diese Schraubhülse ist mit der mit einer S-förmigen Metallfeder 26 versehenen Anschlußklemme 24 leitend verbunden. Der Mittelkontakt besteht aus einer ähnlichen S-förmigen Metallfeder 27, die mit der Anschlußklemme 25 leitend verbunden ist. Wie in Fig. 9 ersichtlich ist, kann der in Fig. 6 dargestellte Widerstand 18 in den S-förmigen Federn 26 und 27 mit den notwendigen Isolierungen eingeklemmt werden. Es ist ersichtlich, daß, wenn eine Glühlampe in die Schraubenhülse 23 eingeschraubt wird, so daß sie mit dem Mittelkontakt 27 in Berührung ist, der Widerstand 18 dem Glühkörper der Lampe parallel geschaltet ist. Ferner ist ersichtlich, daß der Widerstand gemäß der Erfindung im allgemeinen auch dort benutzt werden kann, wo es sich empfiehlt, andere elektrische Geräte als Glühlampen oder Entladungsröhren in Reihe zu schalten.With 22 consisting of insulating material part of an Edison version is referred to on the the metallic screw sleeve 23 is arranged. This screw sleeve is with the with a S-shaped metal spring 26 provided terminal 24 is conductively connected. The center contact consists of a similar one S-shaped metal spring 27 which is conductively connected to the connection terminal 25. As As can be seen in FIG. 9, the resistor 18 shown in FIG. 6 can be S-shaped Springs 26 and 27 are clamped with the necessary insulation. It can be seen that when an incandescent lamp is screwed into the screw sleeve 23 so that it makes contact with the center contact 27 is, the resistor 18 is connected in parallel to the incandescent body of the lamp. Furthermore is it can be seen that the resistor according to the invention is also generally used there electrical equipment other than incandescent lamps or discharge tubes to be connected in series.

Claims

85 claims:

1. Electrical resistance with a voltage-dependent conductivity, in particular for electric incandescent lamps or discharge tubes, characterized in that the resistance material from a bronze of the general

chemical formula —- (MO ₃ ) ",

in which M denotes an alkali or alkaline earth metal or a mixture of these metals, w denotes the valence, M 'denotes one of the metals tungsten, molybdenum, vanadium or rhodium, O denotes oxygen and η denotes a number.

2. Electric incandescent lamp or discharge tube with a filament

. resistor connected in parallel according to claim i, characterized in that the Bronze layer is applied to a conductor connecting the lead wires.

3. Electric incandescent lamp or discharge tube with a resistor according to claim 1 or 2, characterized in that

• The fact that the conductor is made of tungsten and the resistance material is made of a tungsten bronze consists.

4. Electric incandescent lamp or discharge tube with a resistor after Claim 1, characterized in that the two lead wires or a Insertion wire completely or partially provided with a bronze layer while a conductor arranged parallel to the incandescent body, which conducts the supply wires connects, is in contact with the bronze layer.

5 · Electric light bulb or discharge tube with a resistor according to Claim 4, characterized in that the lead wire coated with bronze consists of tungsten.

6. Electric light bulb or ent

Charge tube with a resistor according to Claim 5, characterized in that the bronze-coated conductor or the lead wires are made of tungsten, which is applied to a molybdenum core.

1 sheet of drawings

BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEItEIBERLIN. PRINTED IN THE EMPIRE PRINTING