DE8703904U1

DE8703904U1 - Vorrichtung zur Dämpfung des Glühlampen - Einschaltstromes

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Publication number: DE8703904U1
Application number: DE8703904U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1988-01-07

Description

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VORRICHTUNG ZUR DÄMPFUNG DES GLÜHLAMPEN - EINSCHALTSTROMES.

Bekanntlich ist ein hoher Einschaltstrom für viele elektronische Schaltungen bzw. Halbleiter-Bauelemente schädlich. So aber ai""h für Glühlampen. Er wirkt sich konstruktionsbedingt unmittelbar au! die Lebensdauer aus. Es «st dies ein generelles Problem bei Glühlampen aller Art.

Glühlampen sind Ohm'sche Verbraucher. Der verwendete Wolframdraht hat ein positives Widerstandsverhalten. Er ist spannungs- und temperaturabhängig ( PTC-Charakteristik; Kaltleiter ), d.h. steigender Widerstand bei steigender Temperatur. So ist der Widerstand bei Raumtemperatur ( 20* C/293 K ) um ca. 2ox geringer als bei durchschnittlicher Betriebstemperatur ( ca. 2.000 K ). Der sich hieraus ergebende Einschaltstrom ist dem elektrischen Widerstand umgekehrt proportional - d.h., er steigt um ungefähr das 2ofache des Nennstroms an.

Lampen mit kleinen Strömen ( = dünne Drähte ) erreichen ihre Betriebstemperatur nach ca. 30 ms; bei Lampen mit hohen Strömen ( = dicke Drähte ) liegt die Anstiegszeit bis zu ca. 500 ms.

Die Lebensdauer einer Glühlampe ist sekundär maßgeblich durch die Abdampfgeschwindigkeit des Glühwendeis eingeschränkt. Primär dafür verantwortlich ist unter anderem dit Giöße des Stromflusses - beinhaltend den Einschaltstromstoß - sowie die Glühwcndeltemperatur. h'mhergehend damit ist eine Erhöhung der Kolbentemperatur verbunden mit einer beschleunigten Abdampfrate, welches zjr Folge hat, daß unter gleichzeitigem Stromanstieg und Lichtabiall die Lebensdauer erheblich beeinträchtigt wird.

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Das Normälverhalten von Glühlampen bringt mit zunehmender Lebensdauer eine Schwärzung der Glaskolbeninnenwand mit sich, hervorgerufen durch vom Wendel abgedämpftes Wolfram. 1st die Abdampfung stark ausgeprägt, kann davon ausgegangen werden, daß sich der Wolframdrahtquerschnitt entsprechend reduziert hat. Diese Reduzierung erfolgt nicht durchgehend Über den gesamten Draht, sondern partiell. An den am stärksten ausgeprägten 'Kerbungen¹ neigt der Draht leicht zum Bruch, ausgelöst z.B. durch mechanische Belastungen oder Impulsbetrieb. Die zwangsläufige Folge ist der Totalausfall der Lampe.

Neben den Wendel- bzw. Glaskolbentemperaturen geht der verwendete Drahtquerschnitt stark in die Lebensdauer ein: In der Regel hat eine Lampe mit einer niedrigen Spannung bei gleicher Verlustleistung und gleicher Lichtstärke gegenüber einer Lampe mit hoher Spannung eine größere Lebensdauer.

Im übrigen kann einem Wendelbruch vorgebeugt werden, indem die Lampe mit ca. 10 - 15% Nennspannung 'vorgeheizt' wird, so daß im Einschaltmoment bereits der Nennwiderstand des Glühwendeis nahezu vorliegt und damit der hohe Einschaltstromstoß verhindert wird. Der Wendel wird so unter Temperatur gehalten und ist flexibel, während er im kalten Zustand spröde und durch Schock ( Einschaltstromstoß ) und Vibration bruchgefährdet ist.

Weitere bekannte Verfahren zur Lebensdauerverlängerung einer Glühlampe sind Gasfüllung, Betrieb mit Unterspannung bei gleichzeitiger Verwendung von Lampen mit höherer Leistung, Verstärkung der Wendel. Hierbei ist jeweils zu beachten, daß sämtliche anderen Parameter einer Glühlampe wie Lichtstrom, Lichtstärke, mittlere sphärische Lichtstärke, Lichtausbeute und Farbtemperatur mehr oder weniger beeinflußt werden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den die GlUhwendeltemperatur und somit die Lebensdauer beeinflussenden Einschaltstromstoß zu dämpfen.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß zwischen Stromzuführung und Glühlampe ein temperaturabhängiger Widerstand angeordnet ist.

Der Vorteil besteht darin, daß die Lebensdauer unter Beibehaltung sämtlicher anderer Parameter der Glühlampe ganz allgemein verlängert wird. Das Ausmaß ist abhängig von den Betriebsverhältnissen, unter denen die Glühlampe eingesetzt wird. So wird diese unter ungünstigen Betriebsverhältnissen, etwa bei ständigem Ein- und Ausschalten ( Impulsbetrieb ) wie bei Signallampen eher verschleißen.

Zweckmäßig ist der Widerstand ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten.

Zur weiteren Erläuterung dienen die nachfolgenden Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. &igr; ein temperaturabhängiger Widerstand in Scheibenform mit Kunststoff behältnis. Prinzipaufbau.

Fig. 2 Prinzipaufbau eines Lampensockels mit integriertem Widerstand. Fig. 3 Prinzipaufbau eines Lampenfassungs-Einsatzes mit integriertem Widerstand.

Fig. 4 Prinzipschaltung eines Moduls mit integriertem Widerstand. Fig. 5 Arbeitsprinzip des temperaturabhängigen Widerstandes.

Die geometrischen Abmessungen nach Fig. 1 entsprechen einer Tablettenform. Diese wird bei ausgeschraubter Glühlampe in die Lampenfassung eingebracht und anschließend die Lampe wieder eingeschraubt. Damit liegt der temperaturabhängige Widerstand im Strompfad der Glühlampe und bedämpft mit seiner negativen Temperaturcharakteristik durch Eigenerwärmung den Einschaltstrom entsprechend seiner Leistung. Ein großer

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Vorteil dieser Konstruktion ist die ständige Wiederverwertbarkeit des Widerstandes bei verbrauchter bzw. defekter Glühlampe. Die 'Tablette' verbleibt immer in der Lampenfassung; ist jedoch mobil, so daß sie jederzeit zur Nachrüstung herangezogen bzw. in eine andere Lampenfassung eingesetzt werden kann.

Nach Fog. 2 besteht die Möglichkeit, den temperaturabhängigen Widerstand bereits im Glühlampen-Herstellerwerk in der Glühlampe zu integrieren.

Nach Fig. 3 besteht die Möglichkeit, den temperaturabhängigen Widerstand bereits im Herstellerwerk der Lampenfassung in der Lampenfassung zui integrieren.

Nach Fig. 4 ist es möglich, ein Modul - beinhaltend einen temperatur- «ibhängigen Widerstand mit entsprechenden Klemmen - zu erstellen, welches bei elektrotechnischen Leuchtkörperherstellern direkt im LeuchtköiLper oder im zugehörigen Baldachin montiert wird.

Fig.. 5 zeigt ein Diagramm, in welchem die Spannung über dem Strom dargestellt ist. Wie man erkennen kann, fließt im Einschaltmoment ein gelinger Strom bei hohem Spannungsabfall ( kalter Zustand ). Mit zunehmender Eigenerwärmung ist die relative Widerstandsabnahme größer, als die relative Stromzunahme und der Spannungsabfall über dem Widerstand wird kleiner.

LISTE DER ZEICHNUNGSPOSITIONEN

Fig. &igr;

1.1 Kunststoff umhüllung mit Aussparungen für Lampenkontakt oben und Sockelfederkontakt unten.

1.2 Widerstandsmaterial

2.1 Lampensockel

1.1 Kunststoff oder sonstiges Isolationsmatcrial

1.2 Widerstandsmaterial 2.2 Anschlußdrähte

3.1 Lampenfassungs-Einsatz

3.2 Kontaktfedern

1.2 Widerstandsmaterial

3.3 Anschlußklemmen

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4.1 Modul

4.2 Glühlampe

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Blatt SCHUTZ ANSPRÜCHE

&igr;. Vorrichtung zum Kompensieren des positiven Temperaturkoeffizienten eines Glühwendeis einer Glühlampe, dadurch gekennzeinet,

daß irn Strompfad einer Glühlampe ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand als Tablette nach Fig. &igr; ausgebildet ist.
3. Glühiampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand nach Fig. 2 im Sockel integriert ist.
4. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der GlU: wendel aus Widerstandsmaterial mit negativem Temperaturkoeffizienten besieht.
5. Lampenfassungs-Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand nach Fig. 3 im Sockel-Einsatz integriert ist.
6. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand nach Fig. 4 im Modul integriert ist.

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