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Elektrische Illuminationseinrichtung, insbesondere Christbaumkette
Bei elektrischen Lampen für Reihenschaltung, die für Illuminationszwecke, insbesondere
auch für Christbaumbeleuchtung, verwendet werden, tritt häufig der Wunsch auf, die
meist in Kerzenform gehaltenen Lampen in möglichst unregelmäßigem Rhythmus in ihrer
Lichtstärke zu ändern, so daß das Flackern von Wachskerzen nachgeahmt wird. Schaltet
man vor den ganzen Kreis eine Einrichtung, die den Strom sämtlicher Lampen gleichzeitig
steuert, so wirkt dies nicht natürlich genug. Wollte man jedoch von einer zentralen
Schalteinrichtung jede einzelne Lampe gesondert steuern, so würde der Aufwand durch
die Vielzahl der erforderlichen Leitungen viel zu groß und unwirtschaftlich gegenüber
einer einfachen Reihenschaltung werden. Nach der Erfindung ist mit mindestens einer
Lampe des Reihenschaltungskreises oder mit deren Fassung ein Blinkschalter mit Vorschalthilfswiderstand
baulich vereinigt und zur Lichtquelle parallel geschaltet. Vorzugsweise werden ein
in der Ruhestellung geschlossener Bimetallschalter und ein als Heizkörper ausgebildeter
Hilfswiderstand benutzt, der den Bimetallschalter durch Wärmewirkung zu intermittierender
Tätigkeit bringt.
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Bei Christbaumketten mit einer erheblichen Anzahl von gereihten Glühlampen
wird der Hilfswiderstand zweckmäßig so bemessen, daß seine Strom-. aufnahme etwa
3 bis 2o °/o des Nennstromes des Lampenleuchtkörpers beträgt. Eine solche Einrichtung
ist einfach und billig herzustellen, insbesondere
dann, wenn man
den Hilfswiderstand als Massewiderstand ausbildet und selbst als Träger des Bimetallstreifens
benutzt. Diese Anordnung kann dann leicht an den Stromzuführungsdrähten innerhalb
der Glühlampe oder ihres Sockels oder auch in der zugehörigen Fassung untergebracht
werden. In den Rahmen der Erfindung fällt es auch, wenn die Anordnung nicht bei
sämtlichen Glühlampen einer Reihenschaltung vorgesehen wird, sondern nur bei einem
Teil derselben. Auch kann ein Blinkschalter mit seinem Widerstand die Leuchtkörper
mehrerer Glühlampen überbrücken. Die restlichenGlühlampen brennen .dann entweder
ohne zu flackern oder flackern in geringerem Maße mit, da durch das Zuschalten des
Heizwiderstandes an einer Lampe der ganze Kreis eine geringe Stromerhöhung erfährt.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Serienschaltungsilluminationsglühlampe
in Fig. i im Längsschnitt dargestellt, -bei der die Schalteinrichtung im Lampensockel
untergebracht ist; Fig. 2 zeigt ein abweichendes Ausführungsbeispiel mit der Schalteinrichtung
im Laniperigefäß ; Fig.3 zeigt schematisch eine Illuminätionseinrichtung aus mehreren
Glühlampen der in Fig. z dargestellten Form.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. i enthält das Lampengefäß 4. von
beliebiger Form den üblichen Leuchtkörper 5, der an den Stromzuführungsdrähten 6
und 7 befestigt ist. Die Stromzuführungsdrähte 6 und 7 führen durch den La.mpenfüß
8' zu den Sockelleitungen 9 und io, die an der Sockelhülse ii bzw. der Sockelbodenplätte
1ä--enden.--Nach der" Erfindung ist an der Sockelleitung 9 ein Heizwiderstand 13,
vorzugsweise ein Massewiderstand, beispielsweise aus einem Magnesium-Titan-Spinell
von geeigneter Oxydationsstufe befestigt, der einen sich mit der Temperatur nur
verhältnismäßig wenig ändernden Widerstandswert besitzt. Über ein kurzes Drahtstück
ia, ist "an diesem Widerstand 13 ein Binietallstreifen 15 befestigt, derart, daß
er von dem Widerstandskörper 13 aufgeheizt werden kann. Im Ruhezustand liegt der
Bimetallstreifen 15 mit seinem freien Ende an der Sockelleitung io,- gegebenenfalls
unter Zwischenschaltung besonderer Kontaktmetalle.
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Wird eine solche Lampe in Reihe mit anderen Stromverbrauchern, also
Festwiderständen oder anderen Glühlampen, an eine Spannung gelegt, so fließt außer
dem Strom durch den Leuchtkörper 5 noch ein Teilstrom durch den Widerstandskörper
13 und heizt diesen und zugleich den timetallstreifen 15 auf. Der Widerstandskörper
13 wird in seinem Wert zweckmäßig so bemessen, daß der ihn durchfließende Teilstrom
etwa io bi"s 15 % des durch den Leuchtkörper 5 fließenden Stromes beträgt. Der Leüchtkörperstrom
wird um den entsprechenden Anteil geschwächt, so däß er etwas dunkler als normal
brennt, solange der Bimetallstreifen 15 am Sockelleitungsdraht zo anliegt. Infolge
der Heizwirkung des Widerstandskörpers 13 hebt sich nun der Bimetallstreifen 15
vom Sockelleitungsdraht io ab, den Strom durch den Widerstandskörper 13 unterbrechend,
Der Leuchtkörper 5 erhält den vollen Strom und leuchtet mit normaler. Helligkeit.
Jetzt kühlen sich der Widerstandskörper 13 und der Bimetallstreifen 15 wieder ab,
bis dieser sich so weit gestreckt hat, daß er den Sockelleitungsdraht io wiederberührt
und das Spiel wieder von vorn beginnt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. -> ist eine Kerzenformglühlampe
einer Christbaumkette gezeigt, bei der die Schalteinrichtung in das Lampengefäß
.4 mit eingebaut ist und im übrigen wie im Beispiel nach Fig. i aus dem Widerstandskörper
13 besteht der am Stromzuführungsdraht 6 befestigt ist und an seinem anderen Ende
über einen Zwischendraht 1.4 den Bimetallstreifen 15 trägt. Das freie Ende desselben
legt sich in kaltem Zustande gegen den Stromzuführungsdraht 7. Die aus dem Widerstandskörper
13, dem Bimetallstreifen 15 und den gegebenenfalls an diesem und dem Stromzuführungsdraht
7 angebrachten Kontaktmetallen bestehende Schalteinrichtung liegt also wie im Beispiel
nach Fig. i parallel zum Leuchtkörper 5.
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Von einer Reihenschaltung aus einer beliebigen Anzahl von Glühlampen,
wie beispielsweise in Fig. 3 angedeutet, können nun sämtliche Lampen oder auch nur
eine oder mehrere Gruppen von Lampen durch eine solche Schalteinrichtung- überbrückt
werden. Da die einzelnen Schalteinrichtungen unabhängig voneinander arbeiten und
infolge Herstellungstoleranzen oder willkürlich verschiedene Schaltzeiten besitzen,
flackern die verschiedenen Lampen unregelmäßig, wodurch das Kerzenflackern äußerst
natürlich nachgeahmt wird. Während der Schließzeit des Bimetallschälters fließt
durch den Widerstandskörper 13 ein Nebenschlußstrom, der den Gesamtstrom. der Kette
um ein geringes Maß erhöht. Hierdurch werden die übrigen Lampen der Kette nicht
nennenswert überlastet. Der erhöhte Strom hat aber zur Folge, daß die Schalteinrichtungen
an den verschiedenen Lampen in ihrer Schaltzeit und Abhebegeschwindigkeit beeinflußt
werden. Hierdurch ist der Rhythmus des Flackerns einer einzelnen Kerze nicht periodisch,
sondern schwankt in weiten Grenzen vollkommen unregelmäßig. Man kann diesen Effekt
noch begünstigen durch Verwendung eines Nebenwiderstandes 13 mit einer gewissen
Wärmeträgheit oder mit einem vorzugsweise negativen Temperaturkoeffizienten des
Widerstandes. Bei solchen Widerständen ist die Anlaufzeit in hohem Grade abhängig
von den elektrischen Verhältnissen im Gesamtstromkreis.
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Es ist auch möglich, einen Teil der Netzspannung statt durch Glühlampen
durch einen festen Vorschaltwiderstand oder andere Stromverbraucher aufzunehmen.
Die Anordnung des Blinkschalters im Innern der einzelnen Glühlampen bzw. ihrer Sockel
istbei einer solchenReihenschaltungskettebesonders bequem, weil es der Benutzer
in der Hand hat, in beliebiger Anzahl und Reihenfolge Glühlampen mit oder ohne Blinkschalter
zu verwenden bzw. gegeneinander auszutauschen.
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Die Befestigung des Bimetallstreifens 15 an dem Widerstandskörper
13 ergibt eine sehr einfache Anordnung, so daß der Herstellungspreis solcher Glühlampen
bzw.
Glühlampenketten nicht wesentlich höher als der von Lampen ohne diese Blinkeinrichtung
wird.
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Es kann aber auch eine besondere Befestigungseinrichtung, etwa ein
im Quetschfuß 8 eingeschmolzener Stützdraht, für die Schalteinrichtung vorgesehen
sein. Auch kann umgekehrt der Bimetallstreifen 15 unmittelbar an einem Stromzuführungsdraht
befestigt und an seinem freien Ende der Widerstandskörper angebracht sein, der dann
bei der Erwärmung vom Bimetallstreifen mitbewegt wird. Der Unterbrechungskontakt
ist dann an dem freien Ende des Widerstandskörpers anzubringen. Ferner kann auch
der Widerstandskörper 13 an einem der Stromzuführungsdrähte 6, der Bimetallstreifen
15 dagegen an dem anderen Stromzuführungsdraht 7 befestigt sein.
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Da Reihenschaltungslampen den Nachteil zeigen, daß bei Versagen einer
einzigen Lampe die ganze Kette erlischt, wird zweckmäßig ein Schaltelement vorgesehen,
das bei Versagen des Leuchtkörpers den Stromkreis aufrechterhält. Bei Glühlampen
nach der Erfindung ist nun zwar nach Durchbrennen des Leuchtkörpers die Blinkeinrichtung
noch immer betriebsbereit, jedoch würde durch ihr Schalten nunmehr der ganze Kreis
gleichzeitig vollständig unterbrochen und wieder eingeschaltet werden. Es ist daher
zweckmäßig, hierbei auch eine sogenannte Strombrücke vorzusehen, die an Stelle des
Leuchtkörpers die Stromübertragung aufrechterhält. Zweckmäßig besteht sie aus einem
besonderen Widerstandskörper 16 (Fig.2) mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten,
etwa einem Magnesium-Titan-Spinell von entsprechendem Oxydationszustand. Der Kaltwiderstandswert
dieses Widerstandskörpers 16 ist so hoch, daß er bei intaktem Leuchtkörper 5 nur
einen vernachlässigbar kleinen Strom aufnimmt, unter dessen Wirkung er sich selbst
nicht erwärmt. Nach Durchbrennen des Leuchtkörpers 5 liegt aber, sobald die Schalteinrichtung
13, 14., 15 den Stromkreis unterbrochen hat, die volle Spannung an diesem Widerstandskörper
16, so daß durch ihn ein ausreichender Strom fließt, um ihn zu erwärmen. Zufolge
seines hohen negativen Temperaturkoeffizienten nimmt dann der Widerstandswert rasch
ab unter gleichzeitigem Anwachsen des Stromes bis zu einem Endwert, der zweckmäßig
so bemessen ist, daß der Spannungsabfall an dem Widerstandskörper 16 dem Spannungsabfall
an dem Leuchtkörper 5 entspricht, so daß die Blinkeinrichtung weiterhin arbeitet.
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Als Strombrücke könnte aber auch ein die Stromzuführungsdrähte unter
Zwischenschaltung einer bei höherer Spannung durchschlagenden dünnen Isolierschicht
überbrückender Metallstreifen, beispielsweise ein eloxierter Aluminiumstreifen,
dienen. StattGlühlampenkönnen auch irgendwelche anderen elektrischen Lichtquellen,
insbesondere Entladungslampen, verwendet werden, vor allein bei Anschluß der ganzen
Kette an höhere Netzspannungen. Auch könnten die Lichtquellen zur Erzielung besonderer
Licht- oder Farbeffekte mit Leuchtstoff kombiniert sein.