DE888818C

DE888818C - Einrichtung zur Erzielung periodischer Stromstoesse, insbesondere fuer Blink- und Signalzwecke

Info

Publication number: DE888818C
Application number: DEP3215D
Authority: DE
Inventors: Harry Berg; Wilfried Dr Meyer
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1942-01-23
Filing date: 1942-01-23
Publication date: 1953-09-03

Description

Einrichtung zur Erzielung periodischer Stromstöße, insbesondere für Blink- und Signalzwecke Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen 'zur Erzielung periodischer Stromstöße, insbesondere für Blink- und Signalzwecke, bei denen dem Nutzverbraucher, z. B. einer Glühlampe, ein Widerstand vorgeschaltet ist, ider als Heizkörper für einen parallel zu ihm geschalteten, in der Ausgüngsstellung offenen Bimetallschalter dient und durch diesen periodisch kurzgeschlossen wind, weil sich der Bimetallschalternach jedemKurzschließen seines Heizkörpers wieder bis zum Öffnen der Schalterkontakte und damit Wiedereinschalten des Heizkörpers abkühlt. Bei jedem Kurzschließen des als Heizkörper dienenden Vorschaltwiderstandes, der nur einen ;geringen Strom durchläßt, ergibt sich der gewünschte Stromstoß.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art befriedigen vielfach nicht. Sie neigen zur Lichtbogenbilidung und arbeiten unzuverlässig und unregelmäßig, insbesondere wenn ein Vorschaltwiderstand mit hohem Ohmwert zur Erzielung eines sehr kleinen Verluststromes vorgesehen werden soll.
Eine wesentliche Verbesserung derartiger Einrichtungen zur Erzielung periodischer Stromstöße wird nach der Erfindung erreicht, wenn in .die parallel zu den Schalterkontakten liegende Leitung außer einem als Heizkörper für Aden Bimetallstreifen dienenden Halbleiterwiderstand mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten noch ein damit in Reihe geschalteter Konstantw iderstand eingebaut wird.
Der den Bimetallschalter steuernde Halbleiterwiderstand mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten arbeitet dabei wegen des Spannungsabfalles am Konstantwiderstand mit einer verhältnismäßig niedrigen Spannung. Er kann daher überaus kleine ,Ummessungen, z. B. bei einem Durchmesser von o,5 mm nur eine Länge von 5 mm, erhalten. Dadurch ergibt sich eine sehr kleine Wärmekapazität, was sich in Verbindung *mit der günstigen Charakteristik des Heizkörpers für .die Arbeitsweise der Schalteinrichtung besonders vorteilhaft auswirkt. Bei geschlossenem Bimetallschalter kühlt sich nämlich der Heizkörper unter Zunahme seines Widerstandswertes rasch so stark ab, .daß beim Wiederöffnen des Schalters nur ein geringer Strom von beispielsweise 2 bis 3 mA, gegebenenfalls sogar nur ein Strom von weniger als i mA, über den Heizkörper fließt. Da dieser demgemäß beim Wiederöffnen des Schalters keine Heizwirkung auf den Bimetallschalter ausübt, können sich dessen Kontakte mit größter Sicherheit weit voneinander entfernen. Im Gegensatz dazu werden bei den bekannten Einrichtungen beim Öffnen des Bimetallschalters, .da dessen Heizkörper sich nicht ausreichend abgekühlt hatte und daher schnell wieder voll aufgeheizt wird, die Schalterkontakte nicht genügend weit voneinander entfernt, was naturgemäß leicht zur Lichtbogenbildung führt. Die neue Einrichtung arbeitet praktisch funkenfrei und sehr regelmäßig.
Der als Heizkörper dienende Halbleiterwiderstand mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten wird meist aus einem Gemisch von 6o '/o Magnesiumoxyd und 4o °/o Titandioxyd, das zuerst oxydierend und ,dann reduzierend gebrannt wird, hergestellt. Der Temperaturkoeffizient wird zweckmäßig in an sich bekannter Weise so stark negativ gemacht, daß .die Stromspannungskennlinie in bezug zur Stromachse waagerecht verläuft oder sogar fällt.
Der Konstantwiderstand besteht zweckmäßig ebenfalls aus einem Halbleiterwiderstand, der so hergestellt wird, daß er praktisch keinen Temperaturkoeffizienten aufweist. Meist wird ein Widerstandskörper benutzt, der aus einer Lösung von höchstens 3 % Titandioxyd in Magnesiumoxyd besteht.
Mit Vorteil wenden der Bimetallschalter und sein Heizkörper, gegebenenfalls auch noch der Konstaritwiderstand, in einem mit Wasserstoff oder mit indifferentem Gas, wie Neon oder Helium; gefüllten Kolben untergebracht. Man erzielt dann besonders große Lebensdauern der neuen Einrichtung. Die Widerstände b.zw. der sie und den Bimetallsc'halter aufnehmende Kolben lassen sich bei der neuen Einrichtung ohne Schwierigkeit so klein ausführen, daß sie bequem im Hüllgefäß oder Sockel einer Lampe untergebracht werden können.
In der Zeichnung ist in Abb. i eine Blinklichtanlage schematisch dargestellt, die mit einer nach der Erfindung ausgebildeten, wesentlich vergrößert dargestellten Schalteinrichtung versehen ist; Abb. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der dabei verwendeten Schalteinrichtung.
Bei der Anlage nach Abb. i sind die beiden Glühlampen i über den Konstantwid@erstand 2 und den in einem gasgefüllten Kolben 3 untergebrachten Halbleiterwiderstand 4 mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten an den Netzschalter 5 an@geschlossen. Beide Widerstandskörper 2;. 4. sind durch die Leitung 6 überbrückt, die den in dem Kolben 3 eingebauten Bimetallschalter 7 mit den Kontakten 8, 9 enthält.
Der als Heizkörper für -den Bimetallschalter 7 dienende Halbleiterwiderstantd 4 mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten besitzt bei einem Durchmesser von o,5 mm eine Länge von 5 bis 6 mm. Sein Widerstandswert kann bei Raumtemperatur io3 bis io6 Ohm'betragen, wird aber meist auf 3 bis 6 - io5 Ohm eingestellt.
Der ebenfalls aus einem Halbleiterwiderstand bestehende Konstantwiderstand 2 besitzt bei einem Durchmesser von i mm eine Länge von 5 bis 6 mm und einen zwischen 2 - i o3 und 2 - 104 Ohm, vorzugsweise zwischen 5 - io3 bis io - io3 Ohm, liegenden Widerstandswert.
Im Betrieb der Anlage heizt der durch Stromdurchfluß sich erwärmende Widerstand 4 den Bimetallschalter 7 so stark auf, -daß die Kontakte 8, 9 geschlossen und damit die beiden Widerstände 2 -und 4 kurzgeschlossen werden. Der jetzt auftretende beträchtliche Kurzschlußstrom bringt die Lampen i zum Leuchten. Da sich jetzt der kurzgeschlossene Heizkörper 4 rasch abkühlt, öffnet sich der Bimetallschalter, 7 wieder und die Lampen i erlöschen, da nunmehr nur noch ein geringfügiger Verluststrom fließt. Dieses Spiel wiederholt sich dauernd in einem Rhythmus, der durch die räumlichen Abmessungen des Bimetallschalters und seines Heizkörpers, durch die Bemessung der Widerstandswerte der beiden Widerstandskörper 2, 4 und durch den Verlauf der Stromspannungskennlinie des Widerstandes 4 bestimmt ist. Diese sind beispielsweise so bemessen, d@aß sich Blinkzeiten von weniger als i Sekunde bis zu io Sekunden und mehr ergeben. .
Bei der in Abb. 2 gezeigten Schalteinrichtung ist in den Glaskolben 3 auch noch der Konstantwi.derstand 2 miteingebaut. Der hier nur zwei Stromeinführungen aufweisende Glaskolben 3 enthält also den Bimetallschalter 7 mit den Kontakten 8, 9; den Reizkörper 4 und den Konstantwiderstand 2.
Bei mit einem Bimetallschalter arbeitenden Blinklichtanordnungen hat man bereits dem Heizwiderstand des Bimetällschalters einen regelbaren Widerstand vorgeschaltet, um die Blinkfrequenz einstellen zu können. Dabei wurden aber zwei gleichartige Widerstände benutzt und .diese mit dem Bimetallschalter in Reihe geschaltet. Auch hat man schon 'versucht; .die besondere Temperaturwiderstandscharaacteristik eines thermo-negativen Widerstandes für Blinkzwecke auszunutzen. Dabei wurde aber nicht .ein Bimetallschalter gesteuert, sondern es wurden lediglich ein thermonegativer Widerstand und ein thermopositiver Widerstand in Reihe geschaltet und die Zeitkonstanten der Widerstände so aufeinander abgestimmt, daß sich allein durch die Änderungen der Widerstandswerte der beiden Widerstände Stromschwankungen ergeben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Erzielung periodischer Stromstöße, insbesondere für Blink- und Signalzwecke, bei der ein Vorschaltw-iderstand oder Lampe als Heizkörper für einen parallel zu ihm geschalteten, in der Ausgangsstellung offenen Bimetallschalter dient, der den Vorschaltwiderstand periodisch kurzschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zu den Schalterkontakten liegende Leitung außer einem als Heizkörper für den Bimetallstreifen dienenden Halbleiterwiderstand mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten noch einen damit in Reihe geschalteten Konstantwiderstand enthält.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .der als Heizkörper dienende Halbleiterwiderstand mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten eine Stromspannungskennlinie besitzt, die parallel oder fallend zur Stromachse verläuft, und daß der Konstantwiderstand aus einer Lösung von. höchstens 3 % Titandioxyd in Magnesiumoxyd besteht.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Heizkörper dienende Halbleiterwiderstand mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten aus einer Mischung von 6o% Magnesiumoxyd und q.oo/o Titanoxyd hergestellt ist. d.. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, .daß der Bimetallschalter und sein Heizkörper, gegebenenfalls auch noch ,der Konstantwilderstand, in einem mit Wasserstoff oder mit indifferentem Gas gefüllten Kolben untergebracht sind.