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Vorrichtung und Schaltungsanordnungen zur Erzeugung von Blinksignalen
und ähnlichen periodischen Zustandsänderungen Es ist bekannt, durch Unterbrechung
des Lichtstromkreises von einer oder mehreren Glühlampen Blinklicht zu erzeugen,
das z. B. verwendet werden kann zur Kenntlichmachung besonderer Gefahrenquellen
oder zur Anzeige der Richtungsänderung von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen,
oder auch als Blickfang z. B. für Werbezwecke.
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Die Unterbrechungen des Lichtstromkreises werden bisher mit Hilfe
besonderer Schalteinrichtungen, wie Relais usw., bewirkt, die in der Regel als besondere
Schaltaggregate ausgebildet und getrennt von der oder den zu beeinflussenden Leuchtquellen
angeordnet werden. Es sind allerdings in diesem Zusammenhang auch Vorschläge bekannt,
bei denen ein thermisch beeinflußter Kontakt im Sockel einer Glühlampe oder in der
zugehörigen Lampenfassung bzw. in einem besonderen, zwischen Sockel und Fassung
angeordneten Einschraubstück, untergebracht wurde. Bei Einrichtungen dieser Art
wird ein Bimetallkontakt mit Hilfe eines besonderen Heizwiderstandes gesteuert.
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Anordnungen dieser Art haben sich nicht bewährt, da schon die Art
der Unterbringung der Kontakteinrichtung eine schlechte Wärmeabfuhr bedingt, die
wiederum eine schleichende Kontaktgabe und die Gefahr von Kontaktverschweißungen
zur Folge hat.
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Relais zur Erzeugung von Blinklicht werden deshalb vorzugsweise sowohl
als elektromagnetische, wie auch als elektrothermische Schalter ausgebildet, wobei
die Kontaktgabe mechanisch verzögert oder unverzögert erfolgt. Die Kontakte
können
dabei in Luft, aber auch im Vakuum oder in gasgefüllten Räumen arbeiten, doch immer
aber war man genötigt, den bekannten Einrichtungen der vorerwähnten Art im Interesse
einer einwandfreien Kontaktgabe entsprechende Abmessungen. zu geben. Dies bedingt
wiederum erhebliche mechanische Massen, die zu bestimmten Vorzugslagen bei der Montage
des betreffenden Schaltaggregates führen und dadurch der gesamten Anordnung eine
gewisse Rüttelempfindlichkeit verleihen, wobei wiederum die Gefahr von Kontaktverschweißungen
besteht, wenn die erwähnte Einbaulage in der Praxis nicht eingehalten werden kann
oder wie das bei Fahrzeugen der Fall ist, Stöße aus der einen oder anderen Richtung
auftreten. Mit Rücksicht auf die zunehmende Verbreitung der drahtlosen Übertragungen
werden in steigendem Maße flinkschaltende und rüttelbeständige Geräte gefordert,
schon um den Aufwand an Funkenstörmitteln möglichst klein zu halten.
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Es ist auch bereits eine Schaltvorrichtung für elektrische Glühlampen
zur Erzeugung einer intermittierenden Beleuchtung bekannt, bei der ein mit einer
Heizwicklung versehener und aus Bimetall bestehender Thermostat mit dieser Heizwicklung
in einem separaten evakuierten und mit indifferentem Gas oder Gasgemisch gefüllten
Behälter eingeschlossen ist. Ferner ist es bekannt, einen solchen Stromschalter
entweder innerhalb -der Lampe oder an jedem geeigneten Platz in der Stromleitung
anzubringen. Bei der bekannten Vorrichtung wird jedoch der Bimetallstreifen direkt
durch die Heizwicklung aufgeheizt.
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Beim Erfindungsgegenstand wird demgegenüber eine indirekte Aufheizung
durch Strahlung angewendet.
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Die Erfindung betrifft also eine Vorrichtung zur Erzeugung von Blinksignalen
und ähnlichen periodischen Zustandsänderungen mit zusätzlich beheizten Bimetallstreifen
(Bimetallblinkgerät), der zusammen mit dieser Heizvorrichtung, getrennt von der
eigentlichen Signallampe oder einem sonstigen, gegebenenfalls räumlich entfernten,
zu steuernden Stromverbraucher, in einem evakuierten bzw. mit einem indifferenten
Gas gefüllten Kolben untergebracht ist. Gemäß der Erfindung besteht bei einer solchen
Vorrichtung die Heizvorrichtung des Bimetallstreifens aus einem diesem benachbarten
insbesondere gewendelten Glühlampenleuchtfaden.
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Hieraus ergibt sich, daß bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
der der direkten oder indirekten Abgabe von Blinksignalen oder ähnlichen periodischen
Zustandsänderungen dienende Unterbrecher im Kolben einer Glühlampe von beliebiger
Form und beliebiger Sockelausbildung angeordnet, zweckmäßig eingeschmolzen ist,
wobei der Unterbrechungskontakt unmittelbar vom Leuchtfaden gesteuert wird.
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Durch die Erfindung wird vor allem der Vorteil erzielt, daß die Kontaktgabe
und die Unterbrechung durch den Bimetallstreifen entgegen den bisher zur Erzeugung
von Blinklicht gemachten Vorschlägen außerordentlich flink erfolgt. Außerdem besteht
keine Gefahr für eine Beschädigung des Kontaktes selbst, der im Vakuum oder in einem
geeigneten Schutzgas arbeiten kann.
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Weiterhin vollzieht sich nicht nur die Unterbrechung des Stromes,
sondern auch die Wiedereinschaltung desselben nicht nur flinker, sondern vor allem
zuverlässiger, weil der Glaskolben einer Glühlampe die Wärme wesentlich schneller
und verläßlicher ableitet, als dies bei Kontakten der Fall ist, die an anderen Stellen,
also z. B. im Sockel der Glühlampe, angebracht sind. Schließlich verbürgt die Erfindung
fertigungsmäßig wesentliche Vorteile in bezug auf eine einfache und preisgünstige
Herstellung.
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Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch sie erzielten
Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von verschiedenen in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes.
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Fig. 1,:2 und 3 zeigen in schematischer Darstellung drei verschiedene
Ausführungbeispiele für die Ausbildung und die Art des vom Leuchtfaden einer Glühlampe
gesteuerten Unterbrechungskontaktes, und zwar Fig. z im Wege der direkten Steuerung,
dagegen die Fig. 2 und 3 im Wege der Beeinflussung eines an anderer Stelle angeordneten
Verbrauchers; Fig. q. und 5 zeigen Beispiele für Schaltungsanordnungen, bei welchen
der Steuerglühfaden mit einer anderen Spannung betrieben wird als die eigentliche
Blinklampe; Fig. 6 und ,7 geben Beispiele für die Anordnung des Bimetallstreifens
in Draufsicht, Fig. 8 und g für die Anwendung einer erfindungsgemäß gesteuerten
Blinklichtanlage bei einem Kraftfahrzeug; Fig. io und ii zeigen besondere Ausführungsformen
für Glühlampen großer Leistung, bei welchen dem Glaskörper eine die Kontakt gebenden
Einrichtungen enthaltende Hilfslampe eingegliedert ist.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. i ist eine Glühlampe, deren Kolben
mit i bezeichnet ist, in üblicher Weise mit einem gewendelten Leuchtfaden 2 versehen,
der an dem Tragsystem 3, 3' aufgehängt und im Quetschfuß 4. abgeschmolzen ist. Der
Leuchtfaden 2 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel im Betriebsstromkreis für die
Glühlampe. Von einem zugleich als Stromzuführung dienenden Träger 8 ist ein Kontaktstreifen
7 aus Bimetall gehalten, der geeignet ist, entsprechend seiner ihm durch den Leuchtfaden
:2 vermittelten Temperatur mit seinem freien Ende eine Kontaktverbindung mit dem
Träger 3' zu schließen oder zu öffnen. Schließt man den Stromkreisschalter 6, so
beginnt der über 6, 3, 3' fließende Strom den Leuchtfaden 2 zu erwärmen, worauf
die von 2 ausgestrahlte Wärme den Kontaktstreifen 7 erwärmt. Dieser Kontaktstreifen
kann aus bekannten Kontaktwerkstoffen oder Legierungen von solchen bestehen (Bimetallstreifen).
Die Schichten können galvanisch oder mit Hilfe bekannter Walz-, Niet- oder Lötverfahren
aufgebracht sein.
Unter dem Einfluß der Erwärmung durch den Leuchtfaden
2 erfährt der entsprechend angeordnete Streifen 7 aus Bimetall eine Formänderung
bestimmter Richtung und Größe. Er wird sich in der Regel konkav auswölben, wobei
sich das sich vorwölbende Ende von dem stromführenden Träger 3' abhebt, wie dies
in den Fig. 6 und 7 angedeutet ist.
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Nach der Schnelligkeit der Erwärmung unterbricht somit der Bimetallstreifen
7 zeitlich veränderbar die Verbindung mit dem Leuchtfadenträger 3', wodurch der
Arbeitsstromkreis selbsttätig unterbrochen und der Leuchtfaden 2 abgekühlt wird.
Hierdurch geht der Bimetallstreifen 7 in seine Ausgangsstellung zurück und schaltet
den Strom wieder ein, worauf sich das Spiel wiederholt, solange der Schalter 6 geschlossen
ist.
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Die Schaltung dieser Vorrichtung nach Fig. i ist somit so getroffen,
däß der Leuchtfaden 2 und die Kontakteinrichtung 3', 7 in Reihenschaltung an einer
Spannungsquelle liegen.
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Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. i bzw. 6 eine fortlaufende
Unterbrechung und Wiedereinschaltung des Stromes eintritt, da der Kontaktstreifen
7 an einem besonderen Trägerdraht 8 aufgehängt ist, sieht das Ausführungsbeispiel
nach Fig.2 und der zugehörigen Fig.7 eine andere Anordnung und Ausbildung der die
Steuerung bewirkenden Teile und auch eine andere Schaltung, und zwar zum Zwecke
der indirekten Steuerung eines z. B. an einem entfernten Ort vorgesehenen Verbrauchers,
der eine Glühlampe oder einen Satz von mehreren Glühlampen sein kann, vor.
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Bei dieser Anordnung dient der eine Leuchtfadenträger 3 zugleich als
Träger für den Bimetallstreifen 7. Die Schaltung ist hier (Fig. 2) derart, daß der
Leuchtfaden 2 und die dazu parallel geschaltete Kontakteinrichtung 3', 7 in Reihe
mit wenigstens einem weiteren Verbraucher, z. B. einer Glühlampe 9, an einer Spannungsquelle
liegen.
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Es ist hier z. B. an einen Fall gedacht, bei dem Blinksignale irgendeiner
Lichtrufanlage übertragen werden sollen, der Verbraucher also sich in unter Umständen
erheblicher Entfernung von der die Steuerungsvorgänge auslösenden Lampe befindet.
Bei einem solchen Ausführungsbeispiel besteht der Verbraucher aus einer Glühlampe
oder einem Satz von Glühlampen. Es kann sich natürlich aber auch um jede andere
Art von Stromverbrauch handeln, die nicht an das Vorhandensein einer Glühlampe gebunden
ist.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bzw. 7 arbeitet die wiederum
mit i bezeichnete Glühlampe nicht als selbständiger Signalgeber, sondern nur als
Steuerkörper für größere, beim Ausführungsbeispiel schlechthin mit 9 bezeichnete
Einheiten. Auch hier handelt es sich darum, daß durch Änderung der Lage des Kontaktstreifens
? eine Verbindung von der Spannungsquelle zum Leuchtfaden 2 unterbrochen wird.
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Während bei dem Ausführungsbeispiel nach nach Fig. i- bzw. 2 eine
Abhängigkeit zwischen Betriebsstrom bzw. Spannung und Verbraucher besteht, ist beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ein System dargestellt, bei dem zwar noch eine Verbindung
zwischen den einzelnen Stromkreisen besteht, jedoch der Heizdraht 2 nicht mehr von
der zu steuernden Verbraucherleistung 9 abhängig ist. In dieser Schaltung nach Fig.3
liegt über die Kontakteinrichtung 3', 7 wenigstens ein weiterer, gegebenenfalls
räumlich entfernter, zu steuernder Stromverbraucher, z. B. die Glühlampe 9, an der
Spannungsquelle. Bei dieser Schaltung liegt die Spannungsquelle einerseits am Träger
8 des Bimetallstreifens 7 und andererseits am Träger 3' des dem Schaltkontakt abgewendeten
Endes des Leuchtfadens 2. Die Glühlampe 9 ist einerseits an den Träger 3' des dem
Schaltkontakt benachbarten Endes des Leuchtfadens 2 verbunden und liegt andererseits
an dem Pol der Spannungsquelle, der an den Träger 3 des Leuchtfadens 2 angeschlossen
ist.
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Speist man nach dem Schließen des Hauptschalters 6 in Fig. q. über
den im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Spartransformator io, der auch durch einen
Gleichrichter ersetzt werden kann, die dargestellte Anordnung, so bedingt der nunmehr
größere Stromfluß über 7 eine zu der des Leuchtfadens 2 zusätzliche Temperaturerhöhung
des Bimetallstreifens 7, die eine Kontaktunterbrechung zwischen 7, 3' verursacht
und somit auch den Verbraucher 9 ausschaltet. Ohne die Leistung von 9 zu beeinflussen,
ist es in diesem Falle möglich, durch den im Steuerstromkreis 8, 7, 2, 3, 3' liegenden
veränderlichen Widerstand i i die Blinkfrequenz durch Veränderung der Heizdrahtspannung
zu beeinflussen.
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Auf eine kurze Formel gebracht, dient bei dieser Schaltung nach Fig.
4 als Spannungsquelle für die Reihenschaltung eine Teilwicklung eines z. B. vom
Netz gespeisten Transformators io, während wenigstens ein weiterer zu steuernder
Verbraucher, z. B. eine Glühlampe 9, über die Kontakteinrichtung 3', 7 an eine andere
Teilwicklung des Transformators angeschlossen ist. Der veränderbare Widerstand i
i ist hier in Reihe mit dem Leuchtfaden 2 und der Kontakteinrichtung 3', 7 eingeschaltet.
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Speist man ein derartiges System nach Fig:5 aus zwei verschiedenen
Stromkreisen, so ist es ohne Schwierigkeit möglich, den elektrischen Leistungsverbrauch
von 9 durch mehr oder weniger häufiges Ein- und Ausschalten des Arbeitsstromkreises
zu beeinflussen. Man erhält so Anordnungen; die entsprechend den in der Elektrotechnik
bekannten Impulsreglern arbeiten. Dabei kann an Stelle des dargestellten Leuchtkörpers
9 auch ein magnetischer Stromkreis od. dgl. treten. Auch hier ist die Verwendung
eines veränderlichen Widerstandes im Steuerstromkreis 3, 2, 3' angebracht, wenn
die Spannungsänderung nicht zur Aussteuerung des gesamten Regelbereiches genügt.
Entsprechend dieser Schaltung (Fig.5) sind für die Reihenschaltung von Leuchtfaden
2 und Kontakteinrichtung 3', 7 einerseits und für diejenige von der
Kontakteinrichtung
3', 7 und zu steuerndem Verbraucher, z. B. einer Glühlampe 9, andrerseits getrennte
Spannungsquellen von z. B. unterschiedlicher Stromart und/oder Spannung vorgesehen.
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Aus diesen Anordnungen ergeben sich auf Grund der Vielzahl der in
der Elektrotechnik bekannten Schaltungsmöglichkeiten und baulichen Maßnahmen verschiedene
Kombinationen und Anwendungsmöglichkeiten, von denen einige in den Fig. 4 bis i
i dargestellt sind.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des auf den Ruhe- oder Arbeitsstrom
wirkenden Unterbrechers in Form eines thermisch beeinflußten, in der Nähe des praktisch
wärmeträgheitslosen Leuchtfadens angeordneten Bimetallstreifens tritt eine so sprunghafte
Kontaktunterbrechung und Kontaktschließung, je nachdem ob Ruhe- oder Arbeitsstromschaltung
vorliegt, ein, daß das Springen des Bimetallstreifens in seine Öffnungsstellung
eine Tonfrequenz im Glaskolben i der Glühlampe erzeugt, die z. B. zur akustischen
Signalgebung ausgenutzt werden kann, z. B. zur Anzeige der Betriebsbereitschaft
der Einrichtung.
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So kann z. B. bei einer Anordnung nach Fig. 8 durch eine im Armaturenbrett
eines Schienen-, Straßen- oder Luftfahrzeuges angeordnete Steuerglühlampe eine beliebige
Anzahl anderer Glühlampen geschaltet werden, die an den verschiedenen Punkten des
Fahrzeuges angeordnet sind. Ob man dazu eine Anordnung nach Fig. i, 2, 3 oder .4
wählt, hängt von den Anforderungen ab die an Betriebsstromspannung und Blinkfrequenz
gestellt werden. Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, die dargestellte
Kugelform der Glühlampe durch beliebig andere zum Stand der Technik gehörige Formen
zu ersetzen. Auch ist es bei einer Anordnung nach Fig. 5 ohne Schwierigkeit möglich,
die Temperatur der Kontaktsteuereinrichtung durch außen angeordnete, veränderliche
Zusatzwiderstände in diesem Stromkreis oder gleiche Spannungsänderungen bewirkende
Maßnahmen, und damit die Blinkfrequenz, zu beeinflussen, so daß auch mit einer Glühlampe
mehrere Signale, beispielsweise abhängig von der Fahrgeschwindigkeit, -gegeben werden
können.
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Nach dieser Schaltung der Fig. 8 kann der Leuchtfaden 2 mit der Kontakteinrichtung
3', 7 also als anzeigende Steuerlampe, z. B. am Armaturenbrett, angeordnet sein
und zur Steuerung weiterer, an geeigneter Stelle des Fahrzeuges angeordneter Signallampen
9, beispielsweise zur Fahrtrichtungsanzeige, mittels Umschalter 6' dienen.
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In Fig.9 ist durch Unterbrechung des Heizkreisen die Blinkeinrichtung
ausgeschaltet, die Schlußlampen bleiben aber dauernd eingeschaltet, weil der Bimetallstreifen
7 seine Lage nicht verändert. Beim Schaltschema nach Fig. 9 kann man demzufolge
mit den Schlußlampen gleichzeitig blinken und spart so einen Lampensatz. Der Blinkfrequenzgeber
ist hierbei, wie schon erwähnt; im Armaturenbrett angeordnet und zeigt dem Führe
des Fahrzeuges durch Blinksignale die Betriebsbereitschaft der Anlage an und warnt
ihn gegebe nenfalls durch den bereits erwähnten akustischen Effekt. Es ist damit
gleichzeitig auch eine Betriebskontrolle gegeben, die bei den bisher bekannten Einrichtungen
fehlt bzw. durch besondere zusätzlich vorzusehende und mitzuführende Geräte erzielt
werden muß.
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Bei der Schaltung nach Fig.9 ist zur Fahrtrichtungsanzeige die Schaltung
nach Fig. 8 so abgeändert, daß für jede Fahrtrichtung eine Steuerlampe vorgesehen
ist, deren Kontakteinrichtung als Ruhekontakt den Stromkreis für die Schlußlampe
schließt, während beim Signalisieren einer Fahrtrichtungsänderung der Stromkreis
für die betreffende Schlußlampe und gegebenenfalls weiterer Lampen selbsttätig periodisch
unterbrochen wird.
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Da die Glühlampe, wie bereits erwähnt, mit schwankender Spannung auch
eine Veränderung der Blinkfrequenz ergibt, ist es ohne weiteres statthaft, mit ihr
bestimmte Reglereffekte einzuleiten. Außerdem ist es nicht erforderlich, daß der
Steuerglühfaden an der gleichen Betriebsspannung liegt wie die eigentliche Blinklampe.
Die beiden Stromkreise können durch Transformatoren, wie in Fig. 4, Gleichrichter
und ähnliche bekannte Einrichtungen elektrisch voneinander getrennt sein, wobei
es sich um Ruhe- oder Arbeitsstromkreise handeln kann. Es kann eine Glühlampe auch
nach Fig.2 ausgebildet sein, d. h. im Gegensatz zur Anordnung i bei Erwärmung des
Leuchtfadens 2 den Kontakt 7, 3' schließen, statt ihn zu öffnen.
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Bei Glühlampen großer Leistung erreicht die Glaskörpertemperatur oft
beträchtliche Höhe, so daß Wärmestauungen und sonstige, die Blinkarbeit verzögernde
Faktoren auftreten können. In solchen Fällen ist es zweckmäßig, eine besondere Steuerlampe
zu verwenden, dieselbe kann nach Fig. io oder i i räumlich mit der Hauptlampe in
Verbindung stehen, indem sie als besonders abgeschtnolzener Glaskörper im Brennraum
oder im Quetschfuß bzw. im Sockel der Lampe angeordnet ist. Dabei können zur Erzielung
wärmetechnisch günstiger Verhältnisse in beiden Räumen die gleichen Aggregatzustände
herrschen oder auch der eine Raum luftleer, der andere gasgefüllt sein. Bei dieser
Anordnung ist die Lampe nach den Fig. i, 2, und 3 mit dem Verbraucher 9 zu einer
Einheit vereinigt, wodurch jede beliebige Brennstelle zur Blinklampe werden kann.
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Die Erfindung hat also eine Glühlampe zur direkten oder indirekten
Abgabe optischer Blinksignale und zur Erzeugung von ähnlichen periodischen Zustandsänderungen
mit eingebautem, vom Leuchtfaden gesteuerten Unterbrechungskontakt zum Gegenstand,
wobei der steuernde Leuchtfaden neben der optischen Anzeige der Betriebsbereitschaft
der Anlage auch zur Veränderung der Blinkfrequenz herangezogen «-erden kann.