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Einrichtung zum elektrischen Steuern beliebiger Vorrichtungen.
Die Erfinhung bezieht sieh auf Einrichtungen zum elektrischen Steuern beliebiger Vorrichtungen, z. B. Reklame-, Alarm-, Signal-, Anzeige-, Registrier- od. dgl. Vorrichtungen, bei denen der Strom in einem elektrischen Stromkreis durch Veränderung des Abstandes eines leitenden Körpers von dem Stromkreis geändert und durch die Stromänderung eine in den Stromkreis eingeschaltete Einrichtung beeinflusst wird.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, die einfach im Bau, sehr empfindlich gegen Entfernungsänderungen des leitenden Körpers, genau einstellbar, von kräftiger und gleichbleibender Wirkung und unempfindlich gegen mässige Änderungen in der Spannung der Strom- quelle ist.
Bei der Einrichtung gemäss der Erfindung werden die elektrischen Verhältnisse eines Stromkreises, in dem eine Entladungsröhre und die zu steuernde Vorrichtung oder ein diese Vorrichtung steuerndes Relais liegen, durch Änderung des Abstandes zwischen einem-gegebenenfalls geerdeten-Leiter und der Gasentladungsröhre im wesentlichen durch Änderung der elektrostatischen Spannungsverhältnisse in der näheren Umgebung der Gasentladungsröhre geändert. Dieser Leiter kann wesentlich das Potential der einen Röhrenelektrode, insbesondere, der Kathode, haben, z. B. können Kathode oder der mit der Kathode verbundene Pol der Stromquelle und der bewegliche Leiter geerdet sein ; in manchen Fällen kann die Wirkung verbessert werden, wenn der bewegliche Leiter ein von den beiden in der Entladungsröhre befindlichen Elektroden verschiedenes Potential hat.
Es kann auch eine der beiden Röhrenelektroden, insbesondere die Kathode, geerdet und der bewegliche Leiter völlig von Erde isoliert sein, oder es kann umgekehrt der ganze die Entladungsröhre enthaltende Stromkreis völlig von Erde isoliert und dafür der bewegliche Leiter geerdet sein.
Vorzugsweise ist die Spannung zwischen den Röhrenelektroden mit Rücksicht auf die übrigen Verhältnisse des Stromkreises so gewählt, dass die Entladung der Röhre erst beginnt, wenn die Entfernung des Leiters von der Röhre unter ein gewisses Mass gesunken ist und aufhört, wenn die Entfernung über ein gewisses Mass gestiegen ist. Man kann die Einrichtung auch so ausgestalten, dass bei Annäherung des beweglichen Leiters die Entladung abreisst und bei Entfernung wieder beginnt. Die Annäherung oder Entfernung des Leiters kann auch eine Vergrösserung oder Verkleinerung des Stromes zur Folge haben.
Die vom Strom zu beeinflussende Vorrichtung kann selber diejenige sein, auf deren Wirkung es ankommt, z. B. eine Signallampe, eine Warnungssirene od. dgl., oder sie kann in einem Relais bestehen, das die zu betätigende Vorrichtung steuert.
Der bewegliche Leiter kann von einer Person oder einem Fahrzeug getragen werden oder selbst von dem Körper eines Menschen oder von einem Fahrzeug gebildet sein. Es kann aber auch der Leiter feststehend sein und die beeinflusste Apparatur sich bewegen, oder beide Teile können ihren gegenseitigen Abstand verändern. Es kommt also eine relative Bewegung zwischen dem Leiter und Apparatur in Betracht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Verbesserung der Wirkung im Innern der Röhre ein flächenförmiger Leiter untergebracht, der aus einem Metallbelag auf der Innenwand der Röhre bestehen kann und mit keiner der Röhrenelektrode verbunden zu sein braucht.
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Eine weitere Verbesserung der Einrichtung besteht darin, dass innerhalb oder an oder ausserhalb der Röhre ein Hilfsleiter angebracht wird, der ein-vorzugsweise einstellbares-Weehselstrompotential von gleicher Periode hat wie die Anode. Durch passende Wahl der räumlichen Lage und der Gestalt dieses
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der Einrichtung gegen Spannungssehwankungen der Stromquelle und die Trägheit der Einrichtung vermindern. (Unter Trägheit ist hier verstanden die Differenz zwischen den beiden Abständen des bewegliehen Leiters, bei denen die Entladung einsetzt bzw. bei umgekehrter Bewegungseinrichtung des Leiters abreisst.) Der Hilfsleiter kann z. B. aus einem um die Röhre gelegten Draht oder aus einem in der Nähe der Röhre angebrachten Schirm bestehen.
Um eine grössere Entladungsstromstärke zu erhalten, kann die Kathode geheizt werden, wie dies an sich bekannt ist.
Eine andere Verbesserung besteht darin, dass ausserhalb der Röhre in geringem Abstand von dieser ein mehr oder weniger gut leitender Körper, der mit einem zweiten solchen Körper durch eine Leitung verbunden sein kann, unbeweglich angeordnet wird, und der Abstand des beweglichen Leiters von diesem einen Körper oder dem entfernteren dieser beiden Körper verändert wird. Dadurch ist es möglich, die Röhre beliebig weit entfernt von dem Wege des beweglichen Leiters anzuordnen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor.
Die Erfindung gestattet zahlreiche Anwendungen. Es kann beispielsweise bei Sicherheitsanlagen, welche mit der Einrichtung gemäss der Erfindung ausgestattet sind, die Annäherung einer Person an die Anlage gemeldet werden. Ferner kann die Einrichtung für das Eisenbahnsignalwesen nutzbar gemacht werden, um das Vorbeifahren eines Zuges zu registrieren oder die Annäherung eines Zuges an eine Haltestelle oder an einen ungeschützten Bahnübergang zu melden.
In der Starkstromtechnik kann die Einrichtung zum Synchronisieren bei Parallelschaltungen mehrerer Drehstromgeneratoren Verwendung finden. Sie kann ferner als Alarmvorrichtung für Räume dienen, deren Betreten mit Lebensgefahr verbunden ist ; in diesem Falle kann die eintretende Person durch ihre Einwirkung auf die Einrichtung von dieser selbst irgendwie gewarnt werden. Es können sich durch geeigneten Einbau der Einrichtung bei Annäherung von Personen Türen von selbst öffnen.
Zigarrenanzünder können durch Herantreten an die Einrichtung zur Entzündung gebracht werden u. a. m.
Die beigegeben Zeichnung stellt mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar :
Fig. 1 zeigt die einfachste Ausführungsform, Fig. 2 eine Ausführungsform mit einem Hilfsleiter, Fig. 3 eine Ausführungsform mit einem Hilfsleiter, einer geheizten Kathode und einem Zwisehenleiter.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Teile.
In Fig. 1 ist 1 die an ein Weehselstromnetz angeschlossene Primärwicklung eines Transformators.
Das eine Ende der Sekundärwicklung 2 dieses Transformators ist geerdet und führt zur Kathode. 3 : das andere Ende der Sekundärwicklung 2 ist über ein Relais 4, das den Stromkreis einer beliebigen Vorrichtung, etwa einer Reklamevorrichtung, steuert, an die Anode 5 angeschlossen. In der die Kathode und die Anode umschliessenden Röhre befindet sich ein flächenartig geformter, völlig isolierter Leiter, der z. B. als Metallbelag 6 ausgebildet sein kann. Ein geerdeter Leiter ? kann der Röhre genähert oder von ihr entfernt werden.
Die Verhältnisse sind so gewählt, dass keine Entladung durch die Röhre geht und demgemäss das Relais 4 nicht erregt wird, wenn der Leiter'1 von der Röhre entfernt ist ; nähert man dann aber den Leiter 7 der Röhre, so beginnt die Entadung in der Röhre und das Relais wird erregt, wodurch die Reklameod. dgl. Vorrichtung in der beabsichtigten Weise gesteuert wird.
In Fig. 2 ist die Röhre mit der Kathode 3, der Anode 5 und dem Spiegelbelag 6 ebenso ausgebildet wie in Fig. l ; an Stelle des Relais ist aber in die das eine Ende der Sekundärwicklung 2 mit der Anode 5 verbindende Leitung eine beliebige Anzeigevorrichtung 4'eingeschaltet. Die zur Kathode. 3 und zur Erdung führende Leitung 10 ist jedoch in diesem Beispiel nicht am Ende der Sekundärwicklung 2, sondern in einem Zwischenpunkt derselben angelegt, und am andern Ende der Sekundärwicklung oder in der Nähe desselben ist ein als Hilfsleiter dienender schirmartiger Leiter 8 angeschlossen, der ausserhalb der Röhre angebracht ist. Die Lage des Anschlusspunkte auf der Sekundärwicklung kann z.
B. durch einen Gleitkontakt 9 verändert werden.
Die Form, Grösse und Entfernung des Schirmleiters 8 und die Lage seines Anschlusspunkte sind so gewählt, dass die Entladung, die ohne Anwesenheit des Leiters 8 gerade einsetzen würde, durch ihn unterdrückt wird. Nähert man aber den geerdeten Leiter 7 der Röhre, so setzt die unterdrückte Entladung wieder ein, und wenn man den Leiter 7 entfernt, hört sie wieder auf.
Durch Umpolen der den Hilfsleiter 8 mit Spannung versorgenden Wicklunghälfte kann man auch bewirken, dass der Hilfsleiter die Entladung der Röhre, die ohne seine Anwesenheit gerade noch nicht beginnen würde, begünstigt ; dann erlischt bei Annäherung des Leiters 7 die Entladung und setzt bei Entfernung des Leiter 1 wieder ein. Der Leiter 7 kann seine Bewegung auch zwischen dem Hilfsleiter 8 und der Röhre ausführen.
Der schirmartige Hilfsleiter 8 macht auch die Einrichtung praktisch unabhängig von mässigen Schwankungen der Spannung des Wechselstromnetzes. Die Empfindlichkeit (d. h. der Abstand zwischen
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der Röhre und dem Leiter 1, bei welchem eine Wirkung eintritt) ändert sich nämlich mit der Anodenspannung, u. zw. sehr stark, da die zwischen der konstanten Zündspannung und der Anodenspannung bestehende kleine Differenz, auf deren Grösse die Wirkung beruht, sich prozentual sehr stark schon bei einer kleinen prozentualen Änderung der Anodenspannung ändert.
Eine Änderung des Schirmpotentials bei konstantem Anodenpotential beeinflusst die Empfindlichkeit der Einrichtung ebenfalls, aber im entgegengesetzten Sinne, und da bei der Anordnung nach Fig. 2 Anodenpotential und Schirmpotential sich gemeinsam verändern, so heben die beiden Einflüsse einander auf. Dadurch wird eine grosse Konstanz
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Veränderung seiner Spannung-z. B. durch Verschieben seines Anzapfpunktes an der Sekundärwicklung 2 - eine sehr empfindliche Einstellung der Einrichtung erreicht werden kann.
In Fig. 3 ist die Sekundärwicklung 2 des Transformators mit den Anzapfpunkten 11 und 12 verbunden, zwischen denen sie bei 10 geerdet ist ; die Anzapfpunkte 11 und 12 sind mit den Endpunkten einer fadenförmigen Kathode 3 verbunden, die dadurch geheizt wird.
Zwischen dem beweglichen Leiter 7 und der Röhre ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein leitender oder nicht leitender Körper 13 angeordnet, der über die Leitung 15 mit einem im Einflussbereich der Röhre befindlichen, eine Elektrode bildenden Leiter 14 verbunden ist. Nähert man den geerdeten Leiter 7 dem Zwischenkörper 13, so tritt z. B. die durch eine als Hilfsleiter dienende Aussenelektrode 8 unterdrückte Glimmentladung wieder ein.
Die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3 hat ausser den oben bereits erwähnten Vorteilen noch den Vorteil, dass der leitende oder nicht leitende Zwischenkörper 13, der durch die Leitung 15 an die Aussenelektrode 14 angeschlossen ist, nicht an die unmittelbare Nähe der Entladungsröhre gebunden ist ; man kann ihn also, und mit ihm dann auch den beweglichen Leiter 7, an einem beliebigen Orte unterbringen.
Schliesslich sei noch hervorgehoben, dass es bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung nur auf eine Änderung der Entfernung zwischen der Entladungsröhre und dem die Entladungserscheinung verändernden Leiter 7 ankommt. Es ist also nicht erforderlich, dass die Röhre fest und der Leiter 1 beweglich angeordnet ist, sondern es kann auch die Röhre beweglich und der Leiter 7 fest, oder es können auch alle beide beweglich sein. Auch sonst sind noch mannigfache Abänderungen der Anordnung möglich, ohne dass das Wesen der Erfindung geändert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum elektrischen Steuern beliebiger Vorrichtungen, z. B. Reklame-, Alarm-, Signal-, Anzeige-, Registrier-od. dgl. Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Verhältnisse eines Stromkreises, in dem eine Gasentladungsröhre und die zu steuernde Vorrichtung oder ein diese Vorrichtung steuerndes Relais liegen, durch Änderung des Abstandes zwischen einem-gegebenenfalls geerdeten-Leiter und der Gasentladungsröhre im wesentlichen durch Änderung der elektrostatischen Spannungsverhältnisse in der näheren Umgebung der Gasentladungsröhre geändert werden.