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Anordnung zur Fernbeeinflussung elektrischer Stromkreise.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fernbeeinflussung elektrischer Stromkreise durch mit denselben nicht in direkte Berührung kommende Körper. Sie beruht auf der Beobachtung, dass in Entladungsröhren mit Glühkathoden, namentlich aber in gasgefüllten Gleichrichterröhren, das Aussetzen der Entladung bzw. deren Einsetzen bei richtiger Wahl der Anodenspannung durch Änderung eines auf die Entladungsröhre einwirkenden elektrostatischen Feldes bewirkt werden kann.
Diese Beobachtung wird der Erfindung gemäss dadurch wirksam gemacht, dass in den Anodenstromkreis der auf richtige Anodenspannung eingestellten Entladungsröhre ein Relais eingeschaltet wird. Das Aussetzen des Anodenstromes bei Aussetzen der Entladung bzw. das Wiederauftreten desselben bei Einsetzen der Entladung bewirkt dann von selbst die Steuerung des eingeschalteten Relais.
Die Anordnung erfolgt gemäss der Erfindung derart, dass auf eine Entladungsröhre, vorzugsweise mit Glühkathode, welche eine Anodenspannung erhält, die so eingestellt wird, dass sie die Entladung noch sicher aufrecht erhält, ein veränderliches elektrostatisches Feld einwirkt, bei dessen Änderung die Entladung aus-bzw. einsetzt, wodurch in einem an die Elektroden der Röhre angeschlossenen Kreis ein Relais oder ein sonstiges Anzeige-oder Betätigungsorgan zum Ansprechen gebracht wird.
Die Empfindlichkeit der Anordnung ist so gross. dass bereits eine Änderung des auf den Ent- ladungsraum wirkenden elektrischen Feldes sich geltend macht, welche durch die blosse Annäherung oder Entfernung eines beliebigen Körpers bewirkt wird, so dass es möglich ist, durch die beschriebene Einrichtung die Anwesenheit eines Körpers bzw. dessen Annäherung oder Entfernung zu signalisieren oder sonst zur Betätigung irgendeiner Vorrichtung zu verwenden.
Diese Beeinflussung kann auch dadurch zur Geltung kommen, dass die Änderung eines in der Nähe der Röhre befindlichen Feldes entsprechender Grösse durch den sich nähernden oder entfernenden Körper zur Wirkung auf die Röhre gelangt.
Um die Feldänderung, die etwa durch die Annäherung oder Entfernung eines Körpers eintritt, auf möglichst grosse Entfernung an der Gleichrichterröhre wirksam werden zu lassen, können je nach dem Verwendungszweck verschiedene Anordnungen getroffen werden. So ist es möglich, um die Annäherung oder Enfernung von Körpern an eine bestimmte Stelle zu signalisieren, eine Spannung so weit in die Nähe der Röhre zu bringen, als tunlich, ohne eine Beeinflussung der Entladung noch vorzunehmen. Dies kann dadurch erfolgen, dass mit Wechselstrom geladene Leiter sich in der Nähe der Röhre befinden, derart, dass ein sich über die genannten Leiter nähernder Körper auf die Röhre bzw. auf das in ihrer Nähe befindliche Feld zur Wirkung gelangt, so dass die gewünschte Signalgebung nunmehr eintritt.
In allen diesen Fällen ist sowohl eine Arbeitsstromschaltung als auch eine Ruhestromschaltung möglich.
Als Entladungsröhre eignet sich, wie durch Versuche gefunden wurde, besonders eine gasgefüllte Gleichrichterröhre, wie sie beispielsweise zum Laden von Akkumulatoren Anwendung findet.
Eine besonders hohe Empfindlichkeit der Anordnung bei Ruhestromschaltung wird dadurch erzielt, dass das elektrostatische Feld, das in der Nähe der Röhre aufrechterhalten wird, in einem solchen Sinn gewählt und derart eingestellt wird, dass bei Annähern eines Körpers die Unterbrechung der Entladung (Aussetzen des Anodenstromes) erfolgt.
Soll eine Arbeitsstromsehaltung angewendet werden, so erfolgt dies zweckmässig in der Weise, dass das elektrostatische Feld so gewählt und eingestellt wird, dass bei Verbindung des sich nähernden Körpers mit der Erde die Entladung der Röhre im Falle der Annäherung des Körpers einsetzt.
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Die Ladung der in der Nähe der Röhre und in der Bahn des sich nähernden oder zu signalisierenden Körpers verlegten Leitungen erfolgt zweckmässig mittels eines Transformators oder einer Transformatorkaskade.
Wenn die Anordnung zum Schutze von Kassen oder andern Metallgegenständen dienen soll, so kann zwecks Auslösung eines Signals od. dgl. bei Annäherung an diesen Gegenstand die Anordnung derart getroffen werden, dass der zu schützende Gegenstand mit den mit Spannung geladenen Leitern verbunden ist.
In der Zeichnung wird mit- ? eine Entladungsröhre bezeichnet, die eine Glühkathode 2 aufweist.
Das gezeichnete Ausführungsbeispiel stellt einen sogenannten Glühkathodenhalbweggleichrichter dar, welcher eine Anode 3 aufweist. Jedoch ist auch ein Vollweggleichrichter oder auch eine Entladungsröhre anderer Art mit oder ohne Gitter verwendbar. In dem Anodenkreis der Röhre befindet sich das Relais 8, welches vermittels eines Ankers 9 die beiden Kontakte 10 und 11 steuert. Die Kontakte steuern selbst einen Stromkreis, in dem sich irgendeine Signal-oder andere Vorrichtung 12 befindet, die gegebenenfalls weitere Sehalt-oder Relaisvorriehtungen betätigt.
Die Speisung der Röhre erfolgt vom Netz aus über die Klemmen 13 und M, an welchen der Wechselstrom zugeführt wird. Dieser gelangt in der üblichen Weise zunächst an einen Transformator 13. Auf die Röhre 1 wirkt ein veränderliches elektrostatisches Feld durch kapazitive Wirkung ein.
Der Transformator 15 weist zwei Sekundärspulen 20 und 21 auf, von denen die Spule 20 zur Erzeugung des Heizstromes, die Spule M zur Erzeugung der Anodenspannung dient. Die Heizspule 20 ist in der üblichen Weise beim Punkt 22 mit dem Anodenkreis verbunden, während die Spule 21 mit der Anode 3 des Gleichrichters verbunden ist.
Vermittels eines Transformators 23, 24 oder einer Transformatorkaskade wird zur besseren Beeinflussung des in der Nähe der Röhre befindlichen elektrostatischen Feldes für den Fall, dass die Annäherung oder Entfernung eines Körpers die gewünschte Beeinflussung der Entladungsröhre hervorrufen soll, ein Netz, Drahtgitter, Metallgewebe od. dgl. 25 unter Spannung gesetzt, das dazu bestimmt ist, die Einwirkung dieser Spannung auf die Röhre in genügendem Ausmasse hervorzurufen, wenn der sich nähernde (oder entfernende) Körper in die Nähe der Röhre gelangt.
Der Entladungszustand der Röhre wird bei einer solchen Anordnung am besten so eingestellt, dass die Entladung dauernd unterbunden ist und erst wieder einsetzt, wenn sich ein Körper (Mensch) über das Drahtgitter oder Netz der Anordnung nähert.
Nachstehend wird versucht, die Wirkungsweise dieser auf Grund von Versuchen gefundenen Anordnung zu erklären. Es wird jedoch ausdrücklich erklärt, dass die Erfindung an irgendeine theoretische Erklärung der Wirkungsweise nicht gebunden ist.
Vor Betriebsbeginn wird durch Einstellung der Anodenspannung der Röhre jene Stelle in der Entladungscharakteristik gesucht, an welcher das Aussetzen bzw. das Einsetzen einer Entladung bereits bei ganz unbedeutenden Feldänderungen erfolgt.
Um einen sich nähernden Körper auf möglichst Distanz wirksam zu machen, ist hiebei das Netz, Drahtgitter oder Metallgewebe 25 in der Nähe der Gesamtanordnung verlegt. Ein etwa das Netz betretender Mensch wird vermöge der Aufladung, die er über dem Netz erfährt, die Beeinflussung durch die Spannung bis in die Nähe der Röhre tragen und dadurch deren elektrostatischen Zustand verändern.
Diese ganz geringe Beeinflussung, die durch das Betreten des auf grössere Distanz verlegten Netzes erzielt wird, genügt, um das Aussetzen der Entladung hervorzurufen.
Die sehr erhebliche Empfindlichkeit der Vorrichtung ermöglicht es, die Annäherung oder Entfernung von Körpern oder das Auftreten oder Verschwinden irgendeiner sonstigen elektrischen Beeinflussung bereits auf relativ grosse Distanz zur Signalgebung oder zur Betätigung irgendwelcher Vorrichtungen wirksam zu machen.
Diese direkte elektrostatische Beeinflussung gestattet somit unter Vermeidung der Nachteile, die die bisherigen indirekten Verfahren mit sich brachten, die unmittelbare Fernbeeinflussung von Stromkreisen durch Körper, die nicht mit Strom-und SpannunssQuelle in direkte Verbindung gesetzt werden können, u. zw. auch für jene Verwendungszwecke, bei denen gewisse Mindestabstände der beeinflussenden Körper von der Apparatur unerlässlich sind.
Die Verwendung der vorliegenden Anordnung ist in allen jenen Fällen möglich, in denen das Herannahen oder die Entfernung eines Körpers eine Betätigung auslösen soll. Als ein beispielsweiser Verwendungszweck sei eine Alarmvorrichtung angeführt, welche bei unbefugter Annäherung eines Menschen oder eines Werkzeuges an einen zu schützenden Gegenstand das Auslösen des Alarmwerkes bewirkt.
In einem solchen Falle wird am besten in der Nähe des zu schützenden Gegenstandes ein verborgenes Leiternetz angeordnet, das mit der Wechselstromliehtleitung in der angegebenen Weise verbunden ist, wobei darauf zu achten ist, dass es in den städtischen Wechselstromnetzen üblich ist, einen Pol der Netzleitung zu erden. Will man daher mit höherer Spannung arbeiten, so ist der ungeerdete Pol zu wählen und von diesem aus durch entsprechende Spannungstransformatoren oder durch in Kaskade geschaltete Transformatoren das Leiternetz aufzuladen.
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Diese Ladung teilt sich auch dem sich nähernden Körper mit. Ein etwa das Netz betretender Mensch wird daher die Spannung in höherem Ausmasse in der Nähe der Röhre bringen, als es das Netz vermochte, und es wird in dieser Weise der Alarmapparat vollkommen sicher betätigt.
Diese Verwendungsweise ist jedoch nur eine beispielsweise, da jeder beliebige Verwendungzweck, bei dem es sich darum handelt, dass eine Fernwirkung induktiver oder kapazitiver Art angezeigt werden oder diese Betätigung bewirken soll, durch die vorliegende Anordnung erfüllt werden kann.
Insbesondere kommen jene Zwecke in Betracht, bei denen das Annähern oder die Entfernung eines Körpers Signale oder Schaltvorrichtungen auslösen sollen. Es sei hier nur ganz im allgemeinen auf jene Verwendungen hingewiesen, welche im Verkehrswesen auftreten und bei denen die Annäherung eines Fahrzeuges, eines Zuges od. dgl. die Steuerung von Signallichtern oder Weichen usw. bewirken soll.
Auch für Beleuchtung-, Anzeige-und Signaleinrichtungen, deren Ein-und Ausschalten von der Anwesenheit eines Betrachters abhängt, kann diese Einrichtung verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Fernbeeinflussung elektrischer Stromkreise, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Entladungsröhre, vorzugsweise mit Glühkathode, welche eine Anodenspannung erhält, die so eingestellt ist, dass sie die Entladung noch sicher aufrecht erhält, ein veränderliches elektrostatisches Feld einwirkt, bei dessen Änderung die Entladung aus-bzw. einsetzt, wodurch in einem an die Elektroden der Röhre angeschlossenen Kreis ein Relais oder ein sonstiges Anzeige-oder Betätigungsorgan zum Ansprechen gebracht wird.