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Vom Licht abhängige Steuervorrichtung für Signale.
Zur Einschaltung von Leuchten, gleichgültig ob sie mit Gas oder elektrischem Strom gespeist werden, ist bereits seit langem vorgeschlagen worden, Sonnenventile und lichtelektrisehe Zellen zu ver- wenden. Die Sonnenventile beruhen in den meisten Fällen darauf, dass die Wärmeeigenschaften der
Lichtstrahlen benutzt werden, um Körper auszudehnen oder zusammenzuziehen. Die Ausdehnung dient dann dazu, direkt einen Schalter oder ein Ventil zu betätigen. Statt thermischer Anzeigegeräte können auch lichtelektrische Zellen verwendet werden. Letztere können z. B. in Verbindung mit Verstärkern zur Betätigung von Ein-und Ausschaltvorgängen verwendet werden.
Es sind aber auch schon Einrichtun- gen bekanntgeworden, bei denen ein Relais unmittelbar durch den Strom der lichtelektrischen Zelle gesteuert wird. Der Relaisanker steht dabei unter dem Einfluss des magnetischen Feldes, welches durch einen von der Selenzelle gesteuerten Strom beeinflusst wird. Die Kraft, die zur Umlegung des vom Relaisanker beeinflussten Kontaktes zur Verfügung steht, ist also von der Energie, die durch die Selenzelle abgegeben wird, abhängig.
Weiters sind Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die Stromänderung einem Kontaktmessinstrument zugeführt wird. Zur sicheren Kontaktschliessung ist bei diesen bekannten Anordnungen schon ein Magnet vorgesehen worden, der den Zeiger des Messinstrumentes bei dessen Annäherung in die Kontaktstellung fest gegen den Kontakt drückt. Die Messinstrumente haben jedoch den Nachteil, dass sie eine Gegenfeder aufweisen, deren Kraft so gross sein muss, dass ihr gegenüber die bei der Zeigerbewegung auftretenden Reibungskräfte vernachlässigt werden können. Entsprechend brauchen die Messinstrumente eine verhältnismässig hohe elektrische Steuerenergie.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vom Licht abhängige Steuerungsvorrichtung für Signale unter Benutzung eines Drehspulrelais, welches durch den vom Lichtempfänger erzeugten oder beeinflussten Strom gesteuert wird, zu sehaffen, die die erwähnten Nachteile nicht aufweist, so dass sie bereits durch ausserordentlich kleine elektrische Energien gesteuert werden kann und doch eine zuvor- lässige Ausführung der von ihr zu errichtenden Schaltvorgänge gewährleistet. Erfindungsgemäss gelangt der Anker des Drehspulrelais nach Zurücklegung eines bestimmten Weges unter den Einfluss einer Zusatzkraft, die dem Anker vorübergehend die zur Ausführung des Steuerungsvorganges erforderliche Energie unabhängig von der Kraft des Drehspulrelais erteilt.
Nach einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung wird der Einfluss der zusätzlichen Kraft in Abhängigkeit vom Betriebszustand des durch die Steuerungsvorriehtung zu betätigenden Signals selbsttätig aufgehoben.
Die Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung kann verschiedener Art sein. Einige Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 1 bis 3 wiedergegeben.
Die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. l ist die folgende : Eine lichtempfindliche Einrichtung'J steht durch Leitungen mit der Wicklung B eines Drehrelais in Verbindung. Der Anker C des Drehrelais trägt an seinen Enden ein Stück magnetisches Material. Solange der Anker nicht in den Bereich der magnetischen Zugkraft der Magnete D und E gelangt, kann er sieh unter dem Einfluss des von dem Spulenstrom hervorgerufenen Drehmomentes von der Stellung 1 nach bewegen. Wird die Spule B von keinem Strom durchflossen, so geht der Anker durch die Rückstellkraft einer kleinen Spiralfeder in die Stellung 1 zurück. Die Kraft dieser Rückstellfeder ist jedoch zu gering, um irgendwelche einwandfreie Betätigung
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B. mechanischer Teile hervorzurufen, und es ist deshalb der Magnet D vorgesehen, der den Anker anzieht und dadurch zuverlässige Kraftbetätigung hervorruft.
Die Stellung des Ankers in der Fig. 1 entspricht gerade dem Augenblick der geringen Beleuchtung (Dunkelstellung) des Lichtempfänger A. Der Strom in der Spule B ist jetzt so gering geworden, dass der Anker, der sich zwischen den Stellungen und befand, sieh in der Richtung nach Stellung 1 zu bewegte. Kurz bevor die jetzige Stellung erreicht wurde, gelangte der Anker C in den Bereich des Feldes des Magneten D und wurde von diesem so stark angezogen, dass er den Hebel F zurückdrückt. Mit dem Hebel F steht der Ventilkegel H in Verbindung, und derselbe hat sich nach abwärts bewegt und dadurch den Gaseintritt in den Raum J freigegeben. Von dem Raum J strömt das Gas zu dem Brenner K.
In der Nähe des Brenners K befindet sich eine kleine, immer brennende Zündflamme, die jetzt, nachdem dem Brenner K Gas zugeführt wird, denselben zum Leuchten bringt. Im Raum J entsteht unter dem Einfluss des Gases allmählich ein gewisser Überdruck. Die Zeit : zu welcher dieser Überdruck seinen Endzustand erreicht hat, ist abhängig von der Grösse des Raumes, dem Gasverbrauch des Brenners K und der Grösse der minutlich in den Raum J eintretenden Gasmenge. Dieser Überdruck lastet auf der Membrane L
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fendes Gestänge bewegt um den Drehpunkt N einen Hebel, der durch den Nocken P den Anker aus dem Bereich der Zusatzkraft des Magneten D entfernt und durch den Nocken 0 den Anker in einer Bereitsehaftstellung zwischen den Stellungen 1 und.'2 festhält.
Verschwindet jetzt die Dunkelheit, so fliesst von der Lichtzelle A nach der Spule B ein elektrischer
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Raum J langsam in die in Fig. 1 gezeichnete Stellung zurückgehen und gleichzeitig durch den Nocken 0 den Anker C vom Einfluss der Zusatzkraft des Magneten E befreien, um ihn in eine neue Bereitschaftstellung für die Dunkelperiode zwischen Stellung 1 und 2 zu bringen.
Eine ähnliche Anordnung wird dadurch erhalten, dass nicht der Anker C in seinen Endstellungen aus dem Bereich der Zusatzkraft entfernt wird, sondern statt dessen die Quellen der Zusatzkraft selbst (z. B. die Magneten D oder E) nach vollbrachter Ventilumstellung vom Anker entfernt werden.
Eine andere Anordnung, bei welcher weder der Anker noch der Magnet nach erfolgter Ventilschaltung entfernt wird. sondern die Zugkraft des Magneten D oder B durch Stromunterbrechung von der Stellung einer an der Membrane j ! befindlichen Stange abhängig gemacht wird, ist in Fig. 2 dargestellt.
Das Gestänge N der Membrane schaltet je nach seiner Stellung den Kontakt Q der Stromzuführung auf den Kontakt 0 des Magneten D oder auf den Kontakt P des Magneten E.
Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel bei rein elektrischer Betätigung durch Kontakte dar. Schal- tungsteehnisch ist hier der Augenblick festgehalten, in dem die Dunkelheit abnimmt und der Drehanker P sieh aus der Stellung 2 gelöst hat und unter dem Einfluss des abnehmenden Stroms in der Spule B sich nach Stellung 1 zu bewegt. Die auf den Teil Q des Drehankers P einwirkende Zusatzkraft wird durch die Elektromagneten L und lI hervorgerufen. Zur Zeit ist L vom Strom durchflossen und damit in Bereitschaftsstellung, während die Spule M unterbrochen ist. Das Hilfsrelais K ist gleichfalls unterbrochen, und dementsprechend sind die Relaisanker 11, 12 und 1'j abgefallen.
Gelangt mit abnehmendem Strom der Anker P unter den Einfluss des Magneten L, so zieht dieser ihn kräftig in die Stellung 1 und verbindet die Kontakte E und F durch das metallische Stück C des Ankers P. Es erhält jetzt die Spule K Strom und zieht an. Hiedureh wird durch Umschalten des Kontaktes 11 die Spule L stromlos und damit der Drehanker von dem Einfluss der Zusatzkraft befreit. Gleichzeitig fliesst der Strom jetzt zu der Spule 111, wodurch diese in Bereitschaft gestellt ist. Gleichzeitig fliesst durch das Relais K über den Anker 12 und Kontakt J ein Haltestrom, der das Relais angezogen hält, auch wenn die Kontakte E und F nicht mehr durch C verbunden sind.
Dieser Stromschluss wird solange aufrechterhalten, bis der Anker P in den Bereich der Zusatzkraft von 1Jl kommt und durch das isolierte Stück D der Kontakt J geöffnet wird. Durch den Schalter 11 ist gleichzeitig eine Leuchte V oder eine andere Signaleinrichtung eingeschaltet, falls diese aus demselben Stromkreis HG gespeist wird. Wird statt dessen für die ein-oder auszuschaltende Beleuchtung oder für den Signalkreis ein besonderes Netz vorgesehen, so legt man dieses, wie angedeutet, an den Kontakt 13. Bei der hier gezeichneten Anordnung wird bei Stromunterbrechung im Kreise Hund G das Licht immer ausgeschaltet sein. In manchen Fällen, z. B. bei Sicherheitseinrichtungen, wird man die Schaltung so ändern, dass bei eingeschaltetem Licht die Spule K stromlos ist.
Bei allen diesen Anordnungen lässt sieh derselbe Effekt auch erzielen, wenn die Zusatzkraft nicht abhängig vom Betriebszustand der gesteuerten Vorrichtung bzw. von der Stellung des Ankers aufgehoben wird, sondern wenn ein zusätzlicher Apparat vorgesehen ist, der in bestimmten wiederkehrenden Zeitintervallen vorübergehend den Einfluss beider Zusatzkräfte aufliebt.
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würden auch derartige Anordnungen dort verwendet werden, wo es sich nicht um die Einschaltung von Lichtvorgängen, sondern um andere vom Beleuchtungszustand abhängige Schaltvorgänge handelt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vom Licht abhängige Steuerungsvorrichtung für Signale, bei welcher der in einem Lichtempfänger erzeugte oder beeinflusste Strom den Anker eines Drehspulrelais magnetisch derart beeinflusst, dass dieser sieh aus seiner Ruhestellung unter Überwindung der Ankerreibungskräfte herausbewegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker des Drehspulrelais nach Zurücklegung eines bestimmten Weges unter den Einfluss einer Zusatzkraft gelangt, die dem Anker vorübergehend die zur Ausführung des Steuerungsvorganges erforderliche Energie unabhängig von der Kraft des Drehspulrelais erteilt.