DE1012209B

DE1012209B - Leuchtboje

Info

Publication number: DE1012209B
Application number: DEP13892A
Authority: DE
Inventors: Max Goepfert
Original assignee: PINTSCH ELECTRO GmbH
Current assignee: PINTSCH ELECTRO GmbH
Priority date: 1955-03-31
Filing date: 1955-03-31
Publication date: 1957-07-11

Description

Leuchtboje Es sind batteriebetriebene elektrische Leuchtbojen mit Blinkeinrichtung bekannt, bei denen durch ein sogenanntes Sonnenventil (welches auf der verschiedenen Ausdehnung eines polierten und eines geschwärzten Metallstabes beruht) der Stromkreis der Lampe und der Blinkeinrichtung eingeschaltet wird.
Die bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß das Sonnenventil ein verhältnismäßig kompliziertes und teueres Element -ist. Außerdem sprechen die Sonnenventile in Gegenden mit überwiegend starker Bewölkung nicht zuverlässig an.
Bei Signaleinrichtungen für den See- und Luftverkehr ist es bekannt, Fotoelemente zur Überwachung einer Leuchtquelle oder zur Einschaltung in Abhängigkeit von der Tageshelligkeit zu verwenden. Schwimmende Seezeichen unterliegen jedoch infolge des Seeganges, der Witterungseinflüsse und der langen wartungslosen Zeiträume erschwerten Betriebsbedingungen.
Die Verwendung von Fotoelementen scheiterte bisher daran, daß die mit ihnen erzielbare Schaltleistung zu gering war, um die verhältnismäßig hohen Lampenströme und den Strom der Blinkeinrichtung zu schalten. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, ist es auch bekannt, die Schaltleistung eines Fotoelementes durch Hintereinanderschaltung von zwei Relais zu verstärken, von denen das erstere ein Kontaktzeigergalvanometer als Ruhestromrelais mit besonderen Einrichtungen zur Verstärkung des Kontaktdruckes ist. Als zweites Relais zieht ein Dauermagnet den Zeiger in die Nullage und verstärkt den Kontaktdruck, wenn der Stromdes Fotoelementes, welcher bei Belichtung den Zeiger im Schwebezustand hält, soweit absinkt, daß der als: Relaisanker wirkende Zeiger in den Bereich des Skalen-Nullpunktes und damit in das Feld des Dauermagneten gerät. Zum Wiedereinschalten ist, um Magnet und Anker zu trennen, .ein Kraftaufwand erforderlich,. welcher nicht von der Energie des Fotoelementes geleistet werden kann. Diese bekannte Überwachungseinrichtung muß daher von Hand wieder in Bereitschaft gebracht werden, was bei Leuchtbojen nicht angängig ist.
Die Erfindung besteht daher bei einer batteriebetriebenen elektrischen Leuchtboje mit Blinkeinrichtung, deren Beleuchtung in Abhängigkeit von der Tageshelligkeit durch ein Fotoelement ohne zusätzliche Hilfsspannung eingeschaltet wird, darin, daß das Fotoelement über ein auf geringste Spannungen ansprechendes Feinrelais einen Motor mit extrem geringem Stromverbrauch für die Steuerung des Blinkvorganges und ein zweites Relais einschaltet, welches den Lampenstromkreis an Spannung legt.
Die direkte Einschaltung des Motorstromkreises durch das Fotoelement ist nur durch die Verwendung eines besonderen Antriebsmotors mit extrem geringem Stromverbrauch möglich, der im folgenden näher beschrieben sein soll.
Fig. 1. erläutert den Motor: Drei Wicklungen erzeugen in dem Motor 12 ein Drehfeld. Mit Hilfe einer Exzenter- oder Taumelscheibe 13 werden die Wicklungen nacheinander erregt. In der gemeinsamen Rückleitung befindet sich ein Vorschaltwiderstand 14 mit einem Kurzschließerkontakt 15, der bei zu großer Drehzahl von der Relaisspule 16 geöffnet wird; diese erhält einen regelbar abgenommenen Strom, gegebenenfalls über einen Gleichrichter, aus einer stromerzeugenden Wicklung 17. Dadurch wird in an sich bekannter Weise die unerwünschte Abhängigkeit der Drehzahl von der Betriebsspannung weitgehend aufgehoben. Die Scheibe 13 ist kugelgelagert und drückt gegen Kontakte, ohne sich mit der Welle zu drehen.
Ein bekannter Drehfeldmotor mit Permanentmagnetanker benutzt einen Kollektor mit Schleifringen und Bürsten, welcher die feststehenden Ankerwicklungen nacheinander an die Gleichspannung legt. Das wesentliche Merkmal des für den Antrieb des Kennungsgebers der Leuchtboje verwendeten Klotors besteht dagegen in der Steuerung ortsfester Kontakte mittels einer kugelgelagerten Exzenter- oder Taumelscheibe, womit die Reibungsverluste und. damit die Stromaufnahme des Motors ein Minimum werden.
Auf diese Weise ist die Schaltleistung des von dem Fotoelement betätigten Relais außerordentlich klein gehalten, während das im Motorstromkreis befindliche Relais für den Lampenstrom von robusterer Bauart mit entsprechend höher Schaltleistung sein kariii.
Die Blinkeinrichtung kann aus einem bekannten Kennu.ngsgeber (Nockenkontaktgeber) bestehen. Als zweckmäßig hat sich eine Ausführung erwiesen, die von Zeit zu Zeit etwa bei den regelmäßigen Überwachungsarbeiten eine Versetzung der Kontakte gestattet und die im folgenden näher beschrieben sein soll An den Kontakten ist bei der Ausführung gemäß der Anmeldung mindestens je eine Kontaktfläche als Mantelfläche einer an sich bei Schleifkontakten bekannten, in verschiedene Stellungen drehbaren Rolle ausgebildet, um durch Drehen der Rolle bei jeder Überprüfung des Gerätes eine frische Kontaktfläche einstellen zu können. Als Werkstoff für die Kontaktflächen dient erfindungsgemäß Silber, das mit ein wenig Graphit gemischt ist, wodurch eine größere Betriebssicherheit im Seeklima erreicht wird.
Beim Betrieb mit Trockenbatterien ist meist eine Parallelschaltung mehrerer Einzelzellen erforderlich. Dies führt infolge der unvermeidlichen Spannungsdifferenz zwischen den einzelnen Zellen zu gegenseitiger Entladung und damit vorzeitigem Verbrauch der Batterien. Dieser Nachteil ist erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Parallelschaltung der einzelnen Zellen 19 jeweils über Gleichrichter 18, vorzugsweise Trockengleichrichter, erfolgt, die einen Stromfluß von einer Batterie in die andere verhindern. Der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung ist dabei so klein, daß die Verluste erheblich geringer bleiben als bei direkter Parallelschaltung der Batterien (Fig. 2).
Bei der Verwendung von Trockenbatterien tritt weiter die Schwierigkeit auf, daß die Anfangsspannung der Trockenelemente wesentlich über der zulässigen Betriebsspannung der Lampe liegt. Diese Schwierigkeit ist in an sich bekannter Weise dadurch vermieden, daß im Lampenstromkreis ein Widerstand liegt, der durch einen Relaiskontakt überbrückt ist. Bei einer Batteriespannung, die höher als die zulässige Betriebsspannung der Lampe ist, zieht das Relais an und öffnet den Überbrückungskontakt, so daß der Widerstand im Lampenstromkreis liegt. Gegebenenfalls kann man statt dieses auch spannungs- oder stromabhängige Widerstände verwenden, die jedoch den Nachteil haben, daß sie dauernd einen gewissen Leistungsverlust mit sich bringen.
Zweckmäßig wird die Stromquelle für die Lampe und den Blinkermotor getrennt, um vom Blinkermotor die beim Ein- und Ausschalten des Lampenstromkreises entstehenden Spannungsschwankungen fernzuhalten. Der Motor selbst ist zweckmäßig unabhängig von der absinkenden Batteriespannung auf gleiche Drehzahl geregelt.
Die Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes sind in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung in Fig. 3 erläutert. Darin bedeutet 1 ein Feinrelais, welches an ein Fotoelement 2 angepaßt ist und bei auffallendem Tageslicht einen Stromkreis öffnet. 3 ist die Stromquelle für einen Motor 4 und ein mit diesem in Reihe geschaltetes Relais 5. Dieses schließt seinen Kontakt, sobald der Motor Strom erhält, d. h. läuft. Der Kontakt liegt im Lampenkreis, der aus der Batterie 6 gespeist wird. Der Strom fließt über eine spannungsempfindliche Einrichtung 7 zur Lampe B. Die Erregerwicklung des Relais 7 liegt im Nebenschluß zur Lampe 8 und wird dazu benutzt, einen Vorschaltwiderstand 9 vor die Lampe zu schalten, solange die Spannung für die Lampe zu hoch ist, was bei frisch eingesetzten Trockenbatterien zunächst der Fall zu sein pflegt. Die Empfindlichkeit der Erregerwicklung des Relais 7 wird an dem veränderbaren Vorschaltwiderstand 10 eingestellt. Die Rückleitung von der Lampe 8 zur Batterie 6 führt über den Nockenschalter 11, der die Blinkunterbrechungen bewirkt. Das Nockenrad 1I wird vom Motor 4 angetrieben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Batteriebetriebene elektrische Leuchtboje mit Blinkeinrichtung, deren Beleuchtung in Abhängigkeit von der Tageshelligkeit durch ein Fotoelement ohne zusätzliche Hilfsspannung eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fotoelement (2) über ein auf geringste Spannungen ansprechendes Feinrelais (1) einen Motor (4) mit extrem geringem Stromverbrauch für die Steuerung des Blinkvorganges und ein zweites Relais (5) einschaltet, welches den Lampenstromkreis an Spannung legt.
2. Leuchtboje nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (4) ein kollektorloser Drehfeldmotor mit Mehrkontaktsteuerung ist, bei welchem zur Erzeugung des Drehfeldes die Wicklungen nacheinander durch Betätigen von Ortsfesten Kontakten mittels einer Exzenter- oder Taumelscheibe (13) erregt werden.
3. Leuchtboje nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Drehzahl des Motors (4) in an sich bekannter Weise mittels eines Relais (16) der Erregerstrom durch Öffnen des Kurzschlußkontaktes (15) eines Vorwiderstandes (14) geschwächt wird, sobald die Drehzahl oder die in einer Hilfswicklung (17) erzeugte Spannung zu hoch wird.
4. Leuchtboje nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Kontakte des Relais (5) an die Spannung der großen Batterie (6) gelegte Lampenstromkreis in an sich bekannter Weise einen Nockenunterbrecher (11) enthält; der von dem durch die kleine Batterie (3) gespeisten und durch das Fotolerment (2) über das Feinrelais (1) eingeschalteten Motor (4) angetrieben wird:
5. Leuchtboje nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je eine Kontaktflache des Nockenunterbrechers als Mantelflache einer an sich bekannten, in verschiedene Stellungen drehbaren Rolle ausgebildet ist.
6. Leuchtboje nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Iontaktflachen mit Graphit gemischtes Silber verwendet wird.
7. Leuchtboje nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (6) aus Elementen oder Elementserien besteht, die mit je einem Plattengleichrichter in Serie die Zweige einer Parallelschaltung bilden. B.
Leuchtboje nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenstromkreis in an sich bekannter Weise eine spannungsempfindliche Einrichtung (7) enthält, die oberhalb einer gewissen Spannung einen Vorschaltwiderstand (9) vor die Lampe (8) schaltet.
9. Leuchtboje nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Lampenstromkreis ein Heißleiter vorgesehen ist, welcher die Wirkung des als Kaltleiter wirkenden Glühfadens weitgehend aufhebt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 241138, 3111'74, 31.5 436, 348 797, 369 012, 382 961, 398 407, 491502, 574 350, 606 326, 690 479, 692 553, 836 968, 929 980; britische Patentschrift Nr. 539 237.