DE1538519A1

DE1538519A1 - Photoelectric speed controller

Info

Publication number: DE1538519A1
Application number: DE19661538519
Authority: DE
Inventors: Mungenast John Edward; Copland James Gerrard; Thor Edward Joseph
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1965-06-23
Filing date: 1966-05-04
Publication date: 1970-03-26
Also published as: GB1136648A

Description

DIPL-PHYS. F. ENDLICH Θ034 unterpfaffenhofen 2.Mai 1966DIPL-PHYS. F. FINALLY Θ034 unterpfaffenhofen May 2, 1966

b, MÖNCHEN EH/Sb, MÖNCHEN EH / S

PATENTANWALT 'PATENT ADVOCATE '

BLUMENSTRASSE 5FLOWER STREET 5

TELEFON CMÖNOHEN} 8736 38TELEPHONE CMÖNOHEN} 8736 38

TELEGRAMMADRESSE: PATENDLICH MÜNCHENTELEGRAM ADDRESS: PATENDLY MUNICH

..-.■■ " Meine Akte: 1599..-. ■■ "My file: 1599

Anmelder: General Electric Company, Schenectady, New York, N.Y. USAApplicant: General Electric Company, Schenectady, New York, N.Y. United States

Photoelektriseher DrehzahlreglerPhotoelectric speed controller

Die Erfindung betrifft spannungsregelnde Einrichtungen wie Potentiometer und Rheostaten, bei denen eine Spannungsänderung ohne den normalen Schleifkontakt erreicht wird, insbesondere ein lichtempfindliches Element, dessen Widerstand von der Intensität des auf es fallenden Lichtes abhängt, und eine Einrichtung zur Änderung der lichtintensität.The invention relates to voltage regulating devices such as Potentiometers and rheostats in which a voltage change is achieved without the normal sliding contact, in particular one photosensitive element whose resistance depends on the intensity of the light falling on it, and a device for Change in light intensity.

Normalerweise werden batterieangetriebene Fahrzeuge wie Warenhauselektrokarren, Gabelstapler, sogenannte Golfelektrokarren und dergleichen mit Gleichstrom versorgt, wobei ein Serienmotor von Akkumulatoren angetrieben wird, die vom Fahrzeug getragen werden. Ein Drehzahlregler ist bei derartigen Fahrzeugen unbedingt erforderlich, und die üblichen Drehzahlregler werden durch Potentiometer, Rheostaten oder Vielkontaktwiderstände vorgenommen» Usually battery powered vehicles like Department store electric carts, forklifts, so-called golf electric carts and the like supplied with direct current, a series motor being driven by accumulators carried by the vehicle will. A speed controller is essential for such vehicles required, and the usual speed controllers are made by potentiometers, rheostats or multi-contact resistors »

Die batterieangetriebenen Fahrzeuge werden im allgemeinen durch Hand- oder Fußdrosseln betätigt und gesteuert, die mit Schleifkontakten versehene Rheostaten oder Potentiometer betätigen, die starken Beanspruchungen ausgesetzt sind und fast ununterbrochen arbeiten, was zu Störungen infolge Abnutzung, schmU-t-The battery-powered vehicles are generally used operated and controlled by hand or foot throttles, which with Operate rheostats or potentiometers with sliding contacts, which are exposed to heavy loads and work almost continuously, which leads to malfunctions due to wear and tear, smudging

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zigen Kontakten und Kontaktzwischenräumeη führt, die häufig nicht nur einen Austausch notwendig machen, sondern auch die Sicherheit beeinträchtigen.umpteen contacts and contact spaces η leads that often not only make an exchange necessary, but also compromise safety.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die unerwünschte Reibungsabnutzung derartiger Spannungsregler zu vermeiden, indem eine Lichtquelle von im wesentlichen konstanter Intensität ein lichtempfindliches Material wie Cadmiumsulfid beleuchtet und die Beleuchtungsstärke des auf das Material treffenden Lichts geändert wird (einschließlich auf Hull), so daß dessen elektrischer Widerstand sich entsprechend ändert. It is therefore the object of the invention to reduce the undesirable frictional wear avoid such voltage regulators by using a light source of essentially constant intensity light-sensitive material such as cadmium sulfide illuminates and the illuminance of the light hitting the material is changed (including to Hull) so that its electrical resistance changes accordingly.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing will. Show it:

Fig. 1 die grundsätzliche Anordnung des lichtgesteuerten Spannungsreglers jFig. 1 shows the basic arrangement of the light-controlled voltage regulator j

Pig. 2 ein schematisches Schaltbild einer elektrischen Schaltung, in die der Regler eingebaut werden kann;Pig. 2 is a schematic circuit diagram of an electrical Circuit in which the regulator can be built;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Reglers und der Schaltung von Pig. 2;Fig. 3 shows a further embodiment of the controller and the circuit of Pig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;4 shows a perspective view of a further exemplary embodiment according to the invention;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, das bis auf ein Merkmal dem von Fig. 4 ähnlich ist;FIG. 5 shows a further exemplary embodiment according to the invention which is similar to that of FIG. 4 except for one feature; FIG.

Fig. 6 eine genauere schematische Ansicht eines Teils des Aufbaus von Fig. 5, die den Unterschied gegenüber dem Aufbau, von Fig. 4 zeigt; und6 is a more detailed schematic view of part of the Structure of Fig. 5, which differs from the structure of Figure 4 shows; and

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Teils des Aufbaus von Fig. 6.FIG. 7 is a schematic representation of part of the structure of FIG. 6.

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In Pig. 1 ist eine lichtempfindliche Cadmiumsulfid-Zelle CSC abgebildet, die so angeordnet ist, daß sie von einer Lichtquelle L beleuchtet wird, und zwischen der Lichtquelle L und der Zelle befindet sich eine Blende in Form einer Scheibe D₁ die von einer Welle EH getragen wird. Eine halbmondförmige Öff-In Pig. 1 shows a photosensitive cadmium sulfide cell CSC which is arranged so that it is illuminated by a light source L, and between the light source L and the cell there is a diaphragm in the form of a disk D _{1 carried} by a shaft EH. A crescent-shaped public

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nung CS ist in der Scheibe D so ausgespart, daß/einer Drehung der Scheibe die Lichtmenge, die von der Lichtquelle L auf die Zelle SCS fällt, von einem Maximum auf ein Minimum zurückgeht (bei einer Drehung im Uhrzeigersinn, was aus Pig. 1 ersichtlich ist). Infolgedessen steigt der Widerstand der Zelle SCS von einem Minimum auf ein Maximum an, da ihr Widerstand der von ihr empfangenen Lichtmenge indirekt proportional ist.tion CS is recessed in the disk D so that / a rotation of the disk, the amount of light falling from the light source L onto the cell SCS decreases from a maximum to a minimum (with a clockwise rotation, which can be seen from Pig is). As a result, the resistance of the cell SCS increases from a minimum to a maximum, since its resistance of the the amount of light received by it is inversely proportional.

Fig. 2 zeigt eine Anwendung der in Fig. 1 beschriebenen Einrichtung. Eine Laripe oder Lichtquelle L wird hier durch eine Batterie B gespeist, damit Licht auf eine Cadmiumsulfid-Zelle SCS fällt, wobei der Lichtstrahl durch eine Scheibe D unterbrochen wird, in der eine halbmondförmige Aussparung CS vorhanden ist, so daß bei einer Drehung der Scheibe D (im Uhrzeigersinn) die auf die lichtempfindliche Zelle CSS fallende Lichtmenge ansteigt und der Widerstand der Zelle abfällt. Der Ausgang der Zelle CS ist parallel zum Eingang eines gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR geschaltet, der mit einem Vorspannungspotentiometer RP versehen ist, so daß der Zündpunkt des Gleichrichters SCR auf verschiedene Werte eingestellt werden kann. Wenn die Scheibe D (im Gegenuhrzeigersinn) gedreht wird, steigt daher der Widerstand der Zelle CSC an und der Spannungsabfall am Eingang des Gleichrichters SCR ebenfalls,FIG. 2 shows an application of the one described in FIG Furnishings. A Laripe or light source L is here by a Battery B fed to light a cadmium sulfide cell SCS falls, the light beam being interrupted by a disk D in which a crescent-shaped recess CS is present, so that when the disk D (in Clockwise) the falling on the light-sensitive CSS cell The amount of light increases and the resistance of the cell decreases. The output of the cell CS is parallel to the input of a controlled one Silicon rectifier connected to SCR with a bias potentiometer RP is provided so that the ignition point of the rectifier SCR can be set to different values can. Therefore, when the disk D is rotated (counterclockwise), the resistance of the cell CSC increases and the Voltage drop at the input of the rectifier SCR also,

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wodurch dieser leitend wird und einen Serienmotor MA erregt, der ₍ Serienfeldwicklungen MP₁ und MP₂ hat.whereby this becomes conductive and excites a series motor MA, which has ₍ series field windings MP ₁ and MP ₂ .

Pig. 3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Ein- , richtung und Schaltung von Pig. 2, in der der Ausgang der Zelle CSC mit einem Sägezahngenerator verbunden ist, der einen Transistor mit einem Übergang aufweist. Die Lichtquelle L wird durch eine Batterie B über einen Regelwiderstand VR versorgt, um Licht auf eine Cadmiumzelle CSC zu werfen, wobei sich eine drehbare Blende oder Scheibe D dazwischen befindet, die die auf die Zelle SCS treffende Liehtmenge regelt. Die Einstellung der Scheibe D ändert den Widerstand einer RC-Schaltung, die von einem Kondensator C und einem Regelwiderstand AD gebildet wird, während von der Basis 2 und einem Widerstand R. des Transistors U das abgeleitete Ausgangssignal des Sägezahngeneratorβ in den Eingang eines gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR eingespeist wird, der den Strom durch die Last LD regelt. Es ist ersichtlich, daß in dieser Anordnung der Zündpunkt des Gleichrichters von den Zeitkonstanten oder Impulsfolgefrequenzen abhängt, die durch den Widerstand der Zelle CSC bestimmt sind} sobald jedoch der Gleichrichter einmal leitend gemacht worden ist, bleibt er leitend, bis der Schalter SW geöffnet wird.Pig. 3 shows a modified embodiment of the input, direction and switching of Pig. 2 in which the output of cell CSC is connected to a sawtooth generator having a transistor with a junction. The light source L is through a battery B supplied via a variable resistor VR to light to throw at a cadmium cell CSC, with a rotating one Diaphragm or disk D is located in between that is attached to the cell SCS regulates the correct amount of lent. The adjustment of the disc D changes the resistance of an RC circuit made by a capacitor C and a variable resistor AD is formed, while the derived from the base 2 and a resistor R. of the transistor U. Output signal of the sawtooth generator in the input a controlled silicon rectifier SCR is fed, which regulates the current through the load LD. It can be seen that in this arrangement the ignition point of the rectifier from the Time constants or pulse repetition frequencies depends, which are determined by the resistance of the cell CSC} however once the rectifier once it has been made leading, it remains leading, until the switch SW is opened.

Das in Pig. 4- abgebildete Aueführungsbeispiel weist eine Welle 10 auf, die in einem zylindrischen Gehäuse 11 mit einer Grundplatte 12 drehbar gelagert ist. Von der Welle 10 wird ein durch sie geführter Stab 13 und ein anderes vorspringendes EIe-· ment H getragen, an dem eine Blende 15 befestigt ist. Mit der Blende 15 arbeitet eine hohle Kapsel 16 zusammen, die einen ge- \ That in Pig. 4- illustrated embodiment has a shaft 10 which is rotatably mounted in a cylindrical housing 11 with a base plate 12. A rod 13 guided through it and another projecting element H, to which a screen 15 is attached, are carried by the shaft 10. The aperture 15 is a hollow capsule 16 cooperates which a overall \

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" ⁵ " - Τ538519" ⁵ " - Τ538519

schlitzten Teil aufweist, in dem sich die Blende 15 bewegt, wenn die Welle 10 sich dreht. Im einen Ende der Kapsel 16 be-. findet 'sich eine lampe 17 und am anderen Ende ein lichtempfindliches Element (nicht abgebildet), das von ihm ausgehende Zu-.·' leitungen 19 hat.having slotted part in which the diaphragm 15 moves when the shaft 10 rotates. In one end of the capsule 16 loading. There is a lamp 17 and at the other end a light-sensitive element (not shown), the approaching point from it. lines 19 has.

Beim Betrieb der in 3?ig. 4 abgebildeten Einrichtung wird der elektrische Ausgangswiderstand an den Zuleitungen 19 geändert, wenn sich die Welle 10 rotiert, falls eine Spannung an den Zuleitungen 18 angelegt wird, um die Lampe 17 aufleuchten zu lassen, wobei die Blende 15 die zwischen der lampe 17 und dem lichtempfindlichen Element am anderen Ende der Kapsel 16 übertragene lichtmenge reguliert, wie vorher anhand der Figuren 1-3 erklärt wurde. Die Spannungsversorgung der lampe 17 sollte auf einen konstanten Wert eingeregelt werden, wenn die Eichung der Einrichtung bezüglich der Lage der Welle 10 genau sein soll. Beim Betrieb von batterieangetriebenen Karren und dergleichen ist es jedoch nicht notwendig, die Spannungsversorgung der lampe 17 einzuregulieren, da es ausreicht, sie relativ konstant zu halten.When operating the in 3? Ig. 4 is the facility shown the electrical output resistance at the leads 19 changed, when the shaft 10 rotates if a voltage is on the leads 18 is applied to the lamp 17 light up to let, the aperture 15 between the lamp 17 and The amount of light transmitted to the photosensitive element at the other end of the capsule 16 is regulated, as previously with reference to the figures 1-3 was explained. The power supply of the lamp 17 should be adjusted to a constant value if the Calibration of the device with respect to the position of the shaft 10 should be accurate. When operating battery-powered carts and However, it is not necessary to regulate the voltage supply of the lamp 17, since it is sufficient to use it relatively keep constant.

Der von der Welle 10 getragene Stab 13 dient zur Betätigung eines Endschalters 20, der in Serie mit einer der Zuleitungen 19 geschaltet ist, so daß bei der minimalen Intensität des auf das lichtempfindliche Element fallenden lichts der Widerstand der Kombination unendlich wird, was einem aus ge schall; et en Zustand entspricht. Ihnlieh kann ein Endschalter 21 vorhanden sein, um von der Blende 15 betätigt zu werden, wenn infolge, der Drehung der Welle 10 zu ihrem anderen Ende die maximaleThe rod 13 carried by the shaft 10 is used to actuate a limit switch 20 which is connected in series with one of the leads 19 so that at the minimum intensity of the light falling on the photosensitive element, the resistance of the combination is infinite, which is one of ge sound; et en condition corresponds. Ihnlieh a limit switch 21 may be provided, to be actuated by the diaphragm 15 when a result, the rotation of the shaft 10 to its other end, the maximum

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Lichtmenge'auf das lichtempfindliche Element fällt, das parallel zu den Zuleitungen 19 geschaltet ist, was einem eingeschalteten Zustand entspricht. Diese Endschalter übernehmen die Steuerung des Schaltungsausgangs der Zuleitungen 19 von dem normalerweise betriebenen lichtempfindlichen Element bei sowohl minimalem als auch maximalem Widerstandswert, so daß der ein- und ausgeschaltete Zustand vorhanden sein* kann, wenn die normale lichtregulierte Steuerfunktion nicht benötigt wird.Light quantity 'falls on the photosensitive element, which is parallel is switched to the leads 19, which corresponds to a switched-on state. These limit switches take over the Control of the circuit output of leads 19 from the normally operated photosensitive element at both minimum as well as maximum resistance value, so that the switched-on and switched-off state can exist * if the normal light-regulated control function is not required.

Die Figuren 5,6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung, in der eine Welle 22 in einem Gehäuse montiert ist und einen Zylinder ,24 sowie einen Stab 26 trägt, der so befestigt ist, daß er mit der Welle rotiert. Im Gehäuse 23 ist weiter ein zylindrisches Glied 25 montiert, das dem Zylinder 24 gegenüberliegt, wobei ersteres ein lichtempfindliches Element 32 und letzterer eine Lichtquelle 30 enthält, die so angeordnet sind, daß Licht von der Quelle 30 zum Element 32 übertragen wird« Die Lichtquelle 30 wird über ihre Zuleitungen 34 versorgt und der Ausgang des Elements 32, das ähnlich dem in Pig. 4 beschriebenen Element ist, wird durch Zuleitungen 33 gebildet. Polarisationsfilter^29 bzw. 31 sind zwischen der Lichtquelle 30 und dem lichtempfindlichen Element 32 zur Inderung der dazwischen übertragenen Lichtmenge vorhanden, wenn die Welle 22 sieh dreht. Infolgedessen stellen die Zuleitungen 33 einen Ausgang des Elements 32 mit faränäerliohem Widerstand dar» iBÄselaaiter 27.bzw.. 28 stellen, siisaisaes. mit dem Stab 2$ ein© MäjriMWä** vmä. 'Maximum^egelung. in ©£αθγ ätoliehes Weise wie es GEla&sei iies? B⁵Ig₅, 4 t5esoiiffi©s©a tre. Figures 5, 6 and 7 show a further embodiment of the device in which a shaft 22 is mounted in a housing and carries a cylinder 12, 24 and a rod 26 which is mounted so that it rotates with the shaft. In the housing 23 there is further mounted a cylindrical member 25 facing the cylinder 24, the former containing a photosensitive element 32 and the latter containing a light source 30 arranged to transmit light from the source 30 to the element 32 is supplied via its leads 34 and the output of the element 32, which is similar to that in Pig. 4 is formed by leads 33. Polarizing filters 29 and 31, respectively, are provided between the light source 30 and the photosensitive element 32 for changing the amount of light transmitted therebetween when the shaft 22 rotates. As a result, the supply lines 33 represent an output of the element 32 with faränäerliohem resistance. with the stick $ 2 a © MäjriMWä ** vmä. 'Maximum regulation. in © £ αθγ ätoliehes manner as it GEla & is iies? B ⁵ Ig ₅ , 4 t5esoiiffi © s © a tre.

Qfism 3/0042Qfism 3/0042

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Claims

May 2, 1966 EH / S

My file: 1599

Claims

M. Λ Hegier with variable output resistance, characterized by a light-sensitive element (CSC; 32), the resistance of which is proportional to the amount of light incident, by a light source (L; 17; 30) to illuminate the element, by a control element (RR; 10; 26), by means (D; 15; 29,31) which cooperates with the control member to change the amount of light transmitted from the source to the element, and by means (20,21; 27 , 28) to cancel its control function at the operating range limits of the control element.

2. Htgler according to claim 1, characterized in that that the source and the element in one another separate, coaxial cylinders (24,25) are arranged that the one cylinder (24) is rotatable that a pair between coaxial, movable polarization filters (29,31) the source and the element and that a filter (29) cooperates with the rotatable cylinder.

3. Hegler according to claim 1, characterized in that the source and the element in a common container (16) are arranged that a

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Slot in the container between the source and the element
is not available, and that the device changing the amount of light is a diaphragm (15) which can be moved in the slot and has a variable opening (CS) .
4t desire according to Claim 3 »characterized in that the control member is rotatable to the immersion depth of the aperture to regulate in the slot.

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