DE2249293C3 - Einrichtung zur tageslichtabhangigen Steuerung der Einschaltzeiten von nicht mittels elektrischen Stromes betriebenen Leuchten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur tageslichtabhängigen Steuerung der Einschaltzeiten von nicht mittels elektrischen Stromes betriebenen Leuchten, insbesondere zur Steuerung der Brennstoffzufuhr von gasbetriebenen Seelaterneu und Leuchtfeuern, bei der zur Erfassung der Intensität des Tageslichtes mindestens ein Solarelement vorgesehen ist, das ein Zwischenschaltglied betätigt, welches das die Brennstoffzufuhr freigebende und sperrende Schaltglied steuert.

Ähnliche Einrichtungen sind zur Steuerung der Einschaltzeiten von Straßenlaternen bekannt, die allerdings aus dem Stromnetz versorgt werden (DT-AS 265 827). Bei den bekannten Dämmerungsschalteinrichtungen wird ein Fotoelement mit einem Drehspulrelais verbunden, das in Abhängigkeit von der Höhe des Fotostromes ein bewegliches Kontaktstück steuert. Dieses Kontaktstück wirkt mit einem Einschalt- und einem Ruhekontakt zusammen und ist mit der Basis eines Schalttransistors verbunden. Der Kollektor dieses Transistors ist über ein weiteres Relais mit dem Netz verbunden und dieses Relais schaltet bei Kontaktgabe durch das Drehspulrelais einen Schalter ein, der die Straßenlampen mit dem Netz verbindet. Diese Einrichtung weist den Vorteil auf, daß durch den F^:nsatz eines verstärkenden Schalttransistors ein stärkeres Relais eingesetzt werden kann, das z. B. bis 30 A schaltbar ist Die dort getroffene Ausgestaltung setzt aber das Vorhandensein eines Stromnetzes voraus, das aber bei den eingangs erwähnten, nicht mit elektrischem Strom betriebenen Leuchten nicht zur Verfugung steht Insbesondere bei Seelaternen oder Leuchtfeuern kommt es darauf an, den in der Regel gasförmigen Brennstoff bei Unterschreitung eines gewissen Helligkeitswertes freizugeben und ihn umgekehrt bei Überschreiten dieses Helligkeitswertes wieder abzuschalten. Eine elektrische Energieversorgung zur Schaltung von Relais oder zur Betätigung von Magnetventilen wäre dabei nur über Batterien möglich, wobei sich das Problem ergibt, wie solche Batterien über längere Zeit wartungsfrei bleiben können, ohne daß die Gefahr eines Ausfalles des Seezeichens oder des Leuchtfeuers auftritt Es hat sich gezeigt, daß der Aufwand für solche Seezeichen verhältnismäßig groß ist und daß ein zu großer Raumbedarf benötigt wird, wenn die Energieversorgung über Batterien erfolgen soll. Es ist daher teilweise auch üblich, die Leuchten nur zeitabhängig einzuschalten, wobei dann allerdings d-;r Nachteil auftritt, daß bei Dämmerungen während des Tages keine Beleuchtung vorhanden ist.

Es ist zwar auch schon vorgeschlagen worden (Radio-Praktiker-Bücherei. Heft 95/96 (1960), S. 107, Bild 94), ausschließlich mit dem von einer Solarzelle erzeugten Strom ein Relais umzuschalten. Die Spannungsabgabe üblicher Solarelemente liegt dabei maximal in der Größenordnung von einem halben Volt und der zur Verfügung stehende Strom etwa in der Größenordnung von 10 mA, so daß die Leistung etwa 10 mW beträgt, wenn eine Lichtstärke von 10 000 Lux vorausgesetzt wird. Es ist daher zwar möglich, wie in der zitierten Literaturstelle vorgeschlagen wurde, ein Feinrelais umzuschalten, das etwa 1 mW benötigt. Zur Steuerung der hier zj betrachtenden Gaszufuhr werden jedoch Magnetventile eingesetzt, die eine Schaltleistung von etwa 50 bis 200 mW voraussetzen und die demzufolge nicht in der bekannten Art gesteuert werden können. Dazu kommt auch noch, daß nicht bei Tageslicht, sondern bei Dämmerung geschaltet werden soll, so daß die vorauszusetzende Lichtschaltschwelle nicht bei 10 000 Lux, sondern etwa nur bei 500 Lux liegt, wo die Leistungsabgabe eines üblichen Solarelementes nur noch etwa bei 0,1 mW liegt. Der Einsatz größerer Solarelemente oder die Anordnung mehrerer Solarelemente würde wieder einen zu großen Aufwand hervorrufen, der den wirtschaftlichen Einsatz für tageslichtabhängige Steuerungen von vornherein unmöglich machen würde.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur tageslichtabhängigen Steuerung der Einschaltzeiten von Leuchten, insbesondere von Seelaternen oder Leuchtfeuern zu schaffen, die ohne Hilfsenergiequellen, wie Batterien od. dgl., auskommt und trotzdem möglichst wartungsfrei tageslichtabhängig die Zufuhr von gasförmigem Brennstoff zu den Leuchten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Scheltung eine weitere, mindestens aus

einem Solarelement bestehende Solarzellenanordnung derart eingefügt ist, daß sie je nach dsr Schaltstellung des Zwischenschaltgliedes jeweils einen von zwei Kondensatoren auflädt, während bei Schaltstellungswechsel des Zwischenschaltgliedes die Energie des bis zu diesem Zeitpunkt geladenen Kondensators zur Umschaltung des die Brennstoffzufuhr steuernden, als bipolares Magnetventil ausgebildeten Schaltgliedes dient

Durch diese Ausgestaltung kann ausschließlich durch Ausnutzung von Sonnenenergie der Betrieb gasgefeuerter Seelaternen oder Leuchtfeuer gewährleistet werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung kanr daher auch im Gegensatz zu zeitabhängig gesteuerten Seezeichen dsnn wirksam werden, wenn tagsüber eine zu große Dämmerung eintritt Für den Einsatz von Seezeichen ist dieser Umstand sehr wichtig.

Vorteilhaft kann vorgesehen werden, daß das zur Erzeugung der Steuerspannung für das Zwischenschaltglied dienende Solarelement parallel zu einem Steuerkondensator geschaltet ist dessen Kapazität so gewählt ist, daß kurzzeitiges Anstrahlen des Solarelementes durch Fremdlicht zu keinem Schaltvorgang des Zwischenschaltgliedes führt Das Zwischenschaltglied kann als ein in Reihe mit einem für die Einstellung der Schachtschwelle versehenen Widerstand liegendes polarisierendes Relais ausgebildet sein.

Es hat sich für die praktische Ausführungsform als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Solarelemente in einem von der übrigen Einrichtung trennbaren Steuerteil untergebracht sind, der über Steuerleitungen mit einem das Magnetschaltventil aufnehmenden Schaltteil verbunden ist. Diese Ausführung weist beim Einsatz von gasbetriebenen Seelaternen den entscheidenden Vorteil auf, daß die vom Magnetventil zu den Verbrauchern führenden Leitungen kurz gehalten werden können und so das Nachbrennen bei Azetylen Leuchtfeuer vermieden werden kann, ohne daß Nachteile für die Anordnung und Plazierung der Solarzellen in Kauf genommen werden müßten.

Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung und eine praktische Ausführungsform sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 das elektrische Schaltbild der Einrichtung und

F i g. 2 die Anordnung einer praktischen Ausführungsform der Einrichtung an einer gasbetriebenen Seelaterne.

In der F i g. 1 sind zwei Solarelemente Fl und Fl vorgesehen, die unter Einwirkung von Sonnenlicht eine Spannung erzeugen. Diese Spannung würde allerdings nicht ausreichen, um die Energie für die Betätigung eines Magnetventils MV aufzubringen, das die Brennstoffzufuhr, beispielsweise die Zufuhr von Brenngas zu einer nicht dargestellten Seelaterne freigibt oder unterbindet.

Mit dem Solarelement Fl verbunden a;nd daher zwei Kondensatoren Cl und C3, die beide eine große Kapaziiät aufweisen. Der Kondensator Cl liegt dabei an einem Pol des Solarelementes Fl und der Kondensator C3 an dem anderen Pol des Solarslementes Fl an. Durch die in der Mitte zwischen den Kondensatoren Cl und C3 angreifende Abzweigleitung 1 werden zwei Schaltkreise gebildet, von denen der eine aus dem Kondensator Cl, der Abzweigleitung 1, der Spule RL2 des Magnetventils MV, dem Leitungsteil 2 mit dem Kontakt B und dem Leitungsteil 3 besteht. Der andere Schaltkreis besteht aus dem Kondensator C3, der Abzweigleitung 1, der Spule RL2 des Magnetventils MV, dem Leitungsteil 4 mit dem Kontakt A und dem Verbindungsstück 5 zum Kondensator C3. Zwischen dem Kontakt A und öder beiden Schaltkreise ist ein Schalter 6 angeordnet, der über ein polarisiertes Relais ALI betätigbar ist und der in der gezeigten Stellung den Kondensator C3 mit der Spule RL2 des Magnetventils M V verbindet

Das polarisierte Relais RLi ist mit einem weiteren Solarelement Fl verbunden, das zur Erzeugung der Steuerspannung dient und das parallel zu einem weiteren Kondensator Cl angeordnet ist Ein einstellbarer Widerstand R dient dazu, die Schaltschwelle für das Relais ALI einzustellen. Ein weiterer Schalter S dient zum Ein- und Ausschalten der Schaltung.

Die Wirkungsweise der neuen Steuereinrichtung ist folgende:

Die gesamte Steuereinrichtung wird zunächst bei geöffnetem Schalter Seiner Belichtung durch Sonnenlicht oder einer künstlichen Beleuchtung ausgesetzt. Das kann beispielsweise im Herstellerwerk geschehen. Die Ruhekontakte A des polarisierten Relais ALI sind geschlossen. In der gezeigten Lage wäre beispielsweise das Magnetventil MV geöffnet so daß zu einer nicht dargestellten Leuchte Gas als Brennstoff strömen kann und die Leuchte in Betrieb ist. Während dieser Zeit wird über das Solarelement Fl der Kondensator Cl durch die Sonnenlichtbestrahlung oder durch die künstliche Beleuchtung aufgeladen.

Während dieser Zeit ist durch die Lichteinstrahlung auch der Kondensator Cl über das Solarelement Fl aufgeladen worden. Wird nun die gesamte Einrichtung durch Umlegen des Schalters 5 in Betrieb gesetzt, dann werden die Kontakte des polarisierenden Relais ALI schlagartig in die Stellung B gezogen, so daß der Kondensator Cl über die Spule RL2 des Magnetventils MV entladen wird, das durch den Entladungsstromstoß geschlossen wird. Die Gaszufuhr ist gesperrt, die Leuchte ist außer Betrieb. Dieser Vorgang kann sich beispielsweise bei Tagesanbruch abspielen. Nunmehr erhält der Kondensator C3 über das Solarelement oder das Fotoelement Fl eine Ladung. Ändert sich nun während des Tages oder zur Abendzeit die Beleuchtungsstärke bis zu der über den Widerstand R eingestellten Schaltschwelle, dann fällt das Relais RLl durch das Ausbleiben der Steuerspannung von dem Element FI wieder in die Ruhelage zurück. Schalter 6 wird umgelegt, und zwar in die in der Zeichnung dargestellten Lage, so daß sich der Kondensator C3 über die Spule des Magnetventils MV entladen kann, und zwar in umgekehrter Flußrichtung, so daß das Magnetventil wieder geöffnet wird. Die Gaszufuhr wird freigegeben und die Leuchte ist wiederum in Betrieb. Sie bleibt nun in Betrieb so lange, bis sich entweder wieder bei Tagesanbruch oder bei Beendigung einer tagsüber eingetretenen Dämmerung sowohl der Kondensator Cl als auch der Kondensator Ci genügend aufgeladen haben, so daß das Relais RLi wiederum den Schalter 6 an den Kontakt B legt und das Arbeitsspiel von neuem beginnt. Dieser Vorgang wiederholt sich täglich im Rhythmus der Änderung der Beleuchtungsstärke.

Durch die Wahl einer geeigneten Kapazität für den Kondensator CI kann eine gewisse Schaltverzögerung erreicht werden, um zu verhindern, daß durch kurzes Anstrahlen von Fremdlichtquellen usw. der erfindungsgemäße Dämmerungsschalter ungewollt anspricht. Die Schaltschwelle für das Relais RLi kann durch den Reihenwiderstand R eingestellt werden.

Die neue Steuereinrichtung kann, wie aus der F i g. 2 erkennbar ist, vorteilhaft in zwei Geräteteile eingebaut

werden, wobei der eine als Steuerteil 7 den Steuerbereich mil den Solarelementen Fl und Fl, dem Kondensator Cl, dem Schalter 5 und dem Widerstand R umfaßt. Der zweite Geräteteil 8 kann das Magnetventil MV mit dem Relais RIA und dem Schalter 6 sowie die Kondensatoren Cl und Q enthalten (Fig. 1). Dabei besteht der Steuerteil 7 aus einem Gehäuse 7a, das durch eine durchsichtige Abdeckkappe 76 abgeschlossen ist, unter der die Solarelemente der Lichteinstrahlung ausgesetzt werden können. Der Vorteil dieser Trennung von Schaltteil 7 und Geräteteil 8 besteht darin, daß die vom Magnetventil, das innerhalb des Geräteteiles 8 angeordnet ist, zu den Verbrauchern der Seelaterne 9 führenden Gasleitungen 10 so kurz wie mög

lich ausgeführt werden können. Ein Nachbrennen bei Acetylen Leuchtfeuern wird dadurch weitgehend vermieden, ohne daß der Steuerteil 7 in einer für die Einstrahlung von Sonnenlicht ungünstigen Lage angeordnet werden müßte. Beide Teile können zu einer Gerätekombination zusammengesetzt sein, die als wartungsfreier, ohne Fremdenenergie arbeitender Dämmerungsschalter für Gasleuchten und insbesondere für gasbetriebene Seelaternen oder Leuchtfeuer eingesetzt werden kann. Selbstverständlich ist es auch für manche Anwendungsfälle ausreichend, wenn Steuerteil 7 und Geräteteil 8 in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur tageslichtabhängigen Steuerung der Einschaltzeiten von nicht mittels elektrisehen Stromes beiriebenen Leuchten, insbesondere zur Steuerung der Brennstoffzufuhr von gasbetriebenen Seelaternen und Leuchtfeuern, bei der zur Erfassung der Intensität des Tageslichtes mindestens ein Solarelement vorgesehen ist, das ein Zwi- ic schenschaltglied betätigt, welches das die Brennstoffzufuhr freigebende und sperrende Schaltglied steuert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltung eine weitere, mindestens aus einem Solarelement (Fi) bestehende Solarzellenanordnung derart eingefügt ist, daß sie je nach der Schaltstellung des Zwischenschaltgliedes (RLi) jeweils einen von zwei Kondensatoren (C2, Ci) auflädt, während bei Schakstellungswechsel des Zwischenschaltgliedes {RL·) die Energie des bis zu diesem Zeitpunkt geladenen Kondensators (C2 bzw. G) zur Umschaltung des die Brennstoffzufuhr steuernden, als bipolares Magnetventil (MV) ausgebildeten Schaltgliedes dient

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Erzeugung der Steuerspannung für das Zwischenschaltglied (RLi) dienende Solarelement (Fl) parallel zu einem Steuerkondensator (CI) geschaltet ist, dessen Kapazität so gewählt ist, daß kurzzeitiges Anstrahlen des Solarelementes (Fl) durch Fremdlicht zu keinem Schaltvorgang des Zwischenschaltgliedes (RLi) führt.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenschaltglied (RLl) ein in Reihe mit einem für die Einstellung der Schaltschwelle vorgesehenen Widerstand ^Abliegendes polarisiertes Relais ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarelemente (Fl, Fl) in einem von der übrigen Einrichtung trennbaren Steuerteil (7) untergebracht sind, der über Steuerleitungen mit einem das Magnetventil (MV) aufnehmenden Gerät (8) verbindbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (7) ein Gehäuse (7a) hat, das eine für Sonnenlicht durchlässige Abdeckkappe (7b) besitzt.