DE305420C - - Google Patents

Description

KAISERLIGHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 305420■-KLASSE 21 c. GRUPPE

EUGEN STEIGER in ZÜRICH.

Selbsttätiger, elektrischer Dämmerungs-Lichtschalter.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. April 1916 ab.

Bei den bisher bekannt gewordenen selbsttätigen Dämmerungs-Lichtschaltern, bei denen das Schalten durch lichtempfindliche Zellen (Selenzellen) veranlaßt wird, bestehen noch hauptsächlich die Mängel, daß, um die Selenzellen vor Verderbnis durch Stromüberlastung zu schützen, nur sehr geringe Ströme zur An* Wendung gebracht werden können, was ein sehr empfindliches und diffiziles Apparatesystem bedingt, bzw. mehrere zusammenwirkende Relais erfordert um die nötige Arbeitsleistung mittels des verhältnismäßig geringen elektrischen Stromes herauszubekommen. Bei allem dem sind dann doch noch verhältnismäßig große Lichtdifferenzen erforderlich, um solche Dämmerungs-Lichtschalter zum Ansprechen zu bringen, und besonders zweckwidrig ist der Umstand, daß solche Lichtschalter namentlich für Straßenbeleuchtungsanlagen des Morgens zu spät ausschalten. Auch sind zum Betriebe durch Wechselstrom bisher noch ziemlich komplizierte Einrichtungen erforder-

- lieh. ,

Der Gegenstand der Erfindung ist geeignet, vorstehende Mängel, die die Verbreitung solcher Schalter in der Praxis sehr beeinträchtigen, wenn nicht ausschließen, zu beheben, und ist derselbe auf beiliegender, Zeichnung in zwei beispielsweisen Ausführungsformen schematisch zur Darstellung gebracht. Die erstere Ausführung betrifft einen Schalter, der neben großer Einfachheit ein verbessertes Arbeiten und Schutz vor Stromüberlastung der Selenzelle bei gesteigerter Belichtung bezweckt, während die zweite Ausführungsform bei gleieher Konstruktion eine Hilfseinrichtung aufweist, die einen noch erhöhten Selenzellenschutz und noch prompteres Funktionieren des Schalters zum Zwecke hat. .,

Fig. ι zeigt einen Schalter der ersten, und Fig. 2 einen Schalter der zweiten Ausführungsform. : '

1,2 sind Sammelschienen, die mit der Hauptstromleitung 3 bei a, b verbunden sind. Von' der Sammelschiene ι geht eine Leitung 4 zu Drahtwindungen (Magnetspulen) 6 eines' permanenten Hufeisenmagneten 5, zwischen welche Magnetspulen 6 eine Selenzelle S eingeschaltet ist, Diese Leitung geht, hinter den Magnetspulen und der Selenzelle sich verzweigend, einerseits * durch einen Widerstand (Kompensationswiderstahd) W über Leitung 4' zur Sammelschiene 2 und anderseits zu einem Kontakt (Lichtstromschalterkontakt) 7, der, wenn geschlossen, die Leitung 4 mit Umgehung des Kompensationswiderstandes W bei b direkt an die mit der Sammelschiene 2 verbundene Hauptleitung 3 anschließt. 8 ist eine bei 9 'befestigte Zunge (Zungenmembran), deren oberes freies Ende Schwingungen, ausführen kann und dabei gegen einen Hebelarm 10 eines ' schwingbaren· doppelarmigen Kontakt-

hebeis c, d stößt, welcher unter dem Einflüsse einer mit der Sammelschiene ι elektrisch verbundenen Spiralfeder ii stets entgegen dem Druck der schwingenden Zunge 8 zurückgezogen wird. Die Bewegungen des Doppelhebels c, d sind durch eine nicht gezeichnete Ölbremse gedämpft, e, f sind Kontakte, die mit auf den Doppelkontaktarmen c, d angebrachten Gegenkontakten zusammenarbeiten.

ίο Vom Kontakt e aus führt eine Leitung 12 über .einen Elektromagnet g zu einem Umschaltkontakt 13 des Lichtstromschalters L. Vom Kontakt f aus führt eine Leitung 14 über einen Elektromagnet h zum Umschaltkontakt 15 des Lichtstromschalters L. i, k sind Elektromägnete, die den Lichtstromschalter L abwechselnd in ein- oder ausschaltendem Sinne betreiben. Die Drahtwindungen des Magneten' i sind einerseits mit 'einer Kontaktfeder 16 verbunden, die mit dem Kontakt 15 zusammenarbeitet, und anderseits . an die Hauptleitung 3 bei b, die mit der Sammelschiene 2 in Verbindung steht, angeschlossen, während der Magnet k einerseits mit der Kontaktfeder 17 verbunden ist, die

■' mit dem Kontakt 13 zusammenwirkt, und anderseits ebenfalls an die Hauptleitung 3 bei b angeschlossen ist. 18, 19 sind die Lichtstromkontakte, in geöffneter Stellung gezeigt.

Wenn nun z. B. Wechselstrom durch die Leitung 4 und somit durch die Windungen der polarisierten Elektromägnete 6 geht, so führt die Zunge 8 unter der Wirkung der

, Stromperioden Schwingungen aus. Sie schlägt dabei schwächer aus, wenn der Stromdurchfluß infolge höheren Selenzellenwiderstandes geringer, und stärker, wenn der Stromdurchfluß infolge niedrigeren Selenzellenwiderstandes größer ist. Bei stärkeren (größeren) Schwingungen drückt die Zunge 8 im Takte der Schwingungen gegen den Hebelarm 10 und bewegt dadurch den Doppelkontaktarm c, d entgegen der Feder 11, bis bei c, e Kontaktschluß eintritt. Verkleinern sich die Zungenausschlage ^entsprechend der Abnahme des durch die Zelle 5 gehenden Wechselstromes ,wieder, so schließt sich unter dem Einflüsse der Spiralfeder 11 der Kontakt d, f. In diesem Falle geht der Strom von der Sammelschiene 1 durch die Spiralfeder 11 und den Kontaktarm d zu Kontakt f und von da über den Kontaktmagneten h, der erregt wird und durch Anziehen des Armes c den Kontaktdruck d, f verstärkt, zum Kontakt 15 und durch die Kontaktfeder 16 in die Drahtwindungen des Elektromagneten i des Lichtstromschalters, der dadurch den Lichtstromkreis, bei 7,18; 7, 19 schließt, wobei gleichzeitig die Ströme für i und h bei 15, 16 unterbrochen und für k und g bei 13,17 geschlossen werden.

Vergrößern sich die Zungenausschläge bei zunehmender Belichtung der Selenzelle S und abnehmendem Widerstand derselben, wodurch der durch die Elektromagnetspulen 6 gehende Wechselstrom stärker wird, so bewegt sich der Doppelkontaktarm c, d, unter Wirkung der schwingend an 10 anstoßenden Zunge 8 so, daß Kontakt bei c, β eintritt; es folgt Erregung des Magneten g, Anziehen des Armes·^, Stromdurchfluß bei den jetzt geschlossenen Kontakten 13,17, Erregung des Elektromagneten k des Lichtstromschalters L und eine öffnung desselben, wodurch die erste in der Figur gezeichnete Stellung desselben wieder erreicht ist.

Wird auf diese Weise der Lichtstrom geöffnet, was bei Eintreten der Tageshelligkeit (Morgendämmerung) der Fall ist, so muß der Betriebsstrom für die Elektromägnete 6 und die Selenzelle S durch den Kompensationswiderstand W geschwächt werden, da die Selenzelle bei zunehmender Helligkeit immer mehr Strom durchläßt. Die Zelle selbst wird dadurch auch vor· zu großer Strombelastung geschützt. Um die Differenz des Widerstandes wird dann aber bei abnehmender Helligkeit (Abenddämmerung) das Licht früher eingeschaltet. Der Widerstand W darf daher auch nicht zu groß bemessen werden, damit nicht ein allzu vorzeitiges Zurückgehen des Kontaktarmes d auf den Kontakt f erfolgt, was ein allzu frühes Ansprechen des Lichtstromschalters in einschaltendem Sinne (Anzünden) zur Folge hätte. Abends nach dem Schließen der Lichtstromkontakte 7,18; 7,19 umgeht dann der Betriebsstrom der Elektromägnete 6 den Widerstand W über die Leitung 4, 7, 18, 19, 7, b, 3, so daß morgens bei zunehmender Helligkeit (Morgendämmerung) ¹Qo ein um die Widerstandsdifferenz früheres Ausschalten (Löschen) durch den Lichtstromschälter erfolgt. Damit der Kontaktarm c, <# unter Wirkung der Feder 11 nicht den einzelnen Stoßen der Zunge 8 (entsprecher d der Periode i°5 des Wechselstromes) folgt, ist seine Bewegung, wie oben erwähnt ist, durch eine bekannte, nicht gezeichnete Dämpfung (z. B. eine Ölbremse) gedämpft, so daß seine Bewegung auch bei periodisch auf ihn ausgeübten Stoßen eine gleichmäßig fort- und rückschreitende wird.

Der in Fig. 2 gezeigte selbsttätige Dämmerungs-Lichtschalter ist der vorgeschriebenen Konstruktion annähernd gleich, nur besitzt er noch eine Hilfseinrichtung H, deren Zweck in der Einleitung erwähnt ist. 20, 21 ist ein doppelarmiger, schwingbarer Hebel, dessen Arm 21 mit der Schaltscheibe 22 des Lichtstron, schalters L, und zwar isoliert verbunden ist. In die Bahn des Armes 20 ragt ein Nocken 23 eines schwingbaren doppelarmigen

Hebels 24, 25, dessen Arme voneinander isoliert sind. Der ^Hebelarm 25 erstreckt sich gegen eine„ Klinke 26;. die einerseits durch eine Feder 27 in der Einklinkrichtung und anderseits gegebenenfalls durch einen Elektromagneten. 28 in der Ausklinkrichtung bewegt wird. Der Arm 24 steht mit einer durch einen Luftzylinder 29 gebildeten, in bekannter Weise wirkenden Verzögerungseinrichtung V in Verbindung und schließt bei gegebener Stellung, durch die Feder 30 veranlaßt, einen Kontakt 31. Die elektrischen Anschlüsse dieser Hilfseinrichtung sind folgende: Der Strom geht von der Sammelschiene 1 durch die Spiralfeder 11 zum Hebelarm d, durch den Kontakt f und die Leitung 14, Magnet h zum Kontakt 32, desgleichen über c, e, 12, Magnet g zum Kontakt 33 und vom einen oder andern Kontakt durch den Hebelarm 20 und das Kabel 34 zum Hebelarm 25 und beim Berühren des Armes 25 mit der Klinke 26 durch diese und den Elektromagneten 28 zur Sammelschiene 2. ' Der Afm 24 ist bei 35 mit den Elektromagneten i, k des Lichtstromschalters L durch ein Kabel 36 verbunden, und vermittelt der Hebelarm 24 durch den Kontakt 31 den Strom durch die Leitung 37 zur Sammelschiene 2. Durch eine Drehung der Schaltscheibe 22 beim Aus- oder Einschalten des LichtstromschalterssZ, wird der Hebelarm 21 des Doppelhebels 20, 21 mitgenommen. Der Hebelarm 20 streift bei . seiner Bewegung von rechts nach links den Nocken 23 und klinkt den Hebelarm 25 in die Klinke 26 ein, wobei der Hebelarm 25 etwas höher gehoben wird, als es zum Einklinken nötig ist. Infolge der Verzögerungseinrichtung V senkt sich der Hebelarm 25 nur langsam auf die Stufe der Klinke 26, wo er dann Kontakten macht und den Stromkreis für den Magnet 28 vorbereitet. Zufolge der vorbeschriebenen Bewegung des Doppelhebels 24,25 hebt der Hebelteil 24 den Kontakt .bei 31 auf und bringt somit die Elektromagnete i, k des Lichtstromschalters L mit der Sammelschiene 2 außer Verbindung.

Bei den gezeichneten Stellungen ist der Lichtstromschalter L geöffnet, der Hebelarm 20 stellt Kontakt mit 33 her, -wodurch der Hebeiarm 25 elektrisch mit dem Kontakt x, e verbunden ist, während bei Anlegung des Hebelarmes 20 an den Kontakt 32 die Ver-* bindung mit dem Kontakt d, f hergestellt würde. Bei der gezeichneten Situation sind nun diese beiden Stromkreise aber infolge des Ausklinkens der Klinke 26 vom Hebelarm 25 nach der Hauptleitung 2 unterbrochen und der doppelarmige Kontakthebel c, d steht in ausschaltendem Sinne und in Vorbereitung zum Kontaktschlusse bei d, f, was ein Einschalten des Lichtstromschalters zur Folge hätte. Wenn nun wieder, wie bei der Fig. 1 zunächst angenommen wird, bei Eintritt der Abenddämmerung die Feder 11 den Doppelhebel c, d zurückführt, so daß bei d, f Kontaktschluß eintritt, so erfolgen außer den bei der Fig. 1 geschilderten ,Vorgängen nachfolgende Arbeitsvorgänge: '

Der Hebelarm 20 wird von rechts nach links bewegt, klinkt dabei den Hebelarm 25 in die 'Klinke 26 ein, unterbricht bei 31 die Zuleitung zu den Elektromagneten i, k und stellt über 3"2 eine Verbindung 28, 26, 25, 34 20, 32, 14, h nach d, f her. Durch die gleichzeitig über 4, 7,18,19, 7, b erfolgende Ausschaltung des entsprechend hohen Kompensationswiderstandes W erfolgt aber (zufolge des hierdurch bedingten stärkeren Stromdurchflusses durch die Magnetspulen 6) wieder ein stärkeres Ausschlagen der Zunge 8 und somit ein Wiederunterbrechen der Kontakte d, f und ein Anlegen des Hebelarmes c an den Kontakt e. Aber trotzdem wird auf den Lichtstromschalter keine Steuerwirkung ausgeübt, da der Elektromagnet k des Lichtstromschalters bei 31 ausgeschaltet bleibt.

Nimmt nun das Tageslicht noch mehr ab und tritt Dunkelheit ein, so schwingt die Zunge 8 wieder schwächer und es erfolgt ,abermals Kontakt bei d, f. Diesmal erfolgt aber eine Erregung des Elektromagneten 28 über den Stromkreis 1, 11, d, f, 14, h, 14, 32, 20, 34, 25, 26, 28, 2 und ein Ausklinken der Klinke 26 vom Hebelarm 25. Damit erfolgt aber eine Kontaktunterbrechung bei 25,26 und eine Kontaktwiederherstellung bei 31, und somit ist die Vorbereitung zum Ausschalten (Stromkreisvorbereitung für den Ausschaltmagneten k) des Lichtstromschalters bei der Morgendäm- j, merung getroffen. Wenn am Kontakt c, e jetzt zufolge einsetzenden Tageslichtes Kontaktschluß erfolgt, so wird der Ausschaltmagnet k über den Stromkreis 1, 11, c,.e, 12, g, 12,13, 17, ^.36,31,37,2 erregt. Dies hat zunächst die oben geschilderte Übergangsstellung zur Folge, in der der Kontakt 20,33 geschlossen, die Klinke 25, 26 eingeschaltet sowie der Kontakt 31 geöffnet ist. Der Kontakt c, e wird zufolge Wiedereinschaltung des Kompensationswiderstandes W zunächst noch einmal geöffnet, ohne daß eine Änderung eintritt, wird aber bei zunehmendem Tageslicht noch einmal geschlossen, worauf dann die Verklinkung 25, 26 geöffnet wird und die in der Figur dargestellte Lage der Teile wiederhergestellt wird.

Bei Anwendung der vorliegenden Hilfseinrichtung H ist es möglich, einen höheren Kompensationswiderstand zu verwenden, als bei der Ausführung in Fig. i, was noch größeren Schutz gegen eine Stromüberlastung der Selenzelle bietet und dabei noch ein rechtzeitiges Eirj- und Ausschalten erzielt wird.

Vorstehende, in Fig. ι und 2 gezeigte und beschriebene Widerstands- und Hilfseinrich-; tungen können naturgemäß nicht nur in Ver-■ bindung mit dem vorliegenden Dämmerungs-Lichtschalter, sondern bei jedem durch eine lichtempfindliche Zelle (Selenzelle) betätigbaren Schalter vorteilhaft angewendet werden.

Claims (4)

,. Patent-Ansprüche:

1.. Selbsttätiger, elektrischer Dämmerungs-Lichtschalter, bei dem ein durch eine lichtempfindliche Zelle (Selenzelle) dirigierter Strom auf eine Kontakteinrichtung zum Zwecke der Betätigung weiterer Schaltrelais (Lichtstromschalter) einwirkt, gekennzeichnet durch einen in den Selenzellenstromkreis eingeschalteten, sich selbsttätig in und außer Wirkung setzenden Wider- ^;; stand, zum Zwecke, die lichtempfindliche ¹ZeIIe vor Stromüberlastung zu schützen.

2. Lichtschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Umschalt- bzw. Unterbrechungseinrichtung, die ermöglicht, die Kontakteinrichtung umzuschalten und den Lichtstromschalter vorübergehend außer Verbindung mit der Kontakteinrichtung zu bringen, um den Widerstand erhöhen und dessen Wirkung auf die Kontakteinrichtung bzw. den Lichtstromschalter vergrößern zu können.

3. Lichtschalter nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung durch eine zwischen polarisierten Elektromagneten schwingbare Zunge (Zungenmembran) betätigt wird. ,

4. Lichtschalter nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung unter der Einwirkung von Kontaktmagneten steht, welche je bei Berührung zweier Kontaktflächen abwechselnd erregt werden und durch Einwirkung auf diese den Kontakt verstärken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.