DE463307C - Lichtelektrische Zelle fuer ein Lichtrelais, durch welches ein Stromkreis einen anderen steuert - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lichtelektrische Zelle zur Verwendung als auf Licht ansprechende Relaisvorrichtung derjenigen Art, bei welcher der steuernde Stromkreis des Relais das von dem lichtentsendenden Element entsandte Licht verändert und damit den Strom verändert, der den gesteuerten Stromkreis, welcher das auf Licht ansprechende Element einschließt, durchläuft.

Gemäß der Erfindung ist das lichtentsendende Element durch das auf Licht ansprechende Element umgeben, so daß fast das gesamte von dem lichtentsendenden Element entsandte Licht zur Beeinflussung des auf Licht ansprechenden Elementes wirksam gemacht wird, wodurch die Wirksamkeit der Relaisvorrichtung gesteigert wird.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ao dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι teils schematisch und teils im Querschnitt eine Ausführungsform des Übertragungsapparates nach der Erfindung,

Abb. 2 eine abgeänderte Ausführungsform des Sekundärstromkreises, die bei dem in Abb. ι dargestellten Apparat benutzt werden kann.

Abb. 3 ist ein Schnitt in vergrößertem Maßstab und zeigt einen Teil einer abgeänderten Ausführungsform der Übertragungsvorrichtung nach Abb. 1.

Abb. 4 ist eine gleiche Ansicht wie Abb. 3, sie zeigt jedoch eine weitere Abänderung eines Teils der Übertragungsvorrichtung nach Abb. i.

Abb. 5 stellt eine abgeänderte Ausführungsform der Übertragungsvorrichtung nach Abb. ι dar.

Abb. 6 zeigt einen Tragrahmen in Perspektive zur Aufnahme der Übertragungsvorrichtungen gemäß Abb. 1 bis 5.

Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Teile der verschiedenen Abbildungen.

Der Apparat nach Abb. 1 enthält eine Übertragungsvorrichtung in der Form eines Relais R. Das Relais R besitzt eine Glasbirne 7, in welcher ein lichtentsendendes Element H ist. Dasselbe besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einem feinen Drahtfaden, dessen Enden mit Kontakten 9 und 12 verbunden sind. Die Birne 7 ist von einer röhrenförmigen Elektrode 10 aus elektrisch leitendem Material umgeben, die so gestaltet ist, daß sie nur einen Teil der von dem Faden H entsendeten Lichtstrahlen verdeckt. Diese Elektrode kann in der Form eines perforierten Metallrohres, z. B. eines Gitters oder Netzes oder einer Metallgaze, sein, oder sie kann auch aus dünnem Blech bestehen, welches eine genügende Querschnittsgröße besitzt, .um den Sekundärstrom führen zu können, aber gleichzeitig auch fähig ist, einen beträchtlichen Teil des von dem Faden H entsendeten Lichts hindurchzulassen. In der Zeichnung ist diese Elektrode in Gitterform dargestellt. Die Elektrode 10 ist von einer Hülle E aus einem

Stoff umgeben, der die Eigenschaft besitzt, seinen elektrischen Widerstand entsprechend den Veränderungen in der Intensität des Lichts, dem er ausgesetzt ist, zu ändern und S der nachstehend als lichtempfindlicher Stoff bezeichnet werden soll. Ein Beispiel eines Stoffes dieser Art ist Selen, dessen elektrischer Widerstand mit wachsender Lichtintensität abnimmt. Indes soll die Erfindung nicht ίο auf diesen besonderen Stoff beschränkt werden. Der lichtempfindliche Stoff E ist durch eine zweite äußere rohrförmige Elektrode ii ebenfalls von elektrisch leitendem Material umgeben. Die innere Elektrode io ist elektrisch verbunden mit einem Kontakt 9° durch einen Draht 13 und die äußere Elektrode durch einen Draht 14 mit einem Kontakt I2^a. Der Faden H ist in einen Primärstromkreis eingeschlossen, der eineElektrizitätsquelle und Mittel zur Überwachung oder Veränderung des Stromflusses in dem Faden besitzt. Wie in der Zeichnung dargestellt, geht der Primärstromkreis von der Batterie B durch Draht 21, Schalter S, Draht 22, Kontakt 20, Kontakt 9, Faden H, Kontakt 12, Kontakt 19 und Draht 23 zur Batterie B,

Der lichtempfindliche Stoff £ ist in einen Sekundärstromkreis eingeschlossen, der außerdem eine hier als eine Batterie B^s dargestellte Stromquelle und eine elektrisch ansprechende Vorrichtung einschließt, die hier als eine elektrische Lampe L dargestellt ist. Dieser Sekundärstromkreis geht von der Batterie B^s durch Draht 24, Kontakt 19°, Kontakt 12°, Draht 14, äußere Elektrode 11, lichtempfindlichen Stoff jB, innere Elektrode io, Draht 13, Kontakt g^a, Kontakt 20°, Draht 25 und Lampe L zur BatterieB^s.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Kontakte 9 und 12 in einen Sockel oder Stöpsel 8 eingeschlossen, der an dem einen Ende der Birne 7 befestigt ist, während die Kontakte 9^ß und I2^ffi in einen gleichen Stöpsel 8^a eingeschlossen sind, der am anderen Ende der Birne sitzt. Die Kontakte 19, 20, io^e, 2o^a sind mittels federnder Kontaktfunger an einer Auflageplatte 2 befestigt, wie aus Abb. 6 ersichtlich ist, und die Zuführungsdrähte des Primär- und Sekundär Stromkreises sind mit diesen Kontaktfingern verbunden. Wie ersichtlich, kann bei dieser Konstruktion die Birne 7 schnell in den Rahmen 2 eingesetzt und aus ihm herausgenommen werden und, wenn sie sich in dem Rahmen an Ort und Stelle befindet, steht jedes Paar von Kontaktgliedern 12 und 19, 20 und 9, I2^ß und ig^a, 2O^a und 9^ß in elektrischem Eingriff.

Die Wirkungsweise des Apparates nach Abb. ι ist folgende:

Wenn der Schalter S offen ist, wie in vollen Linien in der Zeichnung dargestellt, ist der Stromzufluß zum Faden H unterbrochen, so daß dieser Faden und der lichtempfindliche Stoff B dunkel sind. In diesem Falle ist der Widerstand des lichtempfindlichen Stoffes E so groß, daß der Strom, der in dem Sekundärstromkreis von der Batterie B^s fließt, wenn überhaupt ein solcher Strom vorhanden ist, nicht hinreicht, um die Lampe L zum Leuchten zu bringen. Wenn indes Schalter 5 geschlossen ist, so daß Strom dem Faden H aus Batterie B zugeführt wird, so wird dieser Faden zum Glühen erhitzt und entsendet Lichtstrahlen auf die lichtempfindliche Substanz E. Dadurch wird der Widerstand der Substanz E derart verringert, daß der in dem Sekundär Stromkreis von Batterie B^s fließende Strom groß genug ist, um die Lampe L zum Leuchten zu bringen. Wird Schalter 5" wieder geöffnet, so wird Faden H wieder dunkel, und der lichtempfindliche Stoff E erhöht seinen Widerstand derart, daß die Lampe L erlischt.

Bei der in Abb. 2 dargestellten abgeänderten Ausführungsform wird der Sekundär-Stromkreis mit Wechselstrom statt mit Gleichstrom wie in Abb. 1 versorgt. Der Wechselstrom wird aus einer in der Zeichnung nicht dargestellten Quelle der Primärwicklung eines Transformators T¹ zugeführt, der vorteilhaft ein Aufwärtstransformator ist, und der Stromkreis der Sekundärwicklung dieses Transformators ist über den lichtempfindlichen Stoff E des Relais R (Abb. 1) und die Primärwicklung eines zweiten Transformators T² geschlossen, der vorteilhaft ein Abwärtstransformator ist. Lampe L wird mit Strom aus der Sekundärwicklung des Transformators T² versorgt. Die Teile sind so bemessen, daß, wenn der lichtempfindliche Stoff E nicht belichtet ist, der Strom (wenn überhaupt ein solcher vorhanden ist), der durch die Lampe L fließt, nicht hinreicht, um sie zum Leuchten zu bringen, daß aber, wenn die lichtempfindliche Substanz belichtetwird, ihrWiderstand derart abnimmt, daß genügend Strom der Lampe zufließt, um sie zum Leuchten zu bringen.

Der Vorteil, Aufwärts- und Abwärtsformatoren T¹ bzw. T² vorzusehen, ist der, daß die Stromstärke, die die lichtempfindliche Substanz E führen muß, verhältnismäßig klein ist, und doch diese Substanz imstande ist, die Speisung der Lampe L zu überwachen.

Wenn die innere Elektrode 10 die Gestalt eines perforierten Leiters, wie z. B. einer Gaze oder eines Gitters, hat, steht diese Elektrode nicht mit allen Punkten auf der inneren Oberfläche des lichtempfindlichen Stoffes E in Kontakt, so daß die Wirksamkeit der Vorrichtung nicht ohne weiteres eine maximale ist. Es kann indes die Wirksamkeit durch die in

Abb. 3 dargestellte abgeänderte Ausführungsform gesteigert werden. Bei dieser ist ein röhrenförmiges Glied 15 aus lichtdurchlässigem, elektrisch leitendem Material, wie z. B. dünnem Blattgold, zwischen der Elektrode 10 und dem lichtempfindlichen Stoff £ eingeschaltet. Diese Röhre oder Hülse 15, welche als innere Hilfselektrode bezeichnet werden kann, hat die Wirkung, die innere Hauptelektrode 10 mit im wesentlichen der ganzen inneren Oberfläche der Substanz E in elektrische Berührung zu bringen und somit die Wirksamkeit der Vorrichtung zu einem Maximum zu steigern.

In Abb. ι und 3 ist die innere Elektrode 10 perforiert, um die gewünschte Lichtübertragung zu sichern. Das gleiche Ergebnis kann dadurch erreicht werden, daß diese Elektrode aus einem dünnen, lichtdurchlässigen (halbdurchsichtigen), elektrisch leitenden Material, wie Blattgold, hergestellt wird; diese Ausführungsform ist in Abb. 4 dargestellt, bei welcher die innere Elektrode mit ι o" bezeichnet ist.

Wenn gewisse lichtempfindliche Stoffe der Luft ausgesetzt verwendet werden, kann eine Veränderung in der Natur des Stoffes eintreten, die seine elektrischen Eigenschaften verändert. Jede solche Änderung kann dadurch vermieden werden, daß die Stoffe im Vakuum oder in einem Gas im Betriebe eingeschlossen sind, das keine Wirkung auf den Stoff hat.

In Abb. 5 ist eine Vorrichtung R¹ dargestellt, die so konstruiert ist, daß sie die Benutzung, der lichtempfindlichen Substanz im Betriebe unter einer dieser beiden Bedingungen gestattet. In dieser Abbildung sind die beiden Elektroden 10 und 11, die die lichtempfindliche Substanz E zwischen sich einschließen, innerhalb der Birne 7 angebracht, anstatt an ihrer äußeren Oberfläche, wie in Abb. i. Diese Glieder können in beliebiger geeigneter Weise gelagert werden, so z. B. mittels Schlingen 16, die an die Birne angeschweißt sind. Der Faden H, der mit dem Kontakt 9 verbunden ist, geht durch das Innere der Elektrode 10 und ist an seinem anderen Ende mit einem stärkeren Draht 30 verbunden, der auf der Außenseite der äußeren Elektroden zum Kontakt 12 zurückkehrt. Dieser Faden und der Draht 30 werden von einem oder mehreren Tragdrähten 17 gehalten, die in der Birne eingeschlossen sind. Die Birne 7 kann aus einem Behälter bestehen, aus dem die Luft bis zu einem sehr niedrigen Druck entfernt ist, oder die Birne kann mit einem Gas gefüllt sein, welches auf die lichtempfindliche Substanz E keinen Einfluß hat, wie z. B. Stickstoff, Argon oder Helium. Unter Umständen kann eine kleine Menge Sauerstoff diesem Gas zugefügt werden, um eine Abscheidung von Sauerstoff aus der lichtempfindlichen Substanz E, wenn die Vorrichtung zum ersten Male in Benutzung genommen wird, zu verhindern.

Natürlich kann die innere Elektrode 10 u'nd der lichtempfindliche Stoff E in Abb. 5 auf Wunsch durch eine innere Hilfselektrode, wie in Abb. 3, inniger verbunden werden.

Die Vorrichtung R¹ der Abb. 5 kann an ■ Stelle der Vorrichtung R in dem Apparat nach Abb. 1 benutzt werden, und die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die oben erläuterte.

Ein wichtiger Punkt bei der in den Abb. 1, 3, 4 und 5 dargestellten Vorrichtung ist die röhrenförmige Gestalt der lichtempfindlichen Substanz E, wodurch diese Substanz einem sehr erheblichen Teil der von dem Faden H ausgesendeten Lichtstrahlen ausgesetzt ist.

Ein weiterer wichtiger Punkt der Vorrichtung nach der Erfindung ist die Anordnung der zwei Sockel 8 und 8^a, die mit dem Körper der Vorrichtung ein Stück bilden. Diese zwei Sockel können von verschiedener Größe sein, und die federnden Kontaktfinger an den beiden Enden der Grundplatte 2 können durch verschiedene Zwischenräume getrennt sein, entsprechend den zwei Sockeln zu dem Zwecke, eine falsche Schaltung der Vorrichtung in den Stromkreisen, in welche sie eingeschaltet werden sollen, zu verhüten.

Obwohl nur ein einziger von einer einzigen lichtempfindlichen Einheit überwachter Stromkreis dargestellt ist, so ist doch leicht einzusehen, daß mehr als ein Stromkreis überwacht werden kann, und auch daß ein einziger Faden auf mehr als eine lichtempfindliche Vorrichtung wirken kann.

Wenn auch in Abb. 1 zwei Batterien dargestellt sind, so kann doch in vielen Fällen auch nur eine Batterie benötigt werden, und es können überhaupt die Stromkreise den vorhandenen Bedingungen entsprechend verändert werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Lichtelektrische Zelle für ein Lichtrelais, durch welches ein Stromkreis einen anderen steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtentsendende Element durch das auf Licht ansprechende Element umgeben ist, so daß fast das gesamte von dem lichtentsendenden Element entsandte Licht zur Beeinflussung des auf Licht ansprechenden Elementes wirksam gemacht wird.

2. Lichtelektrische Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Licht ansprechende Element die

Gestalt einer hohlen Hülse oder eines Zylinders besitzt, welcher einen das lichtentsendende Element bildenden Faden (H) umgibt.

3. Lichtelektrische Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Licht ansprechende Element aus einer inneren zylindrischen Elektrode (10, Abb. i, 3, 5 oder Abb. 4, io°) und einer äußeren zylindrischen Elektrode (11) mit einer lichtempfindlichen Substanz (E), wie z. B. Selen, die zwischen den Elektroden (10 oder io^s und 11) eingelegt ist, besteht.

4. Lichtelektrische Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere zylindrische Elektrode (10) aus einem zylindrischen durchbrochenen Gitter oder Drahtnetz besteht.

ao 5. Lichtelektrische Zelle nach Anspruch 3 und 4, dadurch' gekennzeichnet, daß eine Schicht lichtdurchlässigen, elektrisch leitenden Stoffes (15, Abb. 3), wie z. B. Blattgold, zwischen dem Gitter oder der Gaze (10) und dem lichtempfindlichen Stoff (E) eingelegt ist.

6. Lichtelektrische Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (io^a, Abb. 4) aus lichtdurchlässigem, elektrisch leitendem Stoff, wie Blattgold, besteht.

7. Lichtelektrische Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das li'chtentsendende Element und das auf Licht ansprechende Element in an sich bekannter Weise in eine Birne oder einen Behälter (7) eingeschlossen sind, welche evakuiert oder mit einem indifferenten Gas, wie Stickstoff, Argon oder Helium, gefüllt sind.

8. Schaltungsanordnung zur Verwendung der lichtelektrischen Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle an den das lichtempfindliche Element enthaltenden Stromkreis durch einen Aufwärtstransformator und an den gesteuerten Stromkreis durch einen Abwärtstransformator angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen