DE641333C - Einrichtung zur Betaetigung von Steuerorganen in Abhaengigkeit von auf eine lichtempfindliche Zelle, z. B. Selenzelle, fallendem intermittiertem Licht - Google Patents

Description

Bei Lichtschaltern, die dazu dienen, beim Über- oder Unterschreiten, eines bestimmten Helligkeitswertes einen Schaltakt auszulösen, z. B. bei Tageslichtschaltern, die zum Einschalten der Straßenbeleuchtung am Abend und zum Wiederausschalten am Morgen dienen, hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, 'die zu messende Größe nicht dauernd auf das die S teuer organe überwachende Mittel einwirken zu lassen. So ist z.B. bei Verwendung von Selenzellen zu Steuerzwecken in Abhängigkeit von Helligkeitswerten eine regelmäßige Unterbrechung des Lichtes notwendig, um die Zelle nicht zu übermüden.

Man hat bereits bei Einrichtungen mit lichtelektrischen Zellen das Licht intermittierend auf die Zellen auftreffen lassen und vorgeschlagen, in den sich, an die ZeUe anschließenden Stromkrieis Mittelwert bildende oder verzögernde Vorrichtungen zu schalten, so daß ein Relais nicht den Interinittierungen des Lichtes folgt, sondern nur dann betätigt wird, wenn die Helligkeit des auf die Zelle fallenden Lichtes dauernd den kritischen Wert unter- oder überschreitet. Als Mittelwert bildendes Organ w,urde dabei vorzugsweise ein Thermokontakt vorgeschlagen. Dieser weist jedoch den Nachteil auf, von.

Schwankungen der äußeren Temperatur stark abhängig zu sein, wenn er nicht außerordentlich sorgfältig thermisch gegen die Umgebung abgeschlossen wird.

Weiter bekanntgewordene Einrichtungen überbrücken die kurzzeitigen Impulspausen dadurch, daß das Relais mechanisch durch einen schweren Anker und/oder elektrisch durch, eine Verzögerungswicklung träge gemacht ist, so daß es bis zu dem darauffolgenden. Halteimpuls noch nicht abgefallen ist und durch diesen Impuls wieder in die Anzuglage gebracht wird.

Eine bekannte Ausführungsform bei Einrichtungen zur Raumschutzsicherung besteht auch darin, daß, man Licht intermittierend auf eine lichtempfindliche elektrische Zelle treffen läßt und synchron mit den Intermittierungen des Lichtes Schaltmittel betätigt, so daß .eine von den Strömen der lichtelektrischen Zelle betätigte Alarmvorrichtung, ζ. B. ein Relais, eine Alarmglocke o. dgl., nicht den Intermittierungen· des Lichtes folgt. Bei dieser bekannten Einrichtung erfolgt bei der gewollten Lichtintermittierung eine derartige Umschaltung, daß im normalen Zustand, nämlich bei unbehindertem Sendelichtstrahl, die durch die gewollte Lichtinter-'mittierung hervorgerufene Widerstandsänderung der Photozelle für das Relais unwirksam gemacht wird. Wird aber das Licht durch. fremde Einflüsse, ζ.,Β. durch leine dazwischentretende Person, abgedeckt, tritt also der Zustand Dunkelheit für den Apparat ein, so wird das Relais im Takte der Intermittierungen erregt und löst hierdurch den Alarm aus. Eine solche Einrichtung ist aber für

einen lichtelektrisch ausgelösten Beleuchtungsschalter nicht brauchbar, da hier auch bei Dunkelheit ein eindeutiger Schaltzustand^, des Relais erforderlich ist.
Im übrigen weisen diese Einrichtung^ insbesondere die Thermokontakte, den teil auf, daß sie bei längerer Intermittie^: rungsdauer schlecht oder gar nicht brauchbar sind. Auch die durch mechanische oder ίο elektrische Trägheit wirksam werdenden Überbrückungseinrichtungen gestatten, nur Bruchteile von Sekunden zu überbrücken. Alle diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß das vom Licht beeinflußte Relais intermittierend im Takte der Lichtunterbrechungen während der zwischen den Beleuchtungszeiten liegenden Zeitabschnitte durch elektrische und/oder mechanische Mittel, die unabhängig von dem im Zellenstromkreis fließenden Strom sind, in derjenigen Stellung gehalten wird, die es entsprechend dem durch den vorhergehenden Lichtimpuls bewirkten Stromstoß eingenommen hat. Dies geschieht z. B. dadurch, daß das Relais in der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einwirkungen des vom Licht bewirkten Stromes von einem zwischen Anzug- und Abfallstrom liegenden Strom durchflossen wird. Gemäß der weiteren Erfindung werden die Schaltmittel nur während derjenigen Periode intermittiert, in der sich der Lichtschalter in der dem Hellzustand entsprechenden Stellung befindet, während die Intermittierungen der Schaltmittel unterbrochen werden, wenn der Lichtschalter in die dem Dunkelzustand entsprechende Stellung übergeht. Geht der Lichtschalter dann wieder in die dem Hellzustand entsprechende Stellung über, so werden auch die intermittierenden Schaltmittel wieder zur Einwirkung auf das Relais gebracht. An Stelle von elektrischen Schaltmitteln können auch andere, z. B. mechanisch wirkende Mittel in der Weise zur Anwendung gelangen, daß das Relais festgehalten wird während der Zeit, in der nur ein geringer oder gar kein vom Licht herrührender Ström seine Wicklung durchfließt. Durch derartige Einrichtungen werden die Nachteile vermieden, die die bekannten Anordnungen zur Raumschutzsicherung für Lichtschalter ungeeignet machen. Bei diesen bekannten Einrichtungen wirken nämlich die intermittierenden Schaltmittel in beiden Stellungen des Lichtschalters auf das Relais ein, so daß es wenigstens in der einen Stellung den Intermittierungen folgen muß. Einrichtungen, zur Durchführung des Erfindungsgedankens sind in den Figuren dargestellt.
In Fig. ι ist mit 1 die lichtempfindliche elektrische Zelle bezeichnet, auf die das von der Lochscheibe 2 intermittierte Licht auftrifft. Diese Lochscheibe kann sehr langi.sam rotieren; es hat sich z. B. für sehr viele .-.^wecke als vorteilhaft herausgestellt, nur

jede Minute einmal einen Lichtblitz auf ie Zelle auftreffen zu lassen. Als lichtempfindliches Organ wird vorzugsweise eine Selenzelle benutzt. Die von der Zelle kommenden Stromimpulse gelangen über eine Schaltung, die aus den Widerständen 3 und 4 und der Kapazität 5 besteht, auf ein Verstärkerrohr 6. Die Widerstände und die Kapazität sind so bemessen, daß nur schnell verlaufende Stromänderungen impulsmäßig auf das Gitter des Verstärkerrohres zur Einwirkung kommen, während langsame Änderungen der Stromstärke die Gitterspannung nicht beeinflussen. Die Ströme für die Speisung der Selenzelle können von einer Batterie geliefert werden oder einem Netz, ζ. Β. über eine Gleichrichterbrücke, entnommen werden. An das Verstärkerrohr schließt sich das Impulsrelais 7 an, welches zwei Wicklungen besitzt, von denen die eine, 8, als Haltewicklung dient und die andere, 9, von den vom Verstärkerrohr gelieferten Strömen durchflossen wird. Diese Wicklung erhält Strom, wenn die Blende geöffnet ist, so daß also Licht auf die Zelle fällt. Der Relaisanker bleibt am Tage angezogen, und zwar abwechselnd einmal durch die Haltevvicklung 8 und das andere Mal durch die Impulse in der Wicklung 9. Bei jedem Impuls, der von der Lichtzelle ausgeht und auf das Relais 7 zur Wirkung kommt, wird etwa in dem Augenblick, wo er sein Maximum erreicht, durch einen Kontakt 10 der von einer Stromquelle, z. B. der Gleichrichterbrücke 11, über die Haltewicklung 8 fließende Strom kurze Zeit abgeschaltet. Die Unterbrechungen des Kontaktes 10 erfolgen durch eine synchron mit der Lochblende umlaufende Nockenwelle 12. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis die von der Lichtzelle aus- tos gehenden Impulse am Abend so klein werden, daß durch sie bei geöffnetem Kontakt 10 ein Festhalten des Ankers nicht mehr erfolgt. Durch den Ankerabfall wird ein Kontakt 13 geschlossen und über ihn das Relais 14 erregt. Dieses öffnet den Kontakt 15, der den Gleichrichter 11 von der Haltewicklung 8 abtrennt, und schaltet gleichzeitig über Kontakt 16 die Beleuchtung ein.

Die von der Lichtzelle ausgehenden Impulse sind erst dann imstande, den abgefallenen Anker des Relais 7 wieder zum Anzug zu bringen, wenn sie einen genügend großen Wert erreicht haben. Beim Anziehen des Ankers wird der Kontakt 13 geöffnet und 120. dadurch das Relais 14 stromlos. Der Kontakt 16 wird geöffnet und der Kontakt 15 ge-

schlossen, so daß die Haltewicklung des Relais 7 wieder von der . Gleichrichterbrücke 11 Strom erhält, wodurch der alte Zustand erreicht wird.

Eine Abänderung dieser Schaltung kann unter Umständen vorteilhaft sein. Diese besteht darin, daß. der Kontakt 15 dauernd kurzgeschlossen wird und der die Haltewicklung 8 durchfließende Strom derart bemessen, wird, daß er zwischen dem Anzug- und Abfallstrom des Relais 7 liegt. Dadurch wird bewirkt, daß am Tage das Relais 7 den Intermittierungen des von der Zelle kommenden Stromes nicht folgt, da der die Wicklung des Relais durchfließende Strom noch oberhalb des Abfallstromes liegt, während das Relais in der Nacht ebenfalls- von den Intermittierungen 'unbeeinflußt bleibt, da der die Haltewicklung durchfließende Strom unterhalb des Anzugstromes bleibt.

Infolge dieser Differenz zwischen dem Anzug- und Abfallstrom des Relais zeigt die. dargestellte Einrichtung ebenso wie die mit kurzgeschlossenem Kontakt 15 auch folgende Eigensehaft: Sie wirkt derart, daß die Einschaltung der Beleuchtung am Abend bei geringerer Helligkeit erfolgt als die Ausschaltung am Morgen. Das Umgekehrte ist aber erwünscht,' da das ermüdete Auge am Abend ein Einschalten -der Straßenbeleuchtung bereits bei größeren Helligkeiten braucht als denjenigen, bei denen das ausgeruhte Auge des Morgens bereits ohne Straßenbeleuchtung sehen kann. Außerdem ist es auch er- wünscht, daß. bei Schwankungen der Tageshelligkeit, die während der Dämmerung, z. B. des Abends, auftreten, die Straßenbeleuchtung nicht diesen Helligkeitsschwankungen dauernd folgt, indem sie mehrmals aufeinanderfolgend ein- und ausgeschaltet wird. Es ist vielmehr erwünseht, daß von dem ersten Augenblick an, an dem die Straßenbeleuchtung eingeschaltet wird, die Lampen ununterbrochen bis zur Morgendämmerung brennen.

In Fig. 2 ist dementsprechend 'eine Abänderung der in Fig. ι dargestellten Schaltung gezeichnet, bei der auf die vorstehend beschriebenen Forderungen Rücksicht genommen ist. Die wesentliche Abänderung besteht darin, daß noch ein zweites Relais benutzt wird. Die Einstellung der beiden Relais wird so getroffen, daß am Abend der Anker des einen früher und der des anderen später abfällt. Mit dem Änkerabfall des letzteren wird dieses Relais infolge seines großen Ankerhubes unempfindlich und macht das erste durch eine Vormagnetisierung für eine frühzeitigere Erregung am Morgen empfindlich. Beide Relais besitzen je eine Halte- und eine Arbeitswicklung. Die Haltewicklungen können· aus der gleichen Gleichrichterbrücke gespeist werden, während die in Hintereinanderschaltung liegenden Arbeitswicklungen von der Zelle über Verstärker ihren Strom erhalten. Außerdem ist ein mit dem Lichtschalter verbundener Kontakt vorgesehen, der die Größe des für die Gitterspannung des Verstärkerrohres maßgebenden Widerstandes derart ändert, daß nach Einr schalten der Straßenbeleuchtung des Abends der Verstärkungsgrad des Rohres während der Dämmerung herabgesetzt wird.

Zu dem letzteren Zweck ist der Kontakt

17 vorgesehen, der mit dem Relais 14 verbunden ist und der gleichzeitig mit dem Schließen des Kontaktes 16 einen Teil des Widerstandes 4 abschaltet, so daß. nur noch der Teil 4' parallel zum Gitter des Rohres liegt.

Die Wirkungsweise des weiterhin vorgesehenen Relais 18 ist folgende: Die Halte- ■ wicklungen 8 und 19 erhalten von der Gleichrichterbrücke 11 gemeinsam und über die Kontakte 15 und 20 getrennt ihren Strom. Dieser Haltestrom wird bei jeder Blenden-Umdrehung unterbrochen. Am Tage werden die Anker der Relais 7 und 18 durch den im Moment der Kontaktunterbrechung auftretenden Belichtungsstrom gehalten. Bei Eintritt der Dämmerung fällt zuerst der Anker vom Relais 7 ab, das beispielsweise so eingestellt sein kann, daß dabei noch eine Helligkeit von 6 Lux besteht. Durch den hierbei geschlossenen Kontakt 13 wird das Relais 14 erregt, die Beleuchtung über 16 eingeschaltet und 15 geöffnet. Die Erregung für die Haltewicklung von 7 ist unterbunden, und die von der Zelle ausgehenden Impulse reichen nicht aus, den abgefallenen Anker wieder anzuziehen. Bei weiterer eintretender Dunkelheit nehmen auch die Impulse an Intensität ab, bis beispielsweise bei etwa 1 Lux der Anker des Relais 18 ebenfalls abfällt. Durch der! sich öffnenden Kontakt 20 wird die Haltewicklung des Relais 18 stromlos. Gleichzeitig wird der Kontakt 21 geschlossen, und es fließt ein Strom von der Gleichrichterbrücke 11 über 21, den Regulierwiderstand 22 und die Haltewicklung 8 des Relais 7. Dieser Strom kann durch den Widerstand 22 so eingestellt werden, daß das Relais 7 stark vorerregt und der Anker beim Ansteigen der Impulse in der Morgendämmerung bereits bei geringeren Werten der Helligkeit, beispielsweise bei etwa 3 Lux, angezogen, wird. Die Vorerregung des Relais 7 kann so bemessen sein, daß dadurch gleichzeitig die Verringerung des Verstärkungsgrades durch das Umschalten des Kontaktes 17. wieder ausgeglichen wird. Man kann jedoch auch den Verstärkungsgrad gleichzeitig mit der Betätigung des Relais

18 des Abends wieder auf seinen alten Wert

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bringen und .eine entsprechende Umschaltung für die Schwankungen der Helligkeit in der Morgendämmerung vornehmen.

Schließlich läßt sich auch die Wirkung des Schalters 17 beispielsweise dadurch erreichen, daß das Relais 7 bei Betätigung am Abend einen die Vormagnetisierung herabsetzenden Strom einschaltet, der durch das Relais 18 wieder abgeschaltet wird.

ίο Durch die Vorerregung wird jedenfalls das Relais 14 bereits bei geringerer Helligkeit wieder abfallen und die Beleuchtung ausschalten. Die Vorerregung der Haltewicklung 8 bleibt so lange über den Kontakt 21 bestehen, bis beim Größerwerden der von der Zelle kommenden Lichtimpulse auch der Anker des Relais 18 angezogen wird, was beispielsweise bei etwa 15 Lux erfolgen kann. Es wird nunmehr die eigene Haltewicklung wieder über den Kontakt 20 !eingeschaltet und die Vorerregung des Relais 7 durch den Kontakt 21 abgetrennt. Die Haltewicklung des Relais 7 erhält jetzt über die Kontakte 10 und 15 ihren Strom, während die Haltewicklung des Relais 18 über 10 und 20 erregt wird. Mit Einsetzen der Dunkelheit spielt sich der gleiche vorstehend beschriebene Vorgang erneut ab.

Ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens, bei dem statt des mit einer besonderen Haltewicklung versehenen Relais 7 eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Gitterwiderstand des Verstärkerrohres intermittierend derart zu ändern, daß das Relais ebenfalls von den Lichtintermittierungen unbeeinflußt bleibt, ist in der Fig. 3 dargestellt. Zur Speisung der Anlage kann wieder eine an ein Netz angeschlossene Gleichrichterbrücke 23 dienen. Die Impulsschaltung der lichtempfindlichen Zelle mit den Widerständen 3 und 4 der Kapazität 5 und dem Verstärkerrohr 6 ist ebenso ausgebildet wie bei den Einrichtungen nach Fig. 1 und 2. Der Anodenstrom des Rohres 6 durchfließt die Wicklung 14 des Relais 24, welches die Kontakte 15 und 16 betätigt.

Zur Änderung der Gittervorspannung ist eine Spannungsteilerschaltung mit Hilfe der Widerstände 2 5, 26 und 27 vorgesehen. Während der Periode, in der kein Licht auf die Zelle ι trifft, liegt am Gitter eine Vorspannung, die dem Verhältnis des Widerstandes zur Summe der Widerstände 26 und 27 entspricht. Während des Augenblicks jedoch, in dem Licht auf die Zelle 1 auftrifft, wird durch die Nockenwelle 12 der Kontakt geöffnet, so daß am Gitter des Verstärkerrohres eine geringere Vorspannung liegt, die dem Verhältnis des Widerstandes 27 zur Summe der Widerstände 25 bis 27 entspricht. Solange nun die infolge der Belichtung auftretenden Stromimpulse groß genug sind, bleibt auch in den Augenblicken, in denen die Gittervorspannung durch Öffnen des Kontaktes 10 verringert wird, das Relais 14 ungeändert in seiner Stellung. Erst wenn die Helligkeit des auf die Zelle auftreffenden Lichtes unter den kritischen Wert sinkt, werden die Stromimpulse zu gering, und das Relais 14 wird betätigt, so daß der Kontakt geschlossen, die Beleuchtung eingeschaltet und das Relais 15 geöffnet wird. Jetzt bleiben die Betätigungen des Kontaktes 10 ohne Einfluß auf die Vorspannung des Gitters, so daß diese dauernd dem Verhältnis des Wider-Standes 27 zur Summe der Widerstände 2 5 bis 27 entspricht, bis die Belichtungsimpulse wieder ausreichen, das Relais 14 zu erregen, den Kontakt 16 zu öffnen und den Kontakt 15 zu schließen.

Mit der zuletzt beschriebenen Schaltung lassen sich auch !entsprechend den in Fig. 2 dargestellten Verbesserungen weitere Mittel anbringen, um ebenfalls die Helligkeitsschwankungen während der Dämmerungs- periode zu überwinden und ein Einsthalten der Straßenbeleuchtung bereits bei größerer Helligkeit hervorzurufen, als die Ausschaltung des Morgens erfolgt.

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Betätigung von Steuerorganen in Abhängigkeit von auf eine lichtempfindliche Zelle, z. B. Selenzelle, fallendem intermittiertem Licht, dessen Helligkeit sich als Funktion der Zeit langsam ändert, beispielsweise in Abhängigkeit vom Tageslicht, wobei die Betätigung der Steuerorgane bei Überschreiten bestimmter Helligkeitsgrenzen erfolgt, gekennzeichnet durch elektrische, magnetische und/oder mechanische Mittel, die im Takte der Lichtintermittierung unabhängig von dem im Zellenstromkreis fließenden Strom so wirksam werden, daß sie das vom Licht beeinflußte Relais während der zwischen den Beleuchtungszeiten liegenden Zeitabschnitte jeweils in denjenigen Stellungen festhalten, die es in Abhängigkeit von dem durch den vorhergehenden Lichtimpuls bewirkten Stromstoß eingenommen hat.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die intermutierenden Mittel, insbesondere Schaltmittelj das von der Zelle beeinflußte Relais nur in der dem Hellzustand entsprechenden Stellung des Lichtschalters beeinflussen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Relais

   ein intermittierter Strom einwirkt, dessen Stärke zwischen Anzug- und Abfallstrom liegt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß. das vom Licht beeinflußte Relais zwei Wicklungen besitzt, von denen die eine vom gegebenenfalls verstärkten Photozellenstrom, die andere von einem Hilfsstrom durchflossen ist, der unterbrochen wird, wenn der Photozellenstrom etwa sein Maximum annimmt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, ge kennzeichnet durch leinen im Hilfsstromkreis liegenden Kontakt, der mit dem zu steuernden Schalter so gekuppelt ist, daß er die Stromstärke in der Relaiswicklung des Hilfsstromkreises herabsetzt, wenn der von der Zellenbelichtung abhängige Strom die Abfallgrenze des Relais unterschreitet.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen im Hilfsstromkreis liegenden Kontakt, der mit dem zu steuernden Schalter so gekuppelt ist, daß er die Stromstärke in der Relaiswicklung des Hilfsstromkreises heraufsetzt, wenn der von der Zellenbelichtung abhängige Strom die Ansprechgrenze des Relais überschreitet.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, in der einen Stellung des Schalters die Vorspannung eines zwischen Zelle und Relais befindlichen Verstärkerrohres derart intermittlert ist, daß das Relais von den Intermittierungen des auf die Zelle fallenden Lichtes unbeeinflußt bleibt.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorspannungskreis des Verstärkerröhre^ ein mit dem Schalter verbundener Kontakt angeordnet ist, der die Intermittierungen der Vorspannung in der dem Dunkelzustand entsprechenden Stellung abschaltet.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis- 8, die beim Übergang von Hell zu Dunkel bei >einer anderen Helligkeitsgrenze schaltet als beim umgekehrten Übergang,- dadurch gekennzeichnet, daß, mittels der bei einem dritten Helligkeitswert fließenden Zellenströme die Empfindlichkeit des Gerätes beeinflußt wird.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß, die Zellenströme, die bei einem unterhalb beider Helligkeitsgrenzen liegenden dritten Helligkeitswert fließen, die Empfindlichkeit des Gerätes so beeinflussen, daß die Helligkeitsgrenze für den Übergang von Dunkel zu Hell unter die Helligkeitsgrenze für den umgekehrten Übergang verschoben wird.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch zwei von den Phot ο-zellenströmen beeinflußte Relais, die bei verschiedenen Helligkeiten schalten und von denen das eine die Empfindlichkeit des anderen steuert.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch Schaltelemente, die 7η dem Verstärker so zugeordnet sind, daß sie seinen Verstärkungsgrad beeinflussen, und die bei Betätigung des Lichtschalters wirksam werden.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen