DE659348C - Einrichtung zur Ausnutzung der verschiedenen Ausdehnung fester, waermeempfindlicher Koerper, von denen einer in Abhaengigkeit von einer Strahlung (Lichtstrahlung) erwaermt wird, fuer die Betaetigung von Schaltvorrichtungen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Ausnutzung der verschiedenen Ausdehnung fester, wärmeempfindlicher Körper, von denen einer in Abhängigkeit von einer Strahlung (Lichtstrahlung) erwärmt wird, für die Betätigung von Schaltvorrichtungen Es ist vorgeschlagen worden, zur NTutzbarinachung der Sonnenenergie für die Auslösung von Schaltvorgängen u. dgl., insbesondere für Beleuchtungseinrichtungen, welche in Abhängigkeit von der Helligkeit ein- und ausgeschaltet werden sollen, einen evakuierten, langgestreckten Hohlraum aus durchsichtigem Material (Glas) anzuordnen, in dessen Innerem sich ein Metallstab oder Draht befindet, der an beiden Enden in den langgestreckten Vakuumbehälter eingeschmolzen ist und dessen durch die Strahlung verursachte Längenänderung in irgendeiner Anzeige- oder Betätigungseinrichtung gemessen bzw. nutzbar gemacht wird. Damit die Längenänderungen des im Innern befindlichen Drahtes nach außen übertragen werden können, ist es erforderlich, den Vakuumbehälter elastisch zu machen. Dies gelingt durch sog. Federrohre, das sind Glasrohre, welche statt einer zylindrischen Oberfläche einen wellenförmigen Verlauf der Wandungen haben. Trotz dieser Ausbildung der Vakuumröhren setzen die Federrohre der Längenänderung des Drahtes einen gewissen Widerstand entgegen.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine «eitere Ausbildung jener Einrichtung, durch welche eine noch bessere Ausnutzung der Strahlungsenergie und daher eine noch höhere Empfindlichkeit erzielt wird, unter gleichzeitiger Vermeidung des bei der vorgeschlagenen Anordnung benötigten Federrohres. Gemäß der Erfindung wird der in Abhängigkeit von der einfallenden Strahlung erwärmte feste, vorzugsweise stabförmige Ausdehnungskörper in einem nicht evakuierten Raum angeordnet, der von einem evakuierten, vorzugsweise zylindrischen Hohlmantel umgeben ist, und ferner wird zur Absorption der Strahlung ein besonderer Körper innerhalb des Vakuummantels vorgesehen, von welchem die Wärme durch Wärmeleitung auf den die Schaltvorrichtung betätigenden Ausdehnungskörper übertragen wird. Eine besonders bevorzugte Anordnung ist dabei, daß der äußere Zylindermantel des evakuierten Hohlgefäßes strahlungsdurchlässig ausgebildet ist, während sein innerer Zylinder als strahlungsabsorbierender Körper dient, vorzugsweise dadurch, daß seine Oberfläche mit einer strahlungsabsorbierenden Schicht überzogen ist.
• Es ist an sich bereits bekannt, zur Ausnutzung der Sonnenstrahlen zum Zwecke der Beheiztmg einer Flüssigkeit diese durch ein geschwärztes Rohr zu leiten, welches seinerseits von einem Vakuumgefäß umgeben ist. Demgegenüber handelt es sich bei der Erfindung um eine ganz andere Aufgabenstellung, nämlich um die Erzielung eines strahlungsabhängigen Relais größter Empfindlichkeit und geringen Reibungswiderstandes.
• In Abb. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Ein Draht i ist von einem Glasgefäß 2 umgeben, das aus zwei konzentrischen Glasröhren besteht, die am Ende miteinander ver-, schmolzen sind. Das innere Rohr 2' wird seiner äußeren Oberfläche zweckmäßig schwärzt, das äußere Rohr 2" ist dagegen vollkommen klar und durchsichtig. Der Zwi'' schenraum 4. wird auf höchstes Vakuum evaluiert, so daß zwischen 2' und J" die sonst durch Gas gegebene Wärmeleitung fortfällt. Die Strahlung, die nun auffällt, dringt durch das Rohr hindurch, fällt auf die Schwärzung 3 und wird dort absorbiert. Das Rohr 2' wird infolgedessen auf höhere Temperatur gebracht als das Rohr 2", und der im Innern voll :' untergebrachte Draht i nimmt, da er von der geschwärzten Hülle vollständig umgeben ist, die Temperatur der Hülle mit an. Um eine `\'ärmeleitulig nach außen hin zu verhindern, sind die Elfiden des inneren Rohres 2' mit Stopfen 5 aus hochisolierendem Material, z. B. Glaswolle, abgeschlossen. Auch kann es zweckmäßig sein, den Draht beim Austritt aus dein Innenraum durch ein wärmeisolierendes Material fortzusetzen oder zu mindest zu unterbrechen, um die Wärmeleitung durch den Draht selbst, der ja an seinem Ende sonst finit dein Außenraum in Verbindung stände, möglichst gering zu halten.
• Die neue Anordnung hat gegenüber dem Bekannten erhebliche Vorteile.
• Zunächst ist die Anordnung viel einfacher und billiger, da die Einschmelzungen und die Federrohre aus Glas wegfallen, ferner ist die Anordnung vollkommen unempfindlich gegen Schwankungen des atmosphärischen Druckes, während die bekannte Anordnung eine wenn auch geringe Veränderung ihrer Nullage mit Änderung ihres Barometerstandes zeigt. Es empfiehlt sich, den Draht 1, der auch als Band ausgebildet sein kann, von kleinem Durchmesser zu wählen, soweit es mit Rücksicht auf die zu übertragende Kraft möglich ist. Ferner ist es angebracht, das Rohr 2' ebenfalls so klein als möglich zu machen, uni die zu erwärmende Masse des umgebenden Luftpolsters gering zu halten. Eine rasche Erhitzung des geschwärzten Rohres 2 erhält man insbesondere dadurch, daß das Rohr 2', in seinem Oberschnitt gesehen, in an sich bekannter Weise im Brennspiegel eines parabolischen Zyliliderspiegels allgeordnet wird, der die Strahlen aus einem großen Bereich sammelt und auf das Rohr a' wirft. Da das Rohr :2' immerhin eine gewisse räumliche Ausdehnung besitzt, kann man auch dein parabolischen Spiegel 5' (Abb.2) eine gewisse Abweichung von dem rein parabolischen Verlauf geben, derart, .daß ein Brennfleck entsteht, welcher der Größe des geschwärzten Rohres :2' entspricht; dies tritt z. B. ein, wenn statt einer Parabel ein Reflektor benutzt wird, der sich mehr oder weniger einer Kreisform annähert und schon aus diesem Grund einer herzustellen ist. Am einfachsten ist es, tlüäß Abb. 3 das äußere Rohr 2" auf der einen Seite selbst mit einem spiegelnden Be-1 aä 6 zu versehen und das innere Rohr in dein Brennpunkt bzw. der Brennlinie des genannten Spiegels anzuordnen. Bei kreisför migein äußerem Rohr 2" liegt der Brennpunkt bekanntlich in der Entfernung des halben Radius vom Hittelpunkt des Kreises bzw. voni Scheitelpunkt des Spiegels entfernt.
• In den Abb. 4 und 5 sind einige Anwendungsbeispiele für die Auslösung voll Schaltvorgängen dargestellt. In Abb.4 ist i wieder der in seiner Länge sich ändernde Draht, 2 das ihn umgebende evakuierte Glasgefäß, 7 ist ein Kontakthebel, der niit einer Klemme 8 in Verbindung steht und auf einer Schneide 9 gelagert ist. Der Kontakt i o des Hebels 7 liegt entweder an dein Kontakt i i oder i2 an, je nach der Länge des bestrahlten Drahtes 1, und kann vermöge dieser Kontakte verschiedenartige Wirkungen, beispielsweise das Ein- und Ausschalten, von 'der Tageshelligkeit abhängiger Beleuchtungseinrichtungen vornehmen. 13 ist eine Feder, welche der Zugkraft des Drahtes i das Gleichgewicht hält.
• Eine ähnliche Einrichtung ist in Abb. dargestellt. Der Unterschied von der Abb.4 besteht darin, daß der Draht all einem anderen Punkt des Kontakthebels 7 angreift. Es liegt nämlich in der Abb. .I die Schneide 9 außerhalb der beiden Angriffspunkte des Drahts i und der Gegenfeder 13, während sie in der Abb. 5 innerhalb der leiden Angriffspunkte liegt.

Claims (1)

1. PATENTANSl'RÜC111:: 1. Einrichtung zur Ausnutzung,. der verschiedenen Ausdehnung fester, wrmeempfindlicher Körper, voll denen einer in Abhängigkeit von einer Strahlung (Lichtstrahlung) erwärmt wird, für die Betätigung von Schaltvorrichtungen, insbesondere für Beleuchtungsvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß der in Abhäligigkeit von der einfallenden Strahlung erwärmte, vorzugsweise stabförmige Ausdehnungskörper sich in einem nicht evakuierten Raum befindet, der voll einem evakuierten, vorzugsweise zylindrischen Hohlmantel umgeben ist, und daß zur Absorption der Strahlung ein besonderer Körper innerhalb des Vakuummantels vorgesehen ist, von welchem die Wärine durch Wärmeleitung auf den die Schaltvorrichtung betätigenden Ausdehnungskörper übertragen wird. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylindermantel des Hohlmantels strahlungsdurchlässig ist, während sein innerer Zylinder als strahlungsabsorbierender Körper dient, vorzugsweise dadurch, daß seine Oberfläche mit einer strahlungsabsorbierenden Schicht überzogen, z. B. geschwärzt ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i und -2, dadurch gekennzeichnet, daß der den _lttsdehnungskörper aufnehmende, nicht evakuierte Hohlraum an den Durchtrittsstellen des Ausdehnungskörpers zur Verminderung von Wärmeverlusten durch wärmeisolierende Mittel, z. B. Glaswolle, abgeschlossen ist. 4.. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch der :@,ttsdehnungslzörper an den Austrittsstellen des Hohlraumes aus wärmeisolierendern Material besteht. ;. Einrichtung nach Anspruch i bis .4. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einander umgebenden Rohre des Hohlmantels in an sich bekannter Weise konzentrisch und im Brennpunkt eines vorzugsweise parabolisch oder kreisförmig ausgebildeten Spiegels angeordnet sind. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis j, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (2') um die Entfernung des halben Radius des äufieren kreisförmigen Rohres aus dem Mittelpunkt dieses Rohres gerückt ist, und daß das äußere Rohr an der Stelle, die dem inneren Rohr am nächsten liegt, mit einem die Strahlung auf das innere Rohr vereinigenden Spiegel (6, Abb. 3) versehen ist. -. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung des Ausdehnungskörpers an einem auf Schneiden innerhalb oder außerhalb gelagerten Kontakthebel (7) angreift, dessen Kontakt (i o) mit zwei Kontakten (i i und 12) zusammenarbeitet, von denen einer bei Verringerung der Strahlung, der andere bei erhöhter Strahlung berührt wird.