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Einrichtung zur selbsttätigen Ein- und Ausschaltung -von Lampen Bei
Einrichtungen zur selbsttätigen Ein-und Ausschaltung von Lampen mittels einer lichtempfindlichen
Zelle ist es bekannt, gleichzeitig mit der durch die lichtempfindliche Zelle bewirkten
Einschaltung der Lampen eine selbsttätige Schaltänderung eintreten zu lassen, welche
die Empfindlichkeit der Anordnung herabsetzt.
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Es ist ferner bekannt, ein Ansprechen der lichtempfindlichen Zelle
unter dem Einfluß der einsetzenden Belichtung durch die eingeschalteten Lampen selbst
im Sinne einer Wiederabschaltung der Lampen dadurch zu vermeiden, daß ein undurchsichtiger
Schirm in den Lichtweg zwischen gesteuerter Lampen und steuernder lichtempfindlicher
Zelle gebracht ist. Diese bekannte Einrichtung ist indessen nur bei Außenbeleuchtungen
verwendbar.
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Schließlich sind Einrichtungen bekannt, durch welche die lichtempfindlichen
Zellen in Dämmerungsschaltern vor überlastung durch zu starkes Licht geschützt.
werden können; bei diesen Einrichtungen wird durch Einschaltung eines zusätzlichen
Widerstandes in den Stromkreis der lichtempfindlichen Zelle eine Begrenzung des
durch sie fließenden Stromes erzielt. Der zusätzliche Widerstand dient bei den bekannten
Einrichtungen gleichzeitig dazu, die Ansprechempfindlichkeit zu regeln. Diese Vorrichtungen
erfordern jedoch ein langsames An- oder Absteigen der Helligkeit, außerdem arbeiten
sie ohne Verstärkerröhren und besitzen infolgedessen eine unerwünschte Trägheit.
Andererseits ist es, insbesondere aus der Tonfilmtechnik, bekannt, Photozellen in
Verbindung mit regelbaren Verstärkerschaltungen zu verwenden.
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Gemäß der Erfindung wird bei einer Einrichtung zur selbsttätigen Ein-
und Ausschaltung von Lafnpen mittels einer die Einschaltmittel über eine oder mehrere
Verstärkerröhren betätigenden lichtempfindlichen Zelle, bei welcher gleichzeitig
mit der Einschaltung der Lampen eine die Empfindlichkeit der lichtelektrischen Zelle
herabsetzende Schaltänderung erfolgt, zwecks Verwendung der Einrichtung zum Einschalten
von Innenraumbeleuchtungen die Empfindlichkeitsverminderung so bemessen, daß ein
Wiederabschalten der Beleuchtung durch das die lichtempfindliche Zelle treffende
Lampenlicht verhindert wird.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsgcdanken besteht die an sich bekannte
selbsttätige Schaltänderung zur Herabsetzung der Empfindlichkeit der lichtelektrischen
Zelle aus einer Änderung der angelegten Gitterspannung mindestens einer der Verstärkerröhr
en.
. Zur Regelung der Helligkeit, bei welcher die Ein- bzw. Ausschaltung
der Lampen erfolgen soll, sowie zur Festlegung der in bezug auf die Anzahl der eingeschalteten
Lampen ,zi wählenden Größe der Gitterspannungsäude= rung sind beispielsweise veränderbare
Widerstände in passender Schaltung vorgesehen, welche den Betrag der Gitterspannung
der V erstärkerröhren bestimmen.
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Hieraus ergeben sich die besonderen Vorteile der neuen Einrichtung.
Es ist nämlich mit geringem Aufwand möglich, in einfachster Weise jede gewünschte
Empfindlichkeit einzustellen.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden beschrieben,
die entsprechenden Schaltungsanordnungen sind in den Abb. i und 2 der Zeichnung
dargestellt. Bei beiden Schaltungsanordnungen werden als lichtempfindliche Zellen
Photozellen, die mit einer Hilfsspannung betrieben werden, verwendet und außerdem
Verstärkerröhren, deren Gitterspannung von dem Photozellenstrom abhängig ist und
deren Anodenstromkreise je ein Relais enthalten, welches die Lampen unmittelbar
oder über ein weiteres Zwischenrelais ein- und ausschaltet, Die Erfindung ist jedoch
auch bei Einrichtungen anwendbar, bei denen Photozellen ohne Hilfsspannung, sog.
Sperrschichtphotozellen, verwendet werden oder auch bei Einrichtungen, die mit Selenzellen
arbeiten. Des weiteren kann die Erfindung auch bei Einrichtungen angewendet werden,
bei welchen die lichtempfindliche Zelle genügend groß oder die Relais genügend empfindlich
ausgeführt sind, um auf eine Zwischenverstärkung verzichten zu können.
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In der Abb. i bedeutet i ein Wechselstromnetz, welches einen Stromkreis
ä, der die Lampen 3 enthält, speist. Der Lampenstromkreis wird über die Kontakte
24 eines Relais 4 geschlossen und geöffnet.. Die Photozelle 16 und die Verstärkerröhre
o sind an die Sekundärwicklung eines Transformators 5, dessen Primärwicklung ebenfalls
vom Wechselstromnetz gespeist wird, derart angeschlossen, daß sowohl die Hilfsspannung
für die Photozelle als auch die Heiz-, Gitter- und die Anodenspannung der Verstärkerröhre
vom dem Wechselstromnetz geliefert werden. Die Hilfsspannung für die Photozelle
besteht aus der Spannungsdifferenz zwischen der oberen Klemme der Sekundärwicklung
und dem Kontakt 18 auf einem Widerstand i9. Dieser letztere ist mit seinem linken
Ende an den Anzapfpunkt 9 der Sekundärwicklung gelegt, sein rechtes Ende liegt je
nach dem Erregungszustand des Relais 4 entweder an dem Anzapfpünkt 7 der Sekundärwicklung
oder an dem Kontakt 2z eines weiteren Widerstandes -23, welcher seinerseits an die
Anzapfpunkte 6 und 7 angeschlossen ist. Mit der Photozelle ist dabei der Kondensator
17 in Reihe geschaltet. Die Spannung zur Heizung @'-*r Glühkathode ii wird zwischen
den An-4fpunlzten 8 und 9, der Sekundärwicklung Transformators abgenommen, die zwischeu
der Anode 13 und der Kathode i T liegende Spannung zwischen dem Anzapfpunkt 9 und
der unteren Klemme der Sekundärwicklung. Der Anodenstromkreis der Verstärkerröhre
io enthält die Erregerwicklung 14 des bereits erwähnten Relais 4.; welcher ein Komdensator
parallel geschaltet ist.
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Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise: Während der Tagesstunden
wird die Photozelle 16 in genügend hohem Maße bestrahlt, um dem Gitter 1z der Verstärkerröhre
io eine Spannung aufzudrücken, die genügend negativ ist, um den Stromdurchgang durch
die Verstärkerröhre vollständig oder nahezu zu unterbinden. Das Relais 4 ist also
während der Tagesstunden nicht erregt, und seine Kontakte befinden sich i;n der
aus der Abb. i hervorgehenden Lage. Dabei sind die Kontakte 21 und 24 nicht überbrückt,
die Kontakte 2o sind jedoch geschlossen. Das rechte Ende des Widerstandes ig liegt
also an dem Anzapfpunkt 7 der Sekundärwicklung des Transformators 5, und das Potential
des Kontaktes i8 auf dem Widerstand i9 ist außer durch die Einstellung dieses Kontaktes
18 durch die Spannungsdifferenz zwischen den Anzapfpunkten 7 und g, bestimmt. Bei
Einbruch der Dämmerung verschwindet die Beleuchtung der Photozelle 16 allmählich,
und die Photozelle wird demgemäß in zunehmendem Maße nichtleitend. Durch diese Widerstandsvergrößerung
verändert eich die zwischen dem Gitter 12 und der Kathode i i liegende Spannung
derart; daß der Anodenstrom der Verstärkerröhre io ansteigt und bei einem bestimmten
Helligkeitswert schließlich das Relais 4 erregt wird. Dieses schaltet über seine
Kontakte 24 den Lampenstromkreis ein, außerdem wird durch die Öffnung seiner Kontakte
2o und die Schließung seiner Kontakte 21 das rechte Ende des Widerstandes i9 von
dein Anzapfpunkt7 auf den Kontakt 22 des Widerstandes 23 umgeschaltet. Damit sinkt
auch das Potential des Kontaktes 18 auf den Widerstand i9 gegenüber dem vor Ansprechen
des Relais 4 herrschenden Potentialwert, so daß also die Gitterspannung der Verstärkerröhre
io nunmehr in höherem Maße negativ wird als vor Ansprechen des Relais 4. Der von
den Lampen 3 auf die Zelle 16 fällende Lichtstrom, der seinerseits wieder eine Erhöhung
der Leitfähigkeit dieser Zelle hervorbringt, ist also nun in bezug auf die Aussteuerung
der Verstärkerröhre kompensiert. Es kann also nicht, wie dies ohne die Gitterspannungsänderung
der
Verstärkerröhre zu befürchten wäre, das Relais ¢ unmittelbar nach Einschaltung der
Lampe wieder entregt werden. Würde man die, durch die Erfindung vorgeschlagene Änderung
der Gitterspannung' bei Einschaltung der Lampen nicht vornehmen, so würde bei Einbruch
der Dunkelheit das Relais 4 wegen des von den Lampen 3 herrührenden, auf die Photozelle
16 auftreffenden Lichtstromes in verhältnismäßig schneller Folge erregt und entregt
werden. Wenn bei Einbruch der Tageshelligkeit die Photozelle 16 wieder in höherem
Maße leitend wird, sinkt das Potential des Gitters i2 gegenüber der Glühkathode
i i, und der Anodenstrom Jer Röhre io verschwindet allmählich, so daß dann das Relais
4 wieder entregt wird und die Lampen 3 wieder ausgeschaltet werden. Der Kondensator
parallel zur Erregerwicklung 14 des Relais 4 dient dazu, den Anodenstrom der Röhre
io, der wegen der Wechselstromspeisung ein pulsierender Gleichstrom ist, zu glätten.
Durch die Einstellung des Kontaktes i8 auf dem Widerstand ig-kann derjenige Helligkeitswert,
bei welchem abends die Einschaltung und morgens die Ausschaltung der Lampen 3 erfolgt,
nach Belieben geregelt werden; durch die Einstellung des Kontaktes 22 auf dem Widerstand
23 läßt sich der in Abhängigkeit von der Anzahl der Lampen 3 zu wählende Betrag
der Gitterspannungsverlagerung bemessen.
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Die in der Abb. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich
in ihrer Wirkungsweise von der in Abb. i dargestellten dadurch, daß die Verstärkerröhre
31 während der Tagesstunden nennenswerten Anodenstrom führt, daß während der Nachtstunden
dagegen dieser Anodenstrom verschwindet. Die Schaltung des Stromkreises 2 mit den
Lampen 3 und den Kontakten 46, welche den Kontakten 24 in Abb;. r entsprechen, äst
dieselbe, wie oben beschrieben. Die Hilfsspannung für eine Photozelle 38 sowie die
Heiz-, Gitter- und die Anodenspannung für die Verstärkerröhre 31 werden wieder aus
dem Wechselstromnetz i über einen Transformator 26 geliefert, welcher drei getrennte
Sekundärwicklungen 27, 28, 29 besitzt. Die Anodenspannung der Röhre 31 wird von
der Sekundärwicklung 27 geliefert; der Anodenstromkreis enthält dabei die Erregerwicklung
33 eines Relais 34, welcher ihrerseits ein Kondensator parallel geschaltet ist.
Die Heizspannung für die Glühkathode 3o der Röhre 31 wird von der Sekundärwicklung
28 geliefert, die Hilfsspannung für die Photozelle 38 von der Sekundärwicklung 29
in dem Sinne,'daß diese Spannung je nach dem Erregungszustand eines weiteren Relais
42 entweder aus dem gesamten Spannungsabfall längs eines Widerstandes 35 besteht
oder aus dem.Spannungsabfall zwischen -dem oberen Ende dieses Widerstandes und dem
auf ihm angebrachten Kontakt 4o.
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Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise: Während der Tagesstunden
befindet sich das Relais 42 in der in Abb,. 2 dargestellten Lage, und die an dem
Gitter 39 der Röhre 31 liegende Spannung bestimmt sich einerseits aus dem
Verhältnis des Widerstandes der Photozelle 38 (im stark beleuchteten Zustand) und
des Widerstandes 37 sowie anderseits aus dem Spannungsabfall längs des Widerstandes
35 und der Einstellung seines Kontaktes 36. Die Photozelle 38 stellt im beleuchteten
Zustand einen geringeren Widerstand dar, das Potential des Gitters 39 liegt
also sehr nahe an dem Potential der unteren Klemme des Widerstandes 35.. Da diese
Klemme ihrerseits ein positives Potential gegenüber dem Kontakt 39 besitzt,
ist die Gitterspannung der Röhre 31 positiv, der Anodenstrom hat einen beträchtlichen
Wert, und das Relais 34 ist erregt. Über seine Arbeitskontakte 45 wird die Erregerwicklung
43 des Relais. 42 kurzgeschlossen, so daß dieses Relais 42 während der Tagesstunden
entregt ist und die Kontakte 46 im Lampenstromkreis 2 demzufolge geöffnet sind.
Sobald. bei Einbruch der Dämmerung die Beleuchtung der Photozelle 38, verschwindet
und deren Widerstand infolgedessen ansteigt, sinkt das Potential des Gitters
39 gegenüber der Glühkathode 3o. Der Anodenstrom der Röhre 31 verschwindet
also allmählich, und das Relais 34 wird entregt. Dieses öffnet seine Arbeitskontakte
45 und gibt damit die- LJberbrückung der Wicklung 43 des Relais 42 frei, es schließt
a-qßerdem seine Ruhekontakte 44, so daß nunmehr die Erregerwicklung 43 an die Spannung
des Netzes i gelegt wird. Relais 4y spricht-also an und schaltet damit einerseits
über seine Kontakte 46 den Lampenstromkreis 2 ein, schließt anderseits über seine
Kontakte 47 einen Selbsthaltestromkreis für seine Erregerwicklung 43 und bewirkt
schließlich durch. Überbrückung seiner Kontakte 41 eine Änderung der Gitterspannung
der Verstärkerröhre. Durch Überbrückung der Kontakte 41 wird nämlich derjenige Teil
des Widerstandes 35, welcher unterhalb des Kontaktes 4o liegt, kurzgeschlossen und
damit das Potential des Gitters 39 gegenüber der Glühkathode 3o derart zusätzlich
veyändert, daß die Erhöhung der Leitfähigkeit der Photozelle 38, welche von dem
seitens der Lampen 3 gelieferten Lichtsstrom herrührt, in seiner Auswirkung auf
den Anodenstrom der Röhre 31 kompensiert wird. Wenn in den Morgenstunden die Leitfähigkeit
der Photozelle wieder zunimmt, wird das Relais 34 wieder zum Ansprechen gebracht
und durch die Überbrückung seiner
Arbeitskontakte 45 die Erregerwicklung
43 des Relais 42 kurzgeschlossen. Dieses Relais fällt also wieder ab und öffnet
damit einerseits den Lampenstromkreis und stellt anderseits die vor seinem Ansprechen
herrschende Gitterspannung der Röhre 31 wieder her. Der Kontakt 4o auf dem
Widerstand 35 dient ähnlich wie bei der in Abb. I beschriebenen Einrichtung zur
Einstellung der Größe der Gitterspannungsverlagerung, der Kontakt 36 zur Einstellung
desjenigen Wertes der Tageshelligkeit, bei dem die Beleuchtung ein- und ausgeschaltet
werden soll.