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Lichtelektrische Schalteinrichtung Bei licht elektrischen Schalteinrichtungen
ist es zuw weilen erforderlich, mehrere Photozellen anzuordnen.
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Insbesondere bei Lichtgitterschranken, wie sie zum Gefahrenschutz
an Maschinen-verwendet werden, ist es üblich, eine größere Zahl von Einzellichtschranken
zu verwenden, die gemeinsam die Maschine abschalten, sobald eine der Lichtschranken
oder mehrere durch bedienende Personen betätigt werden. Ordnet man jeder Photozelle
ein besonderes Relais zu, so ist der Aufwand zu groß, und man ist daher gezwungen,
jeweils mehrere lichtempfindliche Zellen einem Relais zuzuordnen. Man hat zu diesem
Zweck die Photozellen entweder parallel oder in Reihe geschaltet. In beiden Fällen
ergeben sich Nachteile: einmal sind die für die Steuerung der Relais zur Verfügung
stehen den relativen Strom- bzw. Spannungsänderungen in dem Maße kleiner, als Zellen
zur Anwendung gelangen; zum anderen werden insbesondere bei Reihenschaltungen hohe
Spannungen erforderlich, und es treten, insbesondere bei Photozellen mit äußerem
lichtelektrischem Effekt, erhebliche Zeitkonstanten in Erscheinung. Ferner lassen
sich nur die relativ unempfindlichen Vakuumzellen verwenden, da gasgefüllte Zellen
bei den hohen Betriebsspannungen versagen. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile.
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Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die einem elektrischen Relais
zugeordneten lichtempfindlichen Zellen je mit einem Widerstand in Reihe geschaltet
sind und daß die Verbindungspunkte Zelle/Widerstand je über einen Gleichrichter
mit dem Relais verbunden sind, so daß bei Potentialänderungen des Verbindungspunktes
Zelle/Widlerstand in nur einer Richtung am Relais eine Strom- bzw. Spannungsänderung
auftritt.
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Beispiele der Erfindung geben die Abbildungen.
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Abb. 1 zeigt die Verwiendung von drei lichtempfindlichen Zellen in
Verbindung mit einer Verstärklerröhre mit Steuerelektrode und nachgeordnetem Relais;
Abb. 2 zeigt eine Gitterschutzschranke unter Verwendung von zwei Relaissystemen,
denen je vier Photozellen zugeordnet sind.
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Im Beispiel Abb. 1 liegen die Photozellen 1, 2, 3 je in Reihe mit
einem Widerstand 5. Die Verbindungspunkte zwischen Photozelle und Widerstand sind
je über einen Gleichrichter 6 und dem gemeinsamen Widerstand 7 mit dem Gitter 8
der Verstärkerröhre 4 gekoppelt. Mit 9 ist ein elektromagnetisches Relais, das zu
weiteren Steuerungen Verwendung findet, bezeichnet. Solange die drei Photozellen
1, 2, 3 belichtet sind, sind die Potentiale der Verbindungspunkte zwischen Photozellen
1, 2, 3 und Widerständen 5 positiv.
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Da die Gleichrichter 6 in dieser Richtung den Strom sperren, ist das
Potential des Gitters 8 praktisch nur über den Widerstand 7, der am Kathodenpotential
der Röhre 4 liegt, definiert. Die Röhre führt Strom. Wird
jedoch eine der Photozellen
1, 2, 3 abgeschaltet, so sinkt das Potential des zugehörigen Verbindungspunktes
entsprechend der negativen Vorspannung über den zugehörigen Widerstand 5 nach negativen
Werten. In dieser Richtung ist jedoch der zugehörige Gleichrichter 6 leitfähig,
und es fließt ein Strom von der Kathode der Röhre 4 über den Widerstand 7, den Gleichrichter
6 und den Widerstand 5. Das Gitter 8 der Röhre 4 wird somit negativ, und die Röhre
sperrt.
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Die Tatsache, daß die Photozellen 2 und 3 noch weiterhin Photostrom
führen, ist ohne Bedeutung, da der hohe Widerstand der zugehörigen Gleichrichter
6 die Verschiebung der Gitterspannung nach negativen Werten nicht verhindern kann.
Die Drosselung wirkt sich bei dieser Einrichtung demnach so aus, als ob nur die
eine abgedunkelte Photozelle vorhanden wäre, und es wird die gesamte Leistung der
Photozelle ausgenutzt, ohne daß die Wirkung durch weitere Photozellen beeinträchtigt
wird. Diese Anordnung hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß das Versagen einer
der Photozellen 1 bis 3, beispielsweise durch das Auftreten einer unerwünschten
Leitfähigkeit im Innern der Photozelle, die Arbeitsmöglichkeit der verbleiblenden
Zellen nicht aufhebt, was insbesondere bei Schutzgitteranlagen von grundsätzlichem
Vorteil ist. Es leuchtet ein, daß bei der angeführten Schaltung auch Gaszellen oder
Widerstandszellen Verwendung finden können, weil sich in Hinblick auf Abschattung
jede Zelle so verhält, als ob sie allein mit dem Relaissystem in Verbindung wäre.
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Abb. 2 zeigt die Anwendung einer solchen Einrichtung für die Schaffung
einer Lichtgitterschranke, wie sie zum Schutze von Personen an Pressen u. dgl.
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Verwendung findet. Die beiden Gehäuse 10 und 11 sind vor dem gefahrbringenden
Raum angeordnet. Im Gehäuse 10 befinden sich die Glühlampen 12, die über Optiken
13 und 14 parallele Strahlenbündel aussenden, die durch entsprechende Optiken 13
und 14 im Gehäuse 11 über die Blenden 15 auf die Photozellen 16
gelangen.
Im vorliegenden Beispiel sind die zu den Lichtstrahlenbündeln 13 gehörenden Photozellen
16 einer anderen Verstärkerröhre 19 zugeordnet wie die Photozellen 16, welche ihr
Licht über die Strahlenbündel 14 erhalten. Letztere sind einem zweiten Verstärker
20 zugeordnet. Mit 17 sind die Widerstände bezeichnet, mit denen die Photozellen
16 in Reihe liegen, und mit 18 die Gleichrichter, die zwischen den Verbindungspunkten
von Photozellen und Widerständen und den Gittern 8 der Verstärkerröhren 19 und 20
liegen. Die Verstärkerröhren setzen über Schaltschütze u. dgl. in an sich bekannter
Weise die Maschine still, s!obald eine Person in das Strahlengitter eingreift. Dadurch,
daß jeweils benachbarte Photozellen verschiedenen Röhren zugeordnet sind, wird erreicht,
daß die Schranke eine wesentlich höhere Sicherheit erhält. Versagt beispielsweise
eine der Relaisanordnungen 19-21 oder 20-22, so spricht die andere an, weil in der
Praxis bei Verdunkelung der Gitterschranke nicht nur ein Lichtstrahlenbündel, sondern
stets mindestens zwei benachbarte Lichtstrahlenbündel abgedunkelt werden.
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Nach der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, jedes Lichtstrahlenbündel
auf zwei lichtempfindliche Zellen einwirken zu lassen, die je einem anderen Relais
zugeordnet sind. Beispielsweise werden die zwei Zellen jeweils dicht benachbart
hinter einer jeden Blendenöffnung 15 angebracht. Im Beispiel Abb. 2 wären dann 16
Zellen erforderlich, von denen jeweils acht einem Relais zugeordnet sind. Dadurch,
daß die Abschattung von nur einem Strahlenbündel genügt, um die Anlage zum Ansprechen
zu bringen, ist die doppelte Sicherheit gewährleistet.
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Gemäß der beschriebenen Anordnung sind die Relais 19 und 20 mit einem
Uberwachungskreis ausgerüstet. Die mit den Röhren 19 und 20 in Reihe liegenden elektromagnetischen
Relais, von denen nur die Wicklungen 21 und 22 angedeutet sind, betätigen außer
den normalen nicht gezeichneten Steuerkontakten noch zusätzliche Kontakte 23 und
24, die so geschaltet sind, daß sie bei unterschiedlicher Schaltstellung der beiden
Relais 21 und 22 den Alarmkreis 25 betätigen. Es wird dadurch erreicht, daß das
Aus-
fallen einer der beiden Relaisanordnungen rechtzeitig gemeldet wird, da wie
wie oben ausgeführt die die Doppelblesetzung der Schranken mit zwei Relaissystemen
die Schutzwirkung als solche nicht ausschließt und das Ausfallen der einen Relaisanlage
übersehen werden könnte.
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PATENTANSPRtJCHE: 1. Lichtelektrische Schalteinrichtung mit mehreren
lichtempfindlichen Zellen, die nur einem elektrischen Relais zugeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zellen je mit einem Widerstand in Reihe geschaltet und die
Verbindungspunkte Zelle/Widerstand je über einen Gleichlichter mit dem Relais verbundell
sind, so daß bei Potentialänderungen des Verbindungspunktes Zelle/Widerstand in
nur einer Richtung eine Strom- bzw. Spannungsänderung am Relais auftritt.
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2. Lichtelektrische Schalteinrichtung nach Anspruch 1 unter Benutzung
einer Verstärkerröhre mit Steuerelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungspunkte
Zelle/Widerstand je über getrennte Gleichrichter über einen gemeinsamen Kopplungswiderstand
mit der Steuerelektrode gekoppelt sind.
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3. Lichtelektrische Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 in Form
eines Schutzgitters an Maschinen od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die zum Lichtgitter
gehörenden lichtempfindlichen Zellen abwechselnd in Gruppen zusammengefaßt sind,
wobei jede Gruppe einem Relais zugeordnet ist.
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4. Lichtelektrische Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Lichtstrahlenbündel mit zwei lichtempfindlichen Zellen ausgerüstet ist,
die je einem anderen Relais zugeordnet sind.