DE1019764B

DE1019764B - Photoelectric switching device

Info

Publication number: DE1019764B
Application number: DEF20753A
Authority: DE
Inventors: Lothar Franke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-07-10
Filing date: 1956-07-10
Publication date: 1957-11-21

Description

Lichtelektrische Schalteinrichtung Bei licht elektrischen Schalteinrichtungen ist es zuw weilen erforderlich, mehrere Photozellen anzuordnen.Photoelectric switching device For photoelectric switching devices it is sometimes necessary to arrange several photocells.

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.Especially with light curtains, such as those used for hazard protection to be used on machines, it is common for a larger number of individual light barriers to use, which together switch off the machine as soon as one of the light barriers or several are operated by operating persons. Assign each photocell a special relay, the effort is too great and one is therefore forced to assign several light-sensitive cells to one relay. One has to this Purpose the photocells are connected either in parallel or in series. In both cases there are disadvantages: on the one hand, they are available for controlling the relays the relative current or voltage changes are smaller than cells apply; on the other hand, especially with series connections, high Voltages required, and it occurs, especially with photocells with external photoelectric effect, considerable time constants in appearance. Furthermore let only use the relatively insensitive vacuum cells, as the cells are gas-filled fail at the high operating voltages. The invention avoids these disadvantages.

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. It is characterized in that it has an electrical relay assigned light-sensitive cells each connected in series with a resistor and that the connection points cell / resistor each have a rectifier are connected to the relay, so that when the potential of the connection point changes Cell / resistance in only one direction on the relay, a change in current or voltage occurs.

Beispiele der Erfindung geben die Abbildungen.Examples of the invention are given in the figures.

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. Fig. 1 shows the use of three light-sensitive cells in Connection to an amplifier tube with control electrode and downstream relay; Fig. 2 shows a grid protection barrier using two relay systems, each of which is assigned four photocells.

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. In the example in Fig. 1, the photocells 1, 2, 3 are each in series a resistor 5. The connection points between the photocell and the resistor are each via a rectifier 6 and the common resistor 7 to the grid 8 the amplifier tube 4 coupled. With 9 is an electromagnetic relay that is too is used for other controls. As long as the three photocells 1, 2, 3 are exposed, are the potentials of the connection points between photocells 1, 2, 3 and resistors 5 positive.

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.Since the rectifiers 6 block the current in this direction, that is Potential of the grid 8 practically only via the resistor 7, which is at the cathode potential the tube 4 is defined. The tube carries electricity. Will but one of the photocells 1, 2, 3 switched off, the potential of the associated connection point drops corresponding to the negative bias voltage across the associated resistor 5 to negative Values. In this direction, however, the associated rectifier 6 is conductive, and a current flows from the cathode of the tube 4 via the resistor 7, the rectifier 6 and the resistor 5. The grid 8 of the tube 4 thus becomes negative, and the tube locks.

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. The fact that photocells 2 and 3 still carry photocurrent lead is irrelevant because of the high resistance of the associated rectifier 6 cannot prevent the grid voltage from shifting towards negative values. The throttling has the same effect in this device as if only the a darkened photocell would be present and it would take the full power of the Photocell used without the effect being impaired by further photocells will. This arrangement also has the advantage that the failure of a of the photocells 1 to 3, for example due to the occurrence of an undesired Conductivity inside the photocell, the workability of the remaining ones Cells does not cancel, which is of fundamental importance, especially in the case of protective grating systems Advantage is. It is obvious that in the circuit mentioned, gas cells or Resistance cells can be used because they are in terms of shadowing each cell behaves as if it were alone in connection with the relay system.

Abb. 2 zeigt die Anwendung einer solchen Einrichtung für die Schaffung einer Lichtgitterschranke, wie sie zum Schutze von Personen an Pressen u. dgl. Fig. 2 shows the application of such a device for creation a light curtain, as used to protect people on presses and the like.

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.Is used. The two housings 10 and 11 are in front of the dangerous Space arranged. In the housing 10 are the incandescent lamps 12, which have optics 13 and 14 emit parallel bundles of rays, which through corresponding optics 13 and 14 in the housing 11 via the diaphragms 15 onto the photocells 16 reach. In the present example, the photocells belonging to the light beams 13 are 16 assigned to a different amplifier tube 19 as the photocells 16, which you Receive light via the beam 14. The latter are a second amplifier 20 assigned. With 17 the resistors are designated with which the photocells 16 are in series, and with 18 the rectifier between the connection points of photocells and resistors and the grids 8 of the amplifier tubes 19 and 20 lie. The amplifier tubes are set via contactors and the like in a manner known per se Shut down the machine, see if a person intervenes in the radiation grid. Through this, that adjacent photocells are assigned to different tubes is achieved, that the barrier is given a much higher level of security. For example, it fails one of the relay arrangements 19-21 or 20-22, the other responds because in the Practice when darkening the barriers not just a bundle of light rays, but at least two adjacent light beams are always darkened.

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. According to the invention, it is particularly advantageous to use each light beam to act on two light-sensitive cells, each with a different relay assigned. For example, the two cells are each closely adjacent mounted behind each aperture 15. In the example in Fig. 2 there would be 16 Cells required, eight of which are assigned to a relay. Through this, that the shadowing of only one beam is enough to make the system respond double security is guaranteed.

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. According to the arrangement described, the relays 19 and 20 are with a Monitoring circuit equipped. The electromagnetic ones lying in series with the tubes 19 and 20 Relays, of which only the windings 21 and 22 are indicated, operate except the normal control contacts, not shown, have additional contacts 23 and 24, which are switched so that they are in different switch positions of the two Relays 21 and 22 activate alarm circuit 25. It is achieved by the The end- fall one of the two relay arrangements is reported in time because how As stated above, the double occupancy of the barriers with two relay systems the protective effect as such does not exclude and the failure of one relay system could be overlooked.

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. PATENT CLAIMS: 1. Photoelectric switching device with several light-sensitive cells, which are assigned to only one electrical relay, thereby characterized in that the cells are each connected in series with a resistor and the Connection points cell / resistor each connected to the relay via a constant light are, so that when the potential of the connection point cell / resistor changes in a current or voltage change occurs at the relay in only one direction.

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. 2. Photoelectric switching device according to claim 1 using an amplifier tube with control electrode, characterized in that the connection points Cell / resistor each via separate rectifiers via a common coupling resistor are coupled to the control electrode.

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. 3. Photoelectric switching device according to claim 1 or 2 in the form a protective grille on machines or the like., characterized in that the light grille belonging light-sensitive cells are alternately combined in groups, each group being assigned to a relay.

4. Lichtelektrische Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lichtstrahlenbündel mit zwei lichtempfindlichen Zellen ausgerüstet ist, die je einem anderen Relais zugeordnet sind. 4. Photoelectric switching device according to claim 3, characterized in that that each light beam is equipped with two light-sensitive cells, which are each assigned to a different relay.

Claims

5. Photoelectric switching device according to claim 3 or 4, characterized by arranging a monitoring circuit that is switched on by the relay as soon as the relays have a different switching position.