DE20103887U1

DE20103887U1 - Nachführungseinrichtung für Hohlspiegel

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Publication number: DE20103887U1
Application number: DE20103887U
Authority: DE
Original assignee: GAB GES fur ARBEITS und BERUF
Current assignee: GAB GES fur ARBEITS und BERUF
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2001-06-07
Anticipated expiration: 2011-03-07

Description

TERMEER STEINMEISTER & PARTNER GBR PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Peter Urner, Dipl.-Phys. Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH) Mauerkircherstrasse 45 D-81679 MÜNCHEN

Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing. Manfred Wiebusch

Artur-Ladebeck-Strasse D-33617 BIELEFELD

51

GAB POl / Ol / G

St/mü/bf.

5.3.2001

GAB

Gesellschaft für Arbeitsund Berufsförderung mbH Meisenstr. 65 33607 Bielefeld

"NACHFÜHRUNGSEINRICHTUNG FÜR HOHLSPIEGEL"

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NACHFÜHRUNGSEINRICHTUNG FÜR HOHLSPIEGEL

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nachführungseinrichtung für Hohlspiegel zur Nutzung von Sonnenenergie, mit zwei Stellantrieben zum Schwenken des Hohlspiegels um zwei zueinander senkrechte Achsen.

Hohlspiegel bieten eine besonders einfache und effiziente Möglichkeit zur Nutzung der Sonneneinstrahlung. Zu diesem Zweck wird ein Hohlspiegel auf die Sonne ausgerichtet, in dessen Fokus üblicherweise ein Absorber zur Aufnahme der Wärmeenergie angeordnet. Solche Konstruktionen werden auch als Sonnenöfen bezeichnet und bieten vielfältige Nutzungsmöglichkeiten, wie beispielsweise das Betreiben einer Kochstelle.

Damit die auf die Spiegeloberfläche fallende Strahlung effektiv genutzt werden kann, ist es erforderlich, die Strahlung im Fokus des Hohlspiegels möglichst punktgenau zu bündeln. Eine genaue Fokussierung ist besonders dann von Bedeutung, wenn der Absorber aus konstruktiven Gründen sehr klein ist. Dies ist jedoch nur dann gewährleistet, wenn der Spiegel exakt auf die Sonne ausgerichtet ist, d.h., dajß die Spiegelachse genau auf die Sonne weist. Damit die Ausrichtung während des Laufs der Sonne erhalten bleibt, muß der Hohlspiegel durch die Stellantriebe nachgeführt werden.

Eine exakte Steuerung der Stellantriebe ist jedoch problematisch. Werden die Stellantriebe von Hand betätigt, so erfolgt die Nachführung nicht mit hinreichender Genauigkeit. Die erforderliche Präzision läßt sich jedoch auch durch eine programmierte Steuerung der Stellantriebe nur schwer erreichen, da sich praktisch nicht verhindern läßt, daß die Ausrichtung während der Bewegung über einen längeren Zeitraum hinweg verlorengeht und der Hohlspiegel während des Laufs der Sonne von einer Bedienungsperson kontrolliert und nachjustiert werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nachführungseinrichtung für Hohlspiegel der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine exaktere Nachführung des Hohlspiegels entsprechend dem Lauf der Sonne gewährleistet und die mit den herkömmlichen Nachführungseinrichtungen verbundenen Probleme überwindet.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäj3 durch eine am Hohlspiegel angebrachte Visiereinrichtung gelöst, die zwei senkrecht auf einer Grundplatte stehende und zueinander senkrechte Abschattungswände sowie eine Anzahl optischer Sensoren aufweist, die auf Grundplatte um die Abschattungswände herum angeordnet sind und an eine Steuereinheit zur Steuerung der Stellantriebe in Abhängigkeit vom Beleuchtungszustand der Sensoren angeschlossen sind.

Diese Visiereinrichtung kann beispielsweise am Rand des Hohlspiegels befestigt sein, so daß sie gemeinsam mit dem Hohlspiegel nachgeführt wird. Die Grundplatte ist so orientiert, daß sie senkrecht zur Spiegelachse steht und beide Abschattungswände infolgedessen parallel zur Spiegelachse ausgerichtet sind. Für die Positionen der Abschattungswände zueinander sind verschiedene Anordnungen denkbar, solange die Voraussetzung erfüllt bleibt, daß die Wände rechtwinklig zueinander stehen.

Durch die optischen Sensoren läßt sich feststellen, in welchem Winkel die Abschattungswände zur Richtung der Sonneneinstrahlung stehen. Ist der Hohlspiegel exakt auf die Sonne ausgerichtet, so werden alle optischen Sensoren beleuchtet. Schließt jedoch die Hauptachse des Spiegels einen Winkel mit der Sonnenrichtung ein, so wirft zumindest eine der Wände einen Schatten, der einen auf der Schattenseite der Wand angeordneten Sensor verdunkelt, während der Sensor an der gegenüberliegenden Wandseite von der Sonne beschienen wird.

Durch einen Vergleich der Beleuchtungszustände der Sensoren untereinander läJ3t sich also leicht feststellen, in welche Richtung der Hohlspiegel geschwenkt werden muß, um die Spiegelachse wieder auf die Sonne auszurichten.

Wird ein solcher Vergleich an beiden Abschattungswänden bzw. den diesen zugeordneten Sensoren vorgenommen, so läßt sich die Position des Hohlspiegels in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen korrigieren. Eine Nachführung des Betriebs der Anordnung ist somit auch über einen längeren Zeitpunkt möglich, ohne daß eine Kontrolle durch eine Bedienungsperson oder eine Nachjustierung erforderlich ist. Die Genauigkeit der Ausrichtung hängt davon ab, wie nah die Sensoren an den Abschattungswänden angeordnet sind und wie hoch die Wände sind. Je kleiner der Abstand und je höher die Wand, desto größer ist

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die Genauigkeit, da ein unmittelbar an der Wand angeordneter Sensor dann bereits bei einer kleinen Winkelabweichung beschattet wird.

Vorzugsweise ist jeder Abschattungswand ein Sensorenpaar auf solche Weise zugeordnet, daß auf jeder Seite der Wand ein Sensor des Paars angeordnet ist und die Sensoren somit durch diese Wand voneinander getrennt sind. Dieses Paar von Sensoren ist in eine elektrische Schaltung der Steuereinheit integriert, die zur Steuerung eines Stellmotors jeweils eines Stellantriebs in Abhängigkeit vom Beleuchtungszustand der Sensoren des Paars vorgesehen ist. Die Schaltung kann dann unterscheiden, welcher der Sensoren beleuchtet und welcher beschattet ist und den Stellmotor gemäß diesen Zuständen ansteuern. Durch diese Anordnung wird der Hohlspiegel automatisch in die Richtung gefahren, in der sich die Sonne befindet. Für die beiden Stellantriebe sind somit zwei Schaltungen in die Steuereinheit integriert, die entsprechend den Raumrichtungen unabhängig voneinander arbeiten können.

Für die Auswertung der Beleuchtungszustände des Sensorpaars läßt sich eine geeignete Schaltungsanordnung verwenden. Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäj3en Nachführungseinrichtung mit entsprechenden Schaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 7.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachführungseinrichtung sind die Abschattungswände der Visiereinrichtung so angeordnet, daß sie einander kreuzen und vier auf der Grundplatte angeordnete Sensoren durch die Balken des Kreuzes voneinander getrennt werden. Da die Wände rechtwinklig zueinander stehen, wird die Fläche der Grundplatte durch das Kreuz in vier Winkelbereiche von jeweils 90° unterteilt, in denen die erwähnten vier Sensoren angeordnet sind, und zwar zweckmäßigerweise in den Ecken zwischen den Balken. Diese Anordnung ist sehr einfach und platzsparend.

Eine Auswertung der verschiedenen Beleuchtungszustände der Sensoren kann beispielsweise durch eine entsprechend progammierte Steuereinheit geschehen, die die logischen Zustände der Sensoren abfragt und beide Stellantriebe entsprechend diesen Zuständen steuert.

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Vorzugsweise ist auf der Grundplatte ein weiterer optischer Sensor angebracht, der von einer senkrecht auf der Grundplatte aufragenden zylindrischen Hülse umschlossen wird. Dieser Sensor kann dazu benutzt werden, die genaue Ausrichtung des Hohlspiegels auf die Sonne zu registrieren, und zwar indem die Hülse parallel zur Spiegelachse orientiert wird. Der Sensor wird in diesem Fall nur dann beleuchtet, wenn die Sonne genau in die Hülse scheint und den am Boden angebrachten Sensor beleuchtet. Dieser Zustand kann ein Signal auslösen, das eine Bewegung der Nachführungseinrichtung unterbricht, bis die Sonne weiterwandert und dieser Sensor wieder im Schatten liegt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 10 bis 13.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der erfin-

dungsgemäßen Nachführungseinrichtung;
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Nachführungseinrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Schaltbild einer ersten Schaltung einer Steuereinheit der

Nachführungseinrichtung aus Fig. 1;
25

Fig. 4 ist eine seitliche Teilansicht einer weiteren Ausführungsform der

erfindungsgemäj3en Nachführungseinrichtung;

Fig. 5 ist ein Schaltbild einer zweiten Schaltung für die Nachführungs-

einrichtung aus Fig. 1;

Fig. 6 ist ein Schaltbild einer dritten Schaltung für die Nachführungs

einrichtung aus Fig. 1;

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Fig. 7 ist ein Teil-Schaltbild, das Einzelheiten der Schaltung aus Fig. 6

zeigt;

Fig. 8 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfin-

dungsgemäßen Nachführungseinrichtung; und

Fig. 9 ist eine Seitenansicht der der Nachführungseinrichtung aus Fig.

8.

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Die in Fig. 1 gezeigte Visiereinrichtung 10 ist starr am Rand eines Hohlspiegels 12 befestigt, der in Fig. 1 nur teilweise dargestellt ist. Die Visiereinrichtung 10 umfaßt eine rechteckige Grundplatte 14, auf der zwei Abschattungswände 16,18 senkrecht aufragen, die im rechten Winkel zueinander stehen. Die gesamte Visiereinrichtung 10 ist gegenüber dem Hohlspiegel 12 so ausgerichtet, daß die Ebenen der Abschattungswände 16,18 parallel zur nicht dargestellten Hauptachse des Hohlspiegels 12 stehen. Die Blickrichtung in Fig. 1 entspricht der Hauptachse des Spiegels 12, so daß der Blick genau senkrecht auf die Grundplatte 14 und auf die Oberkanten der Abschattungswände 16,18 fällt.

Zwei Paare optischer Sensoren 20,22 sowie 24,26 sind auf der Grundplatte auf solche Weise angeordnet, daß auf jeder Seite einer Abschattungswand 16,18 jeweils ein Sensor 20,22,24,26 des Paars angeordnet ist, d.h. die Sensoren eines Paars sind durch eine Abschattungswand 16,18 voneinander getrennt.

Darüber hinaus ist auf der Grundplatte 14 ein fünfter optischer Sensor 28 angeordnet, der von einer senkrecht auf der Grundplatte 14 aufragenden zylindrischen Hülse 30 umschlossen wird.

Fig. 2 zeigt die Visiereinrichtung 10 in einer Seitenansicht, so daß der Blick auf die in Fig. 1 linke Seite der Abschattungswand 18 fällt. Die Hauptachse des Hohlspiegels 12 verläuft oberhalb der Visiereinrichtung 10 und parallel zu der in Fig. 2 oberen Abschattungswand 16. Am Beispiel dieser Abschattungwand 16 und des ihr zugeordneten Sensorenpaars 20,22 läßt sich die Funktionsweise der Visiereinrichtung erläutern. Ist die Visiereinrichtung 10 so orientiert, daß die

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Hauptachse des Spiegels genau auf die Sonne ausgerichtet ist, so wirft die Abschattungswand 16 keinen Schatten, und das Licht fällt auf beide Sensoren 20,22 des Paars. Wird der Hohlspiegel 12 mitsamt der Visiereinrichtung 10 jedoch aus dieser Position aufwärts, d.h., im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, so wirft die Abschattungswand 16 einen Schatten auf den oberen Sensor 20, während der gegenüberliegende Sensor 22 des Paars beleuchtet bleibt. Derselbe Effekt tritt an der Abschattungswand 18 beim Schwenken des Hohlspiegels 12 nach links oder rechts in entsprechender Weise auf.

Anhand der unterschiedlichen Beleuchtungszustände der Sensoren 20,22,24,26 läßt sich also leicht feststellen, ob zumindest eine der Wände 16,18 auf die Sonne ausgerichtet ist. Insbesondere lassen sich die Sensoren 20,22,24,26 an eine Steuereinheit anschließen, die zur Steuerung von Stellantrieben dient, welche den Hohlspiegel 12 um zwei zueinander senkrechte Raumachsen schwenken können.

Es ist zu beachten, daß der innerhalb der Hülse 30 angeordnete Sensor 28 ausschließlich dann beleuchtet wird, wenn die Achse der Hülse 30 genau auf die Sonne ausgerichtet wird. Daher kann das Signal dieses Sensors 28 zur Feststellung einer Sollposition des Hohlspiegels 12 herangezogen werden.

Fig. 3 zeigt eine in die Steuereinheit integrierte Schaltung 32, die zur Steuerung eines Stellmotors zum Schwenken des Hohlspiegels 12 um eine Raumachse dient. Insgesamt sind also zwei solcher Schaltungen 32 erforderlich, um eine Nachführung des Hohlspiegels 12 um zwei Achsen zu ermöglichen.

Die Sensoren eines Paars 20,22 bzw. 24,26 sind in diesem Fall Fototransistoren 34,36, die in zwei identische, parallel geschaltete Schaltglieder 38,40 integriert sind. Jedes dieser Schaltglieder 38,40 umfaßt eine Reihenschaltung aus dem Fototransistor 34,36 und einem Relais 42,44. Beide Relais 42,44 sind als Öffner ausgebildet, d.h., wenn das Relais 42,44 Strom führt, wird der Relaiskontakt a,b geöffnet, während der Relaiskontakt im stromlosen Zustand geschlossen bleibt. Mit dem jeweiligen Relais 42,44 ist eine Diode 46,48 zum Verhindern einer induktiven Überspannung beim Ausschalten parallel geschaltet.

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Im vorliegenden Fall öffnet der Kontakt des ersten Schaltglieds 38 den Stromkreis des zweiten Schaltglieds 44 und umgekehrt, so daß etwa bei einem Stromfluß durch das Schaltglied 38 das andere Schaltglied 40 ausgeschaltet und somit deaktiviert wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß beide Schaltglieder 38,40 gleichzeitig Strom führen.

Beide Schaltglieder 38,40 sind über einen Widerstand 50 parallel an eine Spannungsquelle U angeschlossen. Außerdem ist parallel zu den beiden Schaltgliedern 38,40 ein Sperrglied 52 geschaltet. In das Sperrglied 52 ist ein Fototransistör 54 integriert, der dem innerhalb der Hülse 30 angeordneten Sensor 28 entspricht. Dieser Fototransistor 54 bildet mit einem Widerstand 56 und einem Relais 58 eine Serienschaltung. Zu dem Relais 58 ist eine Diode 60 parallel geschaltet, die eine induktive Überspannung beim Ausschalten verhindern soll. Das Relais 58 ist ebenfalls als Öffner ausgebildet und unterbricht bei einer Erregung durch einen Stromfluß durch das Sperrglied 52 den Kontakt c beider Schaltglieder 38,40 mit der Spannungsquelle U.

Die Wirkungsweise der Schaltung 32 läßt sich wie folgt beschreiben: Ist die Visiereinrichtung 10 nicht auf die Sonne ausgerichtet, so wird einer der Fototransistoren 34,36 vom Licht beschienen, während der jeweils andere von der entsprechenden Abschattungswand 16,18 beschattet wird. Außerdem befindet sich der in der Hülse 30 angeordnete Fototransistor 28 im Schatten. Das hat zur Folge, daj3 das Sperrglied 52 stromlos ist und der Kontakt c geschlossen ist, so daß die beiden Schaltglieder 38,40 mit der Spannungsquelle U verbunden sind.

Wird beispielsweise der in Fig. 3 rechte Fototransistor 36 durch das Licht aktiviert, so spricht das Relais 44 des rechten Schaltglieds 40 an und öffnet den Kontakt b, so daß das linke Schaltglied 38 gesperrt wird. Beide Schaltglieder 38,40 lassen sich an einen der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Motor auf solche Weise anschließen, daß bei stromführenden linken Schaltglied 38 der Motor in einer ersten Richtung betätigt wird, während ein Strom durch das rechte Schaltglied 40 den Motor in der Gegenrichtung antreibt.

Durch den Motor wird der entsprechende Stellantrieb so lange gefahren, bis eine Ausrichtungsposition erreicht ist, in der alle drei Fototransistoren 34,36,54 mit

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Licht beschienen werden. In dieser Situation wird jedoch das Sperrglied 52 aktiviert, so daß beide Schaltglieder 38,40 stromlos sind und der Motor abgeschaltet wird.

Beim Anfahren der Ausrichtungsposition kann es zu einer wechselseitigen Aktivierung der Schaltglieder 38,40 und einer unerwünschten Vibration um die Sollposition herum kommen. Dies läßt sich durch eine Anordnung vermeiden, durch die verhindert wird, daß beide Fototransistoren 34,36 an den gegenüberliegenden Seiten der Abschattungswand 16,18 gleichzeitig beleuchtet werden.

Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt. Es handelt sich dabei um eine Abwandlung der Visiereinrichtung aus den Figuren 1 und 2. Auf die in Fig. 4 rechts angeordnete freie Oberkante der Abschattungswand 16 ist eine schmale Leiste 64 aufgesetzt, die senkrecht zur Ebene der Wand 16 steht, so daß die Abschattungswand 16 insgesamt einen T-förmigen Querschnitt aufweist. Diese Leiste 64 ist so bemessen, daß sie die an den gegenüberliegenden Seiten der Abschattungswand 16 angeordneten Sensoren 20,22 vollständig abschattet.

Eine alternative Schaltung ist in Fig. 5 dargestellt. Diese Schaltung 70 umfaßt einen Gleichstrommotor 72, der über zwei Schaltglieder 74,76 an eine Gleichspannungsquelle U angeschlossen ist. Bei den Schaltgliedern 74,76 handelt es sich wieder um eine Reihenschaltung aus einem Fototransistor 34,36 und einem Relais 78,80. Sie sind parallel an die Spannungsquelle U angeschlossen und verbinden den Motor 72 mit dieser Spannungsquelle U auf solche Weise, daß die Polung vom Schaltzustand der Relais 78,80 abhängig ist. Dies soll nachfolgend erläutert werden.

In der Ruhestellung der Arbeitskontakte der Relais 78,80 sind beide Kontakte des Motors 72 mit dem Minuspol der Spannungsquelle U (in Fig. 5 oben) verbunden, so daß am Motor 72 keine Spannung anliegt. Werden beide Schaltglieder 74,76 gleichzeitig stromführend, indem die entsprechenden Fototransistoren 34,36 beleuchtet werden, werden beide Arbeitskontakte gleichzeitig eingeschaltet, und die Kontakte des Motors 72 liegen beide am Pluspol der Spannungsquelle U an, so daß der Motor 72 auch in diesem Fall spannungslos ist.

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Wird jedoch nur ein Sensor von der Sonne beschienen, also beispielsweise der Fototransistor 34 des in Fig. 5 linken Schaltglieds 74, so wird ausschließlich der entsprechende Arbeitskontakt des Relais 78 geschlossen, und der in Fig. 5 linke Pol des Motors 72 wird mit dem Pluspol der Spannungsquelle U verbunden, während das rechte Schaltglied 76 stromlos bleibt und der andere Pol des Motors 72 mit dem Minuspol der Spannungsquelle U verbunden bleibt. In diesem Fall liegt am Motor 72 eine Spannung an, so daj3 er in einer Bewegungsrichtung angetrieben wird. Im umgekehrten Fall, d.h., bei Beleuchtung des rechten Fototransistors 36 und abgeschattetem linken Fototransistor 34, wird die Polung entsprechend umgekehrt, und der Motor 72 wird in der Gegenrichtung angetrieben.

Fig. 6 zeigt eine eine Wheatstone-Brücke 82 zur Steuerung eines Gleichstrommotors. Die Wheatstone-Brücke 82 umfaßt zwei parallel an eine Gleichspannungsquelle U angeschlossene Schaltungszweige, zwischen denen eine Spannung an zwei Punkten A und B abgegriffen werden kann. An diesen Punkten A und B ist ein weiterer Schaltungsteil angeschlossen, der der Übersichtlichkeit halber in Fig. 6 weggelassen und in Fig. 7 dargestellt ist.

Der erste der Schaltungszweige 84 ist eine Serienschaltung aus einem festen Widerstand 86 mit dem Widerstandswert r, einer Fotodiode 88, einem veränderbaren Widerstand 90 und einer weiteren Fotodiode 92. Die Fotodioden 88,92 entsprechen den Sensoren eines Sensorenpaars 20,22 an einer Abschattungswand 16. Der veränderbare Widerstand 90 läßt sich auf den Widerstandswert r des festen Widerstands 86 einstellen.

Der in Fig. 6 obere Schaltungszweig 94 ist eine Serienschaltung aus zwei identischen Widerständen 96,98, deren Widerstandswert R größer ist als der Widerstandswert r der Widerstände 86,90.

Die Spannungs-Abgriffpunkte A und B teilen die beiden Schaltungszweige 84,94 in zwei baugleiche Teile. Das heißt, ein Abgriffspunkt A liegt am Schaltungszweig 94 zwischen den beiden Widerständen 96,98, während der andere Abgriffspunkt B am anderen Schaltungszweig 84 zwischen der Fotodiode 88 und dem veränderbaren Widerstand 90 liegt.

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Wird beispielsweise ausschließlich die linke Fotodiode 88 beleuchtet, so kann durch die linke, an dem Pluspol der Spannungsquelle U abgeschlossene Hälfte des unteren Schaltungszweigs 84 ein Strom fließen, während die andere Hälfte dieses Schaltungszweigs 84 stromlos bleibt. Außerdem kann stets ein Strom durch den oberen Schaltungszweig 94 fließen. Die resultierenden Ströme und Spannungen führen dazu, daß im vorliegenden Fall am Abgriffspunkt A eine negative und am Abgriffspunkt B eine positive Spannung anliegt. Im umgekehrten Fall, d.h., bei Beleuchtung mit der rechten Fotodiode 92, die dem Minuspol der Spannungsquelle U zugewandt ist, wird die Polung umgekehrt. Werden beide Fotodioden beleuchtet, so liegt zwischen den Punkten A und B keine Spannung an. Die Umpolung an den Abgriffspunkten A und B kann zur Steuerung eines Gleichstrommotors eingesetzt werden. Die Rolle der Schaltglieder 38,40;74,76 aus den zuvor besprochenen Schaltungen 32; 70 wird dabei von den Fotodioden 88,92 bzw. den beiden Hälften des unteren Schaltungszweigs 84 der Wheatstone-Brücke 82 übernommen.

Zur Steuerung des Gleichstrommotors kann eine Relaisanordnung verwendet werden, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist. Der in Fig. 7 gezeigte Schaltungsteil 100 ist eine Parallelschaltung aus zwei Relais 102,104, die jeweils mit einer Diode 106,108 in Serie geschaltet sind. Die Dioden 106,108 sind jedoch in entgegengesetzten Richtungen gepolt. Dies hat zur Folge, daß abhängig von der Polung der Punkte A und B ein Strom nur durch eines der Relais 102,104 fließen kann. Die nicht dargestellten Arbeitskontakte dieser Relais 102,104 dienen zum Ein-, und Ausschalten eines in geeigneter Weise geschalteten Motorstromkreises.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Visiereinrichtung 110 einer erfindungsgemäßen Nachführungseinrichtung. Diese Visiereinrichtung 110 umfaßt ebenfalls eine Grundplatte 114, auf der zwei Abschattungswände 116,118 senkrecht aufragen. Im Gegensatz zu der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Visiereinrichtung 10 kreuzen die Wände 116 und 118 jedoch einander und teilen sich gegenseitig in ihrer Mitte, so daß sie in der Draufsicht in Fig. 8 ein Kreuz darstellen. Die vier Balken dieses Kreuzes teilen die Fläche der Grundplatte 114 in vier verschiedene Winkelbereiche von jeweils 90° auf. In jeweils einem dieser Bereiche ist ein optischer Sensor 20,22,24,26 angeordnet, so daß sich auf jeder Seite einer Abschattungswand 114,116 jeweils zwei Sensoren 20,22,24,26 befinden.

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Durch die Auswertung der Beleuchtungszustände der einzelnen Sensoren läßt sich feststellen, in welche Richtung die Stellantriebe zu bewegen sind, damit der Hohlspiegel 12 auf die Sonne ausgerichtet wird. Dies kann durch eine geeignete analoge oder digitale Schaltung geschehen. Insbesondere ist es möglich, einen programmierbaren Logikbaustein in die Steuereinheit zu integrieren, der durch ein geeignetes Programm die logischen Zustände der Sensoren 20,22,24,26 abfragt und ein entsprechendes Signal an die Stellmotoren weitergibt.

Der optische Sensor 28, der von einer senkrecht auf der Grundplatte 114 aufragenden zylindrischen Hülse 30 umgeben ist, hat eine vergleichbare Funktion wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Es ist denkbar, diese Hülse 30 mit dem Sensor 28 an anderer Stelle auf der Grundplatte 114 zu plazieren, und zwar insbesondere auch in der Mitte des durch die Abschattungswände 116,118 gebildeten Kreuzes, so daj3 die jeweiligen Wände 116,118 durch die Hülse 30 geteilt werden.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Nachführungseinrichtung nicht ausschließlich für Hohlspiegel geeignet ist, sondern auch zur Nachführung vergleichbarer Anlagen zur Nutzung von Sonnenenergie oder allgemein zur Ausrichtung einer Vorrichtung auf eine annähernd punktförmige Strahlungsquelle einsetzbar ist. Denkbar ist insbesondere eine Verwendung im Zusammenhang mit Sonnenkollektoren oder Photovoltaik-Anlagen.

Claims

1. Nachführungseinrichtung für Hohlspiegel (12) zur Nutzung von Sonnenenergie, mit zwei Stellantrieben zum Schwenken des Hohlspiegels (12) um zwei zueinander senkrechte Achsen, gekennzeichnet durch eine am Hohlspiegel (12) angebrachte Visiereinrichtung (10,110) mit zwei senkrecht auf einer Grundplatte (14, 114) stehenden und zueinander senkrechten Abschattungswänden (16, 18, 116, 118) und einer Anzahl optischer Sensoren (20,22, 24, 26), die auf der Grundplatte (14, 114) um die Abschattungswände (16, 18, 116, 118) herum angeordnet sind und an eine Steuereinheit zur Steuerung der Stellantriebe in Abhängigkeit vom Beleuchtungszustand der Sensoren (20,22, 24, 26) angeschlossen sind.

2. Nachführungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschattungswand (16, 18) ein Sensorenpaar (20,22; 24, 26) auf solche Weise zugeordnet ist, daß auf jeder Seite der Abschattungswand (16, 18) ein Sensor (20,22; 24, 26) des Paars angeordnet ist, und daß das Sensorenpaar (20,22; 24, 26) in eine elektrische Schaltung (32, 70,82) der Steuereinheit integriert ist, die zur Steuerung eines Stellmotors (72) eines Stellantriebs in Abhängigkeit vom Beleuchtungszustand der Sensoren (20,22; 24, 26) des Paars vorgesehen ist.

3. Nachführungseinrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaltung (32, 70,82) zwei Schaltglieder (38, 40; 74, 76; 84) zur Betätigung des Stellmotors (72) in zwei entgegengesetzten Richtungen umfaßt, wobei in jedes Schaltglied (38, 40; 74, 76; 84) jeweils ein Sensor (34, 36; 88, 92) zur Aktivierung des Schaltglieds (38, 40; 74, 76; 88, 92) bei Beleuchtung des Sensors (34, 36; 88, 92) integriert ist.

4. Nachführungseinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaltglied (38, 40; 74, 76) ein Schaltbauteil (42, 44) umfaßt, das im Einschaltzustand des Schaltglieds (38, 40; 74, 76) das jeweils andere Schaltglied sperrt.

5. Nachführungseinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltbauteil (42, 44) ein Relais ist.

6. Nachführungseinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (72) über die Schaltglieder (38, 40; 74, 76) an eine Gleichspannungsquelle (U) angeschlossen ist, auf solche Weise, daß der Stellmotor (72) im Einschaltzustand des ersten Schaltglieds bei gleichzeitigem Ausschaltzustand des zweiten Schaltglieds in einer ersten Richtung gepolt ist und im Einschaltzustand des zweiten Schaltglieds bei gleichzeitigem Ausschaltzustand des ersten Schaltglieds in der Gegenrichtung gepolt ist.

7. Nachführungseinrichtung gemäß Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine Wheatstone-Brücke (82) bildet, an der eine Spannung zum Betrieb des Stellmotors (72) abgegriffen wird.

8. Nachführungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungswände (116, 118) einander kreuzen, und daß vier auf der Grundplatte angeordnete Sensoren (20,22, 24, 26) durch die Balken des Kreuzes (116, 118) voneinander getrennt werden.

9. Nachführungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte (14, 114) ein weiterer optischer Sensor (28) angebracht ist, der von einer senkrecht auf der Grundplatte (14, 114) aufragenden zylindrischen Hülse (30) umschlossen wird.

10. Nachführungseinrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb der Hülse (30) angeordnete Sensor (28) in ein Sperrglied (52) integriert ist, das zur Unterbrechung der Verbindung des Motors (72) mit der Spannungsquelle (U) bei Beleuchtung des Sensors (28) vorgesehen ist.

11. Nachführungseinrichtung gemäß gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Sensoren (20,22, 24, 26, 28) um Fototransistoren handelt.

12. Nachführungseinrichtung gemäß gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Sensoren (20,22, 24, 26, 28) um Fotodioden handelt.

13. Nachführungseinrichtung gemäß gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkanten der Abschattungswände (16, 18; 116, 118) T-förmig verbreitert sind.