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Einrichtung zur Steuerung von Sonnenblenden, Storen u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung von Sonnenblenden, Storen, Sonnen- schutzvorhängen u. dgl., bestehend aus mindestens einem auf die Sonneneinstrahlung ansprechenden Füh- ler, einem elektronischen Verstärker, Schaltglieder und einem die Blende bzw. den Storen öffnenden bzw. schliessenden oder hebenden und senkenden Motor.
Einrichtungen dieser Art sind bekannt. Ihr Nachteil liegt vor allem darin, dass sie unabhängig da- von ansprechen, ob der Fühler nun direkt von der Sonneneinstrahlung betroffen wird, oder ob nur ein starkes diffuses Licht vorhanden ist, wie es beispielsweise im Winter bei Schneelagen beobachtetwerden kann. Es musste die Erfahrung gemacht werden, dass diese Einrichtungen selbst dann angesprochen ha- ben, wenn bei einer dünnen Wolkendecke Schneefall vorlag, wobei zwar eine relativ grosse Hellig- keit herrschte, ohne dass jedoch eine direkte Sonneneinstrahlung zu beobachten und zu bemerken war.
Das Schliessen von Sonnenblenden und Storen unter solchen Umständen ist jedoch nicht erwünscht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln diese Nach- teile zu beheben vermag. Wie Versuche zeigten, gelingt dies überraschenderweise dadurch, dass die
Basis der Störgrösse (Widerstand, Spannung, Strom) unter Wärme- oder Lichteinfall in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Temperatur oder Helligkeit verschiebbar ist. Zweckmässigerweise gelingt dies dadurch, dass mindestens zwei licht-und/oder wärmeempfindliche Fühler (Photoelement, Photowiderstand, Photozelle, Photodiode, Phototransistor, Solarzellen, Thermistoren) vorgesehen sind, wobei der eine Fühler im unmittelbaren Einstrahlbereich der Sonne angeordnet ist und der andere Fühler im Schatten liegt. Dank dieses Fühleraufbaues, der den Verstärker steuert, der wieder das Ein- bzw.
Ausschaltsignal für den Motor zum Heben und Senken bzw. zum Ein- oder Ausfahren des Sonnenschutzvorhanges gibt, konnte der eingangs erwähnte Nachteil wirkungsvoll behoben werden. Handelt es sich beispielsweise um eine Sonnenschutzeinrichtung im Zusammenhang mit einem Schaufenster, in welchem lichtempfindliche Waren aufgestellt sind, so wird der eine Fühler im Bereich der Schaufensterscheibe befestigt, u. zw. in jenem Bereich, der von der einfallenden Sonnenstrahlung direkt getroffen wird, wogegen der andere Fühler im Schatten liegt, also beispielsweise im Bereich der Decke des Schaufensters bzw. der oberen Begrenzung desselben oder sonst im Schatten. Als Fühler eignen sich Photowiderstände, Photozellen, Photoelemente, Photodioden, Phototransistoren, Solarzellen und Thermistoren.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert, ohne sie dadurch einzuschränken. Es zeigen : Fig. l ein schematisches Schaltbild ; Fig. 2 die Anordnung der Fühler in einem Schaufenster und die Fig. 3 und 4 Widerstandskennlinien und deren Arbeitspunkte, Fig. 5 veranschaulicht eine weitere Schaltungsmöglichkeit.
Ein Vorhang --1-- in Form einer Sonnenschutzblende ist mittels eines Motors --M-- auf einer Welle --2-- auf- bzw. abwickelbar. Der Motor --M-- wird über einen Schalter-S-- ein-und ausgeschaltet, wobei dieser Schalter manuell über die Kontakte-3-zu betätigen ist oder aber automatisch über den Verstärker-V-, der vom Lichtfühler seine Steuerimpulse erhält. Dieser Fühler --F-- besteht nun aus einer mit Wechsel- oder Gleichspannung gespeisten Wheatston'schen Brücke aus zwei Zweigen, wobei der eine Zweig einen lichtempfindlichen Widerstand-A-, ein Potentiometer --4-- mit Mittel-
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abgriff und einen Arbeitswiderstand --5-- aufweist, der andere Zweig einen lichtempfindlichen Widerstand --B-- und einen Arbeitswiderstand --6--.
Beide Zweige der Wheatston schen Brücke liegen bezüglich der Gleichspannungsquelle parallel zueinander. Der Diagonalpunkt der Brücke ist an Masse an-
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teristiken, doch sind sie innerhalb der zu steuernden Anlage so angeordnet, dass der Photowiderstand --A- der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, wogegen der Photowiderstand-B-stets im Schatten liegt. Am Beispiel eines Schaufensters, das lichtempfindliche Waren zeigt, ist dies veranschaulicht. Unmittelbar an der Schaufensterscheibe-9- (Fig. 2) liegt der Photowiderstand --A--, wobei selbstverständlich bei Schaufenster entsprechender Grösse und unterschiedlicher Lichteinfälle mehrere Photowiderstände --A-- vorgesehen sein können.
Der andere lichtempfindliche Widerstand-B- innerhalb der Wheatston Ischen Brückenschaltung liegt nahe der Decke --10des Schaufensters und kann noch zusätzlich durch eine Blende-11-abgedeckt sein, falls das Schaufenster stark reflektierende Waren enthält, um so den Widerstand --B-- vor direktem Lichteinfall zu schützen.
Wenn hier die beiden Widerstände --A und B-- räumlich getrennt sind, so ist zu beachten, dass diese auch zu einer einzigen Baueinheit zusammengefasst werden können, mit einer dem Lichteinfall ausgesetzten Vorderseite und einer im Schatten liegenden Rückseite, was die Leitungsführung vereinfacht.
Die Wirkungsweise der Einrichtung wird an Hand der beiden Charakteristiken (Fig. 3 und 4) veranschaulicht, die die Widerstandskennlinien der Photowiderstände in Abhängigkeit von Helligkeit zeigen. Wird davon ausgegangen, dass beide Photowiderstände --A und B-- dieselbe Charakteristik aufweisen, was zumindest annähernd zutrifft, so wird angenommen, dass vorerst eine HeIligkeit--H1-- am Photowiderstand-A-herrscht, wie sie bei bedecktem Himmel vorliegt,. eine direkte Sonneneinstrahlung ist nicht vorhanden. In Fig. 3 ist der Arbeitspunkt des Photowiderstandes-A-mit A und der des Widerstandes --B-- mit B bezeichnet, unter der Voraussetzung, dass der Photowiderstand-A-, wie erwähnt, von der Helligkeit-H -getroffen ist.
Da der Photowiderstand --B-- im Schatten liegt, ist die auf ihn einwirkende Helligkeit geringer als Die beiden Widerstände --A und B-besitzen nur eine geringe Widerstandsdifferenz-AR-und die Brücke ist über das Potentiometer --4-- so abgestimmt, dass die dadurch bedingte Spannungsdifferenz an der Brückendiagonale nicht ausreicht, den Motor --M-- über über den Verstärker --V-- und den Schalter-S-zum Absenken des Vorhanges-l-ein- zuschalten.
Dringt die Sonne nun durch und treffen ihre Strahlen den Photowiderstand --A--, so wandert sein Arbeitspunkt auf der Kennlinie nach Fig. 3 nach --A1--. Infolge der einfallenden Lichtstrahlen wird zwar der Deckenbereich-10- (Fig. 2) aufgehellt, doch bringt dieses Anwachsen der Helligkeit an der Decke den Arbeitspunkt des Photowiderstandes--B-höchstens bis zum Arbeitspunkt --BI -- Fig. 3).
Die nunmehr vorliegende Widerstandsdifferenz-AR --reicht aber aus, den Verstärker --V-- an- sprechen zu lassen, so dass der Vorhang --1-- über den Motor-M-gesenkt wird.
An Hand der Charakteristik nach Fig. 4 werden nun die Verhältnisse geschildert, die dann vorliegen, wenn starkes diffuses Licht herrscht. Ausgegangen wird dabei wieder von einer auf den lichtempfindlichen Widerstand --A-- einwirken den Helligkeit --H1-0-, der, wie vorstehend, die beiden Arbeitspunk- te --A und B-- der lichtempfindlichen Widerstände --A und B-- auf den Kennlinien entsprechen. Ändern sich nun die Witterungsverhältnisse, so dass die Helligkeit --Hl-- sich in die diffuse Helligkeit--H - ändert, ohne dass jedoch eine direkte Sonneneinstrahlung vorliegt, so wandert der Arbeitspunkt des Widerstandes-A--nach--A,--.
Da jedoch auch der im Schatten liegende Widerstand --B-- von die-
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dert hat, so dass trotz der herrschenden relativ grossen Helligkeit der Verstärker nicht anspricht, was zu erreichen Sinn und Zweck der Erfindung ist. Dies wird, wie bereits erwähnt, im wesentlichen dadurch erreicht, dass die Bemessungsbasis für die Widerstandsänderung des Photowiderstandes-A-selbst von der Helligkeit gesteuert und nachgezogen wird.
Da sich die Richtung des einfallenden Sonnenlichtes während des Tages infolge des scheinbaren Laufes der Sonne um die Erde ständig ändert, kann es durchaus zweckmässig sein, mehrere Photowider- stände-A-vorzusehen. In Fig. 1 wurde dem Umstand, dass der Photowiderstand --B-- im Schatten liegt, dadurch symbolisch Rechnung getragen, dass zwei parallele Striche zu beiden Seiten des
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Widerstandssymboles --B-- eingetragen wurden, die die Abdeckung bzw. das im-Schatten-Liegen ver- sinnbildlichen sollen. Selbstverständlich ist es möglich, innerhalb der Steuereinrichtung Verzögerungs- glieder vorzusehen, so dass ein momentaner Lichteinfall, der nur kurzzeitig wirkt, die Anlage nicht in
Betrieb setzen kann.
Solche Möglichkeiten treten auf, wenn der Himmel teilweise bedeckt ist, so dass zeitweise und stets nur kurz die Sonne durchdringen kann, oder wenn beispielsweise ein Passant vor einem Schaufenster steht und mit seinem Körperschatten zufälligerweise das Photoelement --A-- ab- deckt bzw. beschattet. Die Einstellung des Potentiometers --4-- erfolgt zweckmässig bei der Montage der Einrichtung.
Beim vorstehend geschildertenAusführungsbeispiel nach Fig. l liegen die beiden lichtempfindlichen Photowiderstände --A und B-- auf derselben Seite des Diagonalzweiges der Wheatston Ischen Brücke (s. Fig. l), so dass diese Widerstände parallelgeschaltet sind. Grundsätzlich ist es möglich, diese licht- empfindlichen Photowiderstände in Serie zu schalten, d. h., dass in Fig. l an die Stelle des Arbeitswi- derstandes --5-- der Photowiderstand --B-- tritt und an die Stelle des Photowiderstandes-B-ein Ar- beitswiderstand.
Eine vereinfachte Schaltung ist dann möglich, wenn die lichtempfindlichen Widerstände-A'und B 1-- in Serie geschaltet werden und zwischen diesen beiden Widerständen, vorzugsweise über ein Po- tentiometer, der Verstärkereingang angeschlossen ist, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, wodurch ebenfalls der angestrebte Erfolg erzielbar ist. Auch in diesem Falle liegt eigentlich eine Brückenschaltung vor, da der Parallelzweig der Brücke durch die innere Schaltung des Verstärkers gegeben ist, wobei jedoch in diesem Falle die Spannung, an welcher die Photowiderstände liegen, vom Verstärker kommt, wogegen beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l für die Speisung der Wheatstonischen Brücke eine eigene Span- nungsquelle erforderlich ist.
Im Zusammenhang mit den vorstehend geschilderten Ausführungsbeispielen war stets von licht- empfindlichen Widerständen --A und B-- die Rede. Es sei ausdrücklich erwähnt, dass an Stelle von sol- chen Photowiderständen selbstverständlich auch andere Fühler treten können, u. zw. nicht nur solche, die auf Grund des Lichteinfalles ihre Charakteristik ändern, sondern auch solche, bei denen diese Än- derung durch Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe erfolgt. Mit der Sonnenstrahlung ist stets die Entwicklung von Wärme verbunden, was daher für die Steuerung von Sonnenschutzvorhängen od. dgl. verwendet werden kann.
Da die Wärmeentwicklung infolge der einfallenden Strahlung wesentlich träger ist als die durch Lichteinfall bewirkte Reaktion der Fühler, können, sofern für die erwähnte Steuerung wärmeempfindliche Fühler (Thermistoren) verwendet werden, aufwendige Verzögerungsschaltungen eingespart werden, die andernfalls notwendigerweise benutzt werden müssen, um bei einer kurzzeitigen Unterbrechung des Lichteinfalles (Vorbeigang eines Passanten vor dem Schaufenster) die Anlage nicht zum Ansprechen bringen. Für den der Fühlerschaltung nachfolgenden Verstärker für die nachfolgenden Schaltglieder u. dgl. können herkömmliche Einrichtungen verwendet werden.
Wesentlich ist für die Erfindung, dass die Basis der Störgrösse und der Wärme- oder Lichteinfall in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Helligkeit oder Temperatur verschiebbar ist, um so den angestrebten erfindungsgemä- ssen Zweck erreichen zu können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Steuerung von Sonnenblenden, Storen, Sonnenschutzvorhängen u. dgl., bestehend aus mindestens einem auf die Sonneneinstrahlung ansprechenden Fühler, einem elektronischen Verstärker, Schaltgliedern und einem die Blende bzw. den Storen öffnenden bzw. schliessenden oder hebenden und senkenden Motor, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis der Störgrösse (Widerstand, Spannung, Strom) unter Wärme- oder Lichteinfall in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Helligkeit oder Temperatur verschiebbar ist.