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"Foto-elektronisches Blinksignalgerätn Die Erfindung betrifft, allgemein
gesprochen, LichtsignalgerSte, die durch Elektrizität betätigt und elektronisch
gesteuert werden und für die es vielerlei Anwendungen gibt, z.B. als Gefahrenanzeiger
wie etwa Leuchtbakenoder Befeuerung von Türmen, Antennen, Hochspannungs- und Oberleitungen,
ferner für Bojen, Landebahn- oder Anflugbefeuerungen oder zur Signalgabe an oder
für haltende Fahrzeuge oder andere Wegehindernisse oder nur als einfache Mittel
für die Beleuchtung oder Anzeige wie in Wohnungen, für Werbeanschläge oder Plakate
oder Uberwachungshilfsmittel in der Industrie.
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Es ist bekannt, in Signalisierapparaten dieser Klasse fotoelektrische
Stromkreise zu verwenden, durch die die Signallichter automatisch betätigt werden,
wenn die Umgebungsbeleuchtung
unter ein vorgegebenes Niveau sinkt,
die Vorrichtungen schalten erneut aus, wenn sich die vorgegebenen Beleuchtungsbedingungen
wieder einstellen, wenn also im bevorzugten Falle die Helligkeit wieder auf den
eingestellten Werft erhöht wird. Auf diese Weise setzen sich die gesteuerten Signalisiervorrichtungen
selbsttätig in Betrieb, wenn und solange die Umgebungslichtbedingungen es erfordern;
dazu bedarf es keines manuellen Eingriffs.
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Dennoch ist es in bestimmten Fällen wie bei der Anzeige von Hindernissen
oder stehenden Fahrzeugen auf Verkehrswegen mit geringer Verkehrsdichte oder für
die Beleuchtung von Bekanntmachungsanschlägen oder -aushängen an den Rändern solcher
Verkehrswege (wie auch für Umleitungs- oder Richtungsnnzeigen) nicht erforderlicha
daß die Leuchtvorrichtungen während der gesamten Nachtzeit in Betrieb sind; es könnte
viel elektrische Energie gespart werden, wenn diese Beleuchtungen während der Nachtzeit
vorbereitet blieben auf die Anwesenheit eines erregenden Lichtstrahls, also beispielsweise
des Lichtes, das von den Scheinwerfern eines sich nähernden Fahrzeugs ausgeht, derart,
daß die Signalbeleuchtung nur während der Zeit in Betrieb genommen wird, in der
sie tatsächlich gebr æ ht wird.
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Der Befriedigung dieses Bedürfnisses dient die vorliegende Erfindung.
Sie befaßt sich mit Signalgeräten der angegebenen Gattung, und zwar in dem Sinne,
daß diese Geräte so gesteuert werden, daß sie intermittierend für eine Zeit leuchten,
die durch die Notwendigkeiten des Gebrauchs bestimmt wird. Die Geräte werden beispielsweise
durch das Licht eines Fahrzeugs oder irgendein anderes, horizontal oder schräg einfallendes
Licht betätigt; das Gerät kann durch direktes, indirektes, gebrochenes oder reflektiertes
Licht erregt werden; andererseits sind Mittel vorgesehen durch die das Gerät außer
Betrieb oder abgeschaltet ist oder bleibt, wenn die Stelle, an der es sich befindet,
durch Tageslicht oder ein Licht gleicher Intensität
beleuchtet
wird.
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Vorzugsweise enthält die Vorrichtung einen Leistungssiliciumtransistor,
der eine Schaltung betätigt, die Lichter intermittierend oder alternativ, also blinkend
anzündet, wobei die Blinklampe oder die Blinklampen in die Schaltung dieses Blinkkreises
einbezogen ist bzw. sind.
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In einer praktischen Ausführungsform der Schaltung ist ein erster
Transistor vorgesehen, dessen Basis an einen Widerstand und an zwei fotoeinpfindliche
Elemente angeschlossen ist und der über ein fotoempfindliches Element an die Basis
eines zweiten Transistors angeschlossen ist, dessen Emitter an das Ende eines Potentiometers
und dessen Kollektor über ein anderes Potentiometer an die Basis eines weiteren
Transistors angeschlossen sind; der weitere Transistor schaltet den Betrieb eines
Kreises, der das Blinken erzeugt und zwei Leistungstransistoren enthält, die ihrerseits
entsprechende Lampen abwechselnd schalten, wobei die ersten und zweiten Transistoren
ein Leitungs- oder Unterbrechungssystem bilden, das in Abhängigkeit vom Helligkeitspegel,
der sich in den fotoempfindlichen Elementen einstellt, die Vorrichtung so betätigt,
daß sie in voller Dunkelheit oder bei Sonnenlicht außer Betrieb ist, jedoch bei
Kunstlicht ausreichender Intensität arbeitet.
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Vorzugsweise wird das System aus einer Batterie gespeist, die in Verbindung
mit ihrem Hauptschalter oder Umschalter autonom ist.
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Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild der Vorrichtung oder
des Gerätes nach der Erfindung,
Fig. 2 in transparenter Perspektive
die Anwendung des erfundenen Gerätes auf ein Kraftfahrzeug (unter Beibehaltung der
Bezugszeichen aus Fig. 1), Fig. 3 eine Skizze, die die Wirkungsweise des erfundenen
Systems bei einer Anwendung entsprechend der Fig. 2 darstellt, Fig. 4 einen übersichtsschaltplan
oder Signallaufplan, der die Grundzüge der Erfindung beschreibt und Fig. 5 einen
weiteren Schaltplan, dessen Baugruppen den Funktionsblöcken der Fig. 4 entsprechen.
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In Fig. 1 sind zwei Klemmen 1 und 2 mit dem positiven bzw.
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negativen Pol der Batterie B verbunden. Die Schaltung enthält einen
Leistungstransistor 3, dessenwEmitter an einen Leiter 4 angeschlossen ist, während
der Kollektor des Transistors an das intermittierende System angeschlossen ist,
dessen Stromkreis sich über die Glühfäden der Lampen 5 und 9 schließt. Die Lampe
5 kommt zum Leuchten, wenn der Emitter des Transistors 6 Strom führt; in diesem
Falle wird über den Kondensator 7 in die Basis des Kondensators 8 ein Strom von
einer Polarität geschickt, die bewirkt, daß die Lampe 5 erlischt und die Lampe 9
durch dasselbe System zu leuchten beginnt, das vorher die Lampe 5 eingeschaltet
hat. Dieser Vorgang ist umkehrbar, so daß die beiden Lampen Blinksignale erzeugen.
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Zwischen der Basis des Transistors 3 und dem Emitter des Transistors
10 befindet sich ein Potentiometer, das an den mit der Klemme 1 verbundenen Leiter
angeschlossen ist. Von der Basis des Transistors 10 geht ein fotosensibles Element
13 ab, das mit dem Emitter des Transistors 14 verbunden ist, der mit dem Emitter
des Transistors 3 in der Weise verbunden ist, daß jener an den positiven Leiter
1 und an das positive Ende des
Widerstands 15 angeschlossen ist;
der Transistor 14 ist seine seits mit seiner Basis an das andere Ende des Widerstandes
15 und an den Widerstand 16, an eine Brücke, gebildet aus 13 und den zueinander
parallel geschalteten fotoempfindlichen Elementen 16 und 7 angeschlossen. Das andere
Ende des Widerstandes 16 ist über ein Potentiometer 17 mit dem negativen Pol des
Transistors 10 verbunden.
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Fig. 2 zeigt die Batterie 18 eines Kraftfahrzeugs, einen Notumschalter
19, die vorderen Scheinwerfer 5 und 9, die Fotovorrichtung 13 (Fotowiderstand),
der im vorderen Teil oder im hinteren Teil des Kraftfahrzeugs untergebracht sein
kann, und eine Notbatterie 20.
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Die Bezugszeichen in Fig. 3 gelten nur für diese Figur und stimmen
nicht mit denen der anderen Figuren überein. Fig. 3 zeigt, wie die vorderen Scheinwerfer
2 des Kraftfahrzeugs das Aufleuchten der Scheinwerfer 3 hervorrufen, also derjenigen
Scheinwerfer, die zuvor dunkel waren und durch das Fotogerät oder lichtempfindliche
Gerät 4 eingeschaltet wurden. Ebenso zeigt Fig. 3 einen Lastkraftwagen 5, der gerade
mit seinen Frontscheinwerfern 6 die Rücklichter oder- scheinwerfer 7 beleuchtet
und dadurch deren Einschaltung (Zünden bzw. Leuchten) verursacht.
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Anstelle des Leistungstransistors 3 nach Fig. 1 kann die Schaltung
gemäß der Erfindung auch einen anderen Niederfrequenz-Schalttransistor enthalten,
der an das Fotogerät des Systems angeschlossen war und mittels dessen die Scheinwerfer
8 und 9 (Fig, 1) eingeschaltet wurden, und zwar nicht so unmittelbar wie zuvor.
Insbesondere kann ein Zeitglied vorgesehen sein, das nach unverzögertem Einschalten
den Blinkzustand für eine vorgegebene und vorzuwählende Dauer aufrechterhält.
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Das beschriebene Gerät erlaubt das Verweilen und Stehenbleiben
(Parken
eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn oder an einem dunklen Ort,nämlich derart, daß
die Blinkvorrichtung automatisch in Tätigkeit gesetzt wird, wenn der betreffende
Lichtfühler des Fahrzeugs von vorne oder von hinten durch ein anderes Fahrzeug beleuchtet
wird, denn dies warnt dann den Fahrer des anderen, also des ankommenden Fahrzeugs,
was ihm erlaubt, je nach Bedarf zu bremsen oder seine Richtung zu ändern.
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Das neue Gerät enthält also eine Vorrichtung, die nur während der
Nacht betätigt wirdsbzw. werden kann. Das Tageslicht blockiert durch sein Auftreffen
auf ein fotoempfindliches Element des Gerätes diese Vorrichtung vollständig, so
daß die eigentlichen Verbraucher (Lampen) während des Tages abgeschaltet sind und
eine unnötige Belastung der Batterie vermieden wird. Aus denselben Überlegungen
folgt der erwähnte Vorteil in Bezug auf Fahrzeugbeleuchtung, daß bei der gegenseitigen
Annäherung von Fahrzeugen die vorderen oder hinteren Scheinwerfer desjenigen Fahrzeugs,
das sich mit erloschenen Lampen oder Lichtern nähert, automatisch und mit minimalem
Energieaufwand gezündet werden.
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Im Blockschaltbild gemäß Fig. 4 bezeichnet 21 einen Diskriminator
zur Unterscheidung zwischen Tag und Nacht. Er enthält demnach fotoempfindliche Fühler,
nämlich Tageslichtfühler. Der Block 22, der ebenfalls als Diskriminator bezeichnet
werden kann, liefert ein Signal, das den Einfall von Kunstlicht oder zusätzlichem
Licht anzeigt. Die Ausgangssignale aus diesen Funktionsblöcken 21 und 22 werden
einer Verknüpfungsschaltung 23 zugeführt, die die oben beschriebene Verknüpfung
vornimmt, nämlich derart, daß in einer beispielsweise der Fig. 2 entsprechenden
Anwendung das Ausgangssignal von der Verknüpfungsschaltung 23 an den Block 24 nur
bei Dunkelheit und nur bei Einfall eines künstlichen Lichts oder eines Zusatzlichts
gegeben wird. Wenn der Block 23 ein solches Signal an den Block 24 gibt, erzeugt
letzterer ein selbsttätiges Ein- und Ausschalten an seinen Ausgängen, die, wenn
in ihnen als Verbraucher Lampen liegen, ein Blinken dieser Lampen verursachen. Der
Ausgangsblock
25 besteht also aus Blinklampen der Block 24 aus
einem astabilen Multivibrator oder einer ähnlichen symmetrischen oder unsymmetrischen
Oszillatorschaltung.
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Eine mögliche Ausführungsform der in Fig. 4 dargestellten Schaltung
ist in Fig. 5 gezeigt. Die dort beschriebenen Schaltungselemente werden nicht einzeln
aufgezählt, sofern es sich um genormte Schaltsymbole und genormte Verbindungsdarstellungen
handelt, Es wird allerdings kein Anspruch auf Vollständigkeit dieses Schaltbildes
hinsichtlich der Elemente für die Gleichspannungseinstellung und Gleichstromeinstellung
erhoben. Es können also zusätzliche Widerstände, beispielsweise solche, die den
Basisstrom begrenzen oder einen Spannungsteiler im Emitterstromkreis darstellen,vorhanden
sein Die den Ausgangs- und Lastkreis 25 bildenden Lampen 26 und 27 liegen in den
Kollektorstre«Ren zweier als astabiler Multivibrator 24 geschalteter Transistoren
28 und 29. Diese Schaltung 24, 25 bewirkt ein selbsttätiges und abwechselndes Blinken
der Lampen 26 und 27, wenn der ihnen vorgeschaltete, die Verknüpfungsschaltung 23
darstellende Schalttransistor 30 geöffnet ist. Die Eingangsschaltung dieses Transistors
30 ist so ausgelegt, daß der Transistor 30 geöffnet ist, wenn der seine Eingangselektrode
(Basis) ansteuernde Transistor 31 geöffnet ist. Wie das Schaltbildtzeigt, sind alle
hier verwendeten Transistoren NPN-Transistoren. Die in der Wirkungskette vorangehenden
Transistoren sind mit ihrem Emitter jeweils (gegebenenfalls unter Verwendung einer
Ruheeinstellschaltung) an die Basis des nachfolgenden Transistors angeschlossen.
Der Transistor 31 (und demnach auch der Transistor 30) führt Strom, wenn seine Basis
von einem ausreichenden Steuerstrom beaufq schlagt wird. Dies hängt davon ab, daß
das im Basiskreis des Transistors 31 liegende fotoempfindliche OrgaS einen genügend
großen Strom zur Basis des Transistors 31 zuläßt, was eintritt, wenn dieses fotoempfindliche
Organ von einem Kunstlicht, beispielsweise vom Licht eines Scheinwerfers getroffen
wird. Der
öffnungsstrom in die Basis des Transistors 31 hängt aber
von der weiteren Voraussetzung ab, daß auch der Transistor 33 geöffnet ist, dessen
Emitter über das Organ 32 an die Basis des Transistors 31 angeschlossen ist. Die
Basis des Transistors 33 liegt nur dann auf ausreichend hohem Potential und kann
nur dann einen entsprechenden Basisstrom führen, wenn der Fotowiderstand 34 einen
sehr hohen Widerstandswert hat, so daß für die Vorspannung der Eingangsspannungsteiler
des Transistors 33 maßgebend ist. Dies ist bei Dunkelheit (Nacht) der Fall. Wird
dagegen das Element 34 vom Tageslicht getroffen, ist sein Widerstand klein und dementsprechend
auch die Spannung an der Basis des Transistors 33 gegenüber der Spannung am Emitter.
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Das bedeutet, daß der Transistor 33 und demnach auch die Transsitoren
31 und 33 nur bei Nacht stromführend, also geöffnet sind. Damit ist die Forderung
erfüllt, daß die Lampen 26, 27 nur dann (abwechselnd) blinken, wenn es dunkel ist
und das lichtempfindliche Element 32 von einem Lichtbündel getroffen wird.
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Das Organ 32 kann auch so ausgebildet sein, daß es auf Wärmestrahlung
(Infrarotstrahlung) anspricht oder über geeignete Zwischenglieder zum Ansprechen
gebracht wird. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, daß die vom Motor eines
sich nähernden Fahrzeugs ausgehende Wärmestrahlung in der beschriebenen Weise die
Blinkschaltung des stehenden Fahrzeugs in Betrieb setzt; die Wärmestrahlung des
mit ausgeschalteten Scheinwerfern bzw. Standleuchten stehenden Fahrzeugs kann dabei
vom Organ 32 abgeschirmt sein. Ferner kann in die Anordnung eine Zeitschaltung eingefügt
sein, die bewirkt, daß die durch die künstliche Lichtquelle eingeschaltete Blinkschaltung
unabhängig vom auslösenden Lichtbündel eine bestimmte Zeit lang, beispielsweise
einige Sekunden, in Betrieb bleibt.
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Patentansprüche: