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Druckhammer-Betätigungsschaltung
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Erfindung betrifft eine Schaltungführungsbeispiels der erfindungsgemässen Solenoiderregungsschaltung ist, und Fig. 2 ein Schaltschema einer dreistufigen Solenoiderregungsschaltung als zweites erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel wiedergibt.
In Fig. 1 ist eine mit einem PNP-Flächentransistor 10 ausgestattete Solenoiderregungsschaltung ge- zeigt. Der Kollektor 13 dieses Transistors liegt über die Wicklung 15 des Hammerbetätigungssolenoids, einen Widerstand 16 und über eine negative Gleichspannung an den Kollektor 13 liefernde Spannungs- quelle 17 an Erde, während der Emitter 11 über einen Widerstand 23 geerdet ist. Die Basis 12 des Tran- sistors 10 liegt über einen Widerstand 24 und eine positive Spannung an die Basis 12 liefernde Gleichspan- nungsquelle 26 an Erde, sowie über einen Richtleiter 27 an einer Bezugsspannungsquelle 28. Die Basis 12 ist ferner mit einer Eingangsklemme 37 verbunden, die ihrerseits an eine bekannte Triggerschaltung 39 angeschlossen ist.
Die von der Batterie 26 gelieferte positive Vorspannung hält den Transistor 10 im gesperrten Zustand, solange kein Drucken-Signal an die Eingangsklemme 37 angelegt wird. Während der Transistor 10 sperrt, wird ein zwischen einem Punkt 22 und Erde liegender Kondensator 21 über den Widerstand 16 durch die
Batterie 17 aufgeladen. Die Bezugsspannungsquelle 28 liefert eine konstante negative Spannung an einen
Punkt 29 und damit an die Anode der Diode 27. Solange kein Drucken-Signal an der Eingangsklemme 37 liegt, befindet sich der Punkt 38 auf positivem Potential. Demzufolge ist die Diode 27 gesperrt.
Wird ein negatives Drucken-Signal an die Eingangsklemme 37 angelegt, dann geht deren Potential von einem positiven in einen negativen Wert über. Dadurch fällt auch die Spannung an der Basis 12 des
Transistors 10 so weit ab, dass dieser leitend wird. Ist dies der Fall, dann fliesst Strom über den Kollektor
13, die Wicklung 15, den Widerstand 16 und die Batterie 17 nach Erde. Wächst der über den Emitter 11 fliessende Strom an, dann wird dessen Spannung infolge des am Widerstand 23 auftretenden Spannungsab- falls zunehmend negativer. Da auch die Spannung an der Basis 12 bestrebt ist, noch negativer zu werden als die Ausgangsspannung der Bezugsspannungsquelle 28, wird die Diode 27 leitend und die Spannung an der Basis 12 auf der Ausgangsspannung der Bezugsspannungsquelle 28 begrenzt.
Während sich der Transistor 10 im leitenden Zustand befindet wird der Kondensator 21 über Erde, den
Widerstand 23, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 10 und die Wicklung 15 des Solenoids ent- laden. Ein kleiner Teil des durch den Transistor 10 fliessenden Stromes fliesst auch durch den Widerstand 16 und die Batterie 17 nach Erde. Infolge des durch die Wicklung 15 des Solenoids fliessenden Stromes wird dieses erregt.
BeiBeendigungdesDrucken-SignalsanderEingangsklemme37wirddie Spannung am Punkt 38 und da- mit an der Basis 12 wieder positiv, so dass der Transistor 10 wieder sperrt und der Strom durch das Solenoid 15 unterbrochen wird. Infolgeder Induktivität des Solenoids 15 wird eine Gegen-EMK erzeugt, die so gross sein kann', dass die zulässige Sperrspannung zwischen dem Emitter 11 und dem Kollektor 13 des Transistors
10 überschritten wird. Mittels einer Diode 18 wird deshalb diese Gegen-EMK kurzgeschlossen, wodurch verhindert wird, dass die Spannung am Transistor 10 grösser als die Spannung der Batterie 17 wird.
Die Bezugsspannungsquelle 28 enthält eine Zenerdiode 30, einen Widerstand 31, einen Kondensator 32 und eine Batterie 33. Der positive Pol der Batterie 33 ist geerdet, während der mit der Klemme 34 verbundene negative Pol über den Widerstand 31 am Punkt 29 anliegt. Die Anode der Diode 30 liegt ebenfalls am Punkt 29, während die Kathode der Diode 30 geerdet ist. Ebenso ist ein Beleg des Kondensators 32 mit dem Punkt 29 verbunden, während sein anderer Beleg über einen mit der Kathode der Diode 30 verbundenen Punkt 35 an Erde liegt.
Die Zenerdiode 30 besitzt in der einen Richtung einen niedrigen Durchlasswiderstand und in der andern Richtung innerhalb eines bestimmten Spannungsbereiches (Zenerspannung) einen hohen Widerstand bzw. oberhalb dieses Spannungsbereiches einen sehr niedrigen Widerstand. Erhöht man die Sperrspannung der Diode 30 bis zur Schwellwert-oder Zenerspannung, dann steigt der bisher äusserst geringe Sperrstrom sprungförmig an. Eine Stromerhohung 1I1 diesem Arbeitsbereich der Zenerdiode 30 hat nur eine sehr geringe Spannungsänderung zur Folge. Die Batterie 33 und der Widerstand 31 sind so gewählt, dass die Diode 30 auf ihre Schwellwertspannung vorgespannt ist. Demzufolge bleibt die Spannung am Punkt 29 annähernd konstant.
Der Kondensator 32 wird aufgeladen, wenn während des Leitens der Diode 27 der Bezugsspannungsquelle 28 Strom entnommen wird, und der Kondensator wird entladen, wenn der Bezugsspannungsquelle kein Strom entnommen wird. Der Kondensator 32 dient also bei Stromentnahme über die Diode 27 zum Stabilisieren der Spannung am Punkt 29.
Die Werte der Bezugsspannungsquelle 28 und des Widerstands 23 sind für jede Erregungsschaltung so gewählt, dass der Erregungsstrom durch das Solenoid 15 einen bestimmten Wert nicht übersteigt.
Wie aus dem vorangehenden ersichtlich, wird der durch das Hammerbetätigungssolenoid fliessende Strom durch die Impedanz im Emitterstromkreis des Transistors und durch die mit der Basis des Transistors
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gekoppelte Begrenzungsvorrichtung begrenzt. Um brauchbare Abdrucke zu erzielen, muss die Anstiegsflanke des Druckhammersolenoid-Erregungsstromes ausserordentlich steil sein. Ohne die erfindungsgemässe Strombegrenzungsanordnung wäre dies nur durch einen übermässig hohen Erregungsstrom zu erreichen. Dadurch würde der Kondensator 21 bis zu einer sehr niedrigen Spannung entladen werden und wesentlich mehr Zeit zum erneuten Aufladen benötigen. In der erfindungsgemässen Schaltung wird der Solenoidstrom bis zur Beendigung des Abdrucks auf einem annähernd konstanten Wert gehalten.
Die Anstiegsflanke des Solenoidstroms kann die gewünschte Steilheit aufweisen, ohne dass der Solenoidstrom einen bestimmten erforderlichen Hochstwert überschreitet. Demzufolge sind mittels der erfindungsgemässen Schaltung sehr schnell aufeinanderfolgende Abdrucke möglich, da der Kondensator 21 nicht so weit entladen wird und weniger Zeit zum erneuten Aufladen benötigt, als dies bei unbegrenztem Solenoidstrom der Fall wäre.
Die in Fig. 2 gezeigte Solenoiderregungsschaltung besitzt ausser der Schaltung nach Fig. 1 noch zwei Verstärkerstufen. Die der Fig. 1 entsprechenden Schaltelemente in Fig. 2 sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Diese beiden zusätzlichen Stufen der in Fig. 2 gezeigten Schaltung dienen zur Steuerung des in der Ausgangsstufe dieser Schaltung enthaltenen Solenoiderregungstransistors. Während einer Nichtdruckenzeitspanne, während der das in der Ausgangsstufe liegende Solenoid nicht erregt werden darf, ist ein
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Steuerstufe demnach eine Stromverstärkung und, da sich der Transistor 41 im Sättigungsbereich befindet, tritt nur ein geringer Leistungsverlust auf.
Die durch eine Batterie 53 gelieferte negative Vorspannung hält den Transistor 40 der ersten zusätz- lichen Stufe, solange kein Drucken- Signal an die Eingangsklemme 49 angelegt wird, im leitenden Zustand.
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52Basis43 des Transistors 40. Im leitenden Zustand ist die Spannung am Kollektor 44 des Transistors 40 ne- gativ. Eine Diode 61 wird dadurch in Durchlassrichtung vorgespannt und ist daher leitend. Die Diode 61 dieser Schaltung ist so gewählt, dass ihr Durchlasswiderstand zusammen mit dem Wert eines Widerstands 60 einen Spannungsabfall solcher Grösse erzeugt, dass die Basis 47 des Transistors 41 gegenüber dessen Emitter
45 positiv vorgespannt wird, wenn sich der Transistor 40 im leitenden Zustand befindet.
Diese positive Vorspannung wird mittels des aus dem Widerstand 60, der Diode 61 und einem Wider- stand 62 bestehenden Spannungsteilers erzeugt. Ist die Basis 47 in bezug auf den Emitter 45 positiv, dann ist der Transistor 41 gesperrt. In diesem Fall bewirkt der Stromfluss von der Klemme 25 durch den Widerstand 24 und die Diode 46 das Auftreten einer positiven Spannung an Punkt 38 und an der Basis 12 des
Transistors 10, so dass sich letzterer im gesperrten Zustand befindet. Solange sich die Schaltung in diesem
Zustand befindet, wird der Kondensator 21 aufgeladen.
Wenn ein Drucken-Signal an die Eingangsklemme 49 gelangt, wird das Solenoid 15 in folgender Weise erregt. Der die Widerstände 50 und 54 enthaltende Spannungsteiler bewirkt, dass eine in bezug auf den Emitter 42 positive Spannung an die Basis 43 des Transistors 40 gelangt, so dass dieser in den gesperrten
Zustand umschaltet. Dadurch wächst die am Kollektor 44 auftretende negative Spannung an, so dass auch die Basis 47 des Transistors 41 negativ wird und der Transistor 41 in den leitenden Zustand umschaltet. Der Transistor 41 arbeitet in Kollektorschaltung und wirkt als Stromverstärker für die folgende Transistorstufe.
Wenn der Transistor 41 leitet, fällt die Spannung seines Emitters 45 ab und bewirkt, dass die Diode 46 nichtleitend wird. Die Spannung am Punkt 38 und damit die Spannung an der Basis 12 des Transistors 10 wird dadurch gegenüber dem Emitter 11 negativ, so dass der Transistor 10 leitend wird. Da der Strom am Emitter 11 anwächst, wird die dort auftretende Spannung infolge des Spannungsabfalls an dem Widerstand 23 zunehmend negativ. Die an der Basis 12 und dem Punkt 38 auftretende Spannung neigt dazu, negativer als die Spannung am Punkt 29 der Bezugsspannungsquelle 28 zu werden. Wenn die an der Basis 12 auftretende Spannung negativer als die Spannung der Bezugsspannungsquelle 28 ist, leitet die Diode 27, so dass die Basis 12 auf den Wert der Bezugsspannungsquelle 28 begrenzt wird. Demgemäss ist der Strom durch das Solenoid 15, durch die Diode 27 und den Widerstand 23 begrenzt.
Der Kollektorstrom des Transistors 11 erregt das Solenoid 15 und leitet die Entladung des Kondensators 21 ein. Der Widerstand 24 bewirkt, dass der Transistor 41 leitend bleibt und begrenzt deren Verlustleistung.
Die Kondensatoren 32a, 32b und 32c bewirken die Stabilisierung der Spannung am Punkt 29, wenn von der Bezugsspannungsquelle 28 durch die Diode 29 Strom abgeführt wird.
Bei Beendigung des Drucken-Signals an der Eingangsklemme 49 werden der Transistor 40 wieder lei-
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tend und die Transistoren 10 und 41 wieder nichtleitend. Die Diode 18 unterdrückt, wie schon erwähnt, den beim Abschalten des Transistors 10 entstehenden Selbstinduktionsstoss des Solenoids 15. Der Kondensator 21 wird nun durch den Widerstand 16 erneut aufgeladen.
Die beiden im vorangehenden beschriebenen erfindungsgemässen Ausführungsbeispiele lassen sich selbstverständlich, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, in verschiedener Weise abwandeln.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Erregungsschaltung für ein Druckhammerbetätigungssolenoid eines Schnelldruckers mit einem von Erde über einen Widerstand, eine Schaltvorrichtung und das genannte Solenoid zu einer Spannungsquelle verlaufenden Stromkreis, gekennzeichnet durch eine Begrenzungsvorrichtung (27,28), welche die an die genannte Schaltvorrichtung (10) angelegte Spannung auf ein Bezugspotential begrenzt, wobei diese Begrenzungsvorrichtung (27,28) und der Wert des genannten Widerstandes (23) so gewählt sind, dass der durch das genannte Solenoid (15) fliessende Strom auf einen Wert begrenzt wird, der nicht wesentlich grösser ist, als zur magnetischen Sättigung dieses Solenoids (15) erforderlich ist.