Schaltungsanordnung eines Verzögerungskreises mit Kaltkathodenröhre Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung eines Verzögerungskreises mit Verzögerungskonden sator, Ladewiderstand und Kaltkathodenröhre.
Der komplette Funktionsablauf eines Verzöge rungskreises mit Kaltkathodenröhre setzt sich ber kanntlich aus zwei Teilen zusammen: 1. Arbeitsphase. Nachdem die Speisespannung über einen Schalter an die Verzögerungsschaltung gelegt wurde, ladet sich der Verzögerungskondensator über den Ladewiderstand so lange auf, bis die Starter zündspannung der Kaltkathodenröhre erreicht ist. Darauf zündet die Röhre, und ein Relais zieht an. Die Zeitspanne zwischen dem Anlegen der Speise spannung und Anziehen des Relais bezeichnet man als die Verzögerungszeit.
2. Rückstellphase. Nach vollendeter Arbeitsphase ist der Verzögerungskondensator vollständig zu ent laden, damit die nächste Arbeitsphase keine Ver änderung der Verzögerungszeit erfährt.
Nach erfolgter Entladung kann die Speisiespan- nung zu einem beliebigen Zeitpunkt von der Ver zögerungsschaltung getrennt werden, wodurch das Relais abfällt. Darauf kann der Funktionsablauf wieder von neuem beginnen.
Das Entladen des Verzögerungskondensators er folgte bisher meistens durch Parallelschalter eines R'aaisarbeitskontaktes zum Kondensator, was. bei Verzögerungskreisen mit hochohmigen Ladewider ständen grosse Anforderungen an den Isolations- widerstan'd des Relaiskontaktes stellt.
Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil und eliminiert den parallel zum Kondensator liegenden Kontakt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, @dass Schalt mittel an dem dem Ladewiderstand gegenüberliegen den Ende des Verzögerungskondensators vorgesehen sind, die nach erfolgter Starterzündung der Röhre durch Zuschaltung einer zweiten Spannung die ver bleibende Restladung des Verzögerungskondensators über die Röhre abfliessen lassen.
Im nachfolgenden werden Ausführungsbaispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen: Fig.1 einen bekannten Verzögerungskreis zur Erläuterung, Fig. 2 .den Verzögerungskreis nach der Erfindung, Fig. 3 verschiedene Möglichkeiten des Anlegers der zweiten Spannung an den Verzögerungskonden sator, Fig.4 und 5 Schaltungsbeispiele stabilisierter oder unstabilisiierter Verzögerungskreise, Fig. 6,
ein Schaltungsbeispiel eines urstabilisierten Verzögerungskreises mit Rückstellung während ides Ablaufes der Verzögerungszeit.
Der in der Fig. 1 dargestellte Verzögerungskreis besteht aus einer Kaltkathodenröhre 1 mit einem in Reihe geschalteten Relais 2, einem Ladewiderstand 3, einem Verzögerungskondensator 4 und einem Arbeitskontakt 5. Mit Hilfe des ,Schalters 6 wird die Speisespannung von etwa 300 Volt an den Ver zögerungskreis gelegt. Der Isolationswiderstand des Arbeitskontaktes 5 ist gestrichelt idargestellt und mit 7 bezeichnet.
Wenn nun der Schalter 6, wie in Fig. 1 darge stellt, geschlossen ist, ladet isich der Verzögerungs- kondensator 4 (C) über den Widerstand 3 (R) auf, bis die Zündspannung Starter 8-Kathode 9 der Röhre 1 erreicht ist (Zeitkonstante des Ladevor ganges = R - C). Diese Zündspannung kann beispiels weise 130 Volt sein. Wenn nun diese Zündspannung nach geraumer Zeit (z.
B. einer halben bis 30 M nuten) erreicht worden ist, findet die Entladung an der Steuerstrecke 8-9 statt, und die Röhre 1 zündet dadurch zwischen Anode 10 und Kathode 9. Das Potential des Kondensators 4 sinkt auf die Starter sondenspannung zwischen Starter 8 und Kathode 9. Diese Sondenspannung kann z. B. 80 Volt betragen. Infolge Zündung der Röhre 1 zieht das Relais 2 an. Dieses Relais 2 löst die gewünschten SchaltvorL ginge aus, die nach Ablauf der Verzögerungszeit eintreten sollen. Gleichzeitig schliesst der Arbeits kontakt 5, der mit dem Relais 2 wirkungsmässig ver bunden ist, den Verzögerungskondensator 4 kurz, so dass sich dieser entladen kann.
Durch Öffnen des Schalters 6 wird nun die Rückstellung beendet, d. h. die Röhre 1 löscht und das Relais 2 fällt :ab. Sobald der Schalter 6 wieder in die dargestellte Lage gebracht wird, beginnt die Aufladung des nun voll ständig entladenen Verzögerungskondensators 4 in gleicher Weise wie vorhin beschrieben. Der Nach teil dieser bekannten Schaltung ist aber, dass der Arbeitskontakt 5 parallel zum Kondensator 4 ange ordnet ist und deshalb einen sehr hohen Isolations- Widerstand 7 aufweisen muss.
Zum Beispiel bei Lang zeitverzögerungskreisen kann der Widerstand 3 viel grösser als 100 MQ sein. Um nun die richtige Funk tion dieses Verzögerungskreises zu gewährleisten, muss der Arbeitskontakt 5 einen Isolationswiderstand 7 haben, der um mindestens ;eine Zehnerpotenz höher liegt als Widerstand 3.
In Fig.2 ist ein Verzögerungskreis dargestellt. Bezeichnend für den Unterschied gegenüber Fig. 1 ist der Umschaltkontakt 11, mit welchem eine zweite Spannung 12 an das Ende des Verzögerungskonden- sators 4 gelegt wird, das beim Aufladen auf Ka thodenpotential liegt. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in Fig. 1.
Nachdem der Ladevorgang des Kondensators 4 über Iden Widerstand 3 ausge führt die, die Kaltkathodenröhre 1 gezündet und das Relais 2 angezogen hat, wird über den Umschalte kontakt<B>11,</B> der mit dem Relais wirkungsmässig verbunden ist, eine zweite Spannung an (den Kon densator 4 angelegt, .die der Startersondenspannung (Starter 8-Kathode 9) entspricht, denn bekanntlich ist nach Zünden dieser Strecke der Kondensator 4 auf diese Sondenspannung von beispielsweise 80 Volt bereits entladen worden.
Durch das Anlegen dieser zweiten Spannung, die ebenfalls etwa 80 Volt beträgt, wird nun der am Starter 8 liegende Anschluss des Kondensators auf etwa die doppelte Sondenspannung (etwa 160 Volt) gehoben, wodurch er sich über die niederohmige Kopplung des Starters in der Röhre 1 vollständig entladen kann, d. h.
am Ende des Ent- lad-.vorganges befinden sich die beiden Anschluss punkte des Kondensators auf demselben Potential. Die Entladung des Kondensators 4 erfolgt also jetzt mittels eines Kontaktes 11, an dessen Isolations widerstand keine hohen Anforderungen mehr ge stellt werden.
Das Einleiten eines neuen Funktionsablaufs er folgt durch kurzzeitiges öffnen des Schalters 6, wie es bereits für die Fig. 1 beschrieben wurde.
Die Fig.3 zeigt im wesentlichen die gleichen Bauelemente wie die Fig. 2. Allerdings sind hier ver schiedene Möglichkeiten dargestellt, wie die zweite Spannung an den Verzögerungskondensator angelegt werden kann. Diese Möglichkeiten werden im nach folgenden kurz erläutert. Die Bezeichnung der Bau teile stimmt mit derjenigen der beiden anderen Fi guren überein; bei zusätzlichen Bauelementen wur den aber neue Bezugszeichen eingeführt.
<I>Beispiel A</I> Der Verzögerungskondensator 4 soll die Röhre 1 gezündet haben und liegt nun auf der Startersonden- spannung. Die Entladung des Kondensators 4 wird bei diesem Beispiel dadurch vorgenommen, dass eine gestrichelt gezeichnete Verbindungslinie a die Anodenbrennspannung (Anode 10 - Kathode 9), die etwa 105 Volt beträgt, über den Umschaltekontakt 11 an den Kondensator legt. Der Kondensator 4 entladet sich somit auf etwa -25 Volt (80 - 105 V = 25 Volt).
Der dadurch verursachte Zeitfehler bei einer Speisespannung von 300 Volt beträgt etwa + 10 ö. Dieser Fehler ist aber für die meisten prak tischen Anwendungen in Langzeitverzögerungskreisen belanglos. Der Widerstand 15 bestimmt zu einem gewissen Teil die Entladezeitkonstante des Verzöge rungskondensators 4.
(In analoger Weise kann die Verbindungslinie a anstatt auf die Anode auf eine weitere gezündete Elektrode, z. B. Hilfsanode, geführt werden, wobei deren Zündung und Betrieb über einen hochohmigen, mit dem Speisepotential verbundenen Widerstand erfolgt.) <I>Beispiel B</I> Das Entladen des Kondensators 4 wird in der Weise vorgenommen, dass nach Betätigen des Um schaltekontaktes 11 über die gestrichelt gezeichnete Verbindungslinie b das Sondenpotential einer zweiten Starterelektrode 13, an den Kondensator 4 angelegt wird.
Da nun die Kopplung Starter 13-Starter 8 geringer ist als die Kopplung des Starters 8-Anode 10, erfolgt die Entladung wesentlich langsamer als beim Beispiel A. <I>Beispiel C</I> Der Kondensator 4 wird dadurch entladen, dass über den angezogenen Umschaltkontakt 11 und die gestrichelt gezeichnete Verbindungslinie c das Son denpotential einer zusätzlichen Hilfsanode 14 ange legt wird. Die Entladung erfolgt auch hierbei wesent lich langsamer als beim Beispiel A.
<I>Beispiel D</I> Dieses Beispiel ist ähnlich dem Beispiel A mit einer Ausnahme, dass zwischen der Anode 10, der gestrichelt gezeichneten Verbindungslinie d und dem Umschaltekontakt <B>11</B> eine Zenerdiode 27 und der Widerstand 19 eingeschaltet ist. Da die gewählte Zenerdiode 27 einen Spannungsabfall von etwa 25 Volt hab, weist die zweite Spannung, die nun an den Verzögerungskondensator 4 gelegt ist, ein gleich grosses Potential wie die Startersondenspannung auf, also 80 Volt.
Auf diese Weise erfolgt die Entladung des Verzögerungskondensators 4 vollständig.
<I>Beispiel E</I> Über die gestrichelt gezeichnete Verbindungs leitung e gelangt mittels einer Stabilisierungsröhre 16 und über Widerstand 17 eine zweite Spannung auf den Verzögerungskondensator 4, die gleich der Startersondenspannung ist, d. h. dass auch in diesem Falle der Kondensator 4 nach Anlegen dieser Span nung vollständig entladen wird.
Fig. 4 zeigt einen gleichen Verzögerungskreis, wie er in den früheren Figuren beschrieben worden ist. Allerdings ist hierbei der Umschaltekontakt 11 durch einen Arbeitskontakt 18 und einen Widerstand 19 ersetzt worden. Der Wert dieses Widerstandes be trägt maximal etwa 1/10o [des Ladewiderstandes 3.
In der Fig. 5 handelt es sich um einen Verzöge rungskreis, bei welchem zur Stabilisierung,der Lade spannung des Verzögerungskondensators 4 zwei Sta bilisierungsröhren 20, 21 in bekannter Weise ange ordnet sind. Hierbei soll die Brennspannung der Stabilisierungsröhre 21 gleich der Startersondenspan- nung sein. Der Arbeitskontakt 22 ist nun zwischen den beiden Stabilisierungsröhren und am unteren Ende des Verzögerungskondensators 4 angeordnet.
Der Verzögerungskondensator 4 kann also ohne Mehraufwand mittels des Kontaktes 22 ebenfalls vollständig entladen werden.
Für alle bis jetzt besprochenen Figuren (Fig. 1 bis 5) ist noch folgende Tatsache interessant: Diese Schaltungen weisen keine Rückstellmöglichkeiten während der Arbeitsphase auf, d. h. wenn der Schal ter 6 während des Ablaufes der Verzögerungszeit geöffnet wird, - also während der Aufladedauer des Kondensators 4 - findet keine .Entladung ides Kon- densators 4 statt.
Dies bedeutet, dass, wenn der Schalter 6 wiederum in der gezeigten Lage ist, sich der Kondensator 4 vom vorher erreichten Niveau ausgehend weiter aufladet, bis dass er die Zündspan- nung Starter 8-Kathode 9 erreicht hat und die Röhre 1 zündet.
In der Fig. 6 hingegen ist ein Verzögerungskrens mit Rückstellung während der Arbeitsphase darge stellt. Dies bedeutet, dass der Kondensator 4 durch Umlegen des Schalters 6 auch während der Verzöge rungszeit entladen werden kann. Zu diesem Zwecke ist ein weiterer Kondensator 24 mit einem nieder- ohmigen Strombegrenzungswiderstand 25 vorgesehen. Die Spannung dieses Kondensators wird nach Um legen des Schalters 6 über eine Diode 26 auf die Anode 10 der Röhre 1 und auf die untere Seite des Kondensators 4 gegeben.
Wenn also der Schalter 6 in die entgegengesetzte Lage als in Fig. 6 darge stellt gebracht wird, liegt die volle Speisespannung von z. B. 300 Volt an der Röhre 1 und der Ver zögerungskondensator 4, der ;sich noch nicht voll aufgeladen hat, erhält die Summe von Speisespannung und Ladespannung. Dies verursacht die Zündung der Starterstrecke. Die Strecke Anode 10-Kathode 9 zündet dadurch ebenfalls. Das Relais 2 zieht aber wegen der parallel geschalteten Diode 26 nicht an und bewirkt also keine Schaltfunktionen.
Der Kon densator 4 kann sich nun wieder entladen, und zwar ähnlich wie in Beispiel A auf minus 25 Volt.
Selbstverständlich können in vorteilhafter Aus bildung der Erfindung Verzögerungskreise, wie sie in den Figuren beschrieben sind, mit oder ohne Rück stellung während .der Arbeitsphase in Kombination mit den verschiedenen Arten des Anlegers der zwei ten Spannung an Iden Verzögerungskondensator be trieben werden, ohne Rücksicht darauf, ob es sich nun um urstabilisierte oder stabilisierte Verzöge rungskreise handelt.