DE1047869B

DE1047869B - Schaltungsanordnung zum stossweisen Erregen kraeftiger, an einer Teilnehmerstelle vorgesehener Elektromagnete, insbesondere Gebuehrendrucker, mit Hilfe von ueber die Teilnehmeranschlussleitung aufgeladenen Kondensatoren in zentralgespeisten Fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE1047869B
Application number: DES46387A
Authority: DE
Inventors: Curt Eichler
Original assignee: Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Current assignee: Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Priority date: 1955-11-16
Filing date: 1955-11-16
Publication date: 1958-12-31

Description

DEUTSCHES

Es sind Schaltungsanordnungen für die Speisung von Elektromagneten bekannt, bei denen den Stromquellen mit hochohmigem inneren Widerstand Kondensatoren parallel geschaltet sind. Dadurch ist ein sicheres Anziehen des Elektromagneten z. B. eines quellen mit hochohmigem innerem Widerstand Kondensators das Anziehen des Relais unterstützt. Der Kondensator muß um so größer sein, je kräftiger das Magnetsystem ist, das er zusätzlich speisen soll. Von einem bestimmten Wert ab hat aber eine weitere Vergrößerung dieses Kondensators keinen Sinn mehr, der Erfolg wird sogar wieder geringer, wenn nämlich der Kondensator in der für die Wiederaufladung verfügbaren Zeit nicht voll geladen wird. Diese bekannten Schaltungen eignen sich daher nicht zum stoßweisen Erregen eines kräftigen, an einer. Teilnehmerstelle vorgesehenen Elektromagneten, beispielsweise für Gebührendrucker, wenn dieser von der an der Teilnehmerstelle auftretenden Teilspannung der Amtsbatterie gespeist werden soll. Es wird als selbstverständlich vorausgesetzt, daß der vorhandene Wickelraum der Magnetspule durch richtige .Wahl von Windungszahl . und Drahtquerschnitt optimal ausgenutzt und die Spule für den Betrieb an der verfügbaren niedrigen Spannung bemessen ist.

Die Erfindung schlägt nun eine Schaltungsanordnung zum stoßweisen Erregen, kräftiger, an einer Tejlnehmerstelle vorgesehener Elektromagnete, insbesondere Gebührendrucker mit Hilfe von über die Teilnehmeranschlußleitung aufgeladenen Kondensatoren in zentralgespeisten Fernsprechanlagen vor, bei der unter dem. Einfluß eines. Steuerimpulses wirksam ■werdenden Schaltmittel mehrere in Parallelschaltung aufgeladene Kpndensat.o.ren zum Entladen über, den Elektromagneten hintereinanderschalten.

Für gewisse Hochspannungsanlagen ist es bereits bekannt, eine Spannungsumwandlung dadurch -zu ...., erzielen, daß mehrere Kondensatoren in Parallel-. Il. schaltung aus einer Quelle niedriger Spannung aufgeladen und hintereinandergeschaltet entladen werden. Dabei handelt es sich stets um Einrichtungen zur Speisung von Gasentladungs- oder Funkenstrecken, d. h. von Geräten, die von der Quelle niedriger Spannung überhaupt nicht betrieben werden können, also um reine Spannungsvervielfacher. Energiebetrachtungen, wie sie weiter unten für die vorgeschlagene Schaltung angestellt werden, spielen hierbei keine Rolle. Nach den physikalischen Grundgesetzen kann durch eine Spannungsumwandlung Energie auch nicht gewonnen werden, so daß die Anwendung dieser Spannungsvervielfacher mittels Kondensatoren für die vorliegende Aufgabe keinen Erfolg verspricht. Eine Spannungserhöhung scheint auch deshalb nicht notwendig, da die Elektromagneten so ausgelegt Schaltungsanordnung zum stoßweisen Erregen kräftiger, an einer Teilnehmerstelle vorgesehener Elektromagnete,

insbesondere Gebührendrucker, mit Hilfe von über die Teilnehmeranschlußleitung

aufgeladenen Kondensatoren in zentralgespeisten Fernsprechanlagen

Anmelder:

Süddeutsche Telefon-Apparate-, Kabel-, und Drahtwerke A. G., TEKADE, Nürnberg, Allersberger Str. 185

Curt Eichler, Nürnberg, ist als Erfinder genannt worden

werden können, daß sie auch von Quellen anderer Spannung, sofern sie hinreichend leistungsfähig sind, gespeist werden können.

.Elektromagneten haben bekanntlich wegen des sich während der Ansprechzeit, ändernden magnetischen Widerstandes die Eigenschaft, daß ihr Leistungsbedarf zu Beginn der Anzugsbewegung am größten ist; ferner sprechen sie erst über einem bestimmten Schwellwert der Spannung. an und können mit geringerer Spannung noch- so großer Energie nicht mehr betätigt werden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß in der vorgeschlagenen Schaltung zum Betrieb TyOn Elektromagneten mehr Energie zur Verfügung steht als mit der bekannten Schaltung, die nur einen großen Kondensator parallel zur Teilnehmerstelle als Speicher verwendet. Diese, den physikalischen Grundsätzen scheinbar widersprechende Tatsache läßt sich an Hand der Abb. 1 leicht einsehen. In der Abbildung ist in Kurve A die Abnahme der Energie P eines Kondensators mit der Zeit t bei Entladung über einen vorgegebenen Widerstand dargestellt. Die Kurve B zeigt denselben Zusammenhang, wobei die gleiche Elektrizitätsmenge auf einem neunmal kleineren Kondensator gespeichert wurde; der kleinere Kondensator hat dabei eine dreimal höhere Spannung. Dieses Kapazitätsverhältnis ergibt sich, wenn z. B. drei Kondensatoren von je 1000 μΡ in Parallelschaltung geladen und dann hintereinandergeschaltet werden. Bei Parallelschaltung der 3 · 1000 μΡ

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erhält man 3000 μΡ, in Serienschaltung 333 μΡ. Die Kurven zeigen, daß die gleich große Energie der kleineren Kondensatorkombination 333 μΈ eine bessere Ausnutzung während eines kurzen Zeitraumes zuläßt. Wird angenommen, daß das von der Kondensatorkombination gespeiste Schaltmittel den Schwellwert s besitzt, unter dem es nicht anspricht, so ist nach der Kurve A nur die der schräg schraffierten Fläche entsprechende Energie ausnutzbar, während nach der Kurve B die viel größere, der senkrecht schraffierten Fläche entsprechende Energie zur Wirkung kommt. Diese Verhältnisse gelten immer, wenn irgendein Schwellwert vorliegt, da dann stets ein gewisser Anteil nicht genutzt werden kann. Der Schwellwert hängt natürlich von der Dimensionierung der Magnet- t5 spule ab. Bei jedem Wert von s wird-aber durch die Schaltung nach der Erfindung eine bessere Leistungsausbeute erzielt. Ferner ergibt sich der weitere Vorteil, daß bei einer Entladung nach Kurve B, entsprechend der höheren Spannung, anfangs ein größerer Entladestrom fließt, der sinngemäß ein größeres elektromagnetisches Feld aufbaut. Dies ist aber gerade bei elektromagnetischen Schaltmitteln im Anfangsstadium der Betätigung wichtig, da zu diesem Zeitpunkt der elektromagnetische Widerstand infolge des großen Luftspalts am größten ist.

Ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der neuen Lehre ist in Abb. 2 dargestellt. Die Punkte +B und — B sind an die nicht dargestellte Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand angeschlossen, beispielsweise an denjenigen Punkten eines Fernsprechapparates, die nur bei abgehobenem Mikrotelefon Spannung aus der Amtsbatterie führen. Vl bis V5 stellen Ventile dar, mit Cl bis C3 sind die Kondensatoren bezeichnet, die bei der Ladung parallel und zur Entladung hintereinander geschaltet werden. Die Umschaltung betätigt ein nicht dargestelltes Schaltmittel R mit den Kontakten r 1 bis r 3. M ist der Verbraucher, z. B. ein Relais oder Steuermagnet. Im Ruhezustand des Schaltmittels R sind die Kondensatoren Cl bis C3 über die Kontakte rl und r2, wie dargestellt, zur Aufladung parallel geschaltet. Die Entladung wird durch eine Fremdsteuerung, beispielsweise einen Steuerimpuls, der auf das Schaltmittel R einwirkt, oder einen von Hand zu betätigenden Schalter eingeleitet, wodurch über die Kontakte rl und rl die Hintereinanderschaltung der Kondensatoren und über den Kontakt r3 die Einschaltung des Verbrauchers M erfolgt. Die Ventile Vl bis V 5 haben den Zweck, etwaige Fehlströme zu verhindern. Beispielsweise würden nach der Umschaltung die Kondensatoren C 2 und C 3 der Abb. 4 gegenpolig parallel liegen und ihre Ladungen sich gegenseitig ausgleichen. Das Ventil V2, das während der Aufladung den Minuspol des Kondensators C 2 zum Anschlußpunkt — B der Stromquelle durchschaltet, unterbindet den umgekehrten Entladungsstrom zwischen den Kondensatoren C2 und C3 nach deren Hintereinanderschaltung.

Die Erfindung wird in Abb. 2 für eine Verdreifachung der Spannung gezeigt, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, ebensowenig wie auf die dargestellte Ausführung und die beispielsweise angegebene Anwendung. Die Abb. 3 und 4 zeigen weitere mögliche Schaltungen, wobei in Abb. 3 nur eine Verdoppelung der Spannung erfolgt und Abb. 4 eine Schaltung zeigt, die mit wesentlich weniger Schaltmitteln eine Verdreifachung der Spannung ermöglicht.

Der Vorteil der neuen Schaltung besteht in der erhöhten Energieausbeute, die es ermöglicht, die gestellte Aufgabe zu lösen. Bei einer Anordnung, deren Elektromagnet durch die verfügbare Spannung gerade, aber ohne genügende Sicherheit, betrieben werden kann, wird durch die Erfindung ein sicheres Ansprechen des Magneten erzielt. In Schaltungen, die bereits betriebssicher arbeiten, kann durch den Leistungsgewinn Kupfer eingespart werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum stoßweisen Erregen kräftiger, an einer Teilnehmerstelle vorgesehener Elektromagneten, insbesondere Gebührendrucker, mit Hilfe von über die Teilnehmeranschlußleitung aufgeladenen Kondensatoren in zentralgespeisten Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Einfluß eines Steuerimpulses wirksam werdende Schaltmittel (rl bis r3) mehrere in Parallelschaltung aufgeladene Kondensatoren (Cl bis C 3) zum Entladen über den Elektromagneten (M) hintereinanderschalten.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Laden der Kondensatoren (Cl bis C 3) durchlässige Gleichrichter (Vl bis V 5) Fehlströme zwischen den hintereinandergeschalteten Kondensatoren (Cl bis C 3) sperren.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 502 258, 656 677, 683 580, 717 012, 894420;

schweizerische Patentschrift Nr. 209 752.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen