DE1133022B - Schaltungsanordnung zur Speisung mindestens einer Magnetspule eines elektromagnetischen Schlaggeraetes - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Speisung mindestens einer Magnetspule eines elektromagnetischen Schlaggerätes Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Speisung mindestens einer Magnetspule eines elektromagnetischen Schlaggerätes mit periodischen Impulsen, deren Frequenz niedriger ist als die Netzfrequenz unter Anwendung von Gleichrichtungsmitteln und eines Kondensators. Bei den bekannten Anordnungen dieser Art wird der Impuls, welcher der Magnetspule periodisch zugeführt wird, durch eine einzige Stromhalbwelle gebildet. Um einen genügenden Strom in der Magnetspule zu erhalten, muß deren Induktivität klein sein, die Spule also nur wenige Windungen haben, was aber für die von der Magnetspule auf den Kern ausgeübte Anziehungskraft ungünstig ist.
• Dieser Nachteil wird durch die Schaltungsanordnung nach der Erfindung behoben. Demgegenüber zeichnet sich die Schaltungsanordnung nach der Erfindung aus durch steuerbare Gleichrichterröhren in Vollweggleichrichterschaltung, die so gesteuert sind, daß der Magnetspule periodisch mindestens zwei aufeinanderfolgende gleichgerichtete Stromhalbwellen zugeführt werden, die durch den zur Magnetspule parallel geschalteten Kondensator zu einem einzigen Impuls geglättet werden, worauf die Gleichrichterröhren jeweils während eines gewissen Zeitintervalls die Stromzufuhr zur Magnetspule sperren.
• Als Gleichrichterröhren werden vorzugsweise Trioden verwendet, von denen die eine periodisch gesperrt und entsperrt wird, während die andere Triode jeweils für die nächste Halbperiode leitend gemacht wird, wenn die erste Triode während einer Halbperiode leitend ist. Sehr zweckmäßig ist es, Mittel zur Regelung der Periode der Magnetspule zugeführten Impulse vorzusehen, wozu z. B. ein variabler Widerstand verwendet werden kann, der zugleich im Gitterkathodenkreis und im Kondensatorkreis enthalten ist.
• Je nach der Einstellung dieses Widerstandes werden dann mehr oder weniger Stromhalbwellen von Netzfrequenz zwischen den der Magnetspule zugeführten Impulsen gelöscht. Es sei diesbezüglich erwähnt, daß es bekannt ist, die Magnetspule eines Schlaggerätes mit Stromhalbwellen von Netzfrequenz zu speisen, die durch eine ganze Anzahl von Halbwellenperioden voneinander getrennt sind, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Fig. 1 sind die durch die Magnetspule hindurchgehenden Stromhalbwellen ausgezogen, die nicht benutzten Halbwellen der Netzspannung dagegen gestrichelt dargestellt. Die Periode der Schwingung des abgefederten Magnetankersystems mit dem Schlagwerkzeug beträgt im dargestellten Falle 10 Hz, bei einer Netzfrequenz von 50 Hz. In Fig. 2 sind beispielsweise die Impulse dargestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung zur Erregung der Magaetspule mit einer Frequenz von 10 Hz erzeugt werden können. Man sieht, daß die Impulse im angenommenen Falle aus zwei aufeinand'erfolgenden, gleichgerichteten Stromhalbwellen bestehen, die durch den Kondensator zu einem einzigen Impuls geglättet sind. Die Netzspannung wird während einer doppelt so langen Zeit ausgenutzt als bei der bekannten Schaltung, wobei diese Zeit auch drei- oder viermal größer sein könnte (oder auch mehr). Man erhält dadurch eine viel größere Schlagwirkung, zumal auch die Magnetspule, wie schon eingangs erwähnt, eine größere Induktivität haben kann, weil für jeden Impuls mehr Zeit zur Ausbildung eines genügend großen Stromes zur Verfügung steht.
• Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung eines in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispieles der Schaltungsanordnung nach der Erfindung hervorgehen.
• Die dargestellte Schaltungsanordnung weist einen Transformator 1 auf, dessen Primärwicklung 2 an das Wechselstromnetz angeschlossen ist. Der Transformator 1 weist sekundärseitig eine Hauptwicklung 3 und zwei Nebenwicklungen 4 und 5 auf.
• Das eine Ende der Hauptwicklung 3 ist über die Primärwicklung 6 eines Transformators 7 und eine Triode 8 mit dem einen " Ende einer Magnetspule 9 verbunden, deren anderes Ende mit dem Mittelpunkt der Wicklung 3 verbunden ist. Das andere Ende der Wicklung 3 ist über eine Triode 10 mit demselben Ende der Magnetspule 9 verbunden wie die Triode B. Zur Magnetspule 9 ist ein Glättungskondensator 11 parallel geschaltet. Wenn die Trioden 8 und 10 dauernd leitend wären, so würde die Magnetspule 9 durch die Vollweggleichrichterschaltung der Elemente 3, 8, 10, 11 dauernd mit Gleichstrom gespeist. Die Trioden 9 und 10 werden aber durch die nachfolgend beschriebenen Teile' der Anordnung nur während gewisser, periodischer Zeitintervalle leitend gemacht.
• Die Nebenwicklung 4 speist einen Gleichrichter 12, an dessen Ausgang ein. Glättungskondensator 13 und ein Widerstand 14 angeschlossen sind. Das positive Ende des Widerstandes 14 ist über einen Widerstand 15 mit dem Gitter 16 der Triode 8 verbunden. Das negative Ende des, Widerstandes 14 ist über einen variablen Widerstand 17, einen festen Widerstand 18 und einen Schalter 19 mit der Kathode 20 der Triode 8 verbunden. Zwischen dem Gitter 16 und der Kathode 20 ist ein Kondensator 21 angeordnet. Ein Gleichrichter 22 steht einerseits mit dem Mittelpunkt der Wicklung 3 in Verbindung und ist andererseits mit dem negativen Ende des Widerstandes 14 sowie über einen Kondensator 23 mit der Kathode 20 verbunden. -Die Nebenwicklung 5 speist einen Gleichrichter 24, en dessen Ausgang ein Glättungskondensator 25 und ein Widerstand 26 angeschlossen sind. Das positive Ende des Widerstandes 26 ist mit der Kathode 27 der Triode 10 verbunden. Zwischen dem Gitter 30 und der Kathode 27 ist ein Kondensator 31 angeordnet. Die Sekundärwicklung 32 des Transformators 7 speist über einen Gleichrichter 33 den Widerstand 28; zu welchem ein Kondensator 34 parallel geschaltet ist.
• Die Magnetspule 9 wirkt auf einen beweglichen Magnetkern 35, der z. B. den Schlagbolzen eines elektrischen Hammers bildet. Mit 36 ist eine Feder bezeichnet, die den Magnetkern 35 aus der Magnetspule 9 herauszieht, wenn letztere diesen Kern angezogen und hierauf der Stromfluß durch die Spule aufgehört hat.
• Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Wenn der Schalter 19 geschlossen wird, so erhält das Gitter 16 der Triode 8 im Stromkreis 15, 14, 17, 18, 19, 20 eine positive Spannung in bezug auf die Kathode 20, so daß die Triode 8 leitend wird. Die Magnetwicklung 9 erhält somit von der linken Hälfte der Hauptwicklung 3 eine positive Stromhalbwelle.
• Hierauf wird die Triode 10, die bisher wegen der negativen Vorspannung ihres Gitters 30 im Stromkreis 29, 28, 26, 27 nichtleitend war, leitend. Die durch die Primärwicklung 6 des Transformators 7 fließende Stromhalbwelle erzeugt nämlich im Stromkreis 32, 33, 28 einen Impuls, der einen Spannungsabfall im Widerstand 28 hervorruft, welcher der am Widerstand 26 herrschenden Spannung entgegenwirkt und größer als diese Spannung ist, so daß die Gittervorspannung -positiv wird. Infolgedessen wird nun die rechte Hälfte der Hauptwicklung 3 über die Triode 10 der Magnetspule 9 eine weitere positive Stromhalbwelle liefern: Durch den Spannungsabfall an der Magnetspule 9 wird der Kondensator- 23 im Stromkreis 9, 23, 22 aufgeladen; wobei seine mit der Kathode 20 der Triode 8 verbundene Seite positiv ist. Im Stromkreis 23, 19, 18, 17 fließt somit ein Strom, der in den Widerständen 17 und 18 einen Spannungsabfall erzeugt, welcher der am Widerstand 14 herrschenden Spannung entgegenwirkt und größer als diese Spannung ist, so daß die Vorspannung des Gitters 15 negativ wird. Die Triode 8 ist somit in den folgenden Perioden der Wechselstromspannung gesperrt, und zwar so lange, bis sich der Kondensator 23 im erwähnten Stromkreis 23, 19; 18, 17 so weit entladen hat, daß wieder die Spannung am Widerstand 14 überwiegt, worauf sich das geschilderte Arbeitsspiel wiederholt.
• Die Magnetwicklung 9 erhält somit in periodischen Intervallen von der Dauer mehrerer Wechselstromperioden jeweils zwei gleichgerichtete Stromhalbwellen, welche durch den Kondensator 11 zu einem einzigen Impuls geglättet werden. Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz erhält die Magnetspule somit periodische Impulse von 2 - 1/loo =1/5o Sekunde. Die Frequenz, mit welcher diese Impulse aufeinanderfolgen, kann durch Veränderung des variablen Widerstand 17 geregelt werden. Wird der Schalter 19 geöffnet, so kann sich der Kondensator 23 nicht mehr entladen, die negative Vorspannung des Gitters 16 bleibt erhalten, und die Magnetspule 9 erhält keine Impulse mehr. Dadurch, daß die Magnetspule Impulse von 1/50 Sekunden statt von nur 1/100 Sekunde erhält, spielt ihre Induktivität eine geringere Rolle, so daß sie mit mehr Windungen ausgeführt werden kann und somit nicht einen so großen Strom erfordert, um dieselbe Anziehungskraft auf den Magnetkern auszuüben. Bei gleicher Anziehungskraft ist somit die kurzzeitige induktive Belastung des Netzes bedeutend geringer, bzw. die Anziehungskraft kann bei gleicher zulässiger Belastung bedeutend gesteigert werden, was insbesondere dann sehr wichtig ist, wenn es sich um die Magnetspule eines elektromagnetischen Hammers oder eines ähnlichen Schlaggerätes handelt.
• Mit der beschriebenen Anordnung können natürlich auch mehrere, vorzugsweise parallel geschaltete Magnetspulen impulsweise gespeist werden, die zu demselben oder zu verschiedenen Geräten gehören können.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung zur Speisung min-Bestens einer Magnetspule eines elektromagnetisehen Schlaggerätes mit periodischen Impulsen, deren Frequenz niedriger ist als die Netzfrequenz unter Anwendung von Gleichrichtungsmitteln und eines Kondensators, gekennzeichnet durch steuerbare Gleichrichterröhren (8, 10) in Vollweggleichrichterschaltung, die so gesteuert sind, daß der Magnetspule (9) periodisch mindestens zwei aufeinanderfolgende gleichgerichtete Stromhalbwellen zugeführt werden, die durch den zur Magnetspule parallel geschalteten Kondensator (11) zu einem einzigen Impuls geglättet werden, worauf die Gleichrichterröhren jeweils während eines gewissen Zeitintervalls die Stromzufuhr zur Magnetspule sperren.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung zweier Trioden (8, 10), von denen die eine periodisch gesperrt und entsperrt wird, während die andere Triode (10) jeweils für die nächste Halbperiode leitend gemacht wird, wenn, die erste Triode (8) während einer Halbperiode leitend ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorspannungsquelle (14) einerseits mit dem Gitter (16) und andererseits über mindestens einen Widerstand (17, 18) mit der Kathode (20) der ersten Triode (8) verbunden ist und daß ein Kondensator (23), der beim Fließen der gleichgerichteten Stromhalbwellen durch die Magnetspule (9) über einen Gleichrichter (22) aufgeladen wird, sich über den genannten Widerstand (17, 18) entladen kann, und dabei an demselben einen der Spannung der Vorspannungsquelle (14) entgegengesetzt gerichteten Spannungsabfall an diesem Widerstand erzeugt, so daß die Triode gesperrt ist, so lange der Spannungsabfall gegenüber der genannten Spannung überwiegt.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein variabler Widerstand (17) zugleich im Gitterkathodenkreis und im Kondensatorkreis enthalten ist, um die Periode der der Magnetspule zugeführten Impulse zu regeln.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorspannungsquelle (26) einerseits über einen Widerstand (28) mit dem Gitter (30) und andererseits mit der Kathode (27) der zweiten Triode (10) verbunden ist und daß ein Transformator (7) vorgesehen ist, dessen Primärwicklung (6) sich im Stromkreis der ersten Triode (8) befindet und dessen Sekundärwicklung (32) den genannten Widerstand (28) über einen Gleichrichter (33) derart speist, daß beim Durchgang einer Stromhalbwelle durch die erste Triode an diesem Widerstand ein der Spannung der Vorspannungsquelle entgegengesetzt gerichteter Spannungsabfall erzeugt wird, welcher größer als diese Spannung ist und eine Entsperrung der zweiten Triode für die Dauer der nächsten Halbperiode bewirkt.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle für die Magnetspule (9) durch eine sekundärseitige Hauptwicklung (3) eines primärseitig an das Wechselstromnetz angeschlossenen Transformators (1) gebildet wird, während die genannten Vorspannungsquellen je durch einen Widerstand (14 bzw. 26) gebildet werden, der über einen mit einem Glättungskondensator (13 bzw. 25) versehenen Gleichrichter (12 bzw. 24) von einer sekundären Nebenwicklung (4 bzw. 5) dieses Transformators gespeist wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 503 524, 586 988, 950 479, 534 887, 529 477, 912 721, 902 641.