DE4325578A1

DE4325578A1 - Switching device for an electromagnet

Info

Publication number: DE4325578A1
Application number: DE19934325578
Authority: DE
Inventors: Horst Bendrich
Original assignee: Hartmann & Laemmle Elektronisc
Current assignee: Hartmann & Laemmle Elektronisc
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-02

Abstract

In the case of an electronic switching device (10) for a switching magnet (11) whose current flow, in the steady state, can be connected to a supply current source having a low output voltage and, during switching on - for the purpose of rapid excitation - to a capacitor (12) which is charged to a higher voltage level, a charge control stage (25) is provided which automatically initiates further charging cycles of the capacitor (12) after a steady-state current flow phase in the electromagnet has elapsed and a minimum time interval (TA) has subsequently elapsed during which initial recharging of the capacitor (12) takes place by the influence of self inductance, as long as the actual value of the capacitor voltage is less than a desired value (US) which, for its part, is higher than the output voltage of the supply current source. The maximum duration (tp) of such recharging cycles, which take place by briefly passing current through the field winding (11) and subsequently turning it off again, is less than the time interval within which the magnetic field which builds up reaches the attraction field strength of the magnet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltein richtung für einen zur Betätigung eines Steuer- oder Schaltgliedes wie ein Magnetventil oder ein Relais vor gesehenen Elektromagneten und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungs bestimmenden Merkmalen.The invention relates to an electronic switch direction for operating a control or Switching element like a solenoid valve or a relay seen electromagnets and with the other, in Preamble of claim 1, generic defining characteristics.

Zum Zweck einer derartigen Schnellerregung ist es be kannt (Martin Blanz Dissertation, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Institut für Physik, Stuttgart, 1989) den Magneten in einer einleitenden Phase der Be stromung an einen auf höheres als dem Spannungsniveau der Versorgungsstromquelle aufgeladenen Kondensator an zuschließen, sodann die Feldwicklung des Magneten mit stationärem Stromwert aus der Versorgungs-Stromquelle zu speisen und mit dem Abschalten des stationären Erre gerstromes - durch die Selbstinduktionswirkung der Feldwicklung - den Kondensator wieder auf das höhere Spannungsniveau aufzuladen, wobei zur diesbezüglichen Steuerung des Erregerstroms und des Aufladestromes elektronische Schalter vorgesehen sind, die mittels ei ner elektronischen Steuereinheit zweckgerecht umgeschal tet werden können.For the purpose of such rapid excitation, it is knows (Martin Blanz dissertation, Max Planck Institute for metal research, Institute for Physics, Stuttgart, 1989) the magnet in an introductory phase of loading flow to a higher than the voltage level of the supply current source charged capacitor close, then the field winding of the magnet stationary current value from the supply current source to dine and by switching off the stationary Erre gerstromes - through the self-induction effect of Field winding - the capacitor back to the higher one To charge voltage level, whereby to the related Control of the excitation current and the charging current Electronic switches are provided, which by means of egg ner electronic control unit appropriately switched can be tet.

Diese Art der Schnellerregung, die sowohl kurzzeitige Anstiege des Magnetfeldes wie auch ein rasches Abklin gen des Magnetfeldes ergibt, ist dann möglich, wenn die Ein- und Abschaltung des Magneten periodisch mit rela tiv kurzer Periodendauer erfolgt, wie es z. B. bei "ge pulsten" Magneten im kernresonanz-technischen Bereich üblich ist, nicht mehr jedoch dann, wenn zwischen rela tiv kurzen Einschaltzeiten längere Zeitspannen verstrei chen, bis der Magnet wieder eingeschaltet wird und sich daher der Kondensator, der aus schaltungstechnischen Gründen einer Widerstandsbeschaltung bedarf, entladen kann.This type of fast excitation that is both temporary Increases in the magnetic field as well as a rapid decline conditions of the magnetic field is possible if the Switching the magnet on and off periodically with rela tiv short period takes place, as z. B. at "ge pulsing "magnets in the field of nuclear magnetic resonance is common, but no longer when between rela tiv short turn-on times lapse longer periods until the magnet is switched on again hence the capacitor that comes from circuitry Unloaded for reasons of resistance wiring can.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schalteinrich tung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei schaltungstechnisch gleichwohl einfachem Aufbau unab hängig davon, in welchen Zeitabständen Ein- und Aus schaltvorgänge erfolgen, die Wiederaufladung des Kon densators und die Aufrechterhaltung eines definierten Ladungszustandes als Voraussetzung für eine wirksame Schnellerregung gewährleistet.The object of the invention is therefore a switching device tion of the type mentioned at the beginning, which at in terms of circuit technology and simple construction depending on the time intervals on and off switching operations take place, the recharging of the Kon capacitors and maintaining a defined Charge condition as a prerequisite for an effective Fast excitation guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Lade-Steuerstufe - "Ladepumpe" - vorgesehen ist, die nach Ablauf einer stationären Bestromungsphase des Elektromagneten und anschließendem Ablauf einer Min destzeitspanne (T_A) innerhalb derer durch Selbstinduk tionswirkung der Feldwicklung eine erste Wiederaufla dung des Kondensators erfolgt, selbsttätig weitere Auf ladezyklen des Kondensators auslöst, so lange der - überwachte - Istwert der Kondensatorspannung U_C nie driger ist als ein Sollwert U_S, welcher seinerseits hö her ist als die Ausgangsspannung der zur Bestromung der Feldwicklung im stationären Betriebszustand des Magne ten vorgesehenen Versorgungsstromquelle, und daß die maximale Dauer t_p solcher Nachladezyklen, die durch elektronisch gesteuerte kurzzeitige Bestromung der Feldwicklung aus der Versorgungsstromquelle und Aufla dung des Kondensators mit der beim Abschalten der Be stromung durch Selbstinduktionswirkung der Wicklung auftretenden Spannung erfolgen, kleiner ist als die Zeitspanne, innerhalb derer das in der Feldwicklung sich aufbauende Magnetfeld diejenige Feldstärke er reicht, die für die Anzugsbetätigung des Magneten aus reicht. Die hiernach zwischen Einschaltzeiten des Mag neten - Bestromungsphasen - zu einem beliebigen Zeit punkt möglichen Wiederaufladungen des Kondensators stel len sicher, daß dieser in der einleitenden Phase einer jeweils nachfolgenden Einschaltung des Magneten hinrei chend aufgeladen ist, um die für die Schnellerregung der Feldwicklung benötigte hohe Spannung bei hinrei chender elektrischer Leistung zu liefern.This object is achieved in that a charge control stage - "charge pump" - is provided which after a stationary energization phase of the electromagnet and then expiry of a minimum period of time (T _A ) within which by self-induction effect of the field winding a first recharge of Capacitor takes place, automatically triggers further charging cycles of the capacitor, as long as the - monitored - actual value of the capacitor voltage U _{C is} never lower than a setpoint U _S , which in turn is higher than the output voltage of the current to the field winding in the stationary operating state of the magnet provided supply current source, and that the maximum duration t _{p of} such recharging cycles, the electronically controlled short-term energization of the field winding from the supply current source and charging of the capacitor with the voltage occurring when the current is switched off by the induction effect of the winding g, is less than the period of time within which the magnetic field building up in the field winding reaches the field strength that is sufficient for actuating the magnet. The thereafter between the switch-on times of the magnet - energization phases - at any point in time possible recharges of the capacitor ensure that it is sufficiently charged in the introductory phase of each subsequent switch-on of the magnet by the high voltage required for the fast excitation of the field winding to deliver with sufficient electrical power.

Bei der durch die Merkmale des Anspruchs 2 ihrem grund sätzlichen Aufbau nach umrissenen Gestaltung der Schalt einrichtung sind Wiederaufladezyklen des Kondensators auch "innerhalb" der Einschaltzeit des Magneten, d. h. während seiner Bestromung mit einem stationären Erre gerstrom möglich, mit der vorteilhaften Folge, daß auch dann, wenn nach einem Abschalten des Magneten kurze Zeit später wieder eine Einschaltung desselben erfor derlich ist, diese mit der erwünschten Schnellerregung erfolgen kann.In the reason of the features of claim 2 additional structure according to the outlined design of the switch device are recharging cycles of the capacitor also "within" the on time of the magnet, i.e. H. during its energization with a stationary pathogen gerstrom possible, with the advantageous consequence that also then when short after switching off the magnet Time later again to switch on the same is, this with the desired fast excitation can be done.

Die durch den Anspruch 3 angegebene schaltungstechni sche Realisierung der Schalteinrichtung, bei der die Versorgungsstromquelle und die durch den Kondensator gebildete Schnellerregungs-Stromquelle bezüglich der Feldwicklung parallel geschaltet sind, ist sehr einfach ansteuerbar, da bei einem Übergang von der einen Be stromungsphase zur anderen und zur Wiederaufladung des Kondensators jeweils nur ein elektronischer Schalter umgeschaltet werden muß.The circuitry specified by claim 3 cal realization of the switching device in which the Supply current source and that through the capacitor formed fast excitation power source with respect to the Field winding connected in parallel is very simple controllable, because with a transition from one loading flow phase to the other and to recharge the Capacitor only one electronic switch must be switched.

Durch die Merkmale der Ansprüche 4 bis 7 sind einfache logische Verknüpfungsschaltungen der Steuerstufe der Schalteinrichtung angegeben, die die erwünschten Funk tionen ergeben.The features of claims 4 to 7 are simple logical logic circuits of the control stage of the Switching device specified that the desired radio result.

Mit den durch die Merkmale des Anspruchs 8 angegebenen Einstellmöglichkeiten ist die erfindungsgemäße Schalt einrichtung für die verschiedensten Zwecke und Dimen sionierungen von Schaltmagneten einsetzbar.With the specified by the features of claim 8 Setting options is the switching according to the invention furnishing for various purposes and dimensions Switching solenoids can be used.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbei spiels in baulicher funktioneller Hinsicht näher erläu tert. Es zeigenThe invention is based on one in the Preferred embodiment shown in the drawing game from a constructional functional point of view tert. Show it

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Gestal tung einer elektronischen Schalteinrichtung; Fig. 1 is a block diagram of a preferred Gestal device of an electronic switching device;

Fig. 2 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung einer ver einfachten Abwandlung der Schalteinrichtung ge mäß Fig. 1 und Fig. 2 is a timing diagram for explaining a simple modification of the switching device according to FIG. 1 and

Fig. 3 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktion der in der Fig. 1 insgesamt dargestellten Schalteinrichtung. Fig. 3 is a timing diagram for explaining the function of the switching device shown overall in Fig. 1.

Die in der Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete elektro nische Schalteinrichtung dient zur Schnellerregung ei nes Elektromagneten 11, z. B. des Schaltmagneten eines elektrisch ansteuerbaren Magnetventils, der in dem Schaltbild der Fig. 1 als Induktivität dargestellt ist. Um diesen (Schalt-)Magneten 11 sehr schnell zum Anspre chen - Umschalten des Ventils gegen die Rückstellkraft einer nicht dargestellten Ventilfeder -, zu bringen, erfolgt seine Stromversorgung in der Anfangsphase sei ner Erregung aus einem auf eine relativ hohe Spannung aufgeladenen Kondensator 12, der über einen ersten elektronischen Schalter 13 mit dem Stromzuführungsan schluß 14 der Erregerwicklung 11 des Magneten verbind bar ist, deren Stromausgang 16 über einen zweiten elek tronischen Schalter 17 mit der Schaltungsmasse 18 ver bindbar ist, wodurch die Erregung des Magneten 11 steu erbar ist.The, z in FIG. 1 overall designated 10 electro African switching device is used for high-speed excitation ei nes electromagnet 11. B. the switching magnet of an electrically controllable solenoid valve, which is shown in the circuit diagram of FIG. 1 as an inductor. In order to bring this (switching) magnet 11 very quickly to address - switching the valve against the restoring force of a valve spring (not shown), its power supply takes place in the initial phase of its excitation from a capacitor 12 charged to a relatively high voltage Via a first electronic switch 13 with the Stromzuführungsan circuit 14 of the excitation winding 11 of the magnet is connectable, the current output 16 ver via a second electronic switch 17 with the circuit mass 18 is bindable, whereby the excitation of the magnet 11 is taxable.

Die "Einschaltung" des Magneten 11 wird durch ein am Steuereingang 19 der elektronischen Schalteinrichtung 10 zugeführtes Einschaltsignal 21 ausgelöst, das in der Fig. 2 durch den entsprechend bezeichneten Impulszug repräsentiert ist, wobei die Einschaltdauer T durch die Zeitspanne bestimmt ist, innerhalb derer das Einschalt signal 21 als Hoch-Pegel-Signal ansteht. Der Stromzu führungsanschluß 14 der Erregerwicklung 11 ist über ei ne erste Diode 22 mit dem (+)-Ausgang 23 einer durch diesen repräsentierten, im übrigen nicht dargestellten Versorgungs-Spannungsquelle verbunden, deren Ausgangs spannung z. B. 24 Volt beträgt.The "switch-on" of the magnet 11 is triggered by a switch-on signal 21 supplied to the control input 19 of the electronic switching device 10 , which is represented in FIG. 2 by the pulse train designated accordingly, the switch-on duration T being determined by the period of time within which the switch-on signal 21 is present as a high-level signal. The Stromzu lead terminal 14 of the excitation winding 11 is connected via egg ne first diode 22 to the (+) - output 23 of a represented by this, otherwise not shown supply voltage source, the output voltage z. B. is 24 volts.

Zur Erregung des Elektromagneten 11 werden die beiden elektronischen Schalter 13 und 17 wie folgt betätigt:To energize the electromagnet 11 , the two electronic switches 13 and 17 are operated as follows:

Der die Stromzufuhr von dem Kondensator 12 zu der Erre gerwicklung 11 vermittelnde erste elektronische Schal ter 13, z. B. ein Gate-gesteuerter Feldeffekttransistor, wird so lange in seinen leitenden Zustand gesteuert, bis die Momentan-Spannung des Kondensators 12, aus dem die Erregerwicklung 11 in der einleitenden Phase ihrer Ansteuerung gespeist wird, auf den Wert der Ausgangs spannung der Versorgungs- und Spannungsquelle abgefal len ist. "Danach" wird die Erregerwicklung über die er ste Diode 22 bestromt, wobei der zweite elektronische Schalter 17 leitend bleibt.The current supply from the capacitor 12 to the Erre 11 winding mediating first electronic scarf ter 13 , z. B. a gate controlled field effect transistor is controlled in its conductive state until the instantaneous voltage of the capacitor 12 , from which the excitation winding 11 is fed in the introductory phase of its control, to the value of the output voltage of the supply and Voltage source has dropped. "Afterwards", the excitation winding is energized via the first diode 22 , the second electronic switch 17 remaining conductive.

Die Abschaltung der Erregung der Wicklung 11 erfolgt durch Sperr-Ansteuerung des zweiten elektronischen Schalters 17. Der aufgrund der Selbstinduktionswirkung weiterhin in der Erregerwicklung 11 fließende Strom wird nunmehr über eine zweite Diode 24 wieder dem Kon densator 12 zugeführt und zu dessen Aufladung ausge nutzt, der dadurch auf einen Spannungswert "oberhalb" der Versorgungsspannung aufgeladen wird.The excitation of the winding 11 is switched off by blocking the second electronic switch 17 . The current that continues to flow in the excitation winding 11 due to the self-induction effect is now fed back to the capacitor 12 via a second diode 24 and used for charging it, which is thereby charged to a voltage value “above” the supply voltage.

Um den Kondensator 12 darüberhinaus wieder auf einen für seine Stromquellenfunktion hinreichend hohe Span nung aufzuladen, ist im Rahmen der elektronischen Schalteinrichtung 10 eine insgesamt mit 25 bezeichnete "Ladungspumpe" vorgesehen, mit deren als Hoch-Pegel- Ausgangssignale abgegebenen Ausgangssignalen 26, die in der Fig. 2 durch den entsprechend bezeichneten Impuls zug repräsentiert sind, der zweite elektronische Schal ter 17 durchsteuerbar ist. Auch dieser zweite elektro nische Schalter 17 kann, wie dargestellt, in spezieller Gestaltung als Gate-gesteuerter Feldeffekttransistor ausgebildet sein.In order to additionally charge the capacitor 12 to a voltage which is sufficiently high for its current source function, a "charge pump", designated as a whole by 25 , is provided in the context of the electronic switching device 10 , with its output signals 26 output as high-level output signals, which are shown in FIG . 2 are represented by the correspondingly labeled train pulse, the second electronic sound ter 17 is connected through controllable. This second electronic switch 17 can, as shown, be designed in a special design as a gate-controlled field effect transistor.

Bei einer Ansteuerung - Durchsteuerung - dieses zweiten elektronischen Schalters 17 liegt über der Erregerwick lung 11 die Versorgungsspannung - die Ausgangsspannung der Versorgungs-Spannungsquelle - an. Die Folge hiervon ist, daß sich in der Wicklung 11 ein Strom aufbaut. Die ser Strom wird - gesteuert - unterhalb desjenigen Wer tes gehalten, bei dem der mittels der Wicklung 11 ge steuerte Magnet anziehen würde. Zu diesem Zweck wird der zweite elektronische Schalter 17 wieder in seinen nicht-leitenden Zustand umgesteuert, bevor der die Wick lung 11 durchfließende Strom ein für ein Umschalten des Magenten hinreichendes Feld aufgebaut hat. Die Folge des "Abschaltens" dieses Stromes ist, daß durch Selbst induktionswirkung der Erregerwicklung 11 eine hohe Span nung aufgebaut wird, die über die zweite Diode 24 dem Kondensator 12 zu dessen Aufladung zugeleitet ist. Durch gegebenenfalls wiederholte Durchführung eines solchen Ladevorganges kann der Kondensator 12 in rela tiv kurzer Zeit so weit aufgeladen werden, daß die am Kondensator 12 anstehende Spannung für die schon ge schilderte Schnellerregung der Wicklung hinreichend hoch ist. Ein derartiger Ladezyklus wird immer dann ausgelöst, wenn ein Komparator 30 "erkennt", daß die an dem Kondensator 12 bereitgestellte Spannung niedriger ist als ein einstellbarer Sollwert U_S derselben, der seinerseits mittels eines Sollwert-Stellgliedes 27 ein stellbar ist.With a control - control - this second electronic switch 17 is above the excitation winding 11, the supply voltage - the output voltage of the supply voltage source - to. The consequence of this is that a current builds up in the winding 11 . This water is controlled - kept below that value at which the magnet controlled by the winding 11 would attract. For this purpose, the second electronic switch 17 is reversed into its non-conductive state before the winding 11 flowing current has built up a sufficient field for switching the magent. The consequence of "switching off" this current is that a high voltage voltage is built up by self-induction action of the excitation winding 11 , which is supplied to the capacitor 12 via the second diode 24 for charging it. By possibly repeated implementation of such a charging process, the capacitor 12 can be charged so far in a rela tively short time that the voltage across the capacitor 12 is sufficiently high for the already described rapid excitation of the winding. Such a charging cycle is always triggered when a comparator 30 "recognizes" that the voltage provided on the capacitor 12 is lower than an adjustable setpoint U _{S of the} same, which in turn is adjustable by means of a setpoint actuator 27 .

Unterschreitet die Kondensatorspannung U_C, deren zeit licher Verlauf in der Fig. 2 durch die Spannungs-Ver laufskurve 28 qualitativ wiedergegeben ist, den genann ten Sollwert U_S, so wird am Ausgang 29 des Komparators 30 ein der Ladungspumpe 25 zugeleitetes Ausgangssignal 63 (Fig. 2) als Hoch-Pegel-Signal abgegeben, das so lange als solches ansteht, wie die Kondensatorspannung U_C niedriger ist als die Soll-Spannung U_S.If the capacitor voltage U _C , the time course of which is shown qualitatively in FIG. 2 by the voltage displacement curve 28 , falls below the specified nominal value U _S , an output signal 63 fed to the charge pump 25 is output at the output 29 of the comparator 30 ( FIG given. 2) as a high-level signal is present as long as such, as the capacitor voltage U _C is lower than the target voltage U _S.

Dieses Ausgangssignal 63 des Komparators 30 ist einem ersten Eingang 31 eines 4-Eingangs-UND-Gliedes 32 zuge leitet.This output signal 63 of the comparator 30 is a first input 31 of a 4-input AND gate 32 supplied.

An einem zweiten Eingang 33 des UND-Gliedes 32 ist die sem das Ausgangssignal eines Inverters 34 zugeleitet, dem als Eingangssignal das Einschaltsignal 21 zugelei tet ist. Das am - negierenden - Ausgang 36 des Inver ters 34 abgegebene, zu dem Einschaltsignal 21 "komple mentäre" Signal ist in der Fig. 2 durch deren Impulszug 37 repräsentiert. An einem dritten Eingang 38 des 4- Eingangs-UND-Gliedes 32 ist diesem das Ausgangssignal eines ersten, flankengesteuerten Impulsgebers 58 zuge leitet, dessen Ausgang 59 "normalerweise" auf hohem Signalpegel liegt und mit der abfallenden Flanke 42 des Einschaltsignals 21 auf niedrigen Signalpegel übergeht, wie in der Fig. 2 durch deren Impulszug 43 wiedergege ben.At a second input 33 of the AND gate 32 , the sem the output signal of an inverter 34 is supplied, to which the switch-on signal 21 is supplied as an input signal. The - negating - output 36 of the inverter 34 , which is "complementary" to the switch-on signal 21, is represented in FIG. 2 by its pulse train 37 . At a third input 38 of the 4-input AND gate 32 , the output signal of a first, edge-controlled pulse generator 58 is supplied, the output 59 of which is "normally" at a high signal level and transitions to the low signal level with the falling edge 42 of the switch-on signal 21 , as shown in Fig. 2 by the pulse train 43 ben.

An einem vierten Eingang 44 des 4-Eingangs-Und-Gliedes 32 sind diesem die in der Fig. 2 durch den Impulszug 46 repräsentierten Ausgangsimpulse 47 - Hoch-Pegel-Impul se - eines Taktgenerators 48 zugeleitet, die von diesem mit definierter Impulsdauer t_p und definierter Perio dendauer T_p abgegeben werden. Das am Ausgang 49 der La dungspumpe 25 abgegebene, aus der UND-Verknüpfung der genannten Signale resultierende Steuer-Ausgangssignal 26 ist dem einen, ersten Eingang 52 eines 2-Eingangs- ODER-Gliedes 53 zugeleitet, dem gemäß einer Variante der elektronischen Schalteinrichtung 10, die nachfol gend anhand der Fig. 2 mehr im einzelnen erläutert wird, an seinem zweiten Eingang 54 das Einschaltsignal 21 direkt zugeleitet ist, wie durch die gestrichelt eingezeichnete Leitungsverbindung 55 repräsentiert.At a fourth input 44 of the 4-input and gate 32 , the output pulses 47 represented in FIG. 2 by the pulse train 46 - high-level impulses - of a clock generator 48 are supplied to the latter by a defined pulse duration t _p and defined period T _{p are} given. The control output signal 26 which is output at the output 49 of the charge pump 25 and results from the AND operation of the signals mentioned is fed to the one, first input 52 of a 2-input OR gate 53 which, according to a variant of the electronic switching device 10 , which will be explained in more detail below with reference to FIG. 2, the switch-on signal 21 is fed directly to its second input 54 , as represented by the line connection 55 shown in broken lines.

Das am Ausgang 56 des ODER-Gliedes 53 abgegebene, in der Fig. 2 durch den Impulszug 57 repräsentierte Aus gangssignal dieses ODER-Gliedes 53 wird zur Durchsteue rung des zweiten elektronischen Schalters 17 ausgenutzt.The output at the output 56 of the OR gate 53 , represented in FIG. 2 by the pulse train 57 , from the output signal of this OR gate 53 is used to control the second electronic switch 17 .

Desweiteren umfaßt die elektronische Schalteinrichtung 10 einen zweiten flankengesteuerten Impulsgeber 39, an dessen Ausgang 41 ein in der Fig. 2 durch deren Impuls zug 61 repräsentiertes Ausgangssignal abgeben wird, das mit dem Einsetzen des Einschaltsignals 21 als Hoch-Pe gel-Signal einsetzt und nach einer definierten Zeit spanne T_B wieder abfällt.Furthermore, the electronic switching device 10 comprises a second edge-controlled pulse generator 39 , at the output 41 an output signal represented in FIG. 2 by its pulse train 61 is emitted, which starts with the onset of the switch-on signal 21 as a high-level signal and after one defined time span T _B falls again.

Dieses Ausgangssignal des zweiten flankengesteuerten Impulsgebers 39 ist als Steuersignal einem dritten elektronischen Schalter 62 zugeleitet, der dadurch in seinen leitenden - durchgesteuerten - Zustand gelangt und in diesem Zustand ein Steuersignal für den ersten elektronischen Schalter 13 erzeugt, durch das dieser ebenfalls in seinen dem Schnelladebetrieb der Wicklung 11 zugeordneten leitenden - durchgesteuerten - Zustand gesteuert wird. Auch der dritte elektronische Schalter 62 ist beim dargestellten, speziellen Ausführungsbei spiel als Gate-gesteuerter Feldeffekttransistor ausge bildet. Die insoweit erläuterte Schalteinrichtung 10 arbeitet unter der Voraussetzung, daß ihrem 2-Eingangs- ODER-Glied 53 an dessen zweitem Eingang 54 direkt das am Steuereingang 19 der Schalteinrichtung 10 eingegebe ne Einschaltsignal 21 zugeleitet ist, wie folgt, wobei zur diesbezüglichen Funktions-Erläuterung zunächst auf das Impulsdiagramm der Fig. 2 Bezug genommen wird. Es sei davon ausgegangen, daß der Kondensator 12 soweit aufgeladen ist, daß ein hoher Wert der Kondensatorspan nung U_C gegeben ist, wie in der U_C(t)-Verlaufskurve 28 für den Zeitpunkt t₀ dargestellt.This output signal of the second edge-controlled pulse generator 39 is fed as a control signal to a third electronic switch 62 , which thereby enters its conductive - controlled - state and in this state generates a control signal for the first electronic switch 13 , by means of which the latter is also in its fast charge mode Winding 11 associated conductive - controlled - state is controlled. The third electronic switch 62 is formed in the special embodiment shown as a gate-controlled field effect transistor. The switching device 10 explained so far works under the condition that its 2-input OR gate 53 is fed directly to the second input 54 at the control input 19 of the switching device 10 input switch signal 21 , as follows, with an explanation of the function in this regard first reference is made to the timing diagram of FIG. 2. It is assumed that the capacitor 12 is charged to the extent that a high value of the capacitor voltage U _{C is} given, as shown in the U _C (t) curve 28 for the time t₀.

Das in der Fig. 2 durch deren - von "oben" nach "unten" gezählt - sechsten Impulszug 63 des Impulsdiagramms re präsentierte Ausgangssignal des Komparators 30 steht als Niedrig-Pegel-Signal 63′ an. Auch das durch den zweiten Impulszug 21 der Fig. 2 repräsentierte Ein schaltsignal steht noch als Niedrig-Pegel-Signal 21′ an, desgleichen das durch den dritten Impulszug 61 re präsentierte Ausgangssignal des zweiten flankengesteu erten Impulsgebers 39, desgleichen das am Ausgang 64 des 4-Eingangs-UND-Gliedes 32 abgegebene Ausgangssig nal, das in der Fig. 2 durch deren siebten Impulszug 26 repräsentiert ist und ebenso das durch deren achten Im pulszug 57 repräsentierte Ausgangssignal des ODER-Glie des 53. Das durch den vierten Impulszug 43 repräsentier te Ausgangssignal des ersten flankengesteuerten Impuls gebers 58 und das durch den fünften Impulszug 37 des Diagramms repräsentierte Ausgangssignal des Inverters 34 stehen als Hoch-Pegel-Signale 43′ bzw. 37′ an.The in Fig. 2 by their - counted from "top" to "bottom" - sixth pulse train 63 of the pulse diagram re presented output signal of the comparator 30 is present as a low-level signal 63 '. Also represented by the second pulse train 21 of FIG. 2, a switching signal is still present as a low-level signal 21 ', as is the output signal of the second edge-controlled pulse generator 39 presented by the third pulse train 61 , as is the output 64 of the fourth -Input AND gate 32 output signal, which is represented in FIG. 2 by its seventh pulse train 26 and also by the eighth output signal represented in pulse train 57 of the OR gate 53 . The output signal of the first edge-controlled pulse generator 58 represented by the fourth pulse train 43 and the output signal of the inverter 34 represented by the fifth pulse train 37 of the diagram are available as high-level signals 43 'and 37 '.

Das durch den ersten Impulszug 46 der Fig. 2 repräsen tierte Ausgangssignal des Taktgebers 48 ist eine perio dische Folge von Rechteckimpulsen 47, deren Dauer t_p einen typischen Wert von 1 bis 5 ms und deren Perioden dauer T_p einen typischen Wert von 3 bis 15 ms haben.The output signal of the clock generator 48 represented by the first pulse train 46 in FIG. 2 is a periodic sequence of rectangular pulses 47 , the duration t _{p of which is} a typical value of 1 to 5 ms and the period of which is T _p a typical value of which is 3 to 15 have ms.

Zum Einschalten des Magneten 11 - im Zeitpunkt t₁ - wird das Einschaltsignal 21 auf hohen Signalpegel ge setzt, wodurch gleichzeitig auch das Ausgangssignal 61 des zweiten flankengesteuerten Impulsgebers 39 auf ho hen Signalpegel gelangt.To turn on the magnet 11 - at the time t 1 - the switch-on signal 21 is set to a high signal level, which at the same time causes the output signal 61 of the second edge-controlled pulse generator 39 to reach a high signal level.

Durch das Einschaltsignal 21, das über das ODER-Glied 53 dem zweiten elektronischen Schalter 17 zugeleitet ist, wird dieser in seinen leitenden Zustand "durchge steuert". Gleichzeitig wird durch das Ausgangssignal 61 des zweiten flankengesteuerten Impulsgebers 39 der drit te elektronische Schalter 62 in seinen leitenden Zu stand gesteuert und dadurch auch der erste elektroni sche Schalter 13 durchgesteuert. Der nunmehr vom Kon densator 12 über den leitenden ersten elektronischen Schalter 13 durch die Erregerwicklung 11 und über den zweiten elektronischen Schalter 17 zur Schaltungsmasse 18 fließende Erregerstrom setzt wegen der hohen Span nung - z. B. 100 V -, auf die der Kondensator 12 aufge laden war, mit schnellem Anstieg ein, so daß der Magnet 11 entsprechend schnell "schaltet" - anzieht. Wegen der damit einhergehenden Entladung des Kondensators 12 nimmt dessen Ausgangsspannung U_C ab, wie durch den im Einschalt-Zeitpunkt t₁ beginnenden abfallenden Ast 28′ der U_C-Verlaufskurve 28 wiedergegeben. Mit dem Einset zen des Einschaltsignals 21 geht das hierzu inverse Ausgangssignal 37 des Inverters 34 auf niedrigen Sig nalpegel über, so daß das 4-Eingangs-UND-Glied 32 zu mindest für die Dauer T des Einschaltsignals 21 ge sperrt bleibt, d. h. sein Ausgangssignal ein Niedrig- Pegel-Signal bleibt. Das Ausgangssignal 43 des ersten flankengesteuerten Impulsgebers 58 bleibt als Hoch-Pe gel-Signal 43′ anstehend.By the switch-on signal 21 , which is fed via the OR gate 53 to the second electronic switch 17 , this is "fully controlled" in its conductive state. At the same time is controlled by the output signal 61 of the second edge-controlled pulse generator 39, the third electronic switch 62 in its conductive state and thereby also the first electronic switch 13 is controlled. The now from Kon capacitor 12 via the conductive first electronic switch 13 through the excitation winding 11 and via the second electronic switch 17 to the circuit mass 18 flowing excitation current sets because of the high voltage - z. B. 100 V - to which the capacitor 12 was loaded, with a rapid increase, so that the magnet 11 "switches" accordingly quickly - attracts. Because of the associated discharge of the capacitor 12 , its output voltage U _C decreases, as represented by the falling branch 28 'beginning at the switch-on time t 1' of the U _C curve 28 . With the insertion of the switch-on signal 21 , the inverse output signal 37 of the inverter 34 changes to a low signal level, so that the 4-input AND gate 32 remains blocked at least for the duration T of the switch-on signal 21 , ie its output signal is received Low level signal remains. The output signal 43 of the first edge-controlled pulse generator 58 remains pending as a high-level gel signal 43 '.

Ab dem Zeitpunkt t₂, zu dem die Spannung U_C am Konden sator 12 den mittels des Sollwert-Stellgliedes 27 ein stellbaren Spannungs-Sollwert U_S unterschreitet, geht das Ausgangssignal 63 des Komparators 30 auf hohen Sig nalpegel über, auf dem es bleibt, bis - durch Wieder aufladung - die Kondensatorspannung wieder größer wird als dieser Spannungs-Sollwert U_S. Abgesehen von dem Taktgenerator-Ausgangssignal 46 bleiben die übrigen Signale 21,61,43,37,26 und 57 auf dem bis dahin einge nommenen Signalpegel, wobei die Kondensatorspannung U_C weiterhin absinkt.From the time t₂, at which the voltage U _C at the capacitor 12 falls below the adjustable voltage set point U _S by means of the set point actuator 27 , the output signal 63 of the comparator 30 goes to a high signal level, at which it remains until - by recharging - the capacitor voltage is again greater than this voltage setpoint U _S. Apart from the clock generator output signal 46 , the remaining signals 21, 61, 43, 37, 26 and 57 remain at the signal level assumed up to that point, the capacitor voltage U _C continuing to decrease.

Nach Ablauf der Zeitspanne T_B die durch die Auslegung bzw. Einstellung des zweiten impulsflankengesteuerten Impulsgebers 39 vorgegeben bzw. vorgebbar ist, fällt dessen Ausgangssignal 61 im Zeitpunkt t₃ wieder auf niedrigen Signalpegel ab, auf dem es bis zu einer spä teren Einschaltung des Magneten 11 bleibt. Die übrigen Signale, wiederum abgesehen von dem Taktgenerator-Aus gangssignal 46 verbleiben auf den bis dahin eingenomme nen Signalpegeln.After the period T _B which is predetermined or predeterminable by the design or setting of the second pulse-edge-controlled pulse generator 39 , its output signal 61 falls again at the time t 3 to a low signal level, at which it remains until the magnet 11 is switched on later . The remaining signals, again with the exception of the clock generator output signal 46, remain at the signal levels previously assumed.

Mit dem Abfallen des Ausgangssignals 61 des zweiten flankengesteuerten Impulsgebers 39 im Zeitpunkt t₃ wer den der dritte elektronische Schalter 62 und der erste elektronische Schalter 13 wieder in deren sperrenden Zustand gesteuert, während der mit dem Ausgangssignal des ODER-Gliedes 53 - dem Einschaltsignal 21 - weiter hin angesteuerte zweite elektronische Schalter 17 wei terhin leitend bleibt und die Erregerwicklung 11 über die erste Diode 22 mit der Ausgangsspannung des Versor gungsgeräts beaufschlagt ist. Ab dem Zeitpunkt t₃ bleibt die Spannung am Kondensator 12 im wesentlichen konstant, wie durch den "fast waagerechten" Ast 28′′ der UC-Ver laufskurve wiedergegeben und sinkt bis zum Zeitpunkt t₄, in dem die Ansteuerung des Elektromagneten 11 been det wird, nur noch sehr langsam, d. h. mit einer großen Zeitkonstanten ab, die durch die Kapazität C des Kon densators 12 und den Gesamtwiderstand eines insgesamt mit 66 bezeichneten Widerstands-Spannungsteilers be stimmt ist, der zur Erfassung des Ist-Wertes der Kon densator-Spannung U_C vorgesehen ist, den der Komparator 30 mit dem Sollwert U_S der Kondensatorspannung U_C ver gleicht.With the fall of the output signal 61 of the second edge-controlled pulse generator 39 at the time t₃ who the third electronic switch 62 and the first electronic switch 13 controlled again in their blocking state, while with the output signal of the OR gate 53 - the switch-on signal 21 - further controlled second electronic switch 17 Wei remains conductive and the excitation winding 11 is applied via the first diode 22 with the output voltage of the supply device. From the time t₃, the voltage across the capacitor 12 remains substantially constant, as represented by the "almost horizontal" branch 28 '' of the UC-Ver curve and decreases until the time t₄, in which the actuation of the electromagnet 11 is ended, only still very slow, ie with a large time constant from which is determined by the capacitance C of the capacitor 12 and the total resistance of a resistor voltage divider, which is denoted overall by 66 , which is provided for detecting the actual value of the capacitor voltage U _C is which the comparator 30 compares with the nominal value U _{S of} the capacitor voltage U _C ver.

Mit dem Abfallen des Einschaltsignals 21 gehen im Zeit punkt t₄ auch die Ausgangssignale 43 und 57 des ersten flankengesteuerten Impulsgebers 58 sowie des ODER-Glie des 53 auf niedrigen Signalpegel über, während das Aus gangssignal 37 des Inverters 36 wieder auf hohen Sig nalpegel 37′ übergeht und diesen bis zu einem späteren Einschalten des Magneten 11 beibehält. Das Ausgangssig nal 43 des ersten flankengesteuerten Impulsgebers 58 steht für die Zeitspanne T_A als Niedrig-Pegel-Signal 43′′ an, nach deren Ablauf - im Zeitpunkt t₅ - es wie der auf hohen Signalpegel übergeht und bis zum nächsten Einschalten des Magneten 11 bleibt.With the fall of the switch-on signal 21 at the time t 43 also the output signals 43 and 57 of the first edge-controlled pulse generator 58 and the OR-Glie of the 53 pass to a low signal level, while the output signal 37 from the inverter 36 returns to a high signal level 37 ' and maintains this until the magnet 11 is switched on later. The output signal 43 of the first edge-controlled pulse generator 58 is for the period T _A as a low-level signal 43 '', after its expiration - at the time t es - it changes to the high signal level and remains until the next time the magnet 11 is switched on .

Mit der abfallenden Flanke 42 des Einschaltsignals 21 und damit auch dem Abfallen des Ausgangssignals 57 des ODER-Gliedes 53 wird auch der zweite elektronische Schalter 17 in seinen nicht-leitenden Zustand umgeschal tet und dadurch der Stromausgang 16 der Erregerwicklung 11 gegen die Schaltungsmasse 18 abgesperrt.With the falling edge 42 of the switch-on signal 21 and thus also the drop of the output signal 57 of the OR gate 53 , the second electronic switch 17 is switched to its non-conductive state and thereby the current output 16 of the excitation winding 11 is blocked against the circuit ground 18 .

Die Folge hiervon ist, daß durch die Selbstinduktions wirkung der Erregerwicklung 11 an deren Stromausgang 16 eine - positive - Spannung induziert wird, die zu einer Wiederaufladung des Kondensators 12 über die zweite Diode 24 führt, wie in der Fig. 2 durch einen ersten ansteigenden Ast 67 der U_C-Verlaufskurve 28 wiedergege ben, wobei angenommen ist, daß dieser Spannungsanstieg, wenngleich "am Ende" mit geringer Rate bis zu dem Zeit punkt t₅ andauert, in dem das Ausgangssignal 43 des er sten flankengesteuerten Impulsgebers 39 wieder auf ho hen Signalpegel übergeht und weiter - zum Zweck der Er läuterung - davon ausgegangen ist, daß die Kondensator spannung U_C1 (t₅), die im Zeitpunkt t₅ vorliegt, klei ner ist als der Sollwert U_S, bei dessen Unter- oder Überschreiten das Ausgangssignal 63 des Komparators 30 seinen Signalpegel wechselt. Von dem Zeitpunkt t₅ an, zu dem das Ausgangssignal 37 des Inverters 34 schon seit der Zeit T_A als Hoch-Pegel-Signal 37′ ansteht und das Ausgangssignal 63 des Komparators 30 - noch - als Hoch-Pegel-Signal vorliegt, mithin mindestens drei der dem 4-Eingangs-UND-Glied 32 zugeleiteten Eingangssigna le Hoch-Pegel-Signale sind, ist auch das Ausgangssignal 26 dieses UND-Gliedes 32 ein Hoch-Pegel-Ausgangssignal, wenn und so lange gleichzeitig mit den drei vorgenann ten Signalen 43,37 und 26 das Ausgangssignal 46 des Taktgenerators 48 - für die Dauer t_p - der Ausgangsim pulse 47 - hohen Signalpegel hat.The consequence of this is that by the self-induction effect of the excitation winding 11 at its current output 16 a - positive - voltage is induced, which leads to a recharging of the capacitor 12 via the second diode 24 , as in FIG. 2 by a first rising branch 67 of the U _C trajectory 28 reproduced ben, it being assumed that this voltage rise, albeit "at the end" at a low rate continues until the point in time t in in which the output signal 43 of the edge-controlled pulse generator 39 is the highest signal level again passes over and further - for the purpose of clarification - it is assumed that the capacitor voltage U _C1 (t₅), which is present at the time t₅, is smaller than the setpoint value U _S , when it falls below or exceeds the output signal 63 of the comparator 30 changes its signal level. From the time t₅ on, at which the output signal 37 of the inverter 34 has been present since the time T _A as a high-level signal 37 'and the output signal 63 of the comparator 30 - still - is present as a high-level signal, hence at least three of the 4-input aND gate 32 supplied to Eingangssigna le high-level signals, is also the output signal 26 of the aND gate 32 is a high-level output signal when and as long as the same with the three vorgenann th signals 43, 37 and 26, the output signal 46 of the clock generator 48 - for the duration t _p - of the output pulse 47 - has a high signal level.

Dies ist für einen Teil dieser Impulsdauer t_p zwischen den Zeitpunkten t₅ und t₆ der Fall, da das Ausgangssig nal 43 des ersten flankengesteuerten Impulsgebers 58 innerhalb der Impulsdauer t_p eines Ausgangsimpulses 47 des Taktgebers 48 auf hohen Signalpegel übergegangen ist, und, gemäß dem Erläuterungsbeispiel, zwischen den Zeitpunkten t₇ und t₈ für die gesamte Impulsdauer t_p der Ausgangsimpulse 47 des Taktgenerators 48 der Fall, da das als Hoch-Pegel-Signal anstehende Komparator-Aus gangssignal 63 erst in dem geringfügig späteren Zeit punkt t₉ abfällt.This is the case for part of this pulse duration t _p between times t₅ and t₆ since the output signal 43 of the first edge-controlled pulse generator 58 has changed to a high signal level within the pulse duration t _{p of} an output pulse 47 of the clock generator 48 , and, according to the explanatory example , between the times t₇ and t₈ for the entire pulse duration t _{p of} the output pulses 47 of the clock generator 48 , since the comparator output signal 63 pending as a high-level signal only drops in the slightly later time point t₉.

Durch den ersten hierdurch erzeugten Ausgangsimpuls 68 des 4-Eingangs-UND-Gliedes 32, der über das ODER-Glied 53 als Steuersignal 57 auch dem zweiten elektronischen Schalter 17 zugeleitet ist, welcher dadurch - für die Dauer dieses Ausgangsimpulses 68 in seinen leitenden Zustand durchgesteuert wird, wird wieder eine Bestro mung der Erregerwicklung 11 des Elektromagneten ausge löst, bei der diese über die erste Diode 22 aus der Spannungs-Versorgungsquelle gespeist wird.By the first output pulse 68 of the 4-input AND gate 32 generated in this way, which is also fed via the OR gate 53 as control signal 57 to the second electronic switch 17 , which thereby - for the duration of this output pulse 68 is switched to its conductive state is, a current flow of the excitation winding 11 of the electromagnet is triggered, in which it is fed via the first diode 22 from the voltage supply source.

Mit dem Abschalten dieses Ansteuerimpulse 68 im Zeit punkt t₆ wird der Stromausgang 16 der Erregerwicklung 11 durch die Sperrung des zweiten elektronischen Schal ters 17 wieder gegen die Schaltungsmasse 18 gesperrt und durch die Selbstinduktionswirkung der Erregerwick lung 11 eine positive Spannung induziert, die zu einer teilweisen Wiederaufladung des Kondensators 12 über die zweite Diode 24 führt, wie durch den zweiten ansteigen den Ast 69 der U_C-Verlaufskurve wiedergegeben, wobei diese Wieder-Aufladung des Kondensators 12 bis zu einer Spannung U_C2 führt, die geringfügig unterhalb des Soll wertes U_S der Mindest-Spannung des Kondensators 12 liegt, bei der das Ausgangssignal 63 des Komparators 30 seinen Signalpegel wechselt.By switching off this drive pulses 68 at the point in time tausgang the current output 16 of the excitation winding 11 is blocked again by the blocking of the second electronic switch 17 against the circuit mass 18 and induced by the self-induction effect of the excitation winding 11 a positive voltage which leads to partial recharging of the capacitor 12 via the second diode 24 leads, as represented by the second rise, the branch 69 of the U _C curve, this recharging of the capacitor 12 leads to a voltage U _C2 which is slightly below the setpoint U _S Minimum voltage of the capacitor 12 is at which the output signal 63 of the comparator 30 changes its signal level.

Der auf den zeitlich relativ kurzen Ansteuerimpuls 68 folgende Ausgangsimpuls 47 des Taktgenerators 48 führt zu Ausgangsimpulsen 68′ des 4-Eingangs-UND-Gliedes 32 bzw. des ODER-Gliedes 53, durch die der zweiten elektro nische Schalter 17 wieder in seinen leitenden Zustand "durchgesteuert" wird und die Erregerwicklung 11 über die erste Diode 22 aus der Strom-Versorgungsquelle wie der Strom zieht, der jedoch mit dem Abschalten des Aus gangsimpulse 68′ des Vier-Eingangs-UND-Gliedes 32 wie der unterbrochen wird, bevor der Magnet 11 schalten könnte. Mit dem Abklingen dieses Ansteuerimpulses 68′ der Dauer t_p im Zeitpunkt t₈, wodurch der Stromausgang 16 der Erregerwicklung 11 wieder gegen die Schaltungs masse 18 abgesperrt ist, tritt durch die Selbst-Induk tionswirkung der Erregerwicklung 11 an deren Stromaus gang 16 wieder eine positive Spannungsspitze auf, die zu dem dritten ansteigenden Ast 71 der Kondensator spannung U_C führt, die im Zeitpunkt t₉ den Sollwert U_S der Kondensatorspannung wieder überschreitet, wodurch das Hoch-Pegel-Ausgangssignal 63 des Komparators 30 wieder auf niedrigen Signalpegel 63′ abfällt.The following on the relatively short time drive pulse 68 output pulse 47 of the clock generator 48 results in output pulses 68 'of the 4-input AND gate 32 and the OR gate 53 through the niche of the second electro-switch 17 back to its conducting condition " is turned on "and the excitation winding 11 draws via the first diode 22 from the power supply source as the current, but which is interrupted by switching off the output pulses 68 'of the four-input AND gate 32 before the magnet 11th could switch. With the decay of this drive pulse 68 'of the duration t _p at the time t₈, whereby the current output 16 of the excitation winding 11 is again blocked against the circuit mass 18 , occurs by the self-induction effect of the excitation winding 11 at its current output 16 again a positive voltage peak on, which leads to the third rising branch 71 of the capacitor voltage U _C , which at the time t₉ exceeds the desired value U _S of the capacitor voltage again, as a result of which the high-level output signal 63 of the comparator 30 drops again to a low signal level 63 '.

Der dadurch erreichte Wert U_C3 der Kondensatorspannung sinkt nunmehr mit der Entladungs-Zeitkonstanten des Kondensators 12 wieder - langsam - ab, wobei im Zeit punkt t₁₀ der Sollwert U_S der Kondensatorspannung wie der unterschritten wird und das Ausgangssignal 63 des Komparators 30 wieder auf hohen Signalpegel übergeht, was beim gewählten Erläuterungsbeispiel "zwischen" zwei Ausgangsimpulsen 47 des Taktgenerators 48 der Fall sein möge. Sowie dann nach dem Zeitpunkt t₁₀ im Zeitpunkt t₁₁ der nächste Ausgangsimpuls 47 des Taktgenerators 48 einsetzt, wird, weil das Ausgangssignal 63 des Kompara tors 30 als Hoch-Pegel-Ausgangssignal ansteht, für die Dauer t_p des Taktgenerator-Ausgangsimpuls 47 auch wie der ein Ausgangssignal 68′ des 4-Eingangs-UND-Gliedes 32 und des ODER-Gliedes 53 ausgelöst, durch das - im Ergebnis - die Erregerwicklung 11 wieder Strom zieht und - nach dem Abklingen dieses Ausgangssignals 68′ im Zeitpunkt t₁₂ wieder eine Aufladung des Kondensators 12 ausgelöst wird, die in der Fig. 2 durch den vierten an steigenden Ast 72 der U_C-Verlaufskurve repräsentiert ist und im Ergebnis wieder dazu führt, daß der Konden sator 12 wieder so weit aufgeladen ist, daß seine Aus gangsspannung den Wert U_Cmax oder einen hiervon allen falls geringfügig abweichenden Wert hat, so daß sich für einen nachfolgenden Einschalt-Vorgang des Magneten 11 wieder die geschilderten Ausgangsbedingungen erge ben. Der Maßstab, in dem die U_C-Verlaufskurve 28 aufge tragen ist, ist nicht linear gewählt, um die Schalt zeitpunkte t₁-t₂ besser erläutern zu können.The value thus achieved U _{C3 of} the capacitor voltage now drops again with the discharge time constant of the capacitor 12 - slowly - from, at the point in time t₁₀ the setpoint value U _{S of} the capacitor voltage falls below that and the output signal 63 of the comparator 30 again at a high signal level passes over what may be the case in the selected explanatory example "between" two output pulses 47 of the clock generator 48 . And then after the time t₁₀ at the time t₁₁ the next output pulse 47 of the clock generator 48 starts, because the output signal 63 of the comparator 30 is pending as a high-level output signal, for the duration t _{p of} the clock generator output pulse 47 as well Output signal 68 'of the 4-input AND gate 32 and the OR gate 53 triggered by - as a result - the excitation winding 11 draws current again and - after the decay of this output signal 68 ' at the time t₁₂ again charging the capacitor 12th is triggered, which is represented in FIG. 2 by the fourth rising branch 72 of the U _C curve and, as a result, again leads to the capacitor 12 being charged again to such an extent that its output voltage has the value U _cmax or has a slightly different value from all of them, so that the described starting conditions result again for a subsequent switch-on operation of the magnet 11 just. The scale on which the U _C curve 28 is carried is not chosen linearly in order to better explain the switching times t 1-t 2.

Zur ergänzenden Erläuterung der Schalteinrichtung 10 sei nunmehr wieder auf die Fig. 1 und auch auf die Fig. 3 verwiesen und mehr im einzelnen eine insgesamt mit 75 bezeichnete Verknüpfungsstufe erläutert, deren Zweck es ist, auch innerhalb der Einschaltdauer T des Elektro magneten 11 Wiederaufladezyklen des Kondensators 12 zu erzielen, damit dessen Ausgangsspannung U_C auch während der Magnet 11 bestromt ist, nicht nennenswert unter den Sollwert U_S abfallen kann und eine nachfolgende Wieder aufladung entsprechend schneller erfolgen kann.For a supplementary explanation of the switching device 10 , reference should now be made again to FIG. 1 and also to FIG. 3 and more in detail a combination stage designated as 75 in total, the purpose of which is to recharge the electromagnet 11 within the operating time T of the electromagnet To achieve capacitor 12 so that its output voltage U _C, even when the magnet 11 is energized, cannot drop appreciably below the set value U _S and subsequent recharging can take place correspondingly faster.

Der Verknüpfungsstufe 75 sind als Eingangssignale die folgenden Signale zugeleitet.The following signals are fed to the logic stage 75 as input signals.

1. The output pulses 47 of the clock generator 48 represented by the first pulse train 46 of FIG. 3.
2. The switch-on signal represented by the second pulse train 21 of FIG. 3, with which the electronic switching device 10 can be controlled via its input 19 .
3. The third signal train represented by the third pulse train 61 of FIG. 3 of the second edge-controlled pulse generator 39 , which is set to a high signal level with the onset of the switch-on signal 21 and changes again to a low signal level after a defined period T B.
4. The output signal of the comparator 30 presented by the sixth pulse train 63 of FIG. 3 re

Zentrales Verknüpfungsglied der Verknüpfungsstufe 75 ist ein 4-Eingangs-UND-NICHT-Glied 76, dem an einem er sten Eingang 77 die Ausgangsimpulse 47 des Taktgenera tors 48, einen zweiten Eingang 78 das Einschaltsignal 21, einen dritten Eingang 79 das in der Fig. 3 durch deren neunten Impulszug 81 repräsentierte Ausgangssig nale eines Inverters 82 zugeleitet ist, der das Aus gangssignal 61 des zweiten flankengesteuerten Impulsge bers 39 invertiert, und das an einem vierten Eingang 83 das durch den sechsten Impulszug 63 der Fig. 3 reprä sentierte Ausgangssignal des Komparators 30 empfängt, der den Istwert U_C der Ausgangsspannung des Kondensa tors 12 mit dem Sollwert U_S vergleicht.The central logic element of the logic stage 75 is a 4-input AND-NOT gate 76 , to which it outputs the output pulses 47 of the clock generator 48 at a first input 77 , a second input 78 the switch-on signal 21 , a third input 79 which in FIG. 3 is represented by the ninth pulse train 81 , the output signals of an inverter 82 , which inverts the output signal 61 of the second edge-controlled pulse sensor 39 , and the output signal of the comparator represented by the sixth pulse train 63 of FIG. 3 is represented at a fourth input 83 30 receives, which compares the actual value U _{C of} the output voltage of the capacitor 12 with the target value U _S.

Als Ausgangsstufe der Verknüpfungsschaltung 75, deren Ausgang 85 mit dem zweiten Eingang 54 des ODER-Gliedes 53 verbunden ist, ist ein 2-Eingangs-UND-Glied 84 vor gesehen, dem an seinem ersten Eingang 86 das Einschalt signal 21 und an seinem zweiten Eingang 87 das am in vertierenden Ausgang 88 des 4-Eingangs-UND-NICHT-Glie des 76 abgegebene Ausgangssignal zugeleitet ist, das in der Fig. 3 durch deren zehnten Impulszug 89 wiedergege ben ist. Das am Ausgang 85 des 2-Eingangs-UND-Gliedes 84 abgegebene Ausgangssignal der Verknüpfungsstufe 75 ist durch den elften Impulszug 91 der Fig. 3 repräsen tiert. In dieser sind im übrigen, wie schon in der Fig. 2, durch den vierten Impulszug 43 das Ausgangssignal des ersten flankengesteuerten Impulsgebers 58, durch den fünften Impulszug 37 das Ausgangssignal des Inver ters 34, der dem 4-Eingangs-UND-Glied 32 vorgeschaltet ist, durch den siebten Impulszug 26 das Ausgangssignal dieses 4-Eingangs-UND-Gliedes 32 und durch den achten Impulszug 57 das Ausgangssignal des 2-Eingangs-ODER- Gliedes 53 repräsentiert sind, mit dem der zweite elek tronische Schalter 17 angesteuert wird. Darüber hinaus ist in der Fig. 3 durch deren elften Impulszug 91 das Ausgangssignal des die Ausgangsstufe der Verknüpfungs schaltung 75 bildenden 2-Eingangs-UND-Gliedes 84 reprä sentiert, mit dem der zweite elektronische Schalter 17 innerhalb der Dauer T des Einschaltsignals 21 - über das ODER-Glied 53 - angesteuert wird.As the output stage of the logic circuit 75 , the output 85 of which is connected to the second input 54 of the OR gate 53 , a 2-input AND gate 84 is seen before, the switch-on signal 21 at its first input 86 and at its second input 87 the output signal delivered in the vertizing output 88 of the 4-input-AND-NOT-Glie of the 76 , which is reproduced in FIG. 3 by its tenth pulse train 89 . The output signal of the logic stage 75 output at the output 85 of the 2-input AND gate 84 is represented by the eleventh pulse train 91 of FIG. 3. In this, moreover, as already in FIG. 2, by the fourth pulse train 43, the output signal of the first edge-controlled pulse generator 58 , by the fifth pulse train 37, the output signal of the inverter 34 , which precedes the 4-input AND gate 32 is represented by the seventh pulse train 26, the output signal of this 4-input AND gate 32 and by the eighth pulse train 57, the output signal of the 2-input OR gate 53 , with which the second electronic switch 17 is controlled. In addition, in Fig. 3 is represented by the eleventh pulse train 91, the output signal of the output stage of the logic circuit 75 forming 2-input AND gate 84 , with which the second electronic switch 17 within the duration T of the switch-on signal 21 - over the OR gate 53 - is controlled.

Zur näheren Erläuterung der Verknüpfungsstufe 75 sei davon ausgegangen, daß die Kondensatorspannung U_C im Zeitpunkt t₀ einen Wert habe, der deutlich größer ist als der Spannungs-Sollwert U_S und "langsam" niedriger wird.For a more detailed explanation of the logic stage 75 , it should be assumed that the capacitor voltage U _C at the time t Zeitpunkt has a value which is significantly greater than the voltage setpoint U _S and "slowly" becomes lower.

Das Ausgangssignal 81 des Inverters 82 sowie das Aus gangssignal 89 des 4-Eingangs-UND-NICHT-Gliedes 76 ste hen als Hochpegelsignale an. Die Ausgangssignale der weiteren Funktionselemente der Schalteinrichtung haben die schon anhand der Fig. 2 erwähnten Signalpegel. Das Ausgangssignal 91 der Verknüpfungsstufe 75 ist ein Nie drig-Pegel-Signal.The output signal 81 of the inverter 82 and the output signal 89 from the 4-input AND-NOT gate 76 are present as high-level signals. The output signals of the further functional elements of the switching device have the signal levels already mentioned with reference to FIG. 2. The output signal 91 of the logic stage 75 is a low drig level signal.

Mit dem Einsetzen des Einschaltsignals 21 im Zeitpunkt t₁, zudem die Kondensatorspannung U_c den Wert U_c1 haben möge, der größer ist als der Wert U_S, beginnt, wie schon anhand der Fig. 2 erläutert, der Feldaufbau in der Erregerwicklung 11 durch deren Beaufschlagung mit der hohen Ausgangsspannung des Kondensators 12 deren, zeitlicher Verlauf wiederum durch die insgesamt mit 28 bezeichnete Spannungs-Verlaufskurve repräsentiert ist.With the onset of the switch-on signal 21 at the time t 1, the capacitor voltage U _c may have the value U _c1 , which is greater than the value U _S , begins, as already explained with reference to FIG. 2, the field build-up in the excitation winding 11 by its Exposure to the high output voltage of the capacitor 12 , the time profile of which is in turn represented by the voltage profile curve designated overall by 28 .

Im Zeitpunkt t₁ gehen die Ausgangssignale 91 und 57 des 2-Eingangs-UND-Gliedes 84 sowie des ODER-Gliedes 53 von anfänglich niedrigem auf hohen Signalpegel über, wäh rend das Ausgangssignal 81 des dem UND-NICHT-Glied 76 vorgeschalteten Inverters 82 von anfänglich hohem auf niedrigen Ausgangssignalpegel übergeht und das Ausgangs signal 89 des UND-NICHT-Gliedes 76, das auf hohem Sig nalpegel war, auf diesem bleibt. At the time t 1, the output signals 91 and 57 of the 2-input AND gate 84 and of the OR gate 53 transition from an initially low to a high signal level, while the output signal 81 of the AND-NOT gate 76 connected upstream inverter 82 from the beginning high to low output signal level and the output signal 89 of the AND-NOT gate 76 , which was at a high signal level remains on this.

Die Kondensator-Spannung sinkt entsprechend dem abfal lenden Ast 28′ der Spannungs-Verlaufskurve 28 ab und unterschreitet im Zeitpunkt t₂ den Spannungs-Sollwert U_S. Demgemäß geht im Zeitpunkt t₂ das Ausgangssignal 63 des Komparators 30 von niedrigem auf hohen Signalpegel über. Die Kondensatorspannung, mit der die Erregerwick lung 11 beaufschlagt wird, so lange das Ausgangssignal 61 des zweiten flankengesteuerten Impulsgebers 58 als Hoch-Pegel-Signal ansteht, sinkt weiter ab, bis im Zeitpunkt t₃ das Ausgangssignal 61 des zweiten flanken gesteuerten Impulsgebers 39 wieder auf niedrigen Sig nalpegel abfällt. Mit dem Abfallen dieses Signals 61 im Zeitpunkt t₃ wird der dritte elektronische Schalter 62 und mit diesem auch der erste elektronische Schalter 13 jeweils in den nichtleitenden Zustand umgeschaltet und dadurch der Kondensator 12 gegen den Stromzuführungsan schluß 14 des Elektromagneten 11 abgesperrt, der schon "geschaltet" - angezogen hatte. Beim angenommenen Er läuterungsbeispiel ist das Ausgangssignal 61 des zwei ten flankengesteuerten Impulsgebers 58 innerhalb der Impulsdauer t_p eines momentan anstehenden Ausgangsim pulses 47 des Taktgenerators 48 abgefallen, so daß für dessen restliche Dauer sämtliche Eingangssignale des 4- Eingangs-UND-NICHT-Gliedes 76, nämlich das Einschalt signal 21, der Ausgangsimpuls 47 selbst, das Kompara tor-Ausgangssignal 63 und das Ausgangssignal 81 des dem UND-NICHT-Glied 76 vorgeschalteten Inverters 82 Hoch- Pegel-Signale sind und daher das Ausgangssignal 89 des UND-NICHT-Gliedes 76 vom Zeitpunkt t₃ bis zum Zeitpunkt t₄ auf niedrigen Signalpegel abfällt, mit der Folge, daß für diese Zeitspanne auch der zweite elektronische Schalter 17 gesperrt ist und der weiteren Folge, daß ab dem Zeitpunkt t₃ durch die Selbstinduktionswirkung der Erregerwicklung 11 über die Diode 24 eine teilweise Wiederaufladung des Kondensators erfolgt, wie durch den ersten ansteigenden Ast 67′ der Spannungs-Verlaufskurve 28 wiedergegeben. Der dadurch erzeugte Niedrig-Pegel- Sperrimpuls 92 "innerhalb" der Ausgangssignale 57,89 und 91 des ODER-Gliedes 53 bzw. des UND-NICHT-Gliedes 76 sowie des UND-Gliedes 84 endet im Zeitpunkt t₄ mit dem Abfallen des Ausgangsimpulses 47 des Taktgenerators 48. Ab dem Zeitpunkt t₄, zu dem die Kondensatorspannung von den im Zeitpunkt t₃ eingenommenen Wert U_C2 wieder auf den Wert U_C3 angestiegen ist, der - zum Zweck der Erläuterung - als Wert angenommen ist, der niedriger als der Sollwert U_S ist, bleibt die Kondensatorspannung U_C zunächst - annähernd - konstant, da die Stromversor gung der Erregerwicklung ab dem Zeitpunkt t₃ über die erste Diode 22 aus dem Versorgungsgerät erfolgt.The capacitor voltage drops corresponding to the falling branch 28 'of the voltage curve 28 and falls below the voltage setpoint U _S at time t₂. Accordingly, at the time t₂, the output signal 63 of the comparator 30 goes from low to high signal level. The capacitor voltage, with which the excitation Wick lung is applied 11 as long as the output signal 61 of the second edge-triggered pulse generator 58 is present as a high-level signal continues to drop until at the time the output signal 61 t₃ of the second make-controlled pulse generator 39 again to a low Signal level drops. With the fall of this signal 61 at the time t₃, the third electronic switch 62 and with this also the first electronic switch 13 are each switched to the non-conductive state, thereby shutting off the capacitor 12 against the current supply circuit 14 of the electromagnet 11 , which is already "switched" - had put on. Assuming he clarification example, the output signal 61 of the two edge-controlled pulse generator 58 has dropped within the pulse duration t _{p of} a currently pending output pulse 47 of the clock generator 48 , so that for the remaining duration all input signals of the 4-input AND-NOT gate 76 , namely the switch-on signal 21 , the output pulse 47 itself, the comparator output signal 63 and the output signal 81 of the inverter 82 connected upstream of the AND-NOT gate 76 are high-level signals and therefore the output signal 89 of the AND-NOT gate 76 from time t₃ to time t₄ drops to a low signal level, with the result that the second electronic switch 17 is also blocked for this period of time and the further consequence that from time t₃ by the self-induction effect of the excitation winding 11 via the diode 24 a partial The capacitor is recharged, as by the first rising branch 67 ' Voltage curve 28 reproduced. The low-level blocking pulse 92 thereby generated "within" the output signals 57.89 and 91 of the OR gate 53 or of the AND-NOT gate 76 and of the AND gate 84 ends at time t₄ with the drop in the output pulse 47 of the Clock generator 48 . From the time t₄ at which the capacitor voltage is from the time t₃ assumed value U _C2 back to the value U _C3 risen, which - for the purpose of explanation - is assumed to be a value which is lower than the desired value U _S, remains the Capacitor voltage U _C initially - approximately - constant, since the Stromversor supply of the excitation winding from the time t₃ takes place via the first diode 22 from the supply device.

Da das Ausgangssignal 63 des Komparators 30 weiterhin als Hoch-Pegel-Signal ansteht, ist ab dem Zeitpunkt t₅, zu dem der nächste Ausgangsimpuls 47 des Taktgenerators 48 einsetzt, wieder die Situation gegeben, daß sämtli che Eingangssignale 46, 21, 63, 81 des UND-NICHT-Gliedes 76 Hoch-Pegel-Signale sind und dadurch ein zweiter Sperrimpuls 93 als Niedrig-Pegel-Impuls im Ausgangssig nal 57 des ODER-Gliedes 53 auftritt, desgleichen im Ausgangssignal 89 des UND-NICHT-Gliedes 76 bzw. im Aus gangssignal 91 des UND-Gliedes 84 der Verknüpfungsschal tung 75. Die Folge hiervon ist eine ab dem Zeitpunkt t₅ einsetzende, durch die Selbstinduktionswirkung der Wick lung 11 bedingte Wiederaufladung des Kondensators 12, wie durch den zweiten ansteigenden Ast 69′ der Span nungs-Verlaufskurve 28 wiedergegeben.Since the output signal 63 of the comparator 30 is still present as a high-level signal, from the time t₅, at which the next output pulse 47 of the clock generator 48 begins, the situation is again that all input signals 46, 21, 63, 81 of the AND-NOT gate 76 are high-level signals and thereby a second blocking pulse 93 occurs as a low-level pulse in the output signal 57 of the OR gate 53 , likewise in the output signal 89 of the AND-NOT gate 76 or in the off output signal 91 of the AND gate 84 of the logic circuit 75th The consequence of this is a starting from the time t₅, due to the self-induction effect of the winding 11 recharging of the capacitor 12 , as shown by the second rising branch 69 'of the voltage curve 28 .

Im Verlauf dieses Spannungsanstieges 69′ wird beim ge wählten Erläuterungsbeispiel im Zeitpunkt t₆ der Soll wert U_S der Kondensatorspannung wieder überschritten, wodurch das bis dahin als Hoch-Pegel-Signal anstehende Ausgangssignal 63 des Komparators 30 wieder auf niedri gen Signalpegel 63′ abfällt und damit auch der zweite Sperrimpuls 93 beendet ist, dessen maximale Dauer der jenigen der Ausgangsimpulse 47 des Taktgenerators 48 entsprechen kann.In the course of this voltage rise 69 'in the selected illustrative example at the time t₆ the setpoint value U _{S of} the capacitor voltage is exceeded again, as a result of which the output signal 63 of the comparator 30 presently present as a high-level signal drops again to a low signal level 63 ' and thus also the second blocking pulse 93 has ended, the maximum duration of which can correspond to that of the output pulses 47 of the clock generator 48 .

Die Impulsdauer t_p der Ausgangsimpulse 47 des Taktgene rators 48 ist so gewählt, daß zum einen der Magnet 11 durch die Unterbrechung seiner Stromversorgung nicht abfallen kann und zum anderen die Beträge der innerhalb der Impulsdauer t_p erreichbaren Erhöhungen der Konden satorspannung auf einen Wert von etwa 20 V begrenzt sind.The pulse duration t _{p of} the output pulses 47 of the clock generator 48 is selected so that, on the one hand, the magnet 11 cannot drop due to the interruption of its power supply and, on the other hand, the amounts of the increases in the capacitor voltage achievable within the pulse duration t _p to a value of approximately 20 V are limited.

Von dem durch die Wiederaufladung 69′ erreichten Wert U_C4 sinkt die Kondensatorspannung U_C nunmehr wieder "langsam" ab, wobei im Zeitpunkt t₇ der Sollwert U_S der Kondensatorspannung wieder unterschritten wird, wodurch das Ausgangssignal 63 des Komparators 30 wieder von niedrigem Signalpegel 63′ auf hohen Signalpegel über geht, was bei dem zur Erläuterung gewählten Fallbei spiel zeitlich zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Ausgangsimpulsen 47 des Taktgenerators 48 der Fall sei. Mit dem Einsetzen des nächsten Ausgangsimpul ses 47 des Taktgenerators 48 im Zeitpunkt t₈ wird dann wieder ein Sperrimpuls 93 erzeugt und dadurch die durch den dritten ansteigenden Ast 71′ der Spannungs-Verlaufs kurve 28 veranschaulichte Wiederaufladung des Kondensa tors 12 ausgelöst, wobei die Beendigung des Sperrimpul ses 93 im Zeitpunkt t₉ wieder durch das Abfallen des Komparator-Ausgangsignals 63 erfolgt. Diese Art der Wiederaufladung des Kondensators 12 innerhalb der Ein schaltdauer T des Magneten 11 führt dazu, daß die Kon densatorspannung U_C mit kleinen Abweichungen auf dem Sollwert U_S gehalten wird.From the value U _C4 reached by the recharging 69 ', the capacitor voltage U _C now drops again "slowly", with the setpoint value U _{S of} the capacitor voltage again falling below at the time t,, as a result of which the output signal 63 of the comparator 30 again has a low signal level 63 ' goes to a high signal level, which is the case in the case of the example chosen for the explanation of the time between two immediately successive output pulses 47 of the clock generator 48 . With the onset of the next output pulse 47 of the clock generator 48 at the time t₈ a blocking pulse 93 is then generated again and thereby the recharging of the capacitor 12 illustrated by the third rising branch 71 'of the voltage curve 28 , triggering the termination of the blocking pulse ses 93 occurs again at the time t erfolgt by the drop in the comparator output signal 63 . This type of recharging of the capacitor 12 within a switching period T of the magnet 11 leads to the capacitor voltage U _{C being kept} with small deviations from the set value U _S.

Mit dem Abfallen des Einschaltsignals 21 im Zeitpunkt t₁₀ werden die drei elektronischen Schalter 13,17,62 der Schalteinrichtung 10 gleichzeitig gesperrt, so daß sich, wie durch den vierten ansteigenden Ast 72′ der Spannungs-Verlaufskurve 28 repräsentiert, durch die Selbstinduktionswirkung der Erregerwicklung 11 über die Lade-Diode 24 eine Wiederaufladung des Kondensators 12 auf einen Spannungswert U_Cmax ergibt, der jeweils in Ladezyklen erreicht wird, die "außerhalb" einer Ein schaltphase des Magneten 11 ablaufen und sich in der anhand der Fig. 2 geschilderten Weise vollziehen.With the fall of the switch-on signal 21 at the time t₁₀, the three electronic switches 13, 17, 62 of the switching device 10 are blocked at the same time, so that, as represented by the fourth rising branch 72 'of the voltage curve 28 , by the self-induction effect of the excitation winding 11 About the charging diode 24 results in a recharge of the capacitor 12 to a voltage value U _Cmax , which is achieved in each case in charging cycles that run "outside" of a switch-on phase of the magnet 11 and take place in the manner described with reference to FIG. 2.

Abschließend sei noch erwähnt, daß der Kondensator 12, alternativ zu seiner in der Fig. 1 in ausgezogenen Li nien dargestellten Einfügung in die Schalteinrichtung 10, bei der seine Referenzseite auf dem Potential der Schaltungsmasse 18 liegt, auch, wie in der Fig. 1 ge strichelt eingezeichnet, mit seiner Referenzseite auf das Ausgangspotential (z. B. + 24 V) der Stromversorgungs quelle 23 gelegt sein kann, wodurch eine zusätzliche Verkürzung insbesondere der Zeitspanne erzielt wird, innerhalb derer beim Abschalten des Magneten 11 der Strom unter denjenigen Wert absinkt, bei dem das Mag netfeld so weit abgebaut ist, daß der Magnet 11 - durch die Wirkung seiner Rückstellfeder - abfallen kann.Finally, it should also be mentioned that the capacitor 12 , as an alternative to its insertion shown in solid lines in FIG. 1 in the switching device 10 , in which its reference side is at the potential of the circuit ground 18 , also, as in FIG. 1 ge shown in dashed lines, with its reference side on the output potential (e.g. + 24 V) of the power supply source 23 can be placed, whereby an additional shortening is achieved in particular the period within which the current drops below that value when the magnet 11 is switched off, in which the mag netfeld is so far degraded that the magnet 11 - due to the action of its return spring - can fall off.

Claims

1. Electronic switching device for a provided for actuation of a control or switching element NEN electromagnet, which in the steady state of its current supply to a supply current source with a defined - lower - output voltage and in the initial phase of its current supply - for the purpose of rapid excitation - to a higher one Voltage level charged capacitor is ruled out, which can be recharged to a higher voltage level by switching off the stationary excitation current - due to the self-induction effect of the field winding, whereby electronic switches are provided to control the excitation current and the charging current, by means of their alternative or common Activation with output pulses of an electronic control stage, the energization of the excitation winding from the capacitor, alternatively because from the supply current source and the recharge of the capacitor can be controlled, characterized in that a charging step uerstufe ( 25 ) is seen before the end of a stationary Be current phase of the electromagnet and then the expiry of a minimum period of time (T _A ) within which self-induction a first recharging of the capacitor ( 12 ) takes place, further charging cycles of the capacitor ( 12 ) triggers as long as the actual value of the capacitor voltage is lower than a desired value (U _S ), which in turn is higher than the output voltage of the supply current source provided for energizing the field winding ( 11 ) in the stationary operating state of the magnet, and that maximum duration (t _p ) of such recharging cycles, which are effected by electronically controlled short-term energization of the field winding ( 11 ) from the supply current source and charging of the capacitor ( 12 ) with the voltage occurring when the current supply is switched off due to the self-induction effect of the field winding ( 11 ) is shorter than the time span within which this in the field winding ( 11 ) building magnetic field reaches that field strength that is sufficient for the actuation of the magnet.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that a further charge control stage ( 75 ) is provided, by means of which during a statio nary energization phase of the field winding ( 11 ), for the duration (T) of the magnet to the supply current source ( 23rd ) is connected, by briefly switching off the excitation current for periods of time whose maximum duration (t _p ) is less than the period of time after which the magnet would fall off, recharging cycles of the capacitor ( 12 ) can be controlled if the capacitor voltage is below a minimum setpoint (U _S ) has dropped.

3. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the variable potential or variable voltage side of the capacitor ( 12 ), the reference side of the potential of the circuit mass ( 18 ) or one of the stretches for higher, constant potential , in particular the output potential of the supply current source is held, by means of a first normally locking electronic switch ( 13 ) by actuating the same in its conductive state with that connection side ( 14 ) of the field winding ( 11 ) which can be connected to the supply output ( 23 ) the supply current source is connected via a first diode ( 22 ), which is acted upon by a higher amount of voltage at the output ( 23 ) than at the field winding ( 11 ) in the forward direction and is otherwise blocking that a normally blocking, by activation in provided its conductive state controllable second electronic switch ( 17 ) is, by means of which the other connection side ( 16 ) of the field winding ( 11 ) can be connected to the circuit ground ( 18 ), and that between the ground-side connection ( 16 ) of the winding ( 11 ) and the side of the capacitor which is sensitive to variable potential ( 12 ) a charging diode ( 24 ) is connected, which is acted upon by a higher amount of voltage at the ground-side connection ( 16 ) of the winding in the forward direction and is otherwise blocking.

4. Switching device according to claim 3, wherein the electronic switches are each controllable by high-level output signals from the control stage in their conductive state, characterized by the following features:

a) the second electronic switch ( 17 ) can be controlled in its conductive state by a switch-on signal ( 21 ) present as a high-level signal for the desired current duration (T) of the field winding ( 11 );
b) there is a rising edge-controlled Impulsge over ( 39 ) is provided, which generates a high-level pulse of defined duration (T _B ) with the onset of the switch-on signal ( 21 ), for which the electronic switch ( 13 ) in its lead State is controlled;
c) there is a falling edge controlled pulse generator ( 58 ), the output signal ( 43 ) with the drop of the switch-on signal ( 21 ) for a defined period (T _A ) of high signal level ( 43 ') to low signal level ( 43 '') changes and at the end of the time period (T _A ) goes back to a high signal level;
d) a comparator ( 30 ) is provided which outputs a high-level output signal ( 63 ) if and as long as the capacitor voltage is lower than the minimum setpoint value (U _S ) thereof;
e) as part of the control stage ( 25 ) a clock generator ( 48 ) is provided, which generates periodic sequence of the duration (T _p ) high-level pulses ( 47 ) of the duration (t _p );
f) the second electronic switch ( 17 ) can also be controlled in its conductive state by high-level output signals ( 26 , 68 , 68 ') of a four-input AND gate ( 32 ) which is connected to a first input ( 31 ) the output signal of the comparator ( 30 ), at a second input ( 33 ) the inverted switch-on signal ( 37 ) at a third input ( 38 ) the output signal of the falling edge-controlled pulse generator ( 39 ) and at a fourth input ( 44 ) the output signal ( 46 , 47 ) of the clock generator ( 48 ) are supplied.

5. Switching device according to claim 4, characterized in that the second electronic switch ( 17 ) by the output signal of a two-input OR gate ( 53 ) can be controlled, which at its one input ( 52 ) the output signal ( 26 ) of Four-input AND gate ( 32 ) and at its two-th input ( 54 ) the switch-on signal ( 21 ) are supplied.

6. Switching device according to claim 4, characterized in that the control stage ( 25 ) comprises a further for generating control signals for the second electronic switch ( 17 ) provided linkage stage ( 75 ) with a four-input AND-NOT gate ( 76 ), to which the output signal ( 46 , 47 ) of the clock generator ( 48 ) at a first input ( 77 ), the switch-on signal at a second input ( 78 ), which is switched on at a third input ( 79 ) by means of an inverter ( 82 ) inverted output signal ( 81 ) of the rising-edge-controlled pulse generator ( 58 ) and at a fourth input ( 83 ) the output signal ( 63 ) of the comparator ( 30 ) are fed, and with a two-input AND gate ( 84 ), which at its an input ( 86 ), the switch-on signal ( 21 ) and at its other input ( 87 ) from the output signals ( 89 , 92 , 93 ) of the four-input AND NOT element ( 76 ) are supplied.

7. Switching device according to claim 6, characterized in that the output signal ( 26 ) of the four-input AND gate ( 32 ) and the output signal of the two-input AND gate ( 84 ) the second electronic switch ( 17th) ) via an OR gate ( 53 ).

8. Switching device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the pulse duration (t _p ) and the period (T _p ) and / or the pulse duration (T _B ) of the rising edge controlled pulse generator ( 58 ) and / or the duration (T _A ) the low-level output pulse ( 43 '') of the falling edge-controlled pulse generator ( 39 ) and / or the amount (U _S ) of the setpoint value of the capacitor voltage (U _C ) with which the comparator ( 30 ) ver the actual value of the voltage equals to which the capacitor ( 12 ) is charged, is / are adjustable.