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Zeitschalteinrichtung, bei der durch Änderung des Ladezustandes eines
Kondensators ein beim Schließen des Kondensatorstromkreises eingeleiteter Schaltvorgang
rückgängig gemacht wird Zwecks selbsttätiger Unterbrechung eines elektrischen Vorganges,
z. B.. des Stromes einer Röntgenröhre, nach Ablauf einer bestimmten Zeit werden
unter anderem auch Schaltanordnungen verwendet, bei denen die Schaltdauer durch
eine nach einem Exponentialgesetz vor sich gehende Spannungsänderung an den Klemmen
eines Kondensators bestimmt wird und eine elektrische Entladungsröhre mit Hilfselektrode
als Relais wirkt. Das'Potential der Steuerelektrode wird dabei durch Änderung des
Ladezustandes des mit der Steuerelektrode verbundenen Kondensators verschoben. Die
beiden Werte, zwischen denen sich während des Schaltvorganges das Potential der
Steuerelektrode ändert, sind derartig gewählt, daß bei dem einen Wert ein Stromdurchgang
durch die Entladungsröhre stattfindet, bei dem anderem jedoch aufhört. Die Einrichtung
kann derart sein, daß die Röhre während des in seiner Dauer zu begrenzenden Vorganges
stromdurchflossen oder stromlos ist.
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Bei bekannten Schaltanordnungen dieser Gattung wird in demselben Augenblick,
in dem des elektrische Vorgang ausgelöst wird, der Entladestrom eines zuvor aufgeladenen
Kondensators in den @ Steuerstromkreis der Röhre eingeschaltet. Dies bringt mit
sich, daß bei Wechselstromanlagen innerhalb einer Periode möglicherweise der Kondensator
bereits einen Teil seiner Ladung' verloren hat, bevor die Anodenspannung der Entladungsröhre
genügt, um Strom durch die Röhre zu schicken.
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Weiterhin sind Einrichtungen bekannt, bei denen das Potential der
Hilfselektrode zwar durch Aüfladung eines dauernd angeschlossenen Kondensators bestimmt,
aber die Schaltröhre erst leitend wird, nachdem.der Kondensator bis zu einem bestimmten
Wert aufge-«aden ist. Solche Einrichtungen eignen sich nicht als Zeitschalteineichtung,
sondern als Verzögerungsrelais.
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Die Erfindung betrifft nun eine durch Wechselstrom gespeiste Zeitschalteinrichtung
ähnlicher Art, insbesondere für Röntgengeräte, bei der in einer gasgefüllten Entladungsröhre
der Schaltvorgang beim Einschalten des Kondensatorströmes eingeleitet und nach einer
durch die Wahl der elektrischen Größen des Kondensatorstromkreises regelbaren Zeit
selbsttätig rückgängig ,gemacht wird. Erfindungsgemäß wird zu Beginn der zu regelnden
Zeit mittels eines Gleichrichters die Aufladung des Kondensators und gleichzeitig
durch die mit dem negativen Belag des Kondensators
leitend verbundene
Hilfselektrode eine periodische Zündung der Entladungsröhre eingeleitet, welche
zufolge zunehmender Kon-
| densatorladung und dadurch fallenden Pmi ; |
| tentiale der Hilfselektrode mit Bezug auf :diee# |
| Kathode wieder gelöscht wird. |
Die Hilfselektrode der Entladungsröhre? kann über einen im Ladestromkreis des Kondensators
liegenden Widerstand mit der Kathode verbunden sein, und die Aufladung des Kondensators
und die periodische Zündung der Entladungsröhre können durch die gleichen Halbperioden
des Wechselstromes erfolgen. Der veränderliche Spannungsabfall im @\'iderstancl
l;ewirkt in diesem Falle die Potentialverschiebung der Hilfselektrode. 'Unmittelbar
nach dein Einschalten des Ladestromes ist der Strom und dadurch der Spannungsabfall
groß, wodurch die Entladungsröhre leitend gemacht wird. Der Spannungsabfall nimmt
dann mit dein Strom allmählich ab, bis er unter den Wert sinkt, bei dem die Röhre
in der nächsten positiven Halbwelle der Anodenspannung nicht mehr zünden kann und
der Vorgang unterbrochen wird.
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Es ist in diesem Falle erforderlich, daß die den Kondensator über
den Gleichrichter speisende Transfornlatorwicklung derart geschaltet wird. daß die
Arbeitswechsel ihrer Spannung mit den positiven Halbwellen des Anodenpotentialszusaiirrnenfallen.
DieAufladung fängt dann in einem Augenblick an, in dein auch die Anodenspannung
der Röhre in der wirksamen Phase ist. Zweckmäßig benutzt man eine und dieselbe Transformatorwicklung
für die Aufladun- und für die Lieferung des Anodenstromes.
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Die Anode des im Ladestromkreis liegenden Gleichrichters kann über
den Regelwiderstand mit dein Belag des Kondensators, der mit der Hilfselektrode
der Entladungsröhre in leitender Beziehung steht, verbunden sein, während der andere
Belag des Kondensators über einen Schalter mit einer weiteren, gegebenenfalls einstellbaren
Anzapfung einer den Anodenstrom liefernden Transformatorwicklung oder mit einem
über einen Teil dieser Transformatorwickiung, vorzugsweise die Anzapfung der Kathode
der Entladungsröhre übergreifenden, als Potentiometer geschalteten Widerstand verbunden
ist.
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Der Kondensator wird vor und nach der Betriebsperiode zweckmäßig kurzgeschlossen,
damit keine Restladung die Zeitdauer des Vorganges beeinflussen kann. Dieser Kurzschluß
kann durch den Schalter, welcher die Verbindung des Kondensators mit dem Transformator
herbeiführt, in der Stellung erfolgen, in der er diese Verbindung aufhebt. Gegebenenfalls
hat dieser Schalter noch eine dritte Stellung, in der er sowohl den Kurzschluß als
auch die Verbindung mit der Transformatorwicklung herbeiführt.
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An Hand der im folgenden beschriebenen
| beiden Ausführungsbeispiele wird näher er- |
| "tert, wie die gegenseitige Verbindung der |
| ;ei-t£zelnen Teile der Schaltanordnung sein |
| kann. |
In jeder der Fig. i und 2 wird mit i die als Relais wirkende Entladungsröhre angedeutet,
die eine Glühkathode 2, eine Hilfselektrode 3 und eine Anode q hat. Der während
des Zeitschaltvorganges sich aufladende Kondensator ist mit 5 bezeichnet. Mit ihm
liegt ein Regulierwiderstand 6 in Reihe. Der Anodenstrom der Röhre i wird ihr über
eine Magnetspule 7 zugefiitirt, die einen Schalter8 betätigt. Der Schalter 8 liegt
z. B. im Primärkreis des Hochspannungstransformators der Röntgenanlage. Der selbsttätig
zu unterbrechende elektrische Vorgang ist in diesem Falle der Strom, der über den
Schalter 8 zum Transformator fließt.
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Der Ladestrom des Kondensators 5 fließt durch eine Gleichrichterröhre
9, die eine Glühkathode io und eine Anode i i hat.
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Der Anodenstromkreis der Röhre i wird von einem Transformator gespeist,
der eine Primärwicklung 12 und eine Sekundärwicklung 16 hat. Der Sekundärwicklung
wird auch der Heizstrom der Glühkathode 2 und der Ladestrom des Kondensators 5 entnommen.
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Mit dem Kondensator 5 ist ein Schalter 15 verbunden, der zwei Stellungen
I und 11 einnehmen kann. In der Stellung I schließt der Schalter den Kondensator
kurz, in der Stellung 1I verbindet er ihn mit einer zweckmäßig einstellbaren Anzapfung
17 der Wicklung 16.
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Wird der Schalter 15 aus der Stellung I in die Stellung 1I gebracht,
so findet hierdurch eine Verschiebung des Potentials der Hilfselektrode in positiver
Richtung statt, und zwar nimmt diese Hilfselektrode das Potential der Anzapfung
17 an. Die Röhre i wird dadurch leitend, und der Anodenstrom dieser Röhre kann durch
die Magnetentwicklung 7 fließen.
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Durch das Umlegen des Schalters 15 wird auch der Ladestromkreis des
Kondensators 5 geschlossen, der von der Anzapfung 17 über den Schalter 15, den Kondensator,
den Regelwiderstand 6 und den Gleichrichter 9 zur Wicklung 16 fließt. Dadurch steigt
allmählich die Spannung am Kondensator und ändert sich das Potential der Hilfselektrode
3. Je nachdem die Spannung am Kondensator steigt, wird das Potential der Hilfselektrode
niedriger, da der Kondensator mit seinem negativen Belag an der Hilfselektrode 3
liegt, bis endlich die Zündung der Röhre wegen zu niedrigen Gitterpotentials ausbleibt
und der Vorgang unterbrochen wird. Diesen Augenblick
kann man durch
Einstellung des Kontaktes auf dem Transformator, durch Änderung des Widerstandes
oder der Kapazität beliebig wählen.
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Um den elektrischen Vorgang sich wiederholen zu lassen, legt man den
Schalter in die Stellung I zurück. Es entlädt sich dann der Kondensator 5, und die
Hilfselektrode bleibt durch die Emission der Glühkathode io negativ mit Bezug auf
die Kathode 2 geladen, so daß der Stromdurchgang durch die Röhre I gesperrt bleibt.
Es kann der Anodenstrom erst wieder fließen, nachdem der Schalter in die Stellung
II umgelegt ist. Die Zeitdauer des elektrischen Vorganges hängt nicht von dem zufälligen
Moment ab, in dem man einschaltet, denn Anodenstrom und Ladestrom fangen gleichzeitig
an zu fließen.
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In Fig. 2 tritt ein Mehrfachschalter 18 an die Stelle des Schalters
15 der Fig. i. Dieser Schalter kann drei Stellungen einnehmen. In der Stellung II
ist der Kondensator über das Kontaktsegment i9 kurzgeschlossen. In der :Stellung
III, die mit der Stellung II des Schalters 15 übereinstimmt, erfolgt die Rufladung
des Kondensators. 'Der Schalter ist hier nicht direkt mit der Transformatorwicklung,
sondern mit einem als Potentiometer über einen Teil dieser Wicklung geschalteten
Widerstand 2o verbunden, wodurch sich ein verstellbarer Kontaktei besser anordnen
läßt, mit dem die Vorspannung derHilfselektrode 3 gewählt werden kann. Um diese
Vorspannung besser der Charakteristik der Röhre anpassen zu können, überbrückt der
Widerstand einen Teil der Wicklung 1&, an dem die Kathode 2 liegt, so daß man
nötigenfalls eine negative Vorspannung einstellen oder die Röhre ohne Gittervorspannung
arbeiten lassen kann.
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In der Stellung I schließt der Mehrfachschalter 18 den Kondensator
5 über das Kontaktsegment i9 kurz, verbindet ihn aber gleichzeitig mit dem Kontakt
21. Das PotentiaI des Gitters behält dann dauernd den Zündwert, und der Anodenstrom
fließt, solange man den Schalter in der Stellung I hält. Dies ist von Vorteil, wend
man denselben Schalter benutzen will, um den Vorgang nach Belieben vorübergehend
oder dauernd erfolgen zu lassen. Bei Röntgenanlagen kann man den Schalter 18 sowohl
benutzen für die Herstellung einer gezielten Aufnahme als für die Durchleuchtung.
Zweckmäßig wird er dabei mit einem Betriebsschalter kombiniert, der bei der Stellung
I des Schalters 18 diejenigen Verbindungen in der Röntgenanlage herbeiführt, wodurch
die Spannung und Stromstärke der Röntgenröhre die Werte annehmen, die für die Durchleuchtung
verlangt werden, während in der Stellung ' III des Schalters 18 der mit ihm kombinierte
Becriebsschalter dafür sorgt, daß die Schaltung den Betriebsbedingungen der Aufnahme
entspricht.