DE756378C

DE756378C - Kippschaltanordnung zur Ausloesung eines elektrischen Stromes in einem Verbraucher

Info

Publication number: DE756378C
Application number: DES111316D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Habil Schilling
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1933-10-14
Filing date: 1933-10-14
Publication date: 1953-08-03

Description

Kippschaltanordnung zur Auslösung eines elektrischen Stromes in einem Verbraucher Die Erfindung betrifft eine Kippschaltanordnung zur Auslösung eines elektrischen Stromes in einem Verbraucher mit Hilfe von an" eine Wechselstromqüelle angeschlossenen Gas- oder, bamp:fehtladungsstrecken. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch den ausgelösten Strom der Entladungsstrecken eine im Gitterkreis wirksame Sperrung in ihrer Wirkung auf die Entladungsstrecken aufzuheben, sobald der Anodenstrom: durch einen kurzzeitigen Steuerimpuls ausgelöst worden ist. Bei einer bekannten Lösung für diese Aufgabe ist ein mechanisches Relais, welches durch den Anodensbrom der Entladungsstrecken der Kippschaltanordnung betätigt wird, mit einem Hilfskontakt ausgerüstet. Dieser Kontakt schließt beim Ansprechen des Relais einen Teil eines VorschaItwiderstandes im Gitterkreis des Entladungsgefäßes kurz und vermindert dadurch die im Gitteerkreis liegende Sperrspannung so weit, daß der durch einen Impuls einmal ausgelöste Anodenstrom dauernd bestehen bleibt. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß sie für sehr kurzzeitig auftretende Steuerimpulse infolge der Trägheit der mechanischen Kontakte. nicht verwendbar ist. Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß die Wirkung der Gittersperrspannung durch unmittelbare elektrische Rückwirkung des Anodenstromes auf den Gitterkreis mit Hilfe eines im Anodenstromkreis liegenden Leitungselementes aufgehoben wird. Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie ohne mechanische Kontakte und damit ohne die diesen Kontakten anhaftende Trägheit arbeitet. Die Kippscha.ltanordnung nach der Erfindung wird auch dann sicher zum Ansprechen gebracht, wenn der den Kippvorgang auslösende Steuerimpuls nur sehr kurzzeitig wirksam ist. Die Erfindung kann aus diesem Grunde vorteilhaft für solche Steuer- oder Schaltvorgänge angewendet werden, bei denen es sich darum handelt., in einem Verbraucher nur während einer außerordentlich kurzen Zeitspanne einen Strom fließen zu lassen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Bei der in Abb. i dargestellten Ausführungsform sind zwei in Gegentakt arbeitende Gas- oder Dampfentladungsröhren i, 2 für die Auslösung eines Wechselstromes verwendet. Die Gitter 3, .1. der beiden als Doppelweggleichrichter geschalteten Entladungsröhren sind jeweils mit der Anode der anderen Röhre verbunden, so daß sie bei Speisung des Gleichrichters mit Wechselspannung die Röhren gerade: während der positiven Anodenspannungshalbwelle sperren, d. h. die Steuerspannung befindet sich in Gegenphase zur Anodenspannung. Eine Änderung dieses stromlosen Zustandes tritt erst ein, wenn dem einen Gitter von außen her, z. B. dem Gitter 3 mittels des Transformators 5, ein Spannungsstoß von solcher Größe und Richtung aufgedrückt wird, daß die Röhre zündet. In diesem Augenblick beginnt ein Strom in dem durch die Röhre, die linke Hälfte der Sekundärwicklung des Anodentransformators 6, die Drossel 7, den Widerstand 8 und den als geschlossen zu denkenden Schalter 9 gebildeten Kreis zu fließen. Die Drossel ; hält diesen Strom auch eine gewisse Z°it nach Durchgang der Anodenspannung durch Null aufrecht und sorgt so dafür, daß die an der zweiten Röhre inzwischen erscheinende positive Anodenspannung ein positiv vorgespanntes Gitter vorfindet, so da.ß ein Entladungsstrom durch die zweite Röhre hervorgerufen werden kann. Dieser Strom entriegelt in gleicher Weise wieder die erste Röhre usw., so daß nunmehr beide Röhren dauernd brennen, wobei am Widerstand 8 eine Gleichspannung und an geeigneter anderer Stelle, z. B. mittels eines Stromtransformators io, eine Wechselspannung entnommen «-erden kann. Eine Löschung der Röhren kann durch Unterbrechung des Gleichstromkreises (Schalter 9) oder des @-#echselstromspeiselzreises erfolgen. Sie wird im allgemeinen selbsttätig durch den Ausgangsstrom der Anordnung vorgenommen werden.
Wie oben angedeutet, ist es unwesentlich, welche Kurvenform und Frequenz der über 5 zugeführte Auslösungsstoß besitzt. Es können Impulse beliebiger Art für diesen Zweck, z. B. auch solche, die durch Aufspeicherung und - nachfolgende Entladung einer Gleichspannung erzeugt werden, verwendet werden. In vielen Fällen wird es notwendig sein, dem Gitter nicht die volle Anodenspannung der Gegenröhre, sondern einen geeigneten Bruchteil von dieser, der durch Transformatoranzapfungen oder Spannungsteiler gewonnen «-erden kann, zuzuführen. Sofern es sich um Gleichstromverbraucher handelt, können diese an Stelle des Widerstandes 8 eingeschaltet werden. An Stelle einer gegenphasigen Sperrspannung kann auch ein Teil des ausgelösten Wechselstromes gleichgerichtet und zur Beeinflussung der Gittergleichspannung der Röhren 1, 2 im gewünschten Sinne benutzt werden.
Die beschriebene oder ähnliche Anordnungen können vorteilhaft für die Auslösung höherfrequenter Stromvorgänge und für die Bemessung der Stromdauer von ausgelösten Strömen Verwendung finden, insbesondere ,nenn es sich darum handelt, äußerst kurze Stromimpulse zu erzeugen, wie sie mit den bisher bekannten Mitteln der Technik nicht möglich waren. Die Auslösung derartig kurzer Stromimpulse kann erwünscht sein, wenn es sich um Ströme großer Energie handelt, die momentan zur NZ7irkung gelangen sollen. Eine derartige Anordnung läßt sich vorteilhaft erweitern, wenn die Länge der Stromimpulse, durch geeignete Anordnung der Kippvorrichtung oder des mit dieser zusammenhängenden Stromkreises einstellbar gemacht wird.
Die Einstellbarkeit von Energiestromstößen ist beispielsweise in der Röntgentechnik (Dosis) erwünscht, wofür Anordnungen nach der Erfindung zur @-erw-endung kommen können. Ein weiteres Anwendungsgebiet eröffnet sich in der Sch-,veißtechnik, insbesondere auf dem Gebiete der Feinschweißung. Es ist z. B. für die Zwecke der Röhrenfabrikation oft erwünscht, die Schweißzeit auf 1/loo Sekunde und weniger zu begrenzen. Mit derartig kurzen Schweißzeiten kann die Schweißung ohne. bemerkbare Oberflächenveränderung des Werkstückes durchgeführt werden. Abb. 2 zeigt; ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dafür.
In Abb. 2 ist mit i i der Schweißtransformator bezeichnet, der über einen Schalter i.2 und eine Dampfentladungsröhre, 13 mit dem Wechselstromnetz verbunden ist: Der Röhre 13 wird zwischen den Punkten 14, 15 eine Gitterspannung gegeben, die um etwa 16o° der Netzspannung voreilen soll und bewirkt, daß die Röhre 13 nur im Anfang der Halbperiode zünden kann. Wird der Schalter 12 eingelegt, so zündet die Röhre in der darauffolgenden positiven Halbwelle. Der Zündvorgang löst über einen Stromwandler 16, eine Kippschaltung aus, die an dem Widerstand i7 eine negative Spannung erzeugt, so daß .die Röhre 13, die nach etwa einer Halbperiode löscht, in der folgenden positiven Halbwelle nicht mehr zünden kann. Die Kippschaltung besteht im wesentlichen aus einem gittergesteuerten Zweiweggle:ichrichter 18, ig, dessen Gitter so geschaltet sind, daß- das Gitter der einen Rohre immer an der Anodenspannung der anderen Röhre oder einem Bruchteil dieser Spannung liegt. Der Gleichrichter ist dadurch zunächst gesperrt. An dem Gitter der Röhre 18 liegt außerdem die Sekundärwicklung des Stromwandlers 16. in Reihe. Ein Stromstoß durch die mit der Anode von 13 verbundene, Wicklung von i6' zündet den Gleichrichter 18, ig, der nun infolge des beschriebenen Zusammenbruches (Abt. i) der Anodenspannungen einen Wechselstrom liefert, welcher eine Verriegelung der Röhre 13 bewirkt. Der Gleichstrom ist über den Schalter 12 geführt, so daß er bei Öffnung des Schalters unterbrochen wird und bei Wiederschließen der Gleichrichter von neuem zur Auslösung bereitsteht. Die Schweißzeit läßt sich mit einer derartigen Anordnung praktisch auf eine halbe Periode des der Röhre 13 zugeführten Wechselstromes` begrenzen. Erscheint es notwendig, die Schweißzeit noch weiter zu verringern, so ist es zweckmäßig, den Zündpunkt der Röhre 13 nicht in den Anfang der positiven Halb--welle zu legen, sondern innerhalb der Halbwelle verschiebbar vorzusehen. Dies läßt sich durch besondere Form der Gittervorspannung von 13 erreichen. Für letztere kann auch mit Vorteil eine Doppelgitterröhre verwendet werden. Die Steuerung wird dann zweck-.mäßig in der Weise bewirkt, daß an die: eine Elektrode die Spannung gelegt wird, die das Zünden der Röhre im Anfang der positiven Halbwelle bewirkt, während das andere Gitter die durch .Auslösung des Gleichrichters eintstehende Sperrspannung erhält.
Die Steuerung der Entladungsröhren nach den Beispielen der Abb. i und 2 kann auch durch magnetische Beeinflussung oder durch Veränderung der Zündkennlinie stattfinden. Die beschriebene Anordnung und ähnliche lassen sich außer für den genannten Zweck auch für Photozellensteuerungen aller Art, Schutzschaltungen (Rückzündung, Blitz, Erdschluß) Ruf- und Telegraphierschaltungen, Zähleinrichtungen, Steuerung von Werkzeugmaschinen usw. vorteilhaft anwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kippschaltanordnung zur Auslösung eines elektrischen Stromes in einem Verbraucher mit Hilfe von an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Gas- oder Dampfentladungsstrecken, deren in den Gitterkreis geschaltete Sperrspannung in ihrer Wirkung durch Rückwirkung des Anodenstromes auf den Gitterkreis aufgehoben wird, sobald der Anodenstrom durch einen kurzzeitigen Steuerimpuls ausgelöst worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Gittersperrspannung durch unmittelbare elektrische Rückwirkung des Anodenstromes auf den Gitterkreis mit Hilfe eines im Anodenstromkreis liegenden Leitungselementes aufgehoben wird.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebung des Sperrpotentials der Gitter durch Verlagerung des Kathodenpotentials - durch Leitendwerden der Entladungsstrecken erfolgt.
3. Anordnung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Entladungsstrecken in Doppelweggleichrichterschaltung vorgesehen sind, deren Gitterspannungen gegenüber der jeweils zugehörigen Anodenspannung entgegengesetzte Phasenlage besitzen, daß im gemeinsamen Stromkreis der beiden Röhren eine Induktivität eingeschaltet ist und im Gitterkreis eine Anordnung, beispielsweise ein Transformator, vorgesehen ist, über die der zur Auslösung des Anodenstromes erforderliche Impuls gegeben wird. q..
Anordnung nach den Ansprüchen .2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode einer Röhre mit der Anode der zweiten Röhre verbunden ist und umgekehrt.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Induktivität ein Ohmscher Widerstand liegt, dem eine Gleichspannung entnommen wird, oder daß im Primärstromkreis ein Transformator liegt, dem eine Wechselspannung entnommen wird.
6. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daB diese Anordnung als Schaltrelais für die Begrenzung der Stromdauer eines ausgelösten Stromes dient, in dem durch den ausgelösten Strom rückwirkend wieder die Unterbrechung des Stromes herbeigeführt wird, insbesondere zur Herstellung äußerst kurzer Stromimpulse, z. B. für elektrische Schweißapparate oder Röntgenanlagen.
7. Anordnung nach Anspruch 6; dadurch gekennzeichnet., daß die Zeitdauer einstellbar ist, welche zwischen der Auslösung eines Stromes durch die als Schaltrelais dienende Schaltanordnung und der Unterbrechung des Stromes durch die Rückwirkung der Schaltanordnung liegt. B.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Hauptstromkreis eines durch die Schaltanordnung zu schaltenden Stromverbrauchers eine Gasentladungsstrecke liegt und daß die als Schaltrelais dienende Schaltanordnung in dem Gitterkreis dieser Entladungsstrecke liegt.
9. Anordnung nach den Ansprüchen 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer durch Anordnung einer veränderlichen Induktivität im gemeinsamen Stromkreis der beiden Entladungsstrecken einstellbar ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand, der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 196 663, 367 618, 421 717, 458 763, 53 821; französische Patentschriften Nr. 728 585, 748 028; französische Zusatz: Patentschrift Nr. 42 468; britische Patentschrift N r. 389 905.