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Gerät zum Aufladen einer Kapazität, insbesondere für Blitzlichtlampen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Aufladen einer Kapazität, der diskontinuierlich
Energie entnommen wird.
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Die aufgeladene Kapazität kann zu den verschiedensten Zwecken verwendet
werden. Eine der Anwendungen liegt auf dem Gebiete der Photographie, wobei sich
die Kapazität über eine gasgefüllte Entladungsröhre entlädt, die dabei den zu photographierenden
Gegenstand belichtet.
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Die Erfindung bezweckt, einen vorherbestimmten, reproduzierbaren Ladezustand
der Kapazität zu ermöglichen. Die Erfindung verfolgt weiter den Zweck, diesen Ladezustand
bei einem Minimalenergieverbrauch zu erreichen.
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Man hat bereits Anordnungen verwendet, deren Speisung bei einem oberen
und/oder unteren Grenzwert der Kondensatorspannung eingeschaltet bzw. abgeschaltet
wird durch ein Relais unter Verwendung einer oder mehrerer Elektronenröhren, von
denen wenigstens eine von der Hochspannung her gesteuert wird. Da jedoch im allgemeinen
nicht die volle Hochspannung von .beispielsweise 2ooo Volt direkt am das .Steuergitter
einer Elektronenröhre gelegt werden kann, ist bei solchen Schaltungen ein Spannungsteiler
erforderlich, der zu dem Hochsp.annungskondensatorparallel liegt und überlängere
Dauer einen durchaus merklichen und störenden Energieverbrauch bewirkt. Dabei wird
im Betriebszustand auch ständig Heizenergie für die Elektronenröhren verbraucht,
eine Anodenspannungsquelle-ist erforderlich und die zugehörige :Schaltung ist verhältnismäßig
kompliziert, raumfüllend und teuer.
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Diese Nachteile werden vermieden, wenn gemäß der Erfindung das Gerät
mit Mitteln versehen ist, die die Ladung der Kapazität selbsttätig beenden,
sobald
die Spannung der Kapazität einen bestimmten Wert erreicht hat; und bewirken, daß
keine weitere Energie verbraucht wird.
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Vorzugsweise enthalten diese Mittel eine Funkenstrecke, bei deren
Durchschlag der auftretende Strom zum Unterbrechen des Speisekreises der Kapazität
verwendet wird.
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Bei tragbaren Geräten kommt als Speisequelle praktisch nur eine Gleichstromquelle
niedriger Spannung, wie z. B. eine Trockenbatterie oder ein Akkumulator in Betracht.
Ihre Spannung wird dann durch einen Umformer, z. B. einen Zerhacker mit einem oder
mehreren Gleichrichtern oder mit stromwendenden, zusätzlichen Kontakten in einen
Gleichstrom hoher,Spannung umgewandelt, der sich zum Aufladen der Kapazität eignet.
Derartige Umformer verbrauchen auch im unbelasteten Zustand, d. h. nach unterbrochener
Rufladung der Kapazität, eine beträchtliche Menge Energie. Um diesen Energieverbrauch
zw vermeiden und das Gewicht der Speisestromquelle beträchtlich herabzusetzen, wird
gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das Gerät mit einem Relais
versehen, das zwei Spulen und zwei mechanisch gekuppelte und im gleichen Sinne betätigte
Schalter enthält, wobei die eine Spule (Erregerspule) die Eingangsklemmen des Umformers
überbrückt und über einen der Schalter an die Speisestromquelle angeschlossen werden
kann, und die zweite Spule (Unterbrecherspule) über den zweiten Schalter und die
mit diesem in Reihe liegende Funkenstrecke an die Ausgangsklemmen des Umformers
angeschlossen ist, wobei die Unterbrecherspule, wenn die Funkenstrecke durchgeschlagen
worden ist, der die beiden Schalter geschlossen haltenden Erregerspule derart entgegenwirkt,
daß diese Schalter sich öffnen. Beim Öffnen des im Kreise der Funkenstrecke liegenden
Schalters kann zwischen seinen Kontakten eine Bogenentladung unerwünschter Stärke
auftreten. Die Stärke dieser Entladung kann beschränkt werden, indem in den von
der Reihenschaltung der Funkenstrecke, der Unterbrecherspule und dem erwähnten Schalter
gebildeten Kreis ein ,Begrenzungswiderstand eingeschaltet wird. Der Wert dieses
Begrenzungswiderstandes kann von dem minimal erforderlichen Strom der ' Unterbrecherspule
unabhängig gemacht werden, wenn die von der Funkenstrecke und der Unterbrecherspule
gebildete Reihenschaltung von einem Kondensator überbrückt wird.
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Wenn dieser Kondensator von einen Widerstand (Überbrückungswiderstand)
überbrückt wird, entsteht ein Spannungsteiler, der im geschlossenen Zustand des
zweiten Schalters an die Kapazität angeschlossen ist. Hierdurch wird erzielt, daß
die Durchschlagsspannung der Funkenstrecke wesentlich»geringer als die Spannung
sein kann, bei der das Aufladen der Kapazität beendet werden muß. - .
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B.'ei dieser verbesserten ,Schaltung kann die zu erreichende Spannung
der Kapazität einstellbar gemacht werden, ohne daß die Durchschlagsspannung der
Funkenstrecke geändert zu werden braucht, indem der Überbrückungswiderstand oder
der Begrenzungswiderstand oder beide veränderlich gemacht werden.
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Das Aufladen der Kapazität läßt sich dadurch einleiten, daß der Anker
des erwähnten Relais in den Schließungszustand der beiden Schalter geführt wird.
Bei verschiedenen ,Anwendungen des Ladegerätes, insbesondere wenn der Benutzer es
auf dem Rücken trägt, empfiehlt es sich, parallel zu jenem Schalter des Relais,
über den die Erregerspule an die Speisestromquelle angeschlossen werden kann, einen
Bedienungsschalter, vorzugsweise einen Druckknopfschalter vorzusehen. Dieser Bedienungsschalter
kann dem Benutzer leicht zugänglich gemacht werden.
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Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
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In der Zeichnung bezeichnet i eine Kapazität, der bei 2 diskontinuierlich
Energie entnommen wird, z. B. von einer als Blitzlichtquelle für photographische
Aufnahmen dienenden Gasentladungsröhre. Die Kapazität i wird mit Gleichstrom hoher
Spannung von einem Umformer 3 aufgeladen, der über einen Bedienungsschalter 4 an
eine ,Gleichstromquelle 5 niedriger Spannung, z. B. eine Trockenbatterie, angeschlossen
werden kann. Parallel zu den Eingangsklemmen des Umformers ist eine Erregerspule
6 eines Relais geschaltet, dessen Anker 7 zwei Schalter 8 und 9 betätigt. Der Schalter
8 liegt parallel zum Bedienungsschalter 4, der z. B. als Druckknopfschalter ausgebildet
ist. Wenn dieser Schalter 4 geschlossen wird, werden die Eingangsklemmen des Umformers
mit der Batterie 5 verbunden, so daß die Rufladung der Kapazität i beginnt. Gleichzeitig
wird auch die Erregerspule 6 an die Batterie angeschlossen. Infolgedessen bewegt
sich der Anker 7 des Relais in Richtung des Einzelpfeiles und schließt die Schalter
8 und g. Diese bleiben auch nach dem Öffnen des Bedienungsschalters 4 geschlossen,
da die Spule 6 über den geschlossenen Schalter 8 mit der Batterie verbunden bleibt.
Auch die Eingangsklemmen des Umformers sind nunmehr über den Schalter 8 an die Batterie
angeschlossen, so daß das Aufladen der Kapazität fortschreitet. Der Schalter 8 wirkt
also als Übernahmeschalter des Bedienungsschalters 4. Das Relais enthält weiter
eine Wicklung To, die in Reihe mit einer Funkenstrecke i i, z. B. einer Gasentladungsröhre,
und dem geschlossenen Schalter 9 an die Ausgangsklemmen des Umformers angeschlossen
ist. Die Spannung über die erwähnten Ausgangsklemmen ist vom Ladezustand der angeschlossenen
Kapazität abhängig. .Sobald diese Spannung einen Wert erreicht hat, bei dem die
Funkenstrecke durchschlägt, wird die Wicklung io von einem Strom durchflossen, der
den Anker in Richtung des Doppelpfeiles entgegen der_Wirkung der Erregerspule in
Bewegung versetzt. Infolgedessen öffnen sich die rSchalter 8, g und bleiben geöffnet,
bis der Bedienungsschalter 4 wieder geschlossen wird. Die Wicklung To wirkt also
als Ausgleichswicklung der Erregerspule 6.
Beim öffnen des Schalters
9 kann zwischen seinen Kontakten eine Bogenentladung unerwünschter Stärke auftreten.
Die ,Stärke dieser Entladung kann beschränkt werden, indem in den von der Reihenschaltung
der Funkenstrecke, der Ausgleichswicklung io und dem Schalter 9 gebildeten Kreis
ein Begrenzungswiderstand 12 aufgenommen wird. Der Wert dieses Begrenzungswiderstandes
kann ion dem minimal erforderlichen Strom der Ausgleichswicklung unabhängig gemacht
werden, wenn die von der Funkenstrecke i i und der Ausgleichswicklung io gebildete
Reihenschaltung von einem Kondensator 13 überbrückt wird. Dieser Kondensator dient
hierbei als Stromquelle für die Ausyleichswicklung.
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Bei den bisher beschriebenen Schaltungen war die Durchschlagsspannung
der Funkenstrecke gleich derjenigen Spannung der Kapazität i, bei der das Aufladen
der Kapazität beendet werden mußte, oder davon nur wenig verschieden. Die Durchschlagsspannung
der Funkenstrecke kann jedoch, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, auch beträchtlich
geringer als die gewünschte Maximalspannung der Kapazität gemacht werden, indem
der Kondensator 13 von einem Widerstand 14 überbrückt wird. Dieser überbrückungswiders!and
14 bildet zusammen mit dem Begrenzungswiderstand 12 einen Spannungsteiler, der im
geschlossenen Zustand des,Schalters 9 an die Kapazität i angeschlossen ist.
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Bei dieser verbesserten Schaltung kann die gewünschte Maximalspannung
der Kapazität einstellbar gemacht werden, ohne daß die Durchschlagsspannung der
Funkenstrecke geändert zu werden braucht, indem der Überbrückungswiderstand 1d.,
der Begrenzungswiderstand 12 oder beide veränderlich gemacht werden. In der Zeichnung
ist der Überbrückungswiderstand 14 als Regelwiderstand dargestellt.
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Bei Anwendung der Erfindung wird er Batterie 5 eine minimale Energiemenge
entnommen, so daß ihre Leistung und infolgedessen ihr Gewicht gering sein können.
Die einmal eingestellte Maximalbetriebsspannung der Kapazität i entsteht immer @-.-
ieder genau, so daß z. B. eine von der Kapazität gespeiste Blitzlichtlampe für photographische
Aufnahmen immer die gleich Lichtmenge liefert.