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Anordnung zur Erzeugung von Stromimpulsen Die Erfindung betrifft eine
Steuerschaltung für elektrische Geräte!, bei denen ein einziger Impuls veränderlicher
Dauer oder eine Folge von periodisch wie!dlerke'hrenden Impulsen zur Wirkung gelangen.
Handelt es sich um periodisch wiederkehrende Impulse, so soll außerdem das Verhältnis
von Impullsdauer zur Impulspause rege@l:b:a.r sein. Derartige Steuertiniri.chtungen
können -z. B. in Punkt- oder Nahtschweißmaschinen, elektrischen Üfen, Prüfschaltungen
für Kontaktuntersuchungen usw. mit Vorteil angewendet werden.
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Die Erfindung sei an Hand der Abbildungen näher erläutert. In Abb.
t ist eine Impulsschaltung dargestellt, die nur einen einzigen Impuls gibt. An eine
Wechselspannungsquelle r isst ein Transformator- 2 z. B. über eine Drosselspule
3 mit Eisenkern angeschlossen und erzeugt infolge von Sätti-gungsürscheinungen im
Transformatorkern auf der Sekundärseitet Sp nnungs-stöße mit spitzer Wellenform.
An die Stelle der dargestellten, an sich bekannten Anordnung kann auch jede: andre
Einrichtung treten, die, Spannungen spitzer Weillenform zu erzeugen gestattet. Es
brauchen nicht unbedingt Spannungen spitzer Wellenform erzeugt zu werden, jedoch
sind sie zur Erzielung eines genauen Einsatzes :der Impulse vorteilhaft. Im Sekundärkreis
des Tranis,forrnators 2 liegt ein Kondensator q, ein Gleichrichter 5, ein Druckknopfschalter
6 und die Arbeitsspule 7' eines Relais 7. In der gezeichneten Ruhestellung dhes
Druckknopfes 6 ist der Sekundärkreis des Transformators 2 unterbrochen
und
gleichzeitig der Ko densator4 über den Widerstand 8 entladen. Bei Betätigung des
Druckknop-fes 6 wird der Kurzschluß dies Kondensators .4 aufgehoben und der Stromkreis
für, die Spule! 7' geschlossen. Durch letztere fließt somit ein Gleichstromimpuls
über den Kondensator 4 und den Gleichrichter 5. Hierdurch -wird dein Anker 9 des
Relais 7 vom Kontakt a auf den Kontakt b um legt. In dien vorher eingenommenen R,uhestel:lung
des Ankers 9 hatte die Batterie io den Kondensator i i aufgeladen. Nach dem Umschalten
dies Ankers 9 auf dein Kontakt b entlädt sich der Kondensator über einen Ze,itkrei.s,
bestehend aus -dien Spulen eines wicituren Relais 12 und dem veränderlichen Widerstand
i3 sowie der Spule 7" des Relais ;, deren Zweck weiter unten. erläutert wird. Das
erregte Relais 12 zieht den Anker 1.4 an und schließt: damit den Kontakt c. Dadurch
ist der Stromkreis für den Verbraucher, z. B. der Gitterkreis von d:amp,fode@r gasge,füllten
Entladungsgefäßen einer Punktschweißmaschine, Die Wirkungsweise. der Anordnung lest
felgende: Im Ruhezustand sind alle, gezeichneten Schalter in der dargestellten Stellung,
d. h. der Kondensator d. ist über- den Widerstand 8 kurzgeschlossen, und der Kondensator
i i wird von der Batterie, io über den Kontakt u und Anker 9 aufgeladen. Beil Betätigung,
des Druckknopfie.s 6 erfolgt über dem Ko@rndeins.ato.r 4 -eiin Spannungsstoß spitzer
Wellenform über die Spule 7' d'es Reilais 7. Der Anker 9 öffnet den Kontakt a und
schließt den Kontakt b. Der Kondensator i i entlädt sich über das Relais 12 und
den. Wiidierstand 13. Durch Einstellung des letzteren kann die Entladedaue,r des
Kondensators i i geregelt werden. Solange, dex Kondensatom i i sich entlädt, bleibt
der Kontakt c geschlossen, und dem Verbraucheir 15 ist eingeschaltet.
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Die: Entladezeit des Kondensators i i kann vermitteils des veränderlichen
Widerstandes 13 in sehr weiten Grenzen geregelt werden, und zwar zwischen: einigen
Mikroseekundan und einigen Stunden. Der Anker 9 wird dabei durch die bereits erwähnte
Spule 7" dies Relais. auf dem Kontakt b so lange gella,lten, wie die, Entladung
des Kondensatoms i i dauert. Die Spule' 7" ist nämlich in Reihe zum Relais 12 geschaltet
und ihre Erregung somit von der Entladtzeit Beis Kondensators i i abhängig.
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Die Dauer des Impulses ist nur von der Entladezeit des Kondeins:ators
i i abhängig und; nicht etwa von der Dauer des Niederdrückens des Knopfes 6. Über
den; Kondensator 4 erfolgt n:ämlich nur ein Einschaltstoß, danach, ist dieser Kond'ens,ator
über den Gleichrichter 5 aufgeladen, und alle, folgenden Impulse blei!bm ohne Wirltung.
Die, Anordnung wird erst durch Loslassen des D@r'ucli:-knopfeis 6 wieder betriebsbereit,
indem dadurch der Kondensator d. über den Widerstand 8 entladen wird.
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Es eimpfiehlt sich, die! Relais, 7 und 12- als. polarisie-rte, Relais
auszubilden" da diese eine große, Emp-
findlichkeit und geringe Trägheits:wi:rkungen.
be-
sitzen. Man: kann auch. gegebenenfalls die, Redai's, 7 und 12 in einem
einzigen Relais- vereinigen und die Anker 9 und 14. auf eine gemeinsame Achse setzen.
Bei Verwendung polarisierter Relais isst die, Unrt,e.rteidung in mehrere Relais
vorteilhaft, weifl diese Relais vorwiegend nur mit einem beweglichen: Kontakt ausgerüstet
sind, um die träge Mässe gering zu halten.
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Der prinzipielle Aufbau des Relais 7 mit den beiden Wicklungen 7'
und 7" ist in Abb. 2 wiedergegeben. Die Bezugszeichen entsprechen denen der Abb.
i. Dein Anker 9 wird durch die Feder 16 in seiner Ruhetage gehalten:, in dem er
dein Kontakt a. schließt.
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In Abt. 3 ist eine Anordnung wiedergegeben., die außer einmaligen
Impulsen auch eine Folge von periodisch wiederkehren den Impulsen- zu. erzeugen
gestattet, wie sie z. B. bei Nahtschweißmaschinen erforderlich sind. Die Schaltung
entspricht der Anordnung nach Abt. i, und gleiche Elemente haben. das. gleiche!
Bezu:gsze .ichen. Die- Batterie io ist in Fortfall gekommen, der Kondensator i i
wird ebenso wieder Kondensator d. vom Trarisformato,r, 2 über den Gleichrichter
5 aufgeladen,. Außer dem Druckknopf 6 ist noch ein Umschalter 17 vorgesehen. In
der gezeichneten Stellung, wenn also, der Umschalteir mit Kontakt d im Eingriff
ist, kann mit Hilfe des Druckknopfes 6 ein: einmaliger Impuls erzeugt werden. Die
Anordnung arbzite@t: dann genau so, wie an Hand dien Abt. i beschrieben st. Bemerkenswert
ist, daß auch- hier das Relais. 7 zwei Wicklungen 7' und 7" aufweist, vom, denen
dieerstehe nieiderohmig i!st und - im A.ufladeknei.s des Konidensatoms q. liegt.
Die. Wicklung 7" isst hochohmig und liegt im Entladekreis dies Kondensators i i
wie in Abb. i.
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Legt man: dein Umschalter 17 auf Kontakt e, so ist damit der Druckknopf
6 außer Wirkung geb:rach:t. Bei der ersten, positiven Spannungsspitze vom Transformator
:2 wird die Wiclc ung 7' des Relais 7 erregt und dein Anker 9 auf Kontakt b umgelegt.
Dadurch: e:ntUdt sich dien vorher aufgeladen-Kondensatom i i über das Relais 12
und schaltet mit Hilfe des Ankers: 14 den Verbraucher 15 ein. Die Impulsdauer kann
wiederum durch den regelbaren Widerstand 13 eingestellt werden. Nachdem der Kondensatom
i i entladen ist, fällt der Anker 9 ab und schließt den Kontakt a wieder. Damit
wird ein hmpuls auf die! Wicklung 18' des Relais 18 gegeben und dessen Anker i9
von Kontakt f auf Kontakt g umgeschaltet. Dadurch wird der Kondensator q. über den
Wi,derstaned 2o entladen, der ebenfalls veränderlich ist, um d!ie Entladezeit zu
regeln. Die hochohrige Wicklung 18" des Reilais 18 dient wieder zum Festhalten des
Ankers 19 auf dien Kontakt g in Abhängigkeit von der Entladezeit dies Kondensatoms
q.. Ist der Kondensator d. entladen, fällt der Anker i9 ab, und schließt wieder
den Kontakt f. Dann beginnet das. Spiel von: neiueim. Dein Kondensator i i regelt
also mit Relais 7 und Widerstand 13 die Dauer der Impulsei. Der Kondensator d. bestimmt
mit denn Relais 18 umid Widerstand 2o die Länge der Pausen zwischen. den einzeilnen
Impulsen. Beidb Zeiten lassen sich in weiten Grenzen ändern.
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Es ist zweckmäßig, -denn Umschalter 17 mit Beim Hauptschalter 21 in
der Weise zu kuppeln, daß der
Umschalter 17 erst nach Einlegen des
Hauptschalters betätigt werden kann. Wird nämlich umgekehrt vorher der, Umschalter
17 von Kontakt d auf e umgeschaltet, soi kann eis vorkommen, daß beim ersten: Impuls
die Anordnung nicht in der gewünschtein Weisse arbeitet, weil dann der Kondensator
i i noch nicht. aeufgelaiden ist.
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Bei der Anordnung nach Abbe. 3 wird. sowohl d°r Kondensator 4 wie
der Kondensator i i von d.--r Wechselspannunigsquellee i aufgeladen. Da hierzu vorzugsweise
eine solche Spannungsquelle dient, die einee Spannung spitzer Wellenform erzeugt,
kann@ es vorkommen, dea.ß die, Kondensatoren, 4 und i i innerhalb der sehr kurzen
Zeit nicht richtig aufgeladen werden. Andererseits kommt es ab,-.r für die Genauigkeit
der SchaltimpuIse gerade auf eine richtige Auflaidung dieser Konde'nsa,torenn 4
und ii an. Um dieise Schwierigkeit zu verrn.--iiden, kann man die Anordnung nach
Abeb.4 wähl-en. Hierbei. werden die Kondensatoren 4 und i i von der Gl,ei,chs:tromqueill-°@
22 aufgeladen. Zu dieis:zem Zweck liegen die Anker 23 und 24 in Ruhestelleung, derart,
daß die Auflad ung dieser Kondensatoren stattfindet. Wird jetzt z. B., um einen
Stromstoß zu erzeugen" von der Wechselspanniunigsqu°illee 25 über dem Transformator
26 auf die Wicklung 27' des Relais 27 ein Stromestaß gegeben, so wird der Anker
24 von Kontakt k auf den Kontakt i gelegt und damit der Kondensator
i i über den veränderlichen Widerstand 13 entladen. Deam-it wird über das Hauptrelais,
12 der Anker 14 angezogen. und über dien Kontakt c der Verbraucher 15 eingeschaltet.
Dabei fließt in bekannter Weise der Entladestrom des Konidienesiators, i i über
den veränderlichen Widerstand' 13. Gleichzeitig wird: hicerdurch die Wicklung 27"
des Rela,i 27 erregt und damit die, richtige- Abfallzeit des. Ankers 24 garantiert.
Ins diesem Stromkreis liegt: ferner in Reihe geschaltet die Wicklung eines weiteren
Relais 28, welche dein Anker 29 von Kontakt k auf diein unteren Kontakt Z legt und
damit dein Kondensator 30 kuerzschließt. Ins dieser Stellung isst somit die Wechseelspannungsquelle@
3i auf jeden Fall von dein Relais 32 abgeschaltet. Wenn jetzt der Kondensator i
i entladen und -daimit die Dauer des Stromimpulses beendet ist, fällt der Anker
24 ab, und damit wird- gleichzeitig der Kondensator i i wieder aufgelaid'en. Hierdurch
entfällt aber auch die Erregung für dass Relais 28, und der, Anker 29 nimmt die
gezeichnete Stellung wieder ein, d. h. er schließt dien Kontakt k. Damit ,erfolgt
aber auch eine A.ufl:adung des Kondenesators 30 aus der Wechselspannungsquelle 31,
die eibeenfaills eines Spannung spietzeir Wellenforrn erzeugen und mit dieer Spannungsquelle
25 identisch seine kann. In d'iesicm Stromkreis liegt: ferner die Wicklung 32' dies
Rela.iis. 32, die bei Erregung den Anker 23 von Kontakt m auf den reichten Kontakt
yz umschaltest. Hierdurch wird der vorher aufgeladene Kondensator 4 über den zugehörigen
regenbaren Widerstand' 20 entladen. Gleichzeitig wird die Wicklung einfies Reilais
33 erregt und damit der Anker 34 von Kontakt o auf dien linken Kontakt p geschaltet.
Hierdurch wird der Kondensator 35 kurzgeischlosseen, und zwar so lange, wie: dass
R.elaiis 32 erregt isst. Die Wicklung 32" @d.ienit wieider dazu, die Stellung des
Ankers 23 auf dem rechten Kontakt n so lange einzuhalten, bis der Kondensator ,4
tntladein ist. Solange aleso, der, Kondensator 35 kurzgeischlos-sen ist, können:
keinerlei S,peannunigs,stößee von die:r Weechselspannungsquelle 25 her das Relais
27 erregen,. Zur Sicherheit kann man, wie in Abeb. 4 an:geideutet; in den Entladestromkreis
des Kondensators 4 auch eine Wicklung dies Hauptrelais 12 legen, die dafür sorgt,
d:aß während- ihrer Erregung der Anker 14 in der Ausschaltstellung verharrt. Es
wird also, mit dieser Schaltung eine, größere Sicherheit der Einhaltung der Impeuls:zeiteni
und' Impulspausen gewährleistet. Wenn dann der Kondensator 4 eintladen ist, fällt
der Anker 23 von Kontakt n ab und schließet wieder den Kontakt m. Hierdurch wird
der Kondensator 4 wieder aus der Gl:eichstroemqueil-le'22 aufgeladen. Gleichzeitig
mit dem Anker 23 fällt der Anker 34 ab und schließet dien Kontakt o wieide r. Damit
isst wieder die Ausegangss tellunig erreicht ; der Anker 24 deis Reila,is 27 wird
wieder angezogen, und das Spiel beginnet von neuem.
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Die in Abb. 4 mit 27 bzw. 32 bezeichneten Relais entsprechen den Relais
7 bzw. 18 der Abb. 3. Die Wecheseelspanneu.ugsquellen 25 und 31 der Abeb. 4 können
mit der Spannungsquelle- i der Abb. 3 iiden;tisch ,sein. Auch bei deir Anordnung
nach Abeb. 4 können- Hauptstriomschalter entsprechend Ziffer' 21 und Umschalter
entsprecheind Ziffer 17 nach Abebe. 3 vorgesehen sein.