DE973333C - Vorrichtung zum Einschalten eines Hochfrequenzgenerators bei unterschiedlicher Leistungsabgabe - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 6. OKTOBER 1960

B 25742 VIIId12id²

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschalten eines Hochfrequenzgenerators bei unterschiedlicher Leistungsabgabe, z. B. für industrielle oder medizinische Zwecke, die die Betriebsgrößen der Generatorröhre nach einem bestimmten Programm einschaltet und deren Hauptschalter nur eingeschaltet werden kann, wenn der Leistungsregler am Anfang seines Regelbereiches steht, während der Leistungsregler erst betätigt werden kann, wenn eine vorgegebene Einschaltzeit verstrichen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einschaltvorgang so ablaufen zu lassen und die die Leistungserzeugung und -abgabe steuernden Regeleinrichtungen des Gerätes so miteinander zu kuppeln, daß unter keinen Umständen Bedienungs.7 fehler, die zur Schädigung des Leistungserzeugers,

d. h. der Röhre (n), oder des Leistungsverbrauchers führen könnten, auftreten können.

Es ist an sich von Magnetfeldröhren her, z. B. aus der Radartechnik, bekannt, eine bestimmte Reihenfolge der Einschaltung der einzelnen Betriebsgrößen vorzunehmen, um die Röhre im Anlaufzustand vor Überlastung zu schützen oder in der gewünschten Weise zum Schwingen zu bringen. Es sind zur Ausführung von Programmschaltungen auch schon zahlreiche Vorrichtungen bekannt, die mit Wärmeschaltern (Bimetall), mechanisch oder elektrisch aufgezogenen Zeitschaltern mit Hemmwerk oder Bremse oder mit elektrischen Verzögerungsschaltungen arbeiten, die aber immer kompliziert und teuer sind, wenn sie unabhängig von den Schwankungen einzelner Betriebsparameter sein sollen.

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Demgegenüber hat die Erfindung das Ziel, die eingangs umrissene Aufgabe mit einem möglichst geringen mechanischen bzw. elektrischen Aufwand zu lösen, um auch bei kleinen und billigen Geräten Anwendung finden zu können. Solche Geräte sind beispielsweise Hochfrequenzgeneratoren zur Bestrahlung eines Gutes oder biologischer Objekte mit sehr kurzen Wellen. Bei ihnen können an das technische Verständnis des Bedienenden für die ablaufenden Vorgänge keine Anforderungen gestellt werden.

Es ist zwar schon, z. B. bei Gleichrichteranlagen, bekannt, daß sich Schaltkreise in der Weise-verriegeln, daß das Gerät nur dann an die Gleichstromsammelschienen geschaltet werden kann, wenn der Leistungsregler am Anfang seines Regelbereiches steht, und der Leistungsregler erst betätigt werden kann, wenn die Einschaltzeit verstrichen ist, jedoch handelt es sich hierbei nicht um eine Anordnung, die sowohl ein vorgegebenes Einschaltprogramm steuern als auch eine eine Fehlbedienung von Schalter- und Reglerstellungen ausschließende gegenseitige mechanische Verriegelung vornehmen kann, wie es die Erfindung anstrebt. Demgegenüber wird eine Vorrichtung zum Einschalten eines Hochfrequenzgenerators bei unterschiedlicher Leistungsabgabe, z. B. für industrielle oder medizinische Zwecke, die die Betriebsgrößen der Generatorröhre nach einem bestimmten Programm einschaltet und deren Hauptschalter nur eingeschaltet werden kann, wenn der Leistungsregler am Anfang seines Regelbereiches steht, während der Leistungsregler erst betätigt werden kann, . wenn eine vorgegebene Einschaltzeit verstrichen ist, erfindungsgemäß in der Weise verbessert, daß mit einer den Antrieb des Leistungsreglers normalerweise verriegelnden Steuerscheibe ein Kraftspeicher gekuppelt ist, der durch die Ausschaltbewegung des Hauptschalters geladen wird, während die Steuerscheibe erst durch die Einschaltbewegung des Hauptschalters freigegeben wird und nach ihrem die vorgegebene Schaltzeit dauernden Ablauf den Antrieb des Leistungsreglers entsperrt.

Diese Steuerscheibe kann während ihres Ablaufs in einer vorgegebenen Reihen- und Zeitfolge Schalter zur Einschaltung der Betriebsgrößen der Generatorröhre betätigen.

Die einzelnen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung, z. B. Zeitschaltwerke mit Kraftspeicher, der durch Bewegung eines Schalters geladen wird, sind je für sich bekannt. Auch eine aus einem Schalter und einem Regler bestehende Anordnung ist nicht mehr neu, bei der das Einschalten des Schalters nur in der Anfangsstellung des Reglers erfolgen kann. Aber erst durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß die Vielzahl der für die Einschaltung eines Hochfrequenzgenerators erforderlichen Einzelmaßnahmen in einem Einschaltgerät nicht nur zusammengefaßt, sondern auch in eine gegenseitige Abhängigkeit gebracht ist. Es wurde gefunden, daß für den angestrebten Zweck ein mechanisches Zeitschaltwerk mit einer Steuerscheibe mit mechanisch aufgezogenem Kraftspeicher und Hemmwerk bezüglich Aufwand und Betriebssicherheit besonders vorteilhaft ist. Dieses Zeitschaltwerk ist derart ausgebildet, daß der Kraftspeicher bei Rückschaltung des Gerätehauptschalters in die Aus-Stellung geladen wird, da dann besonders Kupplungselemente zwischen Schalterantrieb und Kraftspeicher überflüssig werden.

Die Steuerscheibe des Schaltwerks betätigt während ihres Ablaufs die einzelnen Schalter und gibt den Antrieb des Leistungsreglers erst dann frei, wenn sie abgelaufen ist, während sie andererseits nicht zurückgestellt, d. h. der Kraftspeicher nicht geladen werden kann, ehe nicht der Leistungsregler in seiner Grundstellung steht.

Mit dieser Vorrichtung wird vermieden, daß die Generatorröhre(n) im Anlaufzustand zu hoch belastet und andererseits dem Behandlungsgut oder -objekt eine zu hohe Leistung zugeführt wird·, weil der Leistungsregler aus Unachtsamkeit nach der vorangegangenen Benutzung des Gerätes in der dort verwendeten Einstellung belassen wurde.

Um bei zeitweisem Ausfall der Netzspannung die Röhren nidht im eingeschalteten Zustand, des Gerätes zu gefährden, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung durch ein spannungsempfindliches Sperrelais ergänzt werden, daß die Schaltmittel des Gerätes bei Netzausfall in die Grundstellung zurückführt oder ihre Zurückführung erzwingt, bevor die Benutzung des Gerätes fortgesetzt werden kann.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele beschrieben, die das Wesen der Erfindung im einzelnen erläutern und ihre Vorteile beweisen. In der Zeichnung zeigt

Fig. ι ein mechanisches Zeitschaltwerk mit mechanischer Verriegelung der Antriebsorgane in schematisdher Darstellung und

Fig. 2 die zugehörige Schaltung eines Generators mit Magnetfeldröhre,

In Fig. ι sind mit 1 und 2 die Bedienungsgriffe des Gerätehauptschalters und des Leistungsreglers eines Hochfrequenzgenerators bezeichnet, die miteinander über ein mechanisches Zeitschaltwerk mit der Steuerscheibe 3 gekuppelt sind. Zu diesem Zweck ist auf der Achse des Griffes 1 ein zweiarmiger Hebel 4 befestigt, dessen eines Ende mit dem Netzschalter S₂^ gekuppelt ist und dessen anderes Ende mit einer Rolle gegen eine Flanke 5 eines Ausschnittes 19 in der Steuerscheibe 3 anliegt. Vor der anderen Flanke 6 dieses Ausschnittes kann eine. Nase 20 eines zweiarmigen, in der Achse 7 gelagerten und unter der Wirkung der ¹¹S Zugfeder 8 stehenden Hebels 9 eingreifen, der mit seinem anderen Ende auf einer Kurvenscheibe 10 schleift, die auf der Achse des Leistungsreglers 2 befestigt ist.

Die Steuerscheibe 3 trägt ein Zahnsegment 11, mit dem sie mit dem Hemmwerk aus den Rädern 12 und 13 und dem Anker 14 im Eingriff steht. Auf dem übrigen Umfang sind drei Schalter S₃, S_v S₅ verteilt, deren Bedeutung später an Hand der Fig. 2 erläutert wird. In der Steuerscheibe einerseits und ihrer feststehenden Achse 15 andererseits

ist eine Spiralfeder 16 als Kraftspeicher des Zeitschaltwerkes· eingespannt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun folgende: Der Riegel 9 befindet sich in der gezeichneten Stellung nur, solange der Leistungsregler 2 in der Grundstellung steht. Andernfalls bewegt sich seine Nase 20 in den Ausschnitt 19 der Steuerscheibe 3 (hinein und hindert diese an der Linksdrehung. Andererseits kann sich der Riegel 9 aus der gezeichneten Stellung nicht herausbewegen, d. h. der Leistungsregler ist in der Nullstellung blockiert, wenn zuvor die Steuerscheibe aus der gezeichneten Stellung herausgedreht worden ist. Dies ist der Fall, wenn das Gerät ausgeschaltet wird, d. h. wenn der Griff 1 des Hauptschalters aus der gezeichneten Stellung »Ein« in die Stellung »Aus« gebracht wird. Dabei wird der Netzschalter S₂ ausgeschaltet und die Steuerscheibe 3 gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Gleichzeitig wird von der ao Rolle des Hebelb'alkens 4 ein Sperrhebel 17 freigegeben, der unter Wirkung einer Feder 18 mit einer Nase in das Räderwerk des Hemmwerkes 12, 13, 14 einfällt und dieses blockiert.

Wird das Gerät eingeschaltet, so wird die Blockierung aufgehoben, und die Steuerscheibe 3 kann von der Feder 16 mit der Geschwindigkeit, die das Hemmwerk zuläßt, in die gezeichnete Stellung zurückgedreht werden. Währenddessen werden von den Kurven ihres zahnfreien Umfanges die Schalter S₃, 5"₄ und S₅ nach dem in Fig. 1 oben rechts dargestellten Zeitdiagramm betätigt.

Nachdem der Einschaltvorgang abgelaufen ist, wird¹ der Riegel 9 freigegeben, und der Leistungsregler kann betätigt werden.

Fig. 2 zeigt ein Schaltungsbeispiel für die Anodenstromversorgung einer Magnetfeldröhre. Gleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Sekundärwicklung des Netztransformators 25 liefert über die Anschlüsse 23, 24 zwei verschiedene Anodenspannungen und über den Gleichrichter 21 eine Gleichspannung für das Sperrelais 22.

Wenn der Hauptschalter 1 des Gerätes eingeschaltet wird, wird — wie zuvor beschrieben — der Netzschalter S₂ eingelegt und die Steuerscheibe 3 freigegeben. Zunächst wird über eine kurze Zeit der Schalter S₃ geschlossen, wodurch sich das Relais 22 erregt, das sich mit einem Haltekontakt I selbst hält und mit einem Arbeitskontakt II den Leistungsregler 2 mit den Anschlüssen 23 und 24 des Anodenspannungstransformators verbindet. In diesen Anschlüssen liegen die Schalter S₄^ und S₅, von denen zunächst der Schalter .S₄ nach Ablauf der Anheizzeit für eine gewisse Zeit eingeschaltet wird, worauf anschließend über den Schalter S₅ die volle Anoden spannung auf die Magnetfeldröhre gegeben wird.

Bleibt die Netzspannung während des Einschaltvorganges oder während des Betriebes aus, so fällt das Schutzrelais 22 ab, und die Röhre wird stromlos. Wenn die Spannung wiederkehrt, kann das Relais nicht wieder anziehen, da der Schalter S₃ geöffnet ist. Das Gerät muß zwangläufig mittels des Hauptschalters auegeschaltet und wieder eingeschaltet werden, worauf sich der Einschal tvorgang in der vorgeschriebenen Reihenfolge wiederholt. Die Ausschaltung kann jedoch nicht erfolgen, bevor nicht der Leistungsregler 2 in die Grundstellung (Leistung heruntergeregelt) zurückgedreht worden ist. Die gegenseitige Verriegelung der Schaltelemente ist in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet.

Das mechanische Zeitschaltwerk ist besonders geeignet zur Ausführung eines mehrstufigen Einschaltprogramms. Der mechanische Aufzug des Werkes ist zweckmäßig, da mit ihm auf eine einfache Weise große Drehwinkel der Steuerscheibe und hohe Genauigkeiten in der zeitlichen Folge der Schaltschritte erzielt werden können. In geeigneten Fällen kann das Programm gegenüber dem beschriebenen Beispiel vereinfacht werden; z. B. kann bei Dezimeterröhren mit eingebautem Getter auf die Einschaltung einer herabgesetzten Anodenspannung und damit auf Transformatoranschluß 23 und Schalter JT₄ verzichtet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einschalten eines Hochfrequenzgenerators bei unterschiedlicher Leistungsabgabe, z. B. für industrielle oder medizinische Zwecke, die die Betriebsgrößen der Generatorröhre nach einem bestimmten Programm einschaltet und deren Hauptschalter nur eingeschaltet werden kann, wenn der Leistungsregler am Anfang seines Regelbereiches steht, während der Leistungsregler erst betätigt werden kann, wenn eine vorgegebene Einschaltzeit verstrichen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer den Antrieb des Leistungsreglers (2) normalerweise verriegelnden Steuerscheibe (3) ein Kraftspeicher (16) gekuppelt ist, der durch die Ausschaltbewegung des Hauptschalters (1) geladen wird, während die Steuerscheibe erst durch die Einschaltbewegung des Hauptschalters freigegeben wird und nach ihrem die vorgegebene Schaltzeit dauernden Ablauf den Antrieb des Leistungsreglers entsperrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (3) während ihres Ablaufs in einer vorgegebenen Reihen- und Zeitfolge Schalter (S₃, S_v S₅) zur Einschaltung der Betriebsgrößen der Generatorröhre betätigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzug der Steuerscheibe gesperrt ist, solange der Leistungsregler nicht in seiner Grundstellung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Steuerscheibe (3) mit · einem Ausschnitt (19), in den ein mit dem Hauptschalter antrieb (1) verbundener Hebel (4) eingreift derart, daß bei der Ausschaltbewegung des Antriebes die Scheibe gegen die Wirkung einer als Kraftspeicher" dienenden

Feder (ι6) gedreht, 'bei der Einschaltbewegung 'hingegen freigegeben wird, und in den ein das Zeitschaltwerk mit dem Antrieb (2) des Leistungsregler« kuppelnder Sperniegel (9, 20) nur in der Ablaufstellung der Steuerscheibe, einfallen kann, so daß der Antrieb (2) erst nach Ablauf der Einsdhaltzeit entsperrt ward.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein mechanisches Hemmwerk (12, 13, 14) für das Zei'tschadtwerk, das in der »Aus«-Stellung des Hauptschalters über eine von dessen Schalthebel (4) betätigte Klinke (17) gesperrt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine elektrische Sicherung, z. B. ein spannungsempfindliches Relais (22), die bei ausbleibender Netzspannung die Schaltmittel lin ihre Grundstellung zurückführt oder ihre Rückführung zur Wiederholung des Einschaltvorganges erzwingt, z. B. durch Unterbrechung des Anodenstromkreises.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 617473, 821516, 863687; BBC-Mitteilungen, März/April 1927, S. 35 bis 42.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©1609 707/136 11.56 (009 611/8 9.60)