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Vorrichtung zur Lieferung von Spannungsimpulsen an einen Schreckdraht
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vcirrichtung zur Lieferung von Spannungsimpulsen
an einen Schreckdraht mittels eines von einer Gleichspannungsquelle über einen Widerstand
aufgeladenen Kondensators, der periodisch über den Ausgangskreis der Vorrichtung,
vorzugsweise einen Hochspannungstransformator, entladen wird, und weist das Kennzeichen
auf, daß die Entladung über eine mit dem Ausgangskreis in Reihe liegende steuerbare,
vorzugsweise gas- oder dampfgefüllte Entladungsröhre erfolgt, deren Steuervorrichtung
aus einer als Impulsgenerator wirkenden Schaltung mit einer Hilfsentladungsröhre
besteht. Mit einer solchen Vorrichtung kann eine wirtschaftliche Ausführung einer
zuverlässig wirkenden Anlage ohne bewegliche Teile erhalten werden. Die Gleichspannungsspeisung
ermöglicht auch die Verwendung von Batterien, eines Gleichstrbmnetzes oder eines
Wechselstromnetzes mit einem Gleichrichter als Gleichspannungsquelle.
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Vielfach wird die Anforderung gestellt, daß die Vorrichtung auch dann
zuverlässig wirken muB, wenn die Speisespannung, die z. B. durch Gleichrichtung
aus einem Wechselspannungsrietz erhalten wird, um etwa i5o/o zunimmt oder abnimmt,
und ferner, daß die von .der Vorrichtung abgegebene
Frequenz der
Impulse bei diesen Spannungsänderungen nicht oder nur wenig schwanken darf. In den
meisten Fällen ist zwischen den Impulsen ein Intervall vorgeschrieben, welches -
zwischen etwa '/a bis 1i/2 bzw. 2 Sekunden wechseln darf. Wird diese Zeit kürzer,
so kann eine Berührung des Schreckdrahtes gefährlich werden, während bei einem längeren
Intervall der Impulse die abschreckende Wirkung verlorengehen kann.
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Diese Anforderungen können von der Vorrichtung nach der Erfindung
erfüllt werden.
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Als Impulsgenerator können bekannte Schaltungen mit einer gas- oder
dampfgefüllten Entladungsröhre Anwendung finden. Solche Schaltungen werden z. B.
bereits bei der Widerstandsschweißung (Punktnahtschweißung) und auf anderen Gebieten
der Technik verwendet. Insbesondere kommen Schaltungen in Frage, bei denen die Hilfsentladungsröhre
steuerbar ist und aus der Gleichspannungsquelle gespeist wird und die Steuerschaltung
dieser Hilfsröhre periodisch deren Zündung herbeiführt.
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Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist der Impulsgenerator
derart ausgebildet, daß er Impulse liefert, deren Spannung die Gleichspannung des
Kondensators, d. h. die Anodenspannung der steuerbaren Hauptentladungsröhre, wesentlich
übersteigt. Hierdurch wird die Garantie erhalten, daß bei Kurzschluß zwischen der
Anode und der Steuerelektrode keine gefährliche Spannung auf den Schreckdraht kommt,
da die Steuerelektrode dann das Anodenpotential annimmt und eine Zündung der Hauptentladungsröhre
in diesem Falle nicht erfolgt. Es ist zweckmäßig, die vom Impulsgenerator abgegebene
Spannung um etwa zwei- bis dreimal höher zu wählen als die erwähnte Kondensator-
oder Anodenspannung.
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Bei einer besonders wirtschaftlichen Ausführungsform der Erfindung
besteht die Steuervorrichtung der Hauptentladungsröhre aus einer Schaltung mit einer
periodisch oszillierenden Hochvakuumröhre. Je nach der Einstellung und Ausführung
eines solchen an sichbekannten Oszillators vermag letzterer auf besonders zuverlässige
Weise Impulse einer oder mehrerer Perioden in der für Schreckdrahtanlagen gewünschten
Frequenz von z. B. i pro Sekunde zu liefern. Die bekannte, sogenannte Hartleyschaltung
eignet sich besonders zu diesem Zweck, wie es aus der Figurbeschreibung noch hervorgehen
wird.
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Im vorhergehenden wurde bereits als Anforderung erwähnt, daß die Frequenz
der abgegebenen Impulse sich nur wenig ändern darf, wenn die Speisespannung um etwa
l5 % nach oben oder nach unten schwankt. Hiermit kann aber auch noch die Anforderung
gekoppelt sein, daß bei einer besonders niedrigen Speisespannung die erwähnte Frequenz
nicht derart zunehmen darf, daß das Intervall zweier aufeinanderfolgender Impulse
'/a Sekunde unterschreitet. Dies bedeutet bei einer Impulsdauer von o,oi Sekunde,
daß die Frequenz höchstens 79 pro Minute "erden darf, um die Intervallanforderung
von wenigstens 3/s Sekunde erfüllen zu können. Bei Verwendung der erwähnten Oszillatorschaltung
wurde festgestellt, daß die Frequenz bei abnehmender Speisespannung zunimmt, wobei
eine Frequenz voll 79 pro Minute bei einer Speisespannung von i 5o Volt (normal
220 Volt Gleichspannung) erreicht wird. Hieraus folgt, daß die Schaltung nicht wirken
darf, wenn die Gleichspannung noch weiter abnimmt. Die Spannung des über die Hauptröhre
entladenen Kondensators betrug in diesem Falle bei einem Ausführungsbeispiel etwa
140 Volt. Die erwähnte Anforderung kann auf besonders einfache Weise erfüllt werden
durch Verwendung einer Röhre, die bei einer Anodenspannung von weniger als 140 Volt
bei der verwendeten Zündspannung nicht mehr zündet, als Hauptröhre.
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In der Zeichnung ist ein günstiges, in der Praxis erprobtes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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Mit dem Wechselstromnetz i ist ein Autotransformator 2 vetbunden,
dessen Spannung von der Gleichrichterröhre 3 gleichgerichtet und mittels. des Widerstandes
4 und des Kondensators 5 abgeflacht wird. Diese Spannung lädt den Kondensator 6
über einen Widerstand 7 in kurzer Zeit auf. Der Kondensator 6 wird über die Primärwicklung
des Hochspannungstransformators 8 entladen, indem die steuerbare Hauptentladungsröhre
9 mit Gas- oder Dampffüllung periodisch leitend gemacht wird. Diese Röhre erlischt
selbsttätig, wenn der Strom Null wird. Auf diese Weise werden an der Sekundärwicklung
des Hochspannungstransformators 8 Spannungsimpulse hinreichend hoher Spannung und
mit einer Frequenz von etwa i pro Sekunde erzeugt und auf den Schreckdraht io übertragen.
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Die Steuervorrichtung an der Steuerelektrode i i der Hauptentladungsröhre
9 besteht aus einem sogenannten Hartleyoszillator, der eine steuerbare Hochvakuumröhre
12, einen Autotransformator 13, einen Gitterkondensator 14 und einen Gitterableitungswiderstand
15 enthält. Durch eine richtige: Bemessung der Einzelteile kann in an sich bekannter
Weise ein periodisch schwingender Oszillator erhalten werden, wobei Spannungsimpulse
höherer Spannung an dein Teil 16 des Transformators 13 entstehen, die dem Steuerkreis
der Hauptentladungsröhre mit einer Frequenz von etwa i pro Sekunde zugeführt werden.
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Die dargestellte Vorrichtung entspricht hohen Sicherheitsanforderungen.
Tritt z.13. Kurzschluß zwischen einer oder mehreren der Elektroden in der Röhre
9 auf, so findet keine Zündung statt. Es kann höchstens ein Gleichstrom über die
Primärwicklung des Hochspannungstransformators 8 fließen, so daß sekundär keine
gefährlichen Spannungen auftreten können. Tritt Kurzschluß im Oszillator auf, so
wird dieser nicht weiter oszillieren, so daß auch keine Zündung der Hauptröhre 9
stattfindet. Dies ist, wie bereits erwähnt, auch nicht der Fall bei Schluß zwischen
der Steuerelektrode i i (gegebenenfalls als Gitter ausgebildet) und der Kathode
der Röhre 9. Am Schreckdralit könnten daher praktisch nie gefährliche Spannungen
auftreten,
da eine wesentliche Frequenzerhöhung des Impulsgenerators auch bei wechselnder Gleichspannung
nicht zu befürchten ist.