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Selbsttätiger Zeitschalter nach Art eines Schaltrelais für Empfangsgeräte
Bei fast allen Empfangsschaltungen liegt das Bedürfnis oder zumindest der Wunsch
vor, Hilfskreise während des Inbetriebsetzens des Gerätes ein oder auszuschalten.
Bei Allstromschaltungen liegen z. B. die Beleuchtungslampen in Reihe mit den Heizelementen
der Röhren. Der Kaltwiderstand beider Verbraucher beträgt nur ein Fünftel bis ein
Zehntel des normalen Betriebswertes. Der Einschaltstromstoß ist dementsprechend
groß, und wenn man keine Gegenmittel vorsieht, so sterben zumindest die dünnfädigen
Beleuchtungslampen relativ frühzeitig. Dieser enorm hohe Einschaltstromstoß dauert
nur den Bruchteil einer Sekunde, etwa 0,2 bis o,5 Sekunden, an und ist nicht zu
verwechseln mit dem oftmals erwünschten Überstrom von etwa 5o%, der zur Verkürzung
der Anheizzeit dient. Aber auch dieser Anheizüberstrorn, der durch eine bewußte
Verminderung des Vorschaltwiderstandes erzielt werden kann, rnuß beim Erreichen
der normalen Emissionstemperatur der Röhren abgeschaltet werden. Weiterhin tritt
bei Verwendung von direkt geheizten Gleichrichterröhren und indirekt geheizten Endröhren
infolge des Zeitunterschiedes in der Stromaufnahme kurz nach dem Einschalten des
Gerätes eine sehr hohe Leerlaufspannung an den Glättungskondensatoren auf, die leicht
zur Zerstörung führen kann. In solchen Fällen ist es oftmals erwünscht, während
der Anlaufzeit des Gerätes, d. h. bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Endröhren ihre
volle Emission erreicht haben, einen
zusätzlichen Belastungswiderstand
vorzusehen, der das Auftreten der Spitzenleerlaufspannung verhindert. Diese und
ähnliche Probleme treten auch an anderen Geräten, z. B. Fernsehgeräten, auf, -und
sie sind nicht typisch für Rundfunkempfänger.
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Zur= Beseitigung. dieser Mängel hat man in den obengenannten und ähnlich
liegenden Fällen bisher entweder sogenannte Urdox-Widerstände, d. h. wärmeträge
Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten, oder Schaltrelais angewendet,
deren Wicklung man in den Ausgangskreis der Gleichrichterröhre legt, um sie als
Siebdrossel zum Glätten der Gleichspannung zu verwenden.
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Bei .der sogenannten Schaltdrossel wird der Relaisanker von einem
beweglichen Teil des Kernes oder Joches gebildet. Die Drossel muß also grundlegend
umgestaltet werden. Noch größer ist der Aufwand, wenn in ebenfalls bekannter Weise
ein eigenes Relais verwendet und in den Anodenkreis einer oder mehrerer Verstärkerröhren
gelegt wird. Diese Mittel sind also .durchweg relativ teuer und erfordern von Fall
zu Fall eine besondere Bemessung und Ausgestaltung von an sich vorhandenen oder
zusätzlichen Schaltungsteilen.
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Alle diese Schwierigkeiten verschwinden von selbst, wenn man von zusätzlichen
Konstruktionselementen bzw. von besonders dimensionierten Elementen, die eine Sonderanfertigung
erfordern, absieht und dis magnetischen Streufelder von sowieso im Gerät vorhandenen
und im wesentlichen unverändert zu lassenden Empfängerelementen ausnutzt. Der vorliegende
Vorschlag läuft also darauf hinaus, ein Schaltrelais zu bauen, bei dem zur Betätigung
des die Schaltkontakte tragenden oder bewegenden Teiles magnetische Streufelder
benutzt werden, die von Lautsprechern, Drosseln, Widerständen usw. erzeugt werden:
Da die Stärke des durchfließenden Stromes (Heizstrom, Emissionsstrom) sich während
der Anlauf-, d. h: Anheizzeit des Gerätes ändert, so kann die Änderung des Streufeldes
sehr gut zur Betätigung eines entsprechend ausgebildeten Ankers ausgenutzt werden.
Durch geeignete Wahl der Ankergegenfederstärke kann die Schaltzeit eingestellt werden
von einem Minimum bis zur Erreichung des stabilen Zustandes, der sich nach Erreichen
des normalen Betriebswertes einstellt. Grundsätzlich werden also Teile verwendet,
die so konstruiert sind, daß sie vor allem ihre Häuptaufgabe gut erfüllen können.
Zur Erfüllung der Nebenaufgabe werden Hilfsmittel verwendet, die für alle Größen
(Typen) derselben Gattung gleich sind und sogar nachträglich noch angebracht werden
können.
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An Hand von Zeichnungen sollen nun einige Anwendungsbeispiele des
Vorschlages näher erläutert werden.
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Die Abb. z a und z b zeigen die Verwendung des Lautsprecherstreufeldes
zur Betätigung von Schaltkontakten< Zum Abschalten eines Widerstandes, der eine
Anfangsbelastung des Gleichrichters darstellen soll, und zwar so lange,, bis die
Endröhre des Gerätes; die die größte Gleichstromaufnahme hat, ihre volle Emission
erreicht hat, soll z. B. die dargesteLlte Anordnung dienert. Die Feldwicklung W
des dynamischen Lautsprechers dient als. Glättungsdrosseldurch sie fließt ein nennenswerter
Strom erst dann, wenn -sämtliche indirekt geheizten Röhren voll -aufgeheizt sind.
Vorher arbeiten die Gleichrichter und bis zu einem gewissen Grade auch der Netztransformator
im Leerlauf. Beide Ursachen haben eine viel zu hohe Gleichspannung an den Siebkondensatoren
zur Folge, so daß diese gefährdet sind. Aus diesem Grunde schaltet man einen Ohmschen
Widerstand-unterUmgehung der Drosseldirekt an den Gleichrichter. Sobald die Empfängerröhren
nun selbst Strom aufnehmen, wird der zusätzliche Widerstand überflüssig und muß
abgeschaltet werden. Die Abschaltung soll nun mit Hilfe des Streufeldes der Lautsprecherwicklung
erfolgen. Die Wicklung W wird von dem Kernbolzen B durchsetzt und von dem Joch J
umschlossen: Zwischen dem Südpol S und dem Joch erstreckt sich das Haupt- oder Arbeitsfeld
des Magneten, und zwar in dem Luftspalt, in dem sich die Tauchspule befindet. Am
Nordpolende N des Bolzens B tritt nun- ein merklicher Streufluß aus, der eisernhaltige
Teile anzieht. Bringt man nun einen selbstfedernden Anker A mit einer Unterlegscheibe
Sch gegenüber dem Bolzen B an;. so wird dieser Anker angezogen, sobald genügend
Strom durch die Wicklung W fließt. Die Schaltkontakte K, die im vorliegenden
Fälle als Ruhekontakte arbeiten, werden beim Anziehen des Ankers getrennt. Die Kontakte
können auf dem Anker selbst befestigt sein, sie können aber auch zu einem besonderen
Federsatz gehören, der vom Anker betätigt wird. An die Kontakte ist die zu trennende
Leitung Ltg angeschlossen.
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Die Abb. r c zeigt den Anker, bestehend aus dem Federblech A und dem
magnetisierbaren Teil Sch
in Form einer Unterlegscheibe.
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Die Abb. 2 a zeigt ebenfalls die Verwendung des Lautsprecherstreufeldes
in etwas anderer Form. Bei vielen Lautsprechertypen ist das Joch J nur an einer
Seite geschlossen, so daß man den Anker A als Nebenschluß zum Joch ausbilden kann.
Zweckmäßigerweise wird man die Ankerfeder A an der einen Seite am Joch befestigen.
Auf der dem anderen Jochende gegenüberstehenden Seite des Felderblattes A bringt
man einen Streifen Eisenblech St an. Die Schaltkontakte K sind beispielsweise auf
einem besonderen Federsatz montiert. An die Leitung Ltg ist z. B. ein Heizvorwiderstand
angeschlossen, der nur während der Anheizzeit kurzgeschlossen sein soll.
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Die Abb. 2b zeigt den Anker in Vorderansicht. Die Blattfeder A kann,
aber muß nicht aus. einem eisenhaltigen Stoff bestehen.
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Die Abb. 3 a zeigt die Verwendung des Streufeldes einer Siebdrossel,
welches sich in der Nähe des Luftspaltes L im Eisenweg des Joches J ausbildet. Der
Anker besteht aus einem Blechstreifen, andessen oberem Endeieinkappenförmniges.Gebilde
G aus Eisen befestigt ist. Durch die Kraft des federnden Blechstreifens oder durch
eine besondere Feder F wird der Anker im Ruhezustand von der Drossel abgezogen.
Sobald Strom durch die Drossel fließt,
wird die Kappe G an den Luftspalt
herangezogen. Die Anbringung bzw. Betätigung der Schaltkontakte kann je nach Bedarf
in beliebiger Weise erfolgen. Die Lage des Luftspaltes und die Form der Ankerkappe
ist nur beispielsweise aufzufassen, sie kann von Fall zu Fall auch anders gewählt
werden. Gegenüber einer als Schaltdrossel ausgebildeten Siebdrossel, bei der ein
Teil des Joches als beweglicher Anker ausgebildet ist, hat die vorgeschlagene Anordnung
den Vorteil, daß der Kappenanker bei jeder Art von Drossel unabhängig von der Dimensionierung
angebracht werden kann, denn der Kappenanker kann nachträglich je nach dem Eisenquerschnitt
der Drossel zurechtgebogen werden.
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Die Abb. 3 b zeigt eine Draufsicht auf eine Drossel mit Kappenanker.
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Die Abb.4a und q.b zeigen die Verwendung des Streufeldes einer sogenannten
Widerstandsrolle R mit mehreren Lüftungslöchern O und einer zentralen Bohrung Z.
Der Anker A, der in diesem Falle aus einem Eisenstift besteht, bewegt sich infolge
des durch die Widerstandswicklung erzeugten Magnetfeldes in axialer Richtung innerhalb
der zentralen Bohrung Z. Im Ruhezustand, d. h. im stromlosen Zustand, wird der Anker
A von einer Feder F ganz oder teilweise herausgezogen. Die Schaltkontakte können
nun von der Feder oder dem Anker in an sich bekannter Weise betätigt werden. Je
nach der mechanischen Trägheit der Anordnung kann man bei dieser Anordnung entweder
den Einschaltstromstoß, der nur sehr kurze Zeit andauert, oder .die länger dauernde
Veränderung des Stromes bis zur Einstellung auf den Normalwert ausnutzen.
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Eine weitere Möglichkeit der Ausnutzung von magnetischen Streufeldern
besteht noch, wenn man den Netztransformator heranzieht, z. B. derart, daß man an
einer Ecke des Eisenkernes, senkrecht zu den Blechen, einen Kurzschlußring nur auf
wenige Bleche anbringt, in dem sich ein Strom ausbildet, der gegenüber dem Netzstrom
phasenverschoben ist. Die Magnetfelder beider Ströme läßt man auf eine Ferrarisscheibe
einwirken, der auf diese Weise ein Drehmoment erteilt wird.
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Es liegt natürlich im Rahmen des Vorschlages, erforderlicherweise
durch kleine Änderungen, z. B. am Eisenkern, die Streuflußverhältnisse etwas zu
ändern, falls große Schaltkräfte erwünscht sein sollten. Es ist auch selbstverständlich,
daß an die Stelle von Ruhekontakten auch Arbeitskontakte treten können oder daß
beide Arten miteinander kombiniert, d. h. gleichzeitig oder nacheinander betätigt
werden können.