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Österreichische PATENTSCHRIFT Nr. 17551.
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(DÄNEMARK).
Einrichtung zum Schliessen eines Lokalstromkreises.
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dem Relais zu- oder von demselben abgeleitet. Diese Ladungen sind gewöhnlich nur sehr geringe und es ist bekannt, dass selbst ganz kleine Einwirkungen den Ladungszustand eines elektrostatisch geladenen Systemes zu ändern vermögen. Die erwähnte Kontakt-
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wird mit ihrem einen Pole c mit der einen Belegung e des elektrostatischen Relais in Verbindung gesetzt. Diese Belegung ist in vorliegendem Falle als eine feste Platte gedacht,
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bolatiollsstift 1I vorsehen ist.
Dieser tritt durch eine Öffnung der Platte e frei hindurch und kann, wenn sich die Platte t* der Platte e nähert, bewirken, dass der Strom der Batterie/durch den Kontakt k und den Arbeitsapparat l, der in einem gewöhnlichen Morse-Schreiber oder dgl. bestehen kann. geschlossen wird. Das primäre Relais a trägt /. wei voneinander isolierte Nadeln m und n, deren eine, z. B. m, in leitender Verbindung mit dem Pole d ist, während die Nadeln mit der Platte e, die ihrerseits mit dem Pote c
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waren und also dasselbe Potential hatten, jetzt verschiedene Potentiale erhalten, indem die schwiugbare Statte/'dureh die Berührung zwischen der Nadel rn und der Gabel 0 dasselbe Potential wie das des Poles d erhält.
Die Belegungen werden sich also anziehen.
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elektrostatische Relais auch für andere Zwecke dienen, z. B. kann man einen Siphonrekorder an der beweglichen Belegung anbringen und diesen auf einen Papierstreifen schreiben lassen, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Hier ist die bewegliche Platte p zwischen den festen Platten q und r aufgehängt, die jede mit einem Pol der Elektrizitätsquelle s und einem der zwei Metallteile t und it, die mittelst Einstellschrauben oder in anderer passender Weise einstellbar sind, in Verbindung stehen. Das Relais v weist hier nur eine Nadel ti, auf, die mit der beweglichen Belegung p des elektrostatischen Relais leitend verbunden ist.
Die Nadel, die isoliert ist, trägt auf ihrer Spitze eine kleine Scheibe x oder dgl. von einer bestimmten Kapazität. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Energiequelle s an der Arbeit, die das Relais v ausführen soll, teilnimmt und wirkt in folgender Weise : Die Nadel tf wird in Berührung mit dem Teile it gedacht. Uiedureh bekommt die Platte p dasselbe Potential wie der eine Pol y der Elektrizitätsquelle s und die Platte p wird eine durch dieses Potential bestimmte Lage zwischen den Platten q und r, ohne jemals diese zu berühren, einnehmen. Die Scheibe x hat nun die Tendenz, von der Platte t, die dasselbe Potential wie der andere Pol z der Elektrizitätsquelle hat, angezogen zu werden.
Man kann die Abstände etc. so bemessen, dass diese Anziehung fast dazu imstande ist, die Reibungs- und anderen Widerstände des Relais t', die die Nadel w daran verhindern, sich gegen die Platte t zu bewegen, zu überwinden. Es ist dann nur ein ganz geringer Impuls vom Relais nötig, um diese Bewegung hervorzurufen und ist dies geschehen, so wird sich die Nadel w an die Platte t anlegen. Die Nadel ! c und dadurch die Platte p werden das Potential des Poles z erhalten und die Platte p wird eine andere Gleichgewichtslage aufsuchen. Die Ladung der Scheibe x ist nun von der Platte'Il einer Anziehung unterworfen, die Nadel ?'bewegt sich aber erst nach dieser Platte hinüber, wenn ein Impuls seitens des Relais hiezu beiträgt.
Die Bewegungen der Platte können hier wie im vorigen Falle I. verschiedenen Zwecken benutzt werden, z. B. kann, wie erwähnt, eine Rekorderfeder a1 auf der Platte befestigt werden, so dass diese Feder die Bewegungen der Platte 1) auf einem vorbeigeführten Papierstreifen bl registriert.
Man kann die beschrieben''Anordnung auch in der Weise einstellen, dass der Körper ; 1 : sich zwischen den Platten t und u unter Beeinflussung genannter Anzichungen stets hin und her bewegt. Die Feder a1 wird dann stets eine Wellenlinie auf den Streifen aufschreiben. Ein'Impuls YOn dem Relais v wird dann bewirken können, dass der Körper a ; in einer der äussersten Lagen festgehalten wird nnd die Feder al wird dann eine gerade Linie schreiben.
Benutzt man die Anordnung als Telegraphenapparat, so ist die Möglich- keit geschaffen, dass man durch die Fernleitung nur die Striche und Zwischenräume zwischen den Buchstaben und Wörtern zu schicken braucht, da der Apparat selbst die Punkte richtig schreibt, wenn die Geschwindigkeit des Absendeapparates oder Transmitters mit den automatischen Schwingungen der Nadel ? < ' übereinstimmt. Hiedurch ist man in den Stand gesetzt, die Arbeitsgeschwindigkeit bei submarinen Kabeln wesentlich zu steigern.
Bei den genannten Ausführungsformcn hat man die kleinen und schwachen Bewegungen oder Kräfte dem beweglichen Teile der elektrostatischen Relais verschiedene Potentiale mitteilen lassen. Man kann indessen denselben Effekt in noch einfacherer Weise erlangen, indem die Galvanometernadel oder das betreffende Organ nur ein Entladen zu bewirken braucht, wodurch sich das Potential des beweglichen Teiles ändert, während dieser beim Aufhören des Entladens sogleich wieder sein ursprüngliches Potential annimmt. Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Das elektrostatische Relais hat hier wie in Fig. 1 eine bewegliche Platte 1 und eine feste Platt !' 2.
Denselben kann aber eine beliebige Gestalt gegeben werden, je nach dem Zwecke, zu welchem das Relais dienen soll, ohne dass dies das Wesen der Anordnung berührt. Der eine Pol 4 der Elektrizität- quelle 3 ist mit einem sehr grossen Widerstande 5 verbunden, dessen anderes Ende mit der Platte 1 verbunden ist. Die Platte 2 ist mit demselben. Pole 4 der Elektrizitätsquelle verbunden. Wenn an der Unterbrechungsstelle 7 eine leitende Verbindung zwichen dem
Pole 6 und der Platte 1 hergestellt wird, wird diese angenähert dasselbe Potential er- reichen, als dieser Pol, während die Platte 2 das Potential des Poles 4 beibehält. Der
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Grösse desselben, z. B. 100 Millionen Ohm oder mehr, äusserst gering.
Die Platte 1 wird einen Ausschlag liefern, der in der vorher erwähnten Weise benutzt werden kann. Wird die Verbindung bei der Unterbrechungsstelle 7 unterbrochen, so wird die Platte 1 dasselbe
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änderungen in der Platte 1 hervorzubringen. Da der Widerstand 5 beliebig gross gemacht werden kann, wird der Übergangswiderstand bei 7 ganz bedeutend sein können, ohne dass dies die Grösse des Ausschlages der Platte 1 wesentlich verringert.
Die in Fig. 4 schematisch gezeigte Anordnung der Elektriziätsquelle 10, des grossen Widerstandes 11 und des elektrostatischen Relais 8, 9 weicht von der in Fig. 3 angedeuteten dadurch ab, dass, während in Fig. 3 die Platte 1 mit dem einen Pole der Elektrizitätsquelle durch den Widerstand 5 und die Platte 2 unmittelbar mit demselben Pole verbunden sind, die Platten 8 und 9 hier jede mit einem Pole der Elektrizitätsquelle 10 verbunden sind, u. zw. die Platte N
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dasselbe Potential als die Pole 13 bezw. 12, während dieselben bei Schliessung der Unterbrechungsstelle 14 dasselbe Potential wie der Pol 12 haben werden.
Während die Anordnung nach Fig. 3 mit #Arbeitsstrom" wirkt, d. h. die Platte 1 schlägt aus, wenn bei 7 geschlossen wird, wirkt die Anordnung nach Fig. 4 mit Ruhestrom", d. h. die Platten 8 und 9 ziehen einander nicht an, wenn bei 14 geschlossen wird, während sie sich anziehen, wenn bei 14 unterbrochen wird. Wie im vorigen Falle, wird auch hier nicht vollkommene Schliessung und Unterbrechung bei 14 erforderlich sein, um Potentialänderungen in den Platten hervorzurufen, sondern nur eine Änderung des Übergangswiderstandes bei 14.
Von den verschiedenen Anwendungsarten letztgenannter Anordnungen wird erwähnt, dass man durch die blosse Berührung eines isolierten Gegenstandes, z. B. eines isolierten Geldschrankes, Alarm bewirken kann. Denkt man sich, dass die Platte 1 durch ihren Ausschlag die Schliessung eines Stromes durch ein elektrisches Läutewerk bewirkt, während die von der Platte 1 und dem Widerstande 5 kommende Leitung in Verbindung mit dem üoldschranke gesetzt und der Pol 6 zur Erde abgeleitet ist, wird eine leise Berührung des Schrankes mit einem Finger von seiten einer auf der Erde (dem Fussboden) stehenden Person genügen, um augenblicklich ein Läuten hervorzubringen, indem die Platten 1 und 2 sich anziehen. Ferner kann man den Apparat auch zum Signalgeben bei Taupunktbestimmungen benutzen.
Man braucht nur die zwei Leitungen bei 7 oder 14 (Fig. 3 und 4) gegen die
Aussenseite eines trockenen Glasbehälters, welcher ein Thermometer und z. B. Äther enthält,
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Platten des Relais Elektrizität abgeleitet werden und diese werden eine gewisse Gleich- gewichtslage einnchmen. Kühlt man jetzt den OasbehtUter z. B. durch Hindurchblasen von Luft oder in anderer Weise ab, so wird der Taupunkt bald erreicht werden, eine sehr feine Lage von Feuchtigkeit wird sich auf das Glas niederschlagen und eine genügend leitende Verbindung zwischen den an dem Glas ruhenden Drähten herstellen, um die Gleichgewichtslage der Platte zu ändern, was leicht beobachtet werden kann, oder es kann dadurch ein Strom durch ein Läutewerk geschlossen werden u. dgl.
Der erforderliche gresse Widerstand. 5 oder 11 (Fig. 3 bezw. 4) kann z. B. ans einem aussen lackierten, mit Alkohol gefüllten Kapillarrohr aus das, in welches Platindrlihte eingeschmolzen oder eingekittet sind, bestehen, oder man kann Graphitstriche oder dgl. anwenden. Wegen der Leichtigkeit, mit welcher ein solches elektrostatisches Relais entladen werden kann, eignet sich eine solche Anordnung vorzüglich als Relais bei selbstreigistrierenden Apparaten u. dgl., wo man nur sehr geringe Kraft zur Verfugung hat und wo es jetzt mit grossen Schwierigkeiten verbunden gewesen ist, reine und haltbare Kontakte zu beschaffen, so bei Barographe, Thermographen u. s. w. Nachstehend werden noch einige Mittel, die zum Entladen der Relaisplatton dienen können, angeführt.
Man kann das betreffende Organ des primären Relais a, also eine Galvanometernadel oder dgl., die mit den betreffenden Biegungen in Verbindung steht, wie bereits erwähnt, in einer Flamme oder in auf andere Weise ionisierten Luftarten schwingen ! assen. Hiedurch wird das elektrostatische Relais mit Leichtigkeit und augenblicklich entladen, und es ist also nicht einmal Berührung zwischen zwei festen Körpern erforderlich.
Eine solche Alarm Vorrichtung ist in Fig. 5 schematisch gezeigt. Die adel eines Relais 1 ; j oder dgl. schwingt mit ihrer Spitze in einer Flamme 16. Hiedurch werden die Platten 17 und 18 sich anziehen, die Batterie 20 wird mittelst der Kontakte 21 durch
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Metallplatte anbringen, auf welcher ein kleines Quantum irgendeiner radioaktiven Substanz gelegt wird. Die Luft wird hiedurch leitend genug gemacht, damit ein Übergang von Elektrizität stattfinden kann, wenn die Nadel des Relais 15 darüber kommt, ohne dass eine
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können, wo man überhaupt nur die geringste oder schwächsto Bewegung hat, die zum Schliessen eines gewöhnlichen} Kontaktes oder eine andere Arbeit zu verrichten nicht go- nügen würde.
Da man, um einen Tetegraphenapparat durch die beschriebenen oder ähnliche Anordnungen in Tätigkeit zu setzen, nur eine ausserordentlich geringe Energiemenge braucht,
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kurzer Dauer zu sein. Man kann daher in dieser Weise die Arbeitsgeschwindigkeit bei Telegraphierung durch submarine Kabel bedeutend vergrössern, was von grosser ökonomischer Bedeutung ist. Da man Eloktrodynamometer so empfindlich bauen kann, dass dieselben von den schwächsten Telephonströmen beeinflusst werden, hat man hiedurch ein Mittel, um ein Signal durch schwache Ströme zu erhalten, ein Verhältnis, das bei der drahtlosen Telc- graphie und in anderen Fällen von Interesse ist.
Da nur eine äusserst geringe Elektrizitätsmenge beim Laden und Entladen des elektrostatischen Relais zu-und abgeleitet zu werden braucht und der Widerstand, durch welchen dies geschieht, wie erwähnt, praktisch genommen ausserordentlich gross sein kann, kann von Funkenbildung und unsauberen Kontaktflächen niemals die Rede sein, da die Ladung bezw. die Entladung auch durch Stoffe, die in gewöhnlicher galvanischer Bedeutung als Isolatoren betrachtet werden, wie Holz oder dgl., stattfinden kann ; die Kontaktflächen brauchen also nicht metallisch zu sein. Die) 1jmpfind- lichkeit der Apparate kann so hoch gesteigert werden, dass besondere Vorsichtsmassnahmen zur Erreichung genügender Isolation angewendet werden müssen.
Der in Fig. 1 gezeigte Stift h, der den Kontakt k beeinflussen soll, wird am besten aus poliertem Bernstein hergestellt, da es hier von Wichtigkeit ist, dass von der Platte atte f keine Elektrizität durch diesen Stift abgeleitet wird. Selbstverständlich können das elektrostatische Relais und dessen
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jeweiligen Verhältnissen und den zu erzielenden Zwecken. So werden die Konstruktion und die Abmessungen des Apparates verschieden zu wählen sein, je nachdem man die grösstmögliche Empfindlichkeit oder die grösste Arbeitsgeschwindigkeit erreichen will.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Schliessen eines Lokalstromkreises zur Betätigung von Telegraphen oder Signalapparaten mittelst eines elektrostatischen Relais, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Belegungen (e,f) des elektrostatischen Relais durch eine Kontaktvorrichtung (m, n) entweder an entgegengesetzte oder beide an denselben Pol einer Stromquelle angelegt werden, so dass bei ungleichnamiger Ladung der beiden Belege dieselben sich anziehen und dadurch den Kontakt (k) des Lokalstromkreises schliessen, bei gleichnamiger Ladung hingegen sich abstossen und den Kontakt wieder öffnen.
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bewegliche Platte belegung des elektrostatischen Relais durch die Kontaktvorrichtung entweder an den einen oder den anderen Pol einer Stromquelle C) angeschlossen wird,
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Platten (q und r) verschiedene Gleichgewichtslagen einnimmt und dementsprechend auf dem vor dem Schreibstift bewegten Streifen registriert (Fig.