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Sendevorrichtung für Funkentelegraphie.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sendevorrichtung für drahtlose Telegraphie, mittels welcher ein Wechselstrom mit niedriger Frequenz in Hochfrequenzoszillationen umgewandelt wird.
Schwingende Entladungen können nur dann rationell erzeugt werden, wenn die Sende- vorrichtung gleichzeitig den folgenden Bedingungen entspricht.
1. Synchronismus der Funkenstrecke, wodurch die Lade-und infolgedessen die Entladezeitpunkte von den Variationen des ladewechselstromes abhängig gemacht werden können.
Existiert kein Synchronismus, so kann man auch die Form der verschiedenen Ladungen und Entladungen nicht beherrschen.
2. Einstellungsmöglichkeit der Entladungsdauer durch Verwendung in Serie geschalteter Funken. Es ist nämlich notwendig, die Entladedauer auf ein Minimum reduzieren zu können,
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menge absorbieren und andererseits abnormale Stromabgaben aus dem Wechselstromerzeuger, die Störungen im ladevorgange zur Folge haben, verursachen würde.
Wenn beispielsweise, infolge einer zu grossen Entladedauer, der Kurzschlussbogen sehr grosse Stromstärken in dem Ladestromkreis verursacht, so werden bei Unterbrechung des Bogens sehr hohe Unterbrechungsspannungen in denjenigen Teilen des Stromkreises auftreten, in welchen Selbstinduktion vorhanden ist
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den Kondensator einwirken und seine normal vorgesehene Ladung vollständig ändern oder sogar Durchbrechungen des Dielektrikums erzeugen. Es ist also unbedingt, notwendig, die Entlade- dauer einstellen zu können. Dies wird dadurch erreicht, dass mehr oder weniger Funken in Serie geschaltet werden, je nach der Grösse der verwendeten Energie, der verwendeten Entladespannung usw.
3. Ferner ist es unbedingt notwendig, die Eigenperiode des Ladestromkreises mittels einer Selbstinduktion einzustellen, da diese Eigenperiode einer der die Form der Spannung bestimmenden Faktoren ist : der zweite dieser Faktoren ist durch die Funkenstrecke bestimmt und ist durch
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kann das folgende Resultat erreicht werden : Die Stromstärke des Ladestromes muss im Augenblicke, in welchem die Entladung stattfinden soll, durch Null gehen ; infolgedessen wird in diesem Augenblicke die Ladespannung durch ein Maxim um führen. Auf diese Weise wird der Kurzschluss im Zeitpunkte, wo die Stromstärke Null ist, erzeugt. Die Folgen dieses Kurzschlusses werden infolgedessen auf ein Minimum reduziert, wodurch also einerseits der Energieverlust und andererseits die Störungen in dem Ladevorgaage p ; tisch beseitigt werden.
Diese drei Bedingungen, nämlich 1. Einstellung der Entladezeitdauer im Verhältnis zu den Spannungsvariationen des Speisestromes mittels des Synchronismus, 2. Einstellung der Entladedauer mittels in Serie geschalteter Funken und 3. passende Einstellung der Eigenperiode des Ladestromkreises mittels des Selbstinduktionswertes, ermöglichen es also, wenn sie gleichzeitig einwirken und nur dann ein absolut zuverlässiges und regelmässiges Funktionieren sowie ein rationelles Erzeugen der Hochfrequenz zu erzielen.
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Funktionierens als auch des Wirkungsgrades gestattet.
Die Ladungen müssen, wenn sie Funktion der Spannungsvariationen des Speisestromes ind, mittels des Synchronismus der Funkenstrecke von diesen Spannungsvariationen vollstäüdig", abhängig gemacht werden. Diese Bedingung ist absolut notwendig, aber allein nicht gp & gepd, da die Bildung eines Kurzschlussbogens das Funktionieren vollständig stören würde, wenn die Funkenbildung nicht in passender Weise eingestellt werden kann. Es ist also noch notwendig die Dauer des Kurzschlussfunkena durch Verwendung in Serie geschalteter Funken auf ein Minimum zu reduzieren und so die durch diesen Kurzschlussbogen verursachten Energieverluste und Störungen zu beseitigen.
Die in den letzten zwei Punkten besprochenen Bedingungen sind jedoch, obwohl notwendig, auch noch nicht genügend, da, wenn die Entladung nicht in dem Augenblicke, wo der Ladestrom durch Null geht, erfolgen würde, Störungen infolge der plötzlichen Stromschwankungen vorkommen müssten. Es ist also auch noch erforderlich, eine dritte Bedingung zu erfüllen, nämlich die, dass der Ladestrom durch Null und infolgedessen die Ladespannung durch ein Maximum, im Augenblicke wo die Entladung bewirkt wird, gehen müssen. Diese letzte Bedingung kann aber nur mittels Abstimmung mit Hilfe der Regulierung der Selbstinduktion erfüllt werden, und nämlich nur wenn die zwei anderen Bedingungen erfüllt sind. Nur durch das gleichzeitige Erfüllen dieser drei Bedingungen ist es möglich, die gestellte Aufgabe zu lösen.
Vorliegende Erfindung löst nun diese Aufgabe dadurch, dass die Sendevorrichtung durch eine synchron rotierende Funkenstrecke mit mehrfacher Unterbrechung gebildet ist, die derart gebaut und abgestimmt ist, dass die Ladungen und Entladungen vollständig regelmässig erfolgen und dass insbesondere :
1. Die Dauer der Entladungen auf ein Minimum reduziert wird,
2. Die Ladungen während der ganzen Zeitdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Entladungen erfolgen, und
3. Die Entladung im Augenblicke erfolgt, wo der Ladestrom durch Null und die Ladespannung durch ein Maximum gehen.
Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsfonn des Erfindunggegenstandes, und zwar zeigt : Fig. 1 die erste Ausführungsform der Funkenstrecke, Fig. 2 zwei verschiedene Variationen der Ausführungsform der Scheiben der Funkenstrecke nach Fig. l, Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung und Fig. 4 das Schaltungsschema.
Die Funkenstrecke besteht aus zwei Teilen a und b, wovon der eine gewöhnlich fest und der zweite beweglich ist und synchron mit dem verwendeten Wechselstrom läuft. Die aus Isoliermaterial bestehende Scheibe a ist auf die mittels eines Synchronmotor oder des die Station speisenden Wechselstromgenerators angetriebene Welle c montiert. Parallel zur Scheibe a ist die feste Scheibe b montiert, deren Lage auf der Achse des Systems eingestellt werden kann. Auf jeder dieser Scheiben sind Metallstücke d angeordnet, die untereinander verbunden und derart angeordnet sind, dass eine bestimmte Zahl Entladungen pro Umdrehung erzeugt wird. Die Form der Scheiben kann beliebig gewählt werden (Fig. 2), da die Anzahl der Entladungen nur von der
Anzahl der Symmetrieachsen der Figur, nach welcher die Metallstücke angeordnet sind, abhängig ist.
Die Entladungen treten im Augenblicke ein, wo die Metallstücke der beweglichen Scheibe durch die Rotation in passender Stellung gegenüber den Metallstücken der festen Scheibe gebracht werden. Mit Hilfe der Scheiben a und b werden z. B. zwei Entladungen pro Umdrehung erzeugt, mit den Scheiben a', b'dagegen vier. Man erhält demnach eine ganz bestimmte Anzahl Ent- ladungen pro Periode, je nach der von den Metallstücken d gebildeten Figur, d. h. je nach der
Anzahl der Symmetrieachsen der Figur, nach welcher die Metallstücke d angeordnet sind und der Polzahl der Maschine.
Der Entladungsstromkreis wird zwischen den Punkten A und N durch die Funkenstrecke kurzgeschlossen. A und N bedeuten die ersten und letzten Metallstücke der Funkenstrecke. Um Schleifkontakte zu vermeiden, sind diese Metallstücke immer auf der festen Scheibe, z. B. auf b und auf b' (Fig. 2) angeordnet. Die anderen Metallstücke auf der festen Scheibe sind zwei zu zwei miteinander verbunden. Die anderen Metallstücke auf der beweglichen Scheibe sind derart miteinander verbunden, dass in der Stellung, wo eine Entladung stattfinden soll, sich in Serie geschaltete Funken bilden, indem der Entladestrom mehrmals von der festen Scheibe zu der beweglichen und von der beweglichen wieder zu der festen Scheibe geht.
Zum Beispiel von A zum ersten Metallstück der beweglichen Scheibe, da dieses aber metallisch mit dem zweiten beweglichen Metallstück verbunden ist, geht der Strom ohneweiters vom ersten zum zweiten beweglichen Metallstück und alsdann vom zweiten beweglichen zum zweiten festen Metallstück usw. bis zum letzten Metallstück N. Da die Entlad11ngszeitpunkte von der gegenseitigen Lage der beiden Scheiben abhängig sind, kann durch Variierung derselben bewirkt werden, dass die Entladungen zu anderen Zeitpunkten und infolgedessen auf anderen Punkten des Spannungskurve erfolgen, da die bewegliche Scheibe synchron läuft. Dies wird entweder durch Winkelverstellung der Welle c relativ zur Antriebswelle oder durch Winkeleinstellung der Scheibe b erreicht.
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Die Anzahl der Metallstücke d ist von der zu verwendenden Entladespannung sowie Energiemenge abhängig. Je grösser die Anzahl der Metallstücke, desto grösser ist die Anzahl der Einzel- funken sowie die Funkenausdehnung für einen bestimmten Rotationswinkel der Scheibe a.
Je grosser die Anzahl der Metallstücke ist, desto grösser wird also die Variation der die Funken- potentiale der Funkenstrecke für jeden Augenblick darstellenden Kurve sein. Die Variation der Funkenstrecke kann also vor und nach jeder Entladung d. h. vor und nach denjenigen Stellungen der beiden Scheiben, bei welchen die Entfernungen der gegenüberliegenden Metallstücke die kleinsten sind, mit der erforderlichen Schnelligkeit geändert werden, was zur Folge hat, dass l. der Entladungszeitpunkt absolut genau festgestellt und 2. die Wirkungsdauer der Funkenstrecke begrenzt werden kann.
Durch die rasche Funkenlöschung der Funkenstrecke und den direkten Anschluss des Kondensators an den Ladestromkreis wird ein Maximum der Ladedauer erhalten. Einerseits durch Einschalten einer passenden Selbstinduktionsspule in den Ladestromkreis, dessen Selbstinduktionskoeffizient relativ zur Funkenzahl pro Periode der Funkenstrecke und zu den Ladestromkreiskonstanten eingestellt ist, und andererseits durch Einstellung desjenigen Teiles der Spannungskurven, von welchem die Ladung bewirkt wird (welche Einstellung durch den synchronen Gang und die entsprechende Regulierung des unbeweglichen Teiles der Funkenstrecke ermöglicht ist), wird erzielt, dass die Kurve der Spannung an den Klemmen des Kondensators durch ein Maximum,
und infolgedessen die Stromstärke in dem Ladestromkreis durch Null im Augenblicke der nächstfolgenden Entladung führt.
Um die Anzahl der Unterbrechungen noch zu vergrössern, können mehrere Scheiben miteinander montiert werden, oder es kann die Anordnung nach Fig. 3 verwendet werden, bei welcher eine mit Metallstücken versehene Walze G neben einem parallel zu den Erzeugenden der Walze angeordneten, unbeweglichen Metallstückhalter P drehbar angeordnet ist ; in diesem Falle sind auch die Metallstücke entsprechend der gewünschten Anzahl Entladungen pro Umdrehung angeordnet.
In dem Schaltungsschema des Sendeapparates (Fig. 4) bedeutet : die eigentliche Funken- strecke und A und N ihr ernte bzw. letztes Metallstück. Die Funkenstrecke E ist einerseits mit dem einen Beleg des Kondensators C und andererseits durch die Kupplungsvorrihtung 0 mit dem anderen Beleg des Kondensators verbunde. F ist die Antenne und T die Erdung oder das Gegengewicht der Vorrichtung. Der Kondensator D ist mit den Klemmen des Transformators C, mit Übersetzungsverhältnis S verbunden. Der Transformator [T ist mit den Klemmen eines Alter- nators H mit Frequenz , in dessen Stromkreis eine einstellbare, zur Regulierung dienende Selbst- induktionsspute Zf geschaltet ist, verbunden.
Damit. das günstigste ober angegbene Resultat erreicht wird, muss der Wert L der Selbst- niduktion des Ladestromkreises (nach Periodenzahl des Alternators und Funkenzahl pro Periode usw.) richtig gewählt werden, z. B. :
Für zwei Funken pro Periode ergibt sich der günstigte Wert L aus :
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Die vorbeschriebene Sendevorrichtung ermöglicht die Verwendung einer sehr hohen Ent-
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Kapazitlitell für die Sendung und die Ausstrahlung einer grösseren Energiemenge bei gleichbleibenden Diniensionen der Antenne.