DE1227975B - Elektrischer Impulsgeber - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIh

Deutsche Kl.: 21c-40/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

T15078 VIII d/21 c
28. April 1958
3. November 1966

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Impulsgeber mit einem in einem Feld schwingenden, feste Kontaktstücke schließenden Körper.

Eine derartige Vorrichtung, die als Gleichrichter verwendet ist, ist aus der deutschen Patentschrift 699 682 bekanntgeworden. Bei der bekannten Vorrichtung schwingt ein ferromagnetischer Körper in einem Rohr und überbrückt während der Schwingbewegung abwechselnd in das Gehäuse hineinragende feste Kontaktbrücke. Der als Magnet ausgebildete Körper ist zylinder- oder tonnenförmig ausgebildet; das ihn bewegende Feld ist ein Magnetfeld.

Demgegenüber ist der elektrische Impulsgeber nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einer Kugel besteht und in einem durch eine Spannungsquelle erzeugten elektrischen Feld hin- und herbewegt wird.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht demnach darin, die Wirkung eines Ladungsteilchens in einem elektrischen Feld nachzuahmen. Für diesen Zweck wird eine verhältnismäßig einfach gebaute Anordnung mit einem körperlichen Ladungsträger benutzt; die Anordnung kann, wie nachfolgend ausführlich beschrieben wird, auf verschiedene Weise ausgestaltet werden, um damit den Impulsgeber nach der Erfindung den verschiedenen Verwendungszwecken anzupassen.

Die einzelnen Ausführungsformen des Impulsgebers nach der Erfindung werden im folgenden zusammen mit weiteren Vorzügen und Merkmalen der Erfindung ausführlich an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Impulsgebers,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie 2-2 der F i g. 1,

F i g. 3 eine der F i g. 1 ähnliche Konstruktion in vertikaler Anordnung,

Fig. 4 eine Schnittansicht durch eine Kugel, wie sie in den Vorrichtungen der vorerwähnten Figuren verwendet wird,

F i g. 5 eine der F i g. 4 ähnliche Darstellung einer anders ausgeführten Kugel,

F i g. 6 eine der F i g. 4 ähnliche Darstellung einer Kugel gemäß einer weiteren Ausführungsform,

F i g. 7 eine der F i g. 1 ähnliche Vorrichtung, die kippbar auf einem Sockel gelagert ist,

F i g. 8 die Ansicht einer Schalttafel mit einer zuvor festgelegten Anzahl von erfindungsgemäßen Impulsgebern,

F i g. 9 in ähnlicher Darstellung wie F i g. 8 eine Schalttafel in abgewandelter Ausführungsform,

Elektrischer Impulsgeber

Anmelder:

Tann Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:
Stanford R. Ovshinsky,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 29. April 1957 (655 738),

vom 7. November 1957 (694 890), vom 15. November 1957
(696644)

F i g. 10 eine geschnittene Teilansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die der der F i g. 1 ähnlich ist,

Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 der Fig. 10,

Fig. 12 eine der Fig. 11 ähnliche Vorrichtung, bei der an Stelle eines geradlinigen Pfades für die Kugel ein kreisförmiger Pfad vorgesehen ist,

Fig. 13 einen vergrößerten Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 12 entlang der Schnittlinie 13-13,

F i g. 14 eine der F i g. 13 ähnliche Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 15 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung, die der Ausführungsform gemäß F i g. 12 ähnlich ist, aber eine Mehrzahl von Kugeln verwendet,

Fig. 16 eine vergrößerte Schnittansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 15 entlang der Schnittlinie 16-16,

F i g. 17 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung, bei der eine Mehrzahl von Kugeln in getrennten ringförmigen Bahnen, die nebeneinander angeordnet sind, arbeitet,

Fig. 18 eine vergrößerte Schnittansicht der Vorrichtung der Fig. 17 gemäß einer Schnittlinie 18-18, ■

F i g. 19 eine vergrößerte Schnittansicht der Vorrichtung der Fig. 17 gemäß einer Schnittlinie 19-19,

609 709/233

3 4

Fig. 20 eine Schnittansicht einer Vorrichtung, sehen der Kugel und den Kontakten 32 oder das

die der der F i g. 1 ähnlich ist und eine weitere Durchschlagen des Hochspannungspfades zwischen

Ausführungsform der Erfindung betrifft, den Elektroden 23 und 24. Demgemäß kann zwi-

Fig. 21 eine Schnittansicht einer Vorrichtung, sehen den Elektroden eine wesentlich höhere Spandie der der F i g. 1 ähnlich ist und eine weitere 5 nung verwendet werden, oder man kann bei Ver-Ausführungsform der Erfindung bildet, Wendung der gleichen Spannung den Abstand zwi-

F i g. 22 eine Schnittansicht einer Vorrichtung sehen den Elektroden 23 und 24 wesentlich vermin-

mit erfindungsgemäß ausgebildeten Kontakten und dem. Das dielektrische Strömungsmittel spielt eine

einer beweglichen Kugel, äußerst wichtige Rolle bei einem ordnungsgemäßen

F i g. 23 eine Schnittansicht der Vorrichtung der io Betrieb der Vorrichtung, da es für eine Isolierung

Fig. 22 gemäß der Schnittlinie 23-23, des Hochspannungsfeldes, in dem die Kugel arbeitet,

F i g. 24 eine geschnittene Darstellung der Vor- sorgt und die Gefahr eines Durchschlages zwischen

richtung gemäß F i g. 22 in einem kleineren Maß- den Elektroden 23 und 24, den Kontakten 32 und

stab unter Verwendung von zwei Kugeln, der Kugel 33 vermindert und hierdurch die Verwen-

F i g. 25 eine geschnittene Teilansicht einer Vor- 15 dung einer höheren Spannung zwischen den Elektro-

richtung, die der der F i g. 22 ähnlich ist und eine den und den Durchgang größerer Ströme zwischen

weitere Ausführungsform der Erfindung erläutert, den Kontakten erlaubt. Der Auftrieb, die Schmie-

F i g. 26 eine Ansicht einer Vorrichtung, die der rung und der hohe Wirkungsgrad des Spannungs-

der F i g. 22 ähnlich ist und eine weitere Ausfüh- kreises sorgen für eine Vergrößerung der Geschwin-

rungsform der Erfindung erläutert, 20 digkeit der Kugel und für eine schnellere Hin- und

F i g. 27 eine Schnittansicht einer mit dem erfin- Herbewegung zwischen den beiden Enden des Ge-

dungsgemäßen Impulsgeber aufgebauten Schalt- häuses. Die Geschwindigkeit der Kugel kann durch

vorrichtung, die Verwendung von Flüssigkeiten verschiedener

Fig. 28 eine Schnittansicht einer Vorrichtung, Viskosität gesteuert werden, so daß sich demgemäß

die der der Fig. 27 ähnlich ist, aber noch zusatz- 25 der Bewegungszyklus der Kugel genau einstellen

liehe Steuerungen aufweist, läßt. Man kann somit die Herstellung und Unter-

Fig. 29 eine Schnittansicht einer Vorrichtung, brechung der Stromkreise an den Kontaktpaaren32

die der der F i g. 28 ähnlich ist und eine weitere einstellen, und es läßt sich durch das Anlegen hoher

Ausführungsform der Erfindung erläutert, Spannungen an die Kontaktpaare 26 und 28 die

Fig. 30 eine Schnittansicht einer Vorrichtung, 30 Kugel festhalten, um eine beliebige Gruppe von Kon-

die der der vorangehenden Figuren ähnlich ist und takten 32 zu überbrücken. Man kann die Kugel aber

eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar- auch in der Mitte an den Elektroden 27 zum Halt

stellt, bringen, um die Stromkreise an den beiden Kontakt-

Fig. 31 eine Schnittansicht der Vorrichtung der paaren 32 zu unterbrechen. Diese Steuerung der Ku-

Fig. 30 gemäß einer Schnittlinie31-31, 35 gel ergibt sich aus einer entsprechenden Betätigung

Fig. 32 eine Schnittansicht einer Vorrichtung, der Schalter 29 und einer Einstellung der Widerstände die der der F i g. 30 ähnlich ist und eine weitere 31, sofern der Stromkreis durch Schließen des Schal-Ausführungsform der Erfindung darstellt, ters 34 α erregt ist. Man kann die Vorrichtung somit

Fig. 33 eme Schnittansicht einer Vorrichtung, zum augenblicklichen oder zum dauernden Öffnen

die der der F i g. 30 ähnlich ist und eme weitere 40 und Schließen der Stromkreise verwenden. Indem

Ausführungsform der Erfindung darstellt, man die Vorrichtung mit Hilfe der Spule 36 einem

Fig. 34 eine Draufsicht einer Vorrichtung, die Magnetfeld aussetzt, eröffnen sich für die Vorrich-

der der F i g. 33 ähnlich ist und eine noch weitere rung noch weitere Anwendungsmöglichkeiten. Die

Ausführungsform der Erfindung darstellt, Vorrichtung kann beispielsweise die Frequenz am

Fig. 35 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung, 45 Ausgang eines Generators unabhängig von der An-

die der der Fig. 33 ähnlich ist und eine weitere triebsdrehzahl steuern. Wenn zwischen den Elektro-

Ausführungsform der Erfindung bei geöffnetem den 23 und 24 eine Spannung angelegt wird, um

Stromkreis darstellt, und eine Hin- und Herbewegung der Kugel zu erreichen,

F i g. 36 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der kann der Spule 36 ein Strom zugeführt werden, so

Fig. 35 bei geschlossenem Stromkreis. 50 daß ein Magnetfeld entsteht, welches die Kugel-

Der Impulsgeber 21 der F i g. 1 besteht aus einem bewegung dämpft. Die Hochspannungsenergie, die isolierenden Gehäuse 22, in dem an gegenüber- aus einer Maschine zugeführt wird oder auch aus liegenden Enden Elektroden 23 und 24 vorgesehen einer gesonderten Quelle, sorgt für eine Hin- und sind, die über einen Stromkreis mit einer Hoch- Herbewegung der Kugel, deren Bewegungsperiode Spannungsquelle 25 verbunden sind. Diese hohe 55 der bestimmten Maschinendrehzahl entspricht. Der Potentiale liefernde Quelle 25 ist ferner über Schal- kleine Teil der Spannung oder die gesonderte Spanter 29 und veränderbare Widerstände 31 mit Elek- nungsquelle, welche die Spule 36 versorgt, erzeugt trodenpaaren 26, 27 und 28 verbunden. An den einen magnetischen Fluß, welcher auf die Frequenz gegenüberliegenden Enden der Vorrichtung befinden einwirkt, mit der die Kugel zwischen den Kontaktsich Kontaktpaare 32, die durch eine Kugel 33 über- 60 paaren 32 hin- und herbewegt wird. Eine Änderung brückt werden, welche innerhalb des hohlen Innen- der Maschinendrehzahl sowohl in steigendem als raumes 34 der Vorrichtung von einem Ende zum auch in fallendem Sinne beeinflußt die Frequenz der anderen hin-und herlaufen kann. Hin- und Herbewegung der Kugel nicht, da die

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Änderung der Hochspannung an den Elektroden 23

Innenraum 34 des Gehäuses 22 mit einem dielektri- 65 und 24 für eine entsprechende Änderung der Span-

schen Strömungsmittel 35 angefüllt. Das dielektrische nung an der Spule 36 und eine Änderung des von der

Strömungsmittel der Vorrichtungen vermindert Spule erzeugten Magnetflusses sorgt. Die Vorrich-

wesentlich die Gefahr einer Lichtbogenbildung zwi- rung kann als Ziffernübertrager arbeiten, wenn sie

5 6

Informationen aus einer Quelle, wie beispielsweise regeln. Wenn das dielektrische Strömungsmittel 35 einem Temperatur-, Drehzahl-, Druckgeber od. dgl., aus dem Inneren des Gehäuses 22 entfernt wird, empfängt und diese in einen elektrischen Strom um- fällt die Auftriebskraft fort, und es wirkt der Aufwandelt und der Spule 36 zuführt, so daß sich dann wärtsbewegung der Kugel allein die Schwerkraft für die Hin- und Herbewegung der Kugel eine Fre- 5 entgegen.

quenzänderung ergibt, die dann in entsprechenden Die Änderung der Bewegungsfrequenz der Kugel

Einheiten zur Anzeige kommen kann. Diese Ände- bei horizontal oder vertikal ausgerichteter Vorrichrung kann zu einer Aufzeichnungsvorrichtung oder tung ermöglicht es, jeder Frequenzänderung eine einer Fehleranzeigevorrichtung einer Servovorrich- bestimmte Winkeländerung zuzuordnen. Die F i g. 7 tung verwendet werden, um innerhalb eines vor- xo zeigt eine Anordnung, bei der die Vorrichtung 21 gegebenen Parameters das Verhältnis zu Eingang verschwenkbar auf einer Tragplatte 42 mit zwei und Ausgang zu steuern. Wenn an den Elektroden Ständern 41 gelagert ist. Die Winkelstellung der 23 und 24 ein hohes Potential von bekannter Größe Vorrichtung 21 kann mit einem Zeiger 43 an einer angelegt wird, arbeitet die Kugel 33 mit einer bekann- Skala 44 abgelesen werden. Die Vorrichtung kann ten Frequenz. Jede Schaltvorrichtung, die in der 15 somit unter einem beliebigen Winkel eingestellt wer-Lage ist, eine Spannungsänderung hervorzurufen, den, worauf man dann die Basisplatte 42 so lange in kann in Verbindung mit der Spule 36 verwendet der Lage ändert, bis die Frequenz der Kugelhin- und werden, um auf diese Weise die Frequenz entspre- -herbewegung die Frequenz erreicht, die kenntlich chend zu ändern und über diese stattgefundene An- macht, daß der fragliche Kippwinkel erreicht ist. Auf derung eine Anzeige zu geben. Da eine solche ao diese Weise kann in einem steigenden oder landen-Änderung durch eine Änderung des Potentials an den Flugzeug unmittelbar der Neigungswinkel durch den Elektroden 23 und 24 oder durch eine Änderung die Frequenzänderung der Kugelpendelbewegung der Spannung in der Spule hervorgerufen werden zur Anzeige gebracht werden,
kann, ist ersichtlich, daß zwischen den zwei Zu- Das unter hohem Potential stehende elektrische

ständen eine ausgezeichnete Rückkopplungsverbin- 25 Feld kann in der Vorrichtung so aufgebaut werden, dung besteht. Die Frequenz läßt sich nicht nur durch daß benachbarte Vorrichtungen beeinflußt werden, eine Änderung der Spannung an der Spule 36 ändern, so daß diese so betätigt werden, als hätte man das sondern auch durch eine Änderung der Hochspan- unter hohem Potential stehende elektrische Feld nungsquelle. Somit läßt sich das Hochspannungs- ihnen unmittelbar zugeführt. Die F i g. 6 zeigt eine potential und/oder die Spannung an der Spule 30 Schalttafel 46 mit einer aufgedruckten oder ähnlich ändern, um wahlweise miteinander in Beziehung zu angebrachten Schaltung und einer Mehrzahl von treten. Kontakten 47, welche die Kontakte oder Vorrich-

Die Kugel kann aus leitendem Werkstoff bestehen tungen48 beaufschlagen, die denen der Fig. 1 ähnund, wie die F i g. 4 und 6 zeigen, entweder massiv lieh sind. Die Hochspannung wird den Elektroden oder hohl sein. Die Kugel kann auch einen Kern aus 35 49 und 50 so zugeführt, daß die Kugel hin- und hermagnetisierbarem Werkstoff 38 und eine Umhül- bewegt wird. Die Zufuhr der Hochspannung zu den lungsschicht aus leitendem Werkstoff 39 aufweisen, Elektroden 49 und 50 erzeugt ein Feld an den ähnwie es die F i g. 5 zeigt. Die Kugel gemäß F i g. 6 liehen Elektroden 49 und 50 der benachbarten Vormit einem hohlen Innenraum hat einen größeren richtungen 48, wodurch die Kugeln in diesen anderen Auftrieb, sie kann entweder aus leitendem oder aus 40 Vorrichtungen in Synchronismus mit der Kugel der nichtleitendem Werkstoff bestehen, wenn es sich um ersterwähnten Vorrichtung ebenfalls hin- und herdie Übertragung elektrischer Ladungen handelt. bewegt werden. Mit geeigneten Klammerpaaren 52

Eine weitere Verwendung der Vorrichtung wird werden die Vorrichtungen 48 auf der Schalttafel an Hand der Anordnung gemäß F i g. 3 besprochen, befestigt.

in der die Vorrichtung der F i g. 1 vertikal angeord- 45 In der F i g. 9 ist eine ähnliche Beziehung zwischen net ist. Bei dieser Anordnung bewegt sich die Kugel einer Mehrzahl von Vorrichtungen dargestellt. Hier in dem Gehäuse von unten nach oben, um zwischen ist bei einer Schalttafel 46 das elektrische Feld von den Kontaktpaaren 32 auf Grund der Schwerkraft hohem Potential an die mit Abstand angeordneten und des Auftriebes der Flüssigkeit bei Vorhanden- Elektroden 53 angelegt, die sich an gegenüberliegensein einer Hochspannung die Stromkreise mit einer 50 den Enden der Schalttafel befinden. Die Vorrichverschiedenen Frequenz zu schließen. Die Kugel tungen48 werden mit Klammerpaaren 52 innerhalb kann an einer beliebigen Stelle innerhalb des vertikal des Feldes gehalten, welches dafür sorgt, daß die ausgerichteten Innenraumes zur Ruhe gebracht wer- Kugel 32 mit einer zuvor festgelegten Frequenz hinden, indem man die Potentiale gegenüber den an der und herbewegt wird und sich dabei in Synchronis-Kugel angreifenden Schwerkräften richtig abgleicht. 55 mus mit den anderen Vorrichtungen befindet, wenn Die Hin- und Herbewegung der Kugel kann somit diese Vorrichtungen die gleichen Abmessungen haben unterbrochen werden und kann nur dann eingeleitet und Kugeln von gleicher Größe und gleichem Gewerden, wenn sich das Potential ändert, mit dem die wicht verwenden. Wenn Kugeln von verschiedenem Kugel in stationärer Lage gehalten wird. Wenn nur Gewicht und/oder verschiedener Größe verwendet eine geringe Gleichgewichtsstörung vorhanden ist, 60 werden, wenn der Betrieb in einem Strömungsmittel wird sich die Kugel mit sehr geringer Geschwindig- von gleicher oder unterschiedlicher Viskosität erfolgt keit bewegen. Wenn das Potential aber gegenüber oder wenn die Pfade gleiche oder unterschiedliche dem ausgeglichenen Zustand mehr und mehr ver- Längen haben, ergeben sich Unterschiede in der größert wird, nimmt auch die Hin- und Her- Frequenz.

bewegungsgeschwindigkeit der Kugel zu. Hier ist 65 In den Fig. 10 und 11 ist eine Vorrichtung darsomit eine weitere Möglichkeit gegeben, die Größe gestellt, welche ein isolierendes Gehäuse 55 aufweist, der Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit der deren an gegenüberliegenden Enden angeordneten Kugel innerhalb der Vorrichtung zu steuern und zu Elektroden 56 aus einer Quelle eine Hochspannung

7 8

zugeführt wird, die ein elektrisches Feld erzeugt, Kugel in dem ringförmigen Pfad 77 mit einer Fredurch das eine Kugel 57 vom einen Ende der Vor- quenz umläuft, die von der Differenz der Hochrichtung zum anderen hin- und herbewegt wird. An Spannungsfelder zwischen benachbarten Elektroden jedem der beiden Enden der Vorrichtung können 81 und 82 abhängt. Die Kugel kann an einem von Kontaktpaare 32 angebracht werden, über die durch 5 verschiedenen Punkten des Pfades angehalten werdie Überbrückungswirkung der Kugel 57 ein Strom- den, an dem einen Elektrodenpaar 83 ein Hochkreis geschlossen werden kann. Die Hin- und Her- spannungsfeld zugeführt wird. Wenn die Kugel in bewegungsgeschwindigkeit der Kugel kann wesent- der Lage gehalten wird und dabei eine Gruppe von lieh vergrößert werden durch abwechselnd entlang Kontakten 84 beaufschlagt, wird ein Stromkreis über dem Gehäuse 55 angeordnete Ringe 58 und 59, io die Leiter 85 geschlossen gehalten, der sonst nur welche an die positiven und negativen Leiter einer augenblicklich geschlossen wird, wenn die Kugel Hochspannungsquelle angeschlossen sind. Die Ringe beim Vorrücken in dem Pfad 77 darüber hinweg-58 und die rechte Elektrode 56 können eine negative läuft. An Stelle des Hochspannungsfeldes an den Spannung empfangen, während die linke Elektrode Elektroden 83 kann auch ein Magnetfeld vorgesehen 56 und die zwischen den Ringen 58 angeordneten 15 werden. Das Magnetfeld an den Elektroden 83 wird Ringe 59 die Spannungen positiver Polarität emp- mit einer Spule 90 erzeugt, die auf einen die Elekfangen. Die Potentialdifferenz zwischen den Ringen troden verbindenden Kern gewickelt ist. Das an den .58 und 59 sorgt für eine Vergrößerung der Bewe- Elektroden 83 bei erregter Spule 90 erzeugte Magnetgungsgeschwindigkeit der Kugel, so daß deren Be- feld hält die Kugel in einer Lage fest, in der die schleunigung bei der Hin- und Herbewegung von 20 Kontakte 84 überbrückt werden, sofern die Kugel einem Ende zum anderen Ende des Gehäuses aus magnetisierbarem Werkstoff besteht. Die Frewesentlich vergrößert wird. In den Anschlußleitungen quenz des Kugelumlaufs auf dem Pfad 77 kann durch der einzelnen Ringe können individuelle Schalter die Zufuhr des Potentials zu den Elektroden 81 und angebracht sein, um die Bewegung der Kugel zwi- 82 gesteuert werden, und es läßt sich die Kugelschen einem beliebigen Ringpaar zu steuern oder 25 bewegung auch durch ein elektrisches oder magnedie Kugel an einem beliebigen Ring anzuhalten. Über tisches Feld innerhalb des Pfades dämpfen oder die Länge des Rohres können zusätzliche Kontakte unterbrechen. Bei dieser Anordnung kann eine ge-60 angeordnet werden, an denen die Kugel 57 durch normte Frequenz aufrechterhalten werden, selbst ein Magnetfeld angehalten werden kann, welches in wenn das Potential vergrößert wird, sofern dann einem Kern 61 durch eine Wicklung 62 erzeugt 3° eine proportionale Vergrößerung der der Spule 90 wird. Die Zufuhr des Stromes zur Spule 62 hat die zugeführten Spannung vorgenommen wird.
Entstehung eines Magnetfeldes zur Folge, durch das Die F i g. 15 und 16 zeigen eine weitere Ausfühdie Kugel 57, wenn sie aus magnetisierbarem Werk- rungsform der Erfindung, bei der zwei Kugeln über stoff besteht, angehalten wird. Auf diese Weise ver- den Pfad 77 bewegt werden. Die Elektroden 81 und vollständigt die Kugel bei ihren Hin- und Her- 35 82, die abwechselnd am Boden des Pfades 77 angebewegungen an jedem Ende des Gehäuses für einen ordnet sind, sorgen für die Bewegung von zwei oder Augenblick Stromkreise, oder aber es wird dieser mehr Kugeln, wenn zwischen den Elektroden mit Stromkreis beim Anhalten an den Enden und an den einer Quelle 80 eine Potentialdifferenz erzeugt wird, über die Länge des Gehäuses verteilten Zwischen- Wie zuvor an Hand der Vorrichtung gemäß F i g. 12 punkten für eine Zeitdauer geschlossen, die abhängt 40 und 14 erläutert, sind über die Länge des Pfades 77 von dem Feld der Ringe 58 und 59 und den Spulen Kontaktpaare 88 und 89 so verteilt, daß sie durch 62. Für die Kontakte 60 können neben den Spulen die vorüberlaufenden Kugeln miteinander verbunden 62 und dem Kern 61 Klemmen 26, 27 oder 28 vor- werden können. Neben einem oder allen Kontaktgesehen sein, die durch eine Hochspannung erregt paaren können Klemmen 90 a angebracht werden, werden, um die Kugelbewegung an verschiedenen 45 die aus einer Spannungsquelle erregt werden, um ein Stellungen entlang dem Gehäuse zum Halt zu brin- entsprechendes elektrisches Feld zu erzeugen; sie gen. Der Kern 61, die Spule 62 oder die Klemmen 26 können aber auch an eine magnetisierbare Spule können in der Mitte des Gehäuses 55 auch ohne zu- angeschlossen werden, um ein Magnetfeld zu ergeordnete Kontaktpaare 60 verwendet werden, so zeugen. Wenn die Kugeln 79 die gleiche Größe haben daß die Kugel 57 an einem Punkt angehalten wird, 50 und aus gleichem Werkstoff bestehen, berühren sie an dem alle Stromkreise unterbrochen sind. sich normalerweise nicht, wenn sie durch die wech-In den Fig. 12, 13 und 14 ist eine Vorrichtung selnden Spannungsfelder an den Klemmen 81 und .dargestellt, die es ermöglicht, die Kugel anstatt 82 über den Pfad weiterbewegt werden. Wenn dem auf einem geradlinigen auf einem kreisförmigen Klemmenpaar 90 ein elektrisches oder magnetisches Pfad in Bewegung zu setzen, wobei eine ähnliche 55 Feld zugeführt wird, wird die nachfolgende Kugel Steuerung der Kugel zum Öffnen und Schließen der angehalten, um die benachbarten Kontaktpaare zu Stromkreise beibehalten ist. Der kreisförmige Pfad überbrücken. Die zweite oder zusätzliche Kugel

77 ist in einen ringförmigen Schlitz eines Gehäuses läuft dann auf und wird dann außerhalb der Kon-

78 eingearbeitet, welcher einen genügend großen taktpaare oder je nach der Anordnung innerhalb des Querschnitt aufweist, um einer Kugel 79 einen Um- 60 Pfades 77 in Berührung mit Kontaktpaaren durch lauf in dem Pfad zu ermöglichen. Die Bewegung der die ruhende Kugel ebenfalls angehalten. Wenn beiKugel wird hervorgerufen durch hohe Spannungen, spielsweise drei Kontaktpaare in dem Pfad so an-■die einer Mehrzahl von abwechselnd angeordneten geordnet sind, daß sie durch drei Kugeln überElektroden 81 und 82 zugeführt werden. Die Elek- brückt werden, sorgen, wenn das Elektrodenpaar troden 81 und 82 sind abwechselnd am Boden des 5s an der ersten Kontaktgruppe die erste der drei Pfades 77 angeordnet und wechselweise mit den ent- Kugeln festhält, die beiden nachfolgenden Kugeln gegengesetzten Polen der Hochspannungsquelle 80 für eine Überbrückung des zweiten und dritten Konverbunden. Das Feld sorgt damit dafür, daß die taktpaares, so daß deren Stromkreise auf diese Weise

geschlossen werden. Wenn die Elektroden neben der dritten Kontaktgruppe durch das Signal erregt werden, überbrückt die hierdurch festgehaltene Kugel die dritte Kontaktgruppe und vervollständigt deren Stromkreis, während die zusätzlichen zwei 5 Kugeln, die durch die ruhende Kugel angehalten werden, keine Kontakte beaufschlagen, so daß insgesamt nur ein Stromkreis geschlossen wird. Es kann somit, indem man einem oder einer Gruppe von Elektrodenpaaren Energie zur Erzeugung eines elektrischen oder magnetischen Feldes zuführt, ein oder eine Mehrzahl von Stromkreisen geschlossen werden, wenn in der Vorrichtung eine Mehrzahl von Kugeln und Kontakten vorgesehen wird.

Dem gesamten Pfad kann durch eine Ringspule 91 ein Magnetfeld überlagert werden, welches die Bewegung einer oder mehrerer Kugeln verzögert, wenn die Kugeln aus magnetisierbarem Werkstoff bestehen. Auf diese Weise kann man eine magnetisierbare Kugel in ihrer Bewegung verlangsamen und mit ihr das Vorrücken von Kugeln aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff, die aus leitendem Werkstoff bestehen oder eine aus leitendem Werkstoff bestehende Oberfläche haben, verzögern. Wenn die Kugeln verschiedene Abmessungen haben oder aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, können sie mit verschiedenen Geschwindigkeiten über den Pfad 77 wandern, wobei dann alle Kugeln bei ihrem Vorrücken in dem Feld einander berühren, so daß eine Mehrzahl von Kreisen augenblicklich geschlossen werden kann, wenn die vorderste Kugel durch ein entsprechendes Feld angehalten wird und alle nachfolgenden Kugeln nach rückwärts gestaffelt angeordnete Kontaktpaare überbrücken, deren Abstand gleich dem Kugeldurchmesser ist. Durch Verwendung einer Mehrzahl von Kugeln wird das Zeitintervall zwischen dem Empfang des Signals und der Vervollständigung des Stromkreises verkürzt, da die dem Kontakt nächstliegende Kugel für eine Überbrükkung der Kontakte sorgt. Diese von der Kugel zurückzulegende Entfernung kann, wenn zwei oder drei Kugeln verwendet werden, weniger als ein Drittel der Pfadlänge betragen. Wenn nur eine einzige Kugel verwendet wird, kann es unter Umständen erforderlich sein, daß die Kugel noch nahezu einen vollen Umlauf machen muß, bis sie die Elektrode erreicht, der das Signal zugeführt wurde.

Bei den Vorrichtungen gemäß Fig. 17 bis 19 arbeiten zwei gleiche Kugeln 92 und 93 in benachbarten Kreisbahnen 94 und 95. Die in den Pfaden angeordneten Elektroden 81 und 82 sorgen für starke elektrische Felder von wechselnden Polaritäten. Die Kugeln laufen in den kreisförmigen Bahnen auf Grund der unterschiedlich langen Pfade mit verschiedenen Drehzahlen um, wenn in beiden Pfaden die gleichen elektrischen Felder zur Einwirkung kommen, während sie gleich schnell umlaufen, wenn die die elektrischen Felder in eine bestimmte Beziehung zueinander gebracht werden. Das Anhalten der Kugeln während des Umlaufs in ihren Pfaden kann durch ein starkes elektrisches Feld erfolgen, welches an den Elektroden 96 zugeführt wird. Durch das Anhalten der zwei Kugeln mit Paaren von Elektroden 96 wird ein Stromkreis über die Kontakte 97, 98 und 99 innerhalb des Bodenteiles der Pfade 94 und 95 geschlossen. Die relative Drehgeschwindigkeit der Kugeln in den verschieden langen Pfaden bestimmt die Periodendauer, die zwischen Einstellungen liegt, bei denen die Kugeln aufeinander ausgerichtet sind, wie dies die F i g. 17 und 19 zeigen. Bei diesen Ausrichtungen vervollständigen die Kontakte 97,98 und 99 einen Stromkreis und zeigen hierdurch an, daß eine harmonische Bewegung erfolgte. Eine solche harmonische Bewegung kann abgewandelt werden durch eine Änderung der zugeführten Spannungen oder durch die Anbringung einer Magnetspule 101 an einem Teil eines oder beider Pfade. Die elektrischen oder magnetischen Felder können an einer beliebigen Gruppe von Kontakten 97, 98 und 99 zugeführt werden, um durch Anhalten der Kugeln einen Stromkreis zu vervollständigen und geschlossen zu halten, oder auch, um an einer Stelle, an der keine Kontakte vorgesehen sind, alle Stromkreise geöffnet zu halten.

In der Fig. 20 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein Gehäuse 64 eine Kugel 65 enthält, die zwischen an den beiden Enden des Gehäuses angeordneten Elektroden 66 hin- und herbewegt werden kann. Eine Hochspannungsquelle 67 ist über eine Leitung 68 mit den Elektroden 66 verbunden, um die Elektroden im positiven Sinne zu erregen. Eine Leitung 69 führt aus der Quelle 67 den Elektroden 70, die neben der Mitte der Vorrichtung angeordnet sind, negative Spannungen zu. Die Kugel kann in der Mittellage gehalten werden, wenn ein Ausgleichskreis vorgesehen ist. Ein solcher elektrostatischer Ausgleich Ausgleich kann erfolgen durch eine entsprechende Dimensionierung der in der Schaltung vorgesehenen Widerstände 73 und 74. Sollte das Gleichgewicht der Schaltung durch eine Änderung des Widerstandes und/oder des Potentials gestört werden, bewegt sich die Kugel von der Mitte aus nach links oder rechts und pendelt dann zwischen der Mitte und einer der Elektroden 66 hin und her. Auf dem Mittelteil des Gehäuses 24 kann eine Wicklung 75 angeordnet werden, deren Klemmen 76 mit einer Niederspannungsquelle verbindbar sind, um ein Magnetfeld zu erzeugen, durch das die Kugel, wenn sie aus magnetisierbarem Werkstoff besteht, bei ihren Bewegungen zwischen den Elektroden 66 mit genügender Kraft angezogen wird, um über die Mitte des Gehäuses hinweg bis in das Einflußgebiet des elektrischen Feldes der am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses angeordneten Elektrode 66 bewegt zu werden. Die Kugel wird dann weiterhin zwischen den Elektroden 66 hin- und herbewegt werden und dabei eine Geschwindigkeit annehmen, die durch die Größe des Magnetfeldes gesteuert wird. Die Vorrichtung kann als Ziffernübertrager verwendet werden und durch Änderung der Frequenz der Kugelbewegungen eine Anzeige liefern, wenn Änderungen des Potentials der Elektroden 66 und 70 und/oder Änderungen der der Spule 75 zugeführten Spannung auftreten. Die Vorrichtung kann auch als Fehleranzeigevorrichtung verwendet werden, um einen Ausgleich zwischen dem Eingangspotential der Elektroden 66 und dem Potential der Elektroden 70 herzustellen.

In der Fig. 21 ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Impulskreises dargestellt, welche die Aufgabe hat, aus einem Signal eine unmittelbare Information abzuleiten, so daß diese Vorrichtung als Ziffernübertrager arbeitet. In dem Gehäuse 130 der Vorrichtung sind an gegenüberliegenden Enden Klemmen 131 und 132 angebracht, um eine hin- und hergehende Bewegung der Kugel 133 vom einen Ende des hohlen

609 709/233

Gehäuses zum anderen zu erzielen. Im Mittelteil des Gehäuses befindet sich eine Spule 134, die mit einem Signal aus einem Stromkreis 136 erregt wird, um in dem Mittelteil des von der Kugel durchquerten Pfades ein Magnetfeld von entsprechender Größe zu erzeugen. Wie die Zeichnung zeigt, ist am rechten Ende des Gehäuses ein Kontaktpaar 137 angeordnet, welches von der Kugel 133 überbrückt wird, wenn sich diese am rechten Ende des Gehäuses befindet. In dieser Lage wird ein Stromkreis zwischen einer Quelle 139 und einer Vorrichtung 141 geschlossen, welche auf die zugeführten Impulse jedesmal dann anspricht, wenn die Kugel die Kontakte 137 überbrückt. Durch die Zufuhr eine Spannung an die Klemmen 131 und 132 bewegt sich die Kugel 133 mit exakter Frequenz hin und her, um der Vorrichtung 141 Impulse zu liefern und sie in Betrieb zu halten. Die Aufgabe dieser Vorrichtung besteht somit darin, kontinuierlich Meßgrößen, beispielsweise Temperatur-, Drehzahl-, Druck- und dergleichen Werte, in Form von Eingangsimpulsen, die von einer Meßvorrichtung kommen, in sich ändernde Größen umzuwandeln, indem der Strom in der umgebenden Spule die Kugelbewegung moduliert, so daß sich exakte Frequenzänderungen einstellen, die sich dann aufzeichnen oder in sonstiger Weise verwenden lassen. Wenn beispielsweise exakte Temperaturaufzeichnungen vorgenommen werden sollen oder die Temperatur auf einem bestimmten Wert gehalten werden soll, kann man die Hin- und Herbewegung der Kugel einer zuvor festgelegten Temperatur entsprechend einstellen, wobei dann eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Kugelgeschwindigkeit dazu verwendet werden kann, um einen Anstieg oder einen- Abfall der Temperatur anzuzeigen. In dem Stromkreis 136 kann jede temperaturempfindliche Vorrichtung, die Spannungsänderungen hervorruft, verwendet werden, um die Stärke des Magnetfeldes der Temperaturänderung entsprechend zu verändern. Diese Änderung des Magnetfeldes verzögert oder beschleunigt die Bewegung der Kugel und liefert eine zahlenmäßige Anzeige auf einer Skala, auf einem Registerband 142 od. dgl., so daß man eine unmittelbare Angabe der geänderten Temperatur erhält.

An den entgegengesetzten Enden des Gehäuses 64 (F i g. 23) können Kontaktpaare 32 angebracht werden. Eine ähnliche Kontaktgruppe 32 kann auch in der Mitte des Gehäuses in dessen unterer Hälfte angeordnet werden, um durch die Kugel überbrückt zu werden, wenn sich diese in der Mitte der Vorrichtung befindet. Aus den verschiedenen Figuren ist ersichtlich, daß die Klemmen, beispielsweise die Anschlußklemmen 66 der Fig. 20, an ihren freien Enden angespitzt sind, da sich herausgestellt hat, daß durch die Gestalt der Elektroden wesentlich auf die Größe des elektrischen Feldes eingewirkt werden kann. Wenn man die freien Enden immer schärfer ausbildete, stellte sich heraus, daß immer geringere Spannungen erforderlich waren, um die gleiche Bewegung der Kugel zu erzielen. Wenn dem elektrisehen Feld, welches die Kugelbewegung hervorruft, noch ein magnetisches Feld zugeordnet wird, kann je nach der Relation zwischen den Feldern die Kugelbewegung unterbrochen, verzögert oder beschleunigt werden.

Wenn auch bei den letztbeschriebenen Ausführungsformen nichts über die Verwendung eines dielektrischen Strömungsmittels ausgesagt wurde, so versteht es sich doch, daß ein solches Strömungsmittel viele Vorteile bietet und in den meisten Fällen verwendet wird. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß sich durch die Verwendung eines dielektrischen Strömungsmittels ein Auftrieb, eine Schmierung und ein wirkungsvollerer Stromkreis ergeben, so daß — falls es erwünscht ist — auf diese Weise die Kugelgeschwindigkeit vergrößert werden kann. Das dielektrische Strömungsmittel ermöglicht die Anwendung höherer Spannung und Ströme, ohne die Klemmen, Elektroden, Kontakte, die Kugeloberfläche od. dgl. zu beschädigen. Ferner kann auch die Pfadlänge zwischen den Hochspannungsklemmen wesentlich dank der Anwesenheit des Dielektrikums verkürzt werden. Die Bewegung der Kugel in der dielektrischen Flüssigkeit sorgt für einen wirksameren elektrischen Stromkreis, der weniger Verluste hat und für eine maximale Steuerung der Kugel nur eine geringere Energie benötigt.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 22 bis 26 enthält eine Isolierhülse 145, die an beiden Enden mit einem Isolierstopfen 146 geschlossen ist. Die Befestigung der Stopfen erfolgt, wie dargestellt, durch einen Preßsitz. In den Stopfen sind Öffnungen angeordnet, um von einem Ende der Vorrichtung zum anderen eine Luftströmung zu schicken. Die Vorrichtung kann aber auch abgedichtet und luftleer gemacht sein, um den Bewegungswiderstand der Kugel zu vermindern und bei der Abschaltung großer Ströme eine Lichtbogenbildung auszuschalten. In jedem der beiden Stopfen sind zwei mit Abstand angeordnete Kontakte 147 und zwischen ihnen eine Elektrode 148 angeordnet. Eine Kugel 149, die einen geringeren Durchmesser hat als der Innenraum der Hülse 145, beaufschlagt gleichzeitig die Kontakte 147 und eine dünne Schicht aus Isoliermaterial 150, die am Ende der Elektrode 148 angeordnet ist. Die Elektroden 148 sind über einen Leiter 151 an eine Hochspannungsquelle 152 angeschlossen, welche den Elektroden 148 nahezu ohne Stromfluß eine hohe Spannung zuführt. Wenn die Kugel die Isolierschicht an dem Ende der Elektrode 148 beaufschlagt, hat sie die gleiche Polarität wie die benachbarte Elektrode und wird dann von dieser abgestoßen, während sie von der gegenüberliegenden Elektrode entgegengesetzter Polarität angezogen wird. Wenn die Kugel die isolierende Abdeckung des Endes der gegenüberliegenden Elektrode berührt, ändert sich die Ladung der Kugel auf das Potential der nunmehr benachbarten Elektrode, so daß die Kugel wieder zurückbewegt wird und dann eine schnelle Hin- und Herbewegung der Kugel zwischen den Endstopfen erfolgt. Auf diese Weise verhält sich die Kugel wie ein Ladungsteilchen eines elektrischen Feldes, so daß es beschleunigt und gebündelt werden und auch so wie ein sichtbares Elektron arbeiten kann. Die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung ändert sich mit der Größe des von der Quelle 152 gelieferten Potentials. Es versteht sich, daß dieses Potential bei nahe stromflußlosem Zustand sehr hoch ist und daß zwischen den Elektroden innerhalb des hohlen Innenraumes der Hülse 145 ein elektrostatisches Feld erzeugt wird. Im Mittelteil der Hülse ist eine Spule 153 angeordnet, die bei ihrer Erregung einen Magnetfluß erzeugt, der die Bewegungen der Kugel bei ihrem Hin- und Hergang beeinträchtigt. Dieser Magnetfluß ändert die Kugelgeschwindigkeit im steigenden oder fallenden Sinne

in gleicher Weise wie die Änderungen des Potentials der Quelle 152. Der Strom der Spule 153 kann in solchem Maße vergrößert werden, daß tatsächlich die Bewegung der Kugel unterbrochen wird und die Kugel in einer Mittellage stehenbleibt, so daß auf diese Weise die Stromkreise unterbrochen werden, die sich durch Überbrücken der Kontakte 147 schließen. Wie die F i g. 22 zeigt, sind die zu steuernden Stromkreise über die Leiter 154 bzw. 155 an das rechte und an das linke Ende der Stopfen angeschlossen.

Neben jeder der Kontaktgruppen können Spulen 156 und 157 derart angebracht und in einem solchen Sinne gewickelt sein, daß sie der Kugel 149 eine Vorspannung zur Kontaktgruppe 147 am einen oder am anderen Ende der Hülse erteilen. Mit jeder der Spulen 153,156 und 157 kann die Kugel in kontaktgebender oder nicht kontaktgebender Lage festgehalten werden, um auf diese Weise den Stromfluß über die Leiter 154 oder 155 aufrechtzuerhalten oder zu unterbrechen. Man kann auf diese Weise durch Stromzufuhr zu den Spulen 153, 156 und 157 die Stromkreise unterbrechen oder vervollständigen. Die Stromzufuhr zu den Spulen kann über bestimmte Signale gesteuert werden, die in richtiger Zuordnung zueinander genügend Energie liefern, um entweder die Kugel in der Mittellage zu halten und die Stromkreise zu unterbrechen oder um durch Erregung der Spule 156 oder der Spule 157 den einen oder anderen Stromkreis zu vervollständigen. Die Kugeln bestehen vorzugsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung gleicher oder verschiedenartiger Proportionierung oder aus einem sonstigen Werkstoff mit entsprechender Eignung, solange ein solcher Werkstoff eine minimale Koerzitivfeldstärke, eine hohe Permeabilität und im wesentlichen keine Remanenzeigenschaften hat. Mit einem solchen Werkstoff können mit einer kleinen Kraft große Ströme in Leistungskreise gesteuert werden.

Wie zuvor erwähnt, können die zwei Stromkreise 154 und 155 parallel zueinander angeordnet werden, so daß ein pulsierender Stromfluß auftritt, wenn die Kugel mit einer zuvor festgelegten zu steuernden Frequenz hin- und herbewegt wird. Wenn der Stromfluß in den zwei Kreisen 154 und 155 gegensinnig gerichtet ist, ergibt sich ein Wechselstromfluß in dem Kreis, in dem die Leiter 154 und 155 parallel geschaltet sind, wobei die Frequenz des Wechselstromflusses der Bewegungsfrequenz der Kugel zwischen den Kontakten entspricht. Die Verwendung der Spule und insbesondere der mittleren Spule bietet den weiteren Vorteil, die Kugel auf der Mittellinie der Hülse frei schwebend zu führen, wodurch jegliehe Reibnug mit der Innenwandung ausgeschaltet wird, die sonst eine Verzögerung oder eine Änderung der Bewegungsfrequenz der Kugel hervorrufen kann. Die Kugel kann aus magnetischem Werkstoff bestehen, der mit einer Oberfläche von größerer Leitfähigkeit versehen ist, um einen größeren Strom führen zu können. Der magnetische Werkstoff kann aber auch allein dazu verwendet werden, die Kontakte zu überbrücken, um auf diese Weise den Stromfluß zu steuern. Die Kugel braucht nicht aus magnetischem Werkstoff hergestellt zu sein. Es kann auch leitender Werkstoff verwendet werden, um den Stromfluß zwischen den Kontakten zu ermöglichen. Die Kugel kann auch aus isolierendem Werkstoff bestehen, der mit einem Überzug aus leitenden Werkstoffen versehen ist, der dann in der Überbrückungsstellung den Stromfluß zwischen den Eontakten 147 ermöglicht. Diese Arten von nichtmagnetischen Kugeln können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anwendung kommen, wenn diese als Oszillator verwendet wird. Wenn die Spulen 153, 156 und 157 fortgelassen werden, sprechen die Kugeln auf das elektrische Feld an, welches zwisehen den Elektroden 148 der Anordnung gemäß Fig. 22 erzeugt wird. Die Kugel bewegt sich schnell vom einen Ende der Vorrichtung zum anderen und überbrückt die Kontakte 147, wenn solche zur Vervollständigung von Stromkreisen an' den Enden der Vorrichtung angeordnet sind. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Kugel kann, wie vorerwähnt so eingestellt werden, daß die Frequenz, mit der die zwei Stromkreise geschlossen werden, oder auch die Kontaktgabefrequenz eines Kreises, wenn die Kontakte 147 nur an einem Ende der Vorrichtung angeordnet sind, gesteuert wird.

Zur Erzielung einer Relaiswirkung muß die Kugel an einer Kontaktgruppe in überbrückender Lage gehalten werden. Dies kann dadurch erfolgen, daß man den dielektrischen Werkstoff und die Elektrode von der Stellung, in der die Kugel bei der Uberbrückung der Kontakte zur Anlage kommt, entfernt, so daß eine ständige Anziehung erfolgt. Ein zweites Feld läßt sich dem ersten Feld überlagern oder kann an Stelle des ersten Feldes verwendet werden, um die Kugel in kontaktgebender Lage zu halten. Wenn man magnetische oder elektrostatische Felder verwendet und die Spulen in richtiger Folge erregt und entregt, um eine schnelle Bewegung der Kugel zu erzielen, entsteht ein Oszillator. Wenn die Kugel die Kontakte überbrückt, kann sie auch auf eine Feder auftreffen oder den Betätigungskolben eines Schalters beaufschlagen, um den Stromkreis einer benachharten Spule zu öffnen und den Stromkreis einer Spule am entgegengesetzten Ende der Vorrichtung zu vervollständigen. Es liegt durchaus im Rahmen der Erfindung, die Kugel aus nichtleitendem Werkstoff herzustellen und mit ihr die einander beriihrenden Kontakte 147 auseinander zu bewegen und den Stromkreis zu unterbrechen. Diese miteinander verbundenen Kontakte können dazu verwendet werden, unmittelbar die Änderungen zwischen Erregung und Entregung der Spulen zu steuern. Es können aber auch Schaltvorrichtungen vorgesehen werden, die außerhalb der Vorrichtung angeordnet sind und für eine entsprechende Zeitgabe und Steuerung einer geeigneten Vorrichtung zur Erregung und Entregung sorgen.

Die F i g. 24 zeigt den gleichen Aufbau wie die Anordnung der Fig. 22, mit Ausnahme der Tatsache, daß noch eine zweite Kugel 158 vorgesehen ist, um die Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung noch zu erweitern. Auf diese Weise kann jede der Spulen 156 und 157 eine Kugel anziehen und Stromkreise über die beiden Leitergruppen 154 und

155 vervollständigen. Es können auch die eine oder beide Spulen 153 im Mittelteil der Vorrichtung verwendet werden, um eine oder beide Kugeln in der Mitellage zu halten und die Stromkreise über die Leiter 154 und 155 zu unterbrechen. Es ist somit durch die Erregung der verschiedenen Spulen 153,

156 und 157 möglich, eine vollständige Steuerung für die Herstellung und Unterbrechung der Stromkreise zu erzielen oder auch beide Kugeln gleich-

I 227 975

zeitig in gleicher Weise hin- und herzubewegen, wie es zuvor bei der einen Kugel der Anordnung gemäß Fig. 22 beschrieben wurde. Die Vorrichtung gemäß Fig. 24 kann alle Aufgaben erfüllen, die sich auch mit der Vorrichtung gemäß Fig. 22 ausführen lassen, wobei jedoch zusätzlich noch die Möglichkeit gegeben ist, die Stromkreise mit den Leitern 154 und 155 gleichzeitig zu steuern.

Die Kugel oder Kugeln können gegenüber den Wandungen der Hülse 145 ein Spiel aufweisen, welches noch größer ist als das in der Zeichnung dargestellte. In den Endstopfen 146 können Öffnungen vorgesehen sein, so daß dort die vor der Kugel bei deren Hin- und Herbewegung in der Hülse verdrängte Luft entweichen kann. Die Stopfen können aber auch vollständig dichtend in die Enden der Hülse eingesetzt und innerhalb der Hülse ein Vakuum erzeugt sein, so daß sich die Kugeln in einem Vakuum bewegen und auch eine Lichtbogenbildung bei der Abschaltung großer Ströme verhindert wird. Wenn die Hemmung für die Kugel oder Kugeln nicht zu groß .'Wird, kann auch innerhalb der Vorrichtung ein inertes Gas angeordnet sein.

Bei der Anordnung gemäß F i g. 25 sind um die Hülse 145 herum Spulen 159 angeordnet und bezüglich ihres Wicklungssinnes so ausgerichtet, daß ein Magnetfluß entlang der Mittelachse durch den Innenraum der Vorrichtung erfolgt, so daß die Kugel oder die Kugeln entlang der Achse ohne Berührung mit den Hülsenwänden schwebend bewegt werden und besser beschleunigt werden können. Da die Kugel oder die Kugeln sich innerhalb der Hülse 145 wie Ladungsteilchen, Elektronen oder Protonen verhalten, sprechen sie genauso auf Kräfte an, die auch solche Ladungsteilchen beeinflussen können. Es kann somit eine Kugel durch Magnetkraft fokussiert und so gerichtet· werden, daß sie mit irgendeinem einer Reute von Kontaktpaaren in kontaktgebende Berührung kommt, um auf diese Weise einen ausgewählten Stromkreis zu vervollständigen. Da die Kugeln eine wesentliche Masse haben, kann man durch die Magnetkräfte der Spulen 156 und 157 die Kugeln in eine Lage bringen, in der sie die Kontakte überbrücken, wenn die Elektroden 148 und die Energiequelle 152 von der Vorrichtung entfernt werden. Für eine Mehrzahl von Kugeln, welche innerhalb der Hülse unter dem Einfluß einer Magnetkraft oder einer Ladungskraft leitende Ketten bilden, sind Steuerungen vorgesehen. Bei der vorliegenden Anordnung sorgt eine einzige Kugel an Stelle von Kugelketten, die verwendet werden, wenn die Kontakte weiter auseinander liegen, für eine Überbrückung der Kontakte. In allen Fällen sprechen die Kugeln in der zuvor beschriebenen Weise auf die Kräfte an, und zwar vor allem dann, wenn sie aus geeignetem magnetisierbarem Werkstoff bestehen, der eine geringe Koerzitivfeldstärke und Remanenz hat. Die Kugeln können mit Silber, Silberkadmiumoxyd oder sonstigem gut leitendem Metall überzogen sein, so daß ohne Erwärmungen große Ströme übertragen werden können. Unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes und einer Magnetkraft folgen die Kugeln den gleichen Gesetzen der Beschleunigung und der Fokussierung wie Ladungsteilchen. in solchen Feldern. Das elektrische Feld kann für die Bewegung der Kugel in die kontaktgebende Stellung sorgen, oder aber es wird eine Magnetkraft verwendet, um die Kugel zu bewegen und sie in kontaktgebender Lage zu halten.

Die eine Kugel bei der vorliegenden Erfindung kann somit wie ein einziges Elektron wirken, während eine Mehrzahl von Kugeln die Funktion eines Elektronen-

- stromes übernehmen kann, welcher leitende Ketten für den Stromdurchgang bildet. Gleichgültig, ob eine oder mehrere Kugeln in einem elektrostatischen oder magnetischen Feld oder in einer Kombination beider Felder verwendet werden, kann die Wirkung der Kugel oder Kugeln die Wirkung von Ladungsteilchen in ähnlichen Feldern nachahmen; auf Grund ihrer größeren Abmessungen können die Kugeln jedoch einen wesentlich größeren Strom weiterleiten. Die Kugeln können ihre eigene Ladung haben, die ihnen beispielsweise durch radioaktiven Werkstoff, durch molekulare Struktur änderungen, durch die Umgebung eines ionisierten Gases oder Wärmezufuhr zugeführt wird, um einen freieren Elektronenaustausch mit dem ladenden Werkstoff zu ermöglichen und die gewünschten Effekte innerhalb eines elektrischen Feldes schneller zu erzielen.

Die in der F i g. 26 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 162 mit einer Mehrzahl von auseinander liegenden Kontakten 163, die gegenüberliegend einem konvergierenden Abschnitt 164 vorgesehen sind, in welchen eine Kugel 165 durch eine Elektrode 166 und eine Spule 167 angezogen wird. Ähnliche Elektroden 168,169 und 170 sind neben den Kontakten angeordnet und in Parallelschaltung über eine Leitung 171 mit einer Energiequelle 172 verbunden. Die Spulen 173,174 und 175 sind neben den Elektroden 168,169 und 170 so angeordnet, daß die Kugel 165 von der Quelle hohen Potentials 172 oder durch den Magnetfluß der Spulen 167, 173, 174 und 175 bewegt werden kann.

Beide Kräfte können gleichzeitig oder getrennt voneinander zur Anwendung kommen, und es kann das hohe Potential oder der magnetische Fluß allein verwendet werden, um die Kugel schnell zwischen den Elektroden hin- und herzubewegen und eine Gruppe von Kontakten 163 zu überbrücken, wobei die Spulen abwechselnd erregt werden, um für die Anziehungskraft sorgen zu können. Durch den Einfluß des magnetischen Flusses der Spulen 173, 174 und 175 wird die Kugel fokussiert und, wenn eine genügend große Magnetkraft vorhanden ist, auf einer ausgewählten Kontaktgruppe in Anlage gehalten. In ähnlicher Weise kann die Spule 167 verwendet werden, um die Bewegung der Kugel 165 zu unterbrechen oder zu verlangsamen, um so an der Vorrichtung eine Rückkopplung oder eine Modulation vorzunehmen. Wie zuvor erwähnt, wird die Geschwindigkeit der Kugel durch die Größe der Spannung aus der Quelle 172 und die Größe des Magnetfeldes der Spulen gesteuert. Die Lage der Kugel wird gesteuert durch die verschiedenen Signale, die von den verschiedenen Spulen empfangen werden, um Felder zu erzeugen, welche die Kugel je nach der Größe der empfangenen verschiedenen Signale zu einem bestimmten Punkt lenken. Die Spulen 176 und 177 oder Elektroden zur Erzeugung eines magnetischen Flusses oder eines elektrostatischen Feldes können auch verwendet werden, um die Kugel von ihrem Pfad zwischen den Elektroden 166 und 169 zu den Elektroden 168 oder 170 abzulenken, so daß die Kugel selektiv einen aus einer Mehrzahl von mit Abstand angeordneten Kontakten 163 beaufschlagt. Wenn auch in der Zeichnung der Einfachheit halber nur am rechten Ende der Vorrichtung Kon-

12^7 975

17 18

takte angeordnet sind, versteht es sich, daß auch an geln erzielbar ist, von der jede Kugel jeweils' eine

beiden Enden Kontakte und Elektroden vorgesehen größere Kraft erfordert als die vor ihr in der Reihe

sein können. angeordneten, so daß man bei einer Steuerung die

Die Elektroden können, wie in den Figuren dar- Bewegung der Kugeln von der Größe der angewändgestellt, mit Abstand angeordnet sein, oder aber es "5 ten Kraft abhängig machen kann. Eine geringe Kraft wird eine Mehrzahl von Elektroden verwendet, die sorgt dann dafür, daß mit einer Kugel ein Kontäktmit Abstand gegeneinander versetzt über die Länge paar überbrückt wird. Eine größte Kraft sorgt dann der Vorrichtung verteilt sind, wobei das Potential dafür, daß eine weitere Kugel ein weiteres Kontaktgegenüber den Paaren von Elektroden SO: abgestuft paar überbrückt. Eine noch.größere Kraft bewegt ist, daß es vom einen Ende der Vorrichtung zum an- io dann eine dritte Kugel in eine Stellung, in der ein deren zunimmt. Ein solchermaßen abgestuftes Poten_r dritter Stromkreis vervollständigt wird, usw.'Bei der tial unterstützt die schnelle Beschleunigung "der Ku- Verminderung der Kraft gelangen eine oder mehrere gel bei ihrer Bewegung vom einen Ende der'Vorrich- der Kugeln in eine nicht kontaktgebende Stellung zutung zum anderen, so daß die Vorrichtung hierdurch rück, um einen oder, mehrere Stromkreise züunterzu einer Beschleunigungsvorrichtung für mikrosko- i's brechen, so daß durch die Verwendung verschieden pische Teilchen wird, die mit größer werdender Ge- magnetisierbarer Werkstoffe für die Kugeln, eine schwindigkeit bewegt werden, so daß sie am Ende weitere Steuerung zur Herstellung und' Unterihres Beschleunigungspfades in der Lage sind, eine brechung der Kreise möglich ist. Es ist ersichtlich, erhebliche Arbeit zu leisten. Die Partikeln sind dabei daß bei einer Art der Frequenzsteuerung Kugeln keineswegs auf eine geradlinige Bewegung be- 20 verwandt werden können, die auf die eine Frequenz, schränkt, sondern es kann die Bewegung in jeder nicht aber auf eine andere Frequenz ansprechen. Bei Form,'beispielsweise in Art einer Spirale, einer einem vorgegebenen magnetischen Werkstoff und Schraubenlinie, oder, je nach den der Vorrichtung einer genau dosierten Magnetkraft muß eine' ganz zugeordneten Feldern gemäß einer sonstigen harmo- .. bestimmte Periödendaüer vorliegen, um die Kugel nischen Form erfolgen. Zur Beschleunigung einer 25 in die kontaktgebende Stellung zu bewegen.
Partikel auf einem vorgegebenen Pfad innerhalb Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 27 ist ein eines vorgegebenen Raumes kann vorteilhafterweise Gehäuse 180 vorgesehen, welches aus isolierendem eine wiederholt zur Einwirkung kömmende pülsie- Werkstoff besteht und eine erste Gruppe von rende Kraft verwendet werden. Beispielsweise kann Schlußklemmen 181 und 182 zur Zufuhr einer hohen ein Gegenstand, wie etwa die hier beschriebene Ku- 30 Spannung aufweist. Die Spitzen der Anschlußklemgel, aus einer Vorrichtung, die gemäß den hier be-i men sind vorzugsweise zugespitzt, so daß der FeIdschriebenen Grundgedanken aufgebaut ist, mit einer aufbau verbessert wird. In dem unteren Teil einer immensen Geschwindigkeit · herausgejagt werden,' Kammer 184 ist eine Kugel 183 so angeordnet, daß ähnlich wie beispielsweise bei einem Gewehr, jedoch sie zwischen den Klemmen 181 und 182 hin- und mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten. .35 herbewegt werden kann. In der Nähe des Endes des

Die Energie zur Steuerung der verschiedenen Vor- Gehäuses 180 ist ein Kontaktpaar 185 und 186 so richtungen, die erfindungsgemäß aus den beschriebe- angeordnet, daß der Kontakt 185 von der Kugel 183 nen Stromkreisen, Elektroden, Kontakten, Kugeln beaufschlagt wird, wenn.diese, wie die Zeichnung u. dgl. aufgebaut sind, kann von einem elektrischen zeigt nach rechts bewegt ist: Der oberhalb des Kon-Feld, einer elektromagnetischen Ausstrahlung oder 40 taktes 185 angeordnete Kontakt 186 wird von'einer einer Kombination dieser Energiequellen stammen. Kugel 187 beaufschlagt, wenn diese nach rechts be-Die Energie kann kontinuierlich vorhanden sein oder wegt wird und dabei den Kontakt und die Kugel 183 von verschiedenen Quellen mit verschiedenen GrO- beaufschlagt. Hierdurch wird ein Stromfluß über die ßen, verschiedenen Frequenzen und. verschiedenen Leiter 191 ermöglicht, die mit den Kontakten 185 Polaritäten kommen. Die speziell in den Zeichnungen 45 und 186 verbunden sind. Die Kugel 187 wird, Wenn dargestellten Energiequellen sind somit nicht im be- an die Klemmen 188 und 189 eine Spannung äiigeschrankenden Sinne zu werten, da aus den offenbar- legt ist, in Richtung zum einen oder zum anderen ten, erläuterten und beanspruchten Bauelementen die Ende des Gehäuses 180 angezogen. Die Kugeln 183 verschiedensten Anordnungen und Vorrichtungen und 187 bestehen vorzugsweise aus magnetisiergebaut werden können. Bekannte Kombinationen 50 barem Werkstoff, so daß sie nicht nur auf ein elektrovon Stromkreisen, Steuerungen und ähnlichen An- statisches Feld, sondern auch auf ein magnetisches Ordnungen, welche zur Zeit mit geladenen Partikeln Feld ansprechen, je nachdem, welches der beiden und den verschiedenen bekannten Röhren arbeiten, Felder vorherrscht. An den Enden des Gehäuses, in lassen sich durch Vorrichtungen nachbilden, die der Zeichnung im Bereich der Anschlußklemmen nunmehr geladene magnetische oder magnetisierbare 55 181, 182, 188 und 189, sind Spulen 190 angeordnet, Kugeln enthalten, die den Einflüssen der verschie- welche aus einer Stromquelle erregt werden, um ein denen zuvor erwähnten Felder und Energien ausge- Magnetfeld zu erzeugen, mit dem die Bewegung der setzt werden. Kugeln gesteuert wird. Die Kugeln können somit auf

Da es durch sehr große Anstrengungen gelungen das elektrostatische Feld und/oder das Magnetfeld ist, Kugeln aus einem magnetisierbarem Werkstoff 60 ansprechen. Die Kugeln 183 und 187 besitzen, wenn zu erzeugen, welcher eine minimale Koerzitivfeld- sie aus magnetisierbarem Werkstoff bestehen, einen stärke hat, eine Permeabilität besitzt und praktisch Überzug aus Silber oder einem ähnlichen gut leitenkeine Remanenz aufweist, kann mit kleinen Kräften den Werkstoff, "so daß sie gut Strom leiten können! der Durchgang von großen Strömen gesteuert wer- Die Kugeln können auch in ähnlicher Weise aus leiden. Es ist offensichtlich, daß verschiedene magneti- 65 tendem Werkstoff hergestellt werden, wenn sie nur sierbare Werkstoffe größere Kräfte zu ihrer Steuerung auf ein elektrostatisches Feld anzusprechen haben, benötigen, so daß durch Herstellung von Kugeln aus wobei als Material Silber od. dgl. in Frage kommt verschiedenen Werkstoffen eine Stufenreihe von Ku- und die Kugeln massiv oder hohl ausgebildet sein

19 20

können. Der Stromkreis wird über die Kontakte 185 brückt werden können, wenn diese im hohlen Innen- und 186 geschlossen, wenn an den Klemmen 181, raum 287 des Gehäuses hin- und herbewegt wird. 182 und 188, 189 ein Signal von hohem Potential Wenn die Kugel zum rechten Ende des Gehäuses beerzeugt wird. In ähnlicher Weise wird der Stromkreis wegt wird, wie es in der Fig. 29 dargestellt ist, werden vervollständigt, wenn eine Energiequelle an die eine 5 die Kontakte 284 überbrückt und über die Kontakte oder die andere der Spulen 190 angeschlossen wird, eine Verbindung zwischen dem Stromkreis 283 und um die Kugeln 183 und 187 (bezüglich der Zeich- einem Stromkreis 288 hergestellt, solange die Kugel nung) zum rechten Ende des Gehäuses zu bewegen, die Kontakte während eines zuvor festgelegten Abum dort einander und die Kontakte 185 und 186 zu schnittes der sinusförmigen Wechselstromwelle überberühren. Es wird auf diese Weise der Stromkreis io brückt. Wenn die Kugel nach links bewegt wird und nur vervollständigt, wenn das elektrische Feld über die Kontakte 285 überbrückt, wird eine Verbindung die Klemmen 181, 182 und 188,189 ordnungsgemäß zwischen einem Stromkreis 289 und dem Stromkreis ausgerichtet ist oder getrennt davon oder gleichzeitig 283 hergestellt, so daß auch hier der Wechselstrom ein gewünschter Stromfluß durch die Spulen 190 während eines zuvor festgelegten Teiles der sinus^. hindurchgeschickt wird, um auf diese Weise Signale 15 förmigen Welle fließen kann. Es ist zweckmäßig, die zur Lageneinstellung der Kugeln zu geben. Jede der Länge der hohlen Innenkammer 287 bezüglich der Kugeln wird von der kontaktgebenden Stellung ver- Größe und dem Gewicht der Kugel so zu dimensiodrängt durch eine Signaländerung, die in einer An- nieren, daß ein unmittelbares Verhältnis zur Sinusderung des magnetischen oder elektrostatischen welle hergestellt wird, um eine Kugelbewegung her-Feldes zum Ausdruck kommen kann, um den Strom- ao vorzurufen, die unmittelbar in Synchronismus mit kreis an den Kontakten 185 und 186 zu trennen. Der der Sinuswelle erfolgt, wobei dann die Kugel, nachStromkreis wird daher nur vervollständigt, wenn ein dem sie eine Kontaktgabe bewirkt hat, augenblickordnungsgemäßer Stromfluß und/oder die richtige lieh wieder von den Kontakten getrennt wird. Wenn Spannung oder beide den Klemmen und/oder den das richtige Verhältnis zwischen der Länge und dem Spulen der Vorrichtung zugeführt werden. Es ver- 35 Gewicht der Kugel hergestellt ist, werden die Bewesteht sich, daß auch am linken Ende des Gehäuses gung der Kugel und der Durchgang des Stromes ein Kontaktpaar 185 und 186 angebracht werden durch die Kontakte synchronisiert,
kann, welches dann in ähnlicher Weise wie der Es kann erwünscht sein, die Kugel eine Zeitlang in Stromkreis 191 angeschlossen werden kann. Wenn kontaktgebender Stellung zu halten, so daß ein erin dieser Weise zwei Kontaktgruppen 185 und 186 30 heblicher Strom von entgegengesetzten Teilen der verwendet werden, können eine Magnetspule oder Sinuswelle durch jede der Stromkreise 288 und 289 Hochspannungsanschlüsse in der Mitte angebracht hindurchgeleitet wird. An dem Gehäuse können werden, um eine oder beide Kugeln von den Kon- neben den Kontaktgruppen 284 und 285 Spulen 291 takten fernzuhalten und auf diese Weise die beiden und 292 angebracht werden, die an die Stromkreise mit den zwei Kontaktgruppen 185 und 186 verbun- ₃₅ 288 und 289 so angeschlossen sind, daß sie zunächst denen Stromkreise zu unterbrechen. durch die obere Hälfte der Sinuswelle an dem einen

Die Vorrichtung gemäß F i g. 28 kann auf eine Ende des Gehäuses und dann durch die untere

Vielzahl von zugeführten Signalen ansprechen. Die Hälfte der Sinuswelle am entgegengesetzten Ende des

Kugel 195 kann mit Hilfe der Kontakte 211 am einen Gehäuses eine Haltekraft für die Kugel erzeugen.

Ende der Vorrichtung und über Kontakte 212 am 40 Eine maximale Haltekraft ergibt sich an den

entgegengesetzten Ende der Vorrichtung Stromkreise Scheitelpunkten der Sinuswelle, so daß es zu einer

schließen. Die Vorrichtung kann ferner in der Platte Beseitigung der Haltekraft kommt, bevor der

213 und dem ihr zugeordneten Stromkreis oder in Wechselstrom seine Phasenlage ändert.. Auf diese

der Induktionsspule 214 und dem ihr zugeordneten Weise erfolgt über einen erheblichen Zeitabschnitt

Stromkreis einen Strom induzieren. Die Vorrichtung 45 ein pulsierender Gleichstromfluß in jedem der beiden

kann somit zur Erzeugung oder zum- Empfang eines Kreise 288 und 289.

speziellen Signals oder einer Kombination von Si- Die Fig. 30 und 31 erläutern die Anwendung gnalen in der zuvor beschriebenen Weise verwendet eines Impulsgebers gemäß der Erfindung als Magnetwerden. Die Hin- und Herbewegung der Kugel er- verstärker mit einem besonders wirkungsvollen Auffolgt durch ein Hochspannungsfeld, welches mit 50 bau und einer Anordnung von aufgeladenen Kugeln, Hufe der Klemmen 181 und 182 erzeugt wird. Die die einander abstoßen. Ein mittlerer, aus isolieren-Kugelbewegung kann durch einen Magnetfluß aus dem Werkstoff bestehender Block 302 trennt zwei einer Spule 214 in der Nähe der Vorrichtungsmitte gleichartig ausgebildete Gitter 301. In den Körpern unterbrochen werden. In gegenüberliegenden Wan- dieser Gitter 301 ist eine Mehrzahl von magnetischen düngen des Gehäuses 193 ist eine Öffnung oder ein 55 oder magnetisierbaren Elementen 303 eingebettet. Fenster 210 eingearbeitet, durch das ein Lichtstrahl Wie aus der Zeichnung zu ersehen, sind hier zwölf hindurchtreten kann, um eine Fotozelle zu beauf- Elemente kreisförmig neben der Umfangswand der schlagen, welche dann jedesmal anspricht, wenn die Gitter angeordnet. Zwischen dem mittleren isolieren-Kugel bei ihrem Lauf vom einen Ende der Kammer den Block 302 an den Wandungen einer Öffnung in zum anderen den Lichtstrahl unterbricht. 60 dem isolierenden Körper 305, in den die Gitter 301

In der Fig. 29 ist eine Variation des Impulsgebers eingesetzt sind, befindet sich ein Ringraum 304. Die gemäß der Erfindung, die es gestattet, einen Wechsel- einander gegenüberliegenden Teile der Umfangsstrom gleichzurichten. Diese Vorrichtung besteht aus wände von Isolierkörper 305 und Isolierblock 302 einem Gehäuse 280 mit Elektroden 281 und 282, sind mit Bändern 306 aus leitendem Werkstoff, der die an einen Wechselstromkreis 283 angeschlossen 65 beispielsweise Silber, Kupfer od. dgl. sein kann, besind. Innerhalb des Gehäuses sind an gegenüberlie- legt. Eine Isolierstoffschicht 307 bedeckt die Bänder genden Enden der Vorrichtung Kontaktpaare 284 306 und isoliert den Ringraum 304 von einer Mehr- und 285 angeordnet, die durch eine Kugel 286 über- zahl von in dem Ringraum 304 angeordneten Kugeln

308. Das Band 306 an der Wandung des Isolierkörpers 305 ist über einen Leiter 309 mit einer Energiequelle 311 verbunden, während ein Leiter 312 das Band 306 an dem Isolierblock 302 mit der Masse 313 verbindet. Die Energiequelle 311 sorgt für eine Ladespannung an den Bändern 306. Diese Spannung kann, je nach dem für die Ladung der Kugeln 308 erforderlichen Feld, zwischen einigen hundert und vielen tausend Volt schwanken. Die Kugelladung muß so groß sein, daß diese einander abstoßen und in dem gesamten Ringraum 304 mit Abstand zueinander gehalten werden. Die zur Herstellung von Kugelketten erforderliche Kraft hängt von der Größe des elektrischen Feldes und den sich hieraus ergebenden Abstoßungskräften zwischen den Kugeln ab. Einer Spule 314, die an dem oberen Gitter 301 angeordnet ist, kann über ein Relais, einen Schalter oder eine Signalvorrichtung 316 aus einer Batterie 315 ein Strom zugeführt werden. Der Signalstrom kann bereits allein so groß sein, daß er eine genügende Magnetisierung hervorruft, um die Erzeugung von Kugelketten zwischen einigen der Gitterelemente 303 einzuleiten. Die Spule beeinflußt die Gitterelemente 303 beider Gitter, da die äußeren Gehäuseteile 318 und 319 aus Weicheisen oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen, der an der Außenseite des Gehäuses einen Pfad von geringem magnetischem Widerstand bereitstellt, welcher zu den in der Nähe der Umfangswände der Gitter 301 angeordneten Elementen 303 führt. Nachdem einmal eine Kette gebildet ist, fließt ein gewisser Strom, dessen Größe durch die Zufuhr größerer Energie zur Spule 314 gesteuert werden kann, sofern die Energiequelle 311 konstant ist. Die Vergrößerung des Magnetflusses durch die Gitterelemente 303 überwindet die Abstoßungskräfte zwisehen den Kugeln und sorgt für eine Kugelkettenbildung zwischen den Gitterelementen 303. Auf diese Weise können mehr und mehr Ketten gebildet werden und mehr Strom über die Leiter 320 durch die Vorrichtung fließen. Bei einer Verminderung oder Unterbrechung der Energiezufuhr zur Spule 314 ergibt sich augenblicklich, daß ein großer Teil oder sämtliche Kugelketten infolge der Abstoßungskräfte zwischen den Kugeln unterbrochen werden, die sich aus deren gleichartigen Ladungen ergeben. Die Lagerung der Vorrichtung ist somit nicht richtungsabhängig, zumindest nicht in dem Sinne, daß die Schwerkraft für die Unterbrechung der Kugelketten zur Einwirkung kommen muß. Indem man zwischen den Kugeln Abstoßungskräfte erzeugt, werden die Kugelketten in jeder beliebigen Lage der Vorrichtung unterbrochen.

Die F i g. 32 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der in einem Gehäuse 321 am Boden einer Kammer ein Gitter 301 angeordnet ist, dessen Gitterelemente 303 in der Nähe der Gitterumfangswände angeordnet sind. Der Ringraum 304 zwischen der Wand des Gehäuses 321 und dem mittleren Block 302 und der Stirnfläche der öffnung des Gehäuses 321 ist mit Bändern 306 belegt, die durch eine Isolierstoffschicht 307 abgedeckt sind. Diese Bänder sind in gleicher Weise mit den Leitern 309 und 312 an eine Energiequelle 311 bzw. an Masse 313 angeschlossen. Ein oberes Gitter 322 weist eine Mehrzahl von Gitterelementen 323 auf, die auf die Elemente 303 des Gitters 301 und auf den Ringraum 304 ausgerichtet sind. Ein seitlicher Ansatz 324 erstreckt sich von der einen Seite des Gitters 322 in einen Schlitz 325 des Gehäuses 321 hinein, um eine Verdrehung des Gitters 322 zu verhindern. Zwischen dem mittleren Isolierblock 302 und dem Gitter 322 befindet sich eine Feder 326, die das Gitter 322 nach 5 oben gegen einen Nocken 327 drückt, der bei seiner Bewegung das Gitter 322 nach unten drücken und den unteren Ringteil 329 und die Gitterelemente 323 in den Ringraum 304 hineinbewegen kann. Wenn der Nocken gedreht oder in sonstiger Weise bewegt wird,

ίο um das Gitter 322 nach unten zu verschieben, greift der Ringteil 329 in den Ringraum 304 ein und zwingt auf diese Weise die Kugeln in einen kleineren Raum, bis dort eine oder mehrere Ketten gebildet werden. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung werden mehr und mehr Ketten gebildet, bis letztlich zwischen allen Gitterelementen 323 Kugelketten bestehen. Bei einer Reversierung der Bewegung des Nockens 327 wird der von den Kugeln eingenommene Raum wieder vergrößert, so daß sie sich wie-

ao der auseinander bewegen. Wenn dann der Nocken wieder so weit bewegt ist, wie es die Zeichnung zeigt, sind alle Kugelketten unterbrochen, und es stoßen sich die Kugeln wieder gegenseitig ab. Die Nockenbetätigung sorgt dafür, daß ein Stromfluß zwischen

as dem Ringteil 329 und dem Raum 304 bei einer direkten Berührung und einer Druckbeaufschlagung erfolgt, bei der an den stromführenden Teilen kein Verschleiß und keine Beschädigung auftreten kann.

Bei einer nochmaligen Betrachtung der Fig. 30 und 31 ist ersichtlich, daß die Energieversorgung der Spule 314 veränderbar ist, um für eine Erzeugung und Unterbrechung der Kugelketten zu sorgen. Es liegt aber durchaus im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Energiezufuhr zur Spule 314 konstant zu halten und die Spannung der Energiequelle 311 zu verändern, um auf diese Weise auf die Ladungen der Kugeln einzuwirken. Durch Verminderung der Spannung werden die Abstoßungskräfte zwischen den Kugeln geschwächt, und es entstehen dann durch den konstanten Magnetfluß, den die Spule 314 erzeugt, die Kugelketten. Wenn die Spannung der Energiequelle 311 weiter verkleinert wird, entstehen mehr und mehr Ketten. Die Unterbrechung dieser Kugelketten erfolgt durch Zufuhr von stetig größer werdenden Spannungen zum elektrostatischen Feld, welches dann für eine Vergrößerung der Kugelladungen und der zwischen ihnen bestehenden Abstoßungskräfte sorgt. Dadurch, daß man in die Lage versetzt ist, die Anzahl der erzeugten oder unterbrochenen Kugelketten genau zu steuern, läßt sich auch der zwischen den zwei Gittern vorhandene Stromfluß sehr genau einstellen. Man kann somit mit einem kleinen, der Spule 314 zugeführten Strom die Übertragung von erheblichen Strömen, die nach dem Willen der Bedienungsperson vergrößert oder verkleinert werden können, über die Gitter 301 steuern. Bei der Anordnung gemäß F i g. 33 sind die ringförmigen leitenden Bänder 306 mit Abstand zueinander angeordnet, um eine ringförmige Kammer 304 zu bilden. Die Bänder 306 sind dabei mit isolierendem Werkstoff 307 abgedeckt. In dem Ringraum 304 ist eine Mehrzahl von Kugeln 308 angeordnet, die aus leitendem, jedoch nichtmagnetisierbarem Werkstoff bestehen können. Wenn die Kugeln unter dem Einfluß der Schwerkraft auf den Boden des Ringraumes 304 fallen, wird über die ringförmigen leitenden Ringe 331 und 332 ein Stromkreis 330 geschlossen. Wenn den Bändern 306 über die Leitungen 309

I 227

aus "der Energiequelle" 311 in der vdrbeschriebenen Weise.ein L^defstrom zugeführt wird, sorgt das elektrostatische'Feld in dem Ringraum'304 für eine Aufladung, der Kugeln, so daß'sie einander abstoßen und hierdurch den Stromfluß "zwischen den Ringen 331 und 332„"unterbrechen. Bei der anfänglichen Zufuhr des Sfrörries zu den Leitungen 309 kann die Vorrichtung irgendwelchen Schwingungen ausgesetzt werden, um die. Kugeln voneinander zu^ trennen und von dein Boden 'des Ringräumes 304 fortzubewegen, wenn die sich gegenseitig abstoßenden Ladungen aufgebracht' werden,'"so daß die Kugeln.schnell voneinander' freikommen. Wenn das elektrostatische Feld verkleinert wird; weiden die Ladungen geringer; so daß einige Kugeln auf den Boden des Ringräumes 304 fallen und gegebenenfalls "zwischen 'den Ringen 331 ."und'332 leitende Pfade bilden,'um mehr und mehr Strom *ζμ_; übertragen, bis letztlich die Stromzufuhr über die Leitungen 309 unterbrochen wird c und die Ladungen der Kugeln verschwinden und alle Kugeln" auf den Boden des Ringraumes 304 fallen, um" dort einen maximalleitenden Pfad zwischen den leitenden Ringen zu bilden. Wenn die Kugeln aus magnetischem Werkstoff bestehen, kann bei der" Abordnjjng der Fig. 34 durch das Ringfeld 333 je nach £5 'der ^Versorgung dieses Feldes die Einwirkung der Schwerkraft behindert oder unterstützt werden. Diese Aüsführungsförm entspricht genau der Ausführüngsfprm 52 mit Ausnahme der Tatsache der zusätzlichem Anordnung des Ü-förmigen Ringmagneten 334, der das Ringfeld 333 erzeugt. Wenn die Größe der Kugelladungen Verkleinert wird, zieht das Feld 333 die Kugeln zum Boden des Ringraumes 304 und vervollständigt hierdurch einen Stromkreis zwischen den Ringen 331 und 332. Das Magnetfeld 333 unterstützt somit die Schwerkraft dabei, die Kugeln zum Boden des Ringraumes 304 zu bewegen. ' '

In den Fig. 35 und 36 ist" eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die Elektroden 337 und 338 an' gegenüberliegenden Seiten einer Kammer 339 gleiche Ladungen auf den in der Kammer angeordneten Kugeln 341 erzeugen und auf diese Weise Abstoßungskräfte zwischen den Kugeln hervorrufen und die Entstehung von leitenden Ketten verhindern. Die Elektroden 342 und 343 sind gegenüber den Elektroden 337 und 338 versetzt an gegenüberliegenden Seiten der Kammer 339 ang£pr_dnet,*um in, der Kammer 339 ein elektrostatisches Feld "aufzubauen,"durch das auf die Kugeln Ladungen aufgebracht werden, deren Polarität entgegengesetzt zu den Ladungen ist, die durch die Elektroden 337 und 338 erzeugt werden. Wenn auf verschiedenen Kugeln ungleichförmige Ladungen aufgebracht werden, ziehen sich diese Kugeln an bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Felder der. zwei Gruppen von Elektroden im wesentlichen gleich sind, alle Kugeln angezogen und zu leitenden Ketten verbunden sind. Die Stirnflächen der Elektroden sind mit isolierendem Werkstoff 344 bedeckt, auf dem leitende Platten 345 angeordnet' sind; zwischen denen die leitenden Ket- 6b teil erzeugt werden können, um einen Stromkreis zwischen dem' an zwei verschiedene Elektroden angeschlossenen Leiter 349 und dem an zwei andere, benachbarte, aber unterschiedliche Elektroden angeschlossenen Leiter 351 herzustellen. Durch Änderung der Spannung, die aus der Spannüngsqpelle dem Elektrodenpaar 337 und 338 oder" dem Elektrodenpaar 342 und 343 oder beiderTElektrodenpäären zugeführt wird, kann der Stromkreis^Λ zwischen den Leitern 349 und 351 hergestellt oder'-unterbrochen und der Stromfluß geregelt werden. . "' ' ■

Es versteht sich, daß bei bestimmten Vorrichtunge eine dielektrische Flüssigkeit verwendet werden kann. An Stelle solcher Flüssigkeit kann" auch in der abgedichteten Kammer,- in der sich die Kugel bewegt, ein Gas und insbesondere ein inertes Gas verwendet werden. Ebenfalls ist. es' möglich, aus der Kammer jegliche. Flüssigkeit und· jegliches Gas zu beseitigen, so daß die Kugel·¹'dann im Vakuum arbeitet. ■ y ' - \ """ '- '

Das vorstehend in der Beschreibung und nach^ folgend in den Ansprüchen verwendete Wort»Kugei«i soll keineswegs ausschließlich auf ein rein sphärisches Element Bezug nehmen, da diese Elemente praktisch jede beliebige Form haben können. In einigen Fällen kann auch eine Mehrzahl von formbaren Elementen oder eine größere Anzahl kleinerer Elemente in Art von aufladbaren Partikeln verwendet werden, die sich zur Herstellung eines leitenden¹ Pfades verdichten lassen. Die aufladbaren Körper,gleichgültig, ob kugelförmig oder unregelmäßig ausgebildet, oder zuvor aufgeladene Elemente-werden durch eine Ladung beeinflußt, die durch die Potentialdifferenzen an den Elektroden hervorgerufen wird, um auf diese Weise die Leitfähigkeit in der· hier beschriebeneri Weise zwischenKontaktpaarenzu verändern. Es ver^ steht sich, daß die Elemente und Partikeln magne-' tisch, leitfähig oder nicht leitfähig sein können, da sie in der hier beschriebenen Weise durch Potential·- differenzen zwischen den Elektroden bewegt werden, um die Leitfähigkeit eines Pfades-zu ändern. Die Zustandsänderung der beweglichen Elemente der Vorrichtung ändert somit die Größe 'der Leitfähigkeit eines Pfades, um sie nach den Gegebenheiten einen Stromkreis unterbrechen oder zu-vervollständigen.

Claims (13)

Patentansprüche: ' " '-

1. Elektrischer Impulsgeber, dadurch gekennzeichnet, daß· eine'die festen Impulskontaktstücke (32) - schließende Kugel (33) in einem durch eine Spannungsquelle (25) erzeugten elektrischen Feld hin- und herbewegt wird.

2. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (32) in ein isolierendes Gehäuse (21) hineinragen, in welchem sie von - der darin frei beweglichen Kugel (33) beaufschlagt werden, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche die- Geschwindigkeit der Kugelbewegung beeinflußt. - -

3. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine außen um das Gehäuse gelegte Spule (36). ■

4. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse mit Abstand voneinander angeordnete Kontaktpaare (32) hineinragen, die wechselweise von der Kugel (33) geschlossen werden, wobei eine Vorrichtung (27) zur Unterbrechung der Kugelbewegung vorgesehen ist.

5. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung

- (26, 28), welche die Kugel. (33) in der kontaktgebenden Stellung festhält.. ^:

6. Elektrischer Impulsgeber' nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet; daß die Vorrich-

tung zur Unterbrechung der Kugelbewegung bzw. zum Halten der Kugel aus einem Paar Anschlüssen besteht, die seitlich an der Kugelbahn angeordnet und an eine Hochspannungsquelle anschließbar sind.

7. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Kontaktpaaren und eine Mehrzahl von Kugeln, die zur Überbrückung dieser Kontaktpaare dienen, und durch eine Erregervorrichtung, die die Kugeln durch Zufuhr magnetischer Energie so einstellt, daß ein dieser Erregervorrichtung zugeordnetes Kontaktpaar überbrückt wird (F i g. 30).

8. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit einer dielektrischen Flüssigkeit gefüllt ist.

9. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (33) magnetisch ist und bei ihrer Bewegung in einer an dem Gehäuse angeordneten Spule einen Strom induziert.

10. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer kreisringförmig ausgebildet ist, wobei in der Kammer wechselweise angeschlossene Elektroden vorgesehen sind, die Felder entgegengesetzter Polarität zur Weiterbewegung der Kugel erzeugen können (F i g. 12).

11. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch eine Zwischenwand in zwei parallele Kammern unterteilt ist, welche an einem Ende verbunden sind, an welchem in jede jeweils eine Kugel enthaltende Kammer ein Kontakt hineinragt, wobei über Anschlußklemmen dieBewegung der einen Kugel mittels eines aus einer Spannungsquelle erzeugten elektrischen Feldes aus dem einen Kontakt hin und durch eine magnetische Vorrichtung die Bewegung der anderen Kugel auslösbar ist, die bei Betätigung dieser Vorrichtung durch Zufuhr eines entsprechenden Signals in Berührung mit dem anderen Kontakt und der ersten Kugel tritt, so daß die beiden Kugeln einen Stromkreis zwischen den Kontakten schließen (F i g. 27).

12. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein isolierendes längliches Gehäuse mit je einer Anschlußklemme an jedem Ende und auseinanderliegenden Anschlüssen an einer Seite des Gehäuses, wobei die Endanschlußklemmen beide mit dem gleichen Pol einer Spannungsquelle verbunden sind, deren anderer Pol an den Seitenanschlüssen liegt, so daß die in der Kammer befindliche, durch ein elektrisches Feld bewegbare Kugel einen Stromkreis unterbricht, wenn sie in der Mitte des Gehäuses ist, und einen Stromkreis schließt, sobald sie an dem einen oder anderen Ende der Kam-

_ mer gehalten wird (F i g. 20).

13. Elektrischer Impulsgeber nach Anspruch 1 zur Verwendung als Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel in einer Kammer angeordnet ist, die an gegenüberliegenden Enden Kontaktpaare aufweist sowie mit Anschlußklemmen versehen ist, die an eine Wechselspannungsquelle anschließbar sind, um die Kugel im Takt des Phasenwechsels zwischen den Enden der Kammer hin- und herzubewegen, deren Länge mit dem Gewicht der Kugel und der Frequenz der Wechselspannung genau abgestimmt ist, wobei die Kontaktpaare mit der Wechselspannungsquelle in einem Parallelstromkreis verbunden sind, der bei abwechselnder Überbrückung der Kontaktpaare durch die Kugel einen Gleichstrom führt (F i g. 29). _____

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 699 682.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609 709/233 10.66 © Bundesdruckerei Berlin