DE204530C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vi 204530 —■ KLASSE 21 a. GRUPPE 66.·

, , (Californien, V. St. A.).

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mit welcher hochfrequente elektrische Entladungen mit -Anwendung von Gleich- oder Wechselstrom erzeugt werden können, und bei welcher ein Kondensator von der Leitung über einen Unterbrecher geladen -and durch die Primärspule einesTnduktoriums entladen wird.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine Induktionsvörrichtung (Transformator), auf welcher zwei Spulen angeordnet sind, derart durch einen Schalter in den Stromkreis eingeschaltet wird, daß für AVechselstrom, in einer Stellung des Schalters, die eine Spule an den Erregerstrom und die andere Spule über den Unterbrecher und dessen Elektromagneten an den Kondensator gelegt wird, während für Gleichstrom, in der anderen Stellung des Schalters, beide Spulen in Reihe miteinander und mit dem Elektromagneten des Unterbrechers geschaltet werden, wobei beim Umschalten des Schalters zwecks Anwendung von Wechsel- statt Gleichstrom der offene, magnetische Stromkreis in dem Kern der Induktionsvorrichtung (Transformator) in einen geschlossenen Stromkreis verwandelt wird.

Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, bei Verwendung von Gleichstrom als Betriebsstrom. die bei der Unterbrechung des Stromes in der einen Spule der Induktionsvorrichtung auftretende elektromotorische Kraft der Selbstinduktion zur Ladung des Kondensators zu benutzen, während bei Anwendung von Wechselstrom als.Betriebsstrom die Induktionsvorrichtung einen Transformator bildet, durch welchen die. Spannung vergrößert wird.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist die neue Vorrichtung in verschiedenen Schaltungsschematas dargestellt worden.

Fig. ι stellt das Schaltungsdiagramm dar für Wechselstrom, während Fig. 2 einen permanenten Stahlmagneten zeigt. Fig. 3 zeigt eine · geänderte Ausführungsform der neuen Einrichtung, Fig. 4 einen Teil des Induktionsapparates und Transformators und Fig. 5 ein Schaltungsschema einer ferner geänderten Ausführungsform.

Gemäß Fig. 1 ist die Sekundärspule 2 eines Induktoriurris mit der Funkenstrecke 1 in Verbindung, während die Primärspule 3 einerseits direkt an einem Kondensator 4 und andererseits über einen Unterbrecher 5 an demselben liegt. Der Unterbrecher, dessen Spannung durch eine Stellschraube 6 eingestellt werden kann, besteht aus Kontaktschrauben 7 und 8, einem Anker 9 und einem Elektromagneten 12 mit der Spule 10. Die Unterbrechungszahl wird bei Gleichstrom-durch den Unterbrecher und bei Wechselstrom durch die Frequenz desselben bestimmt. Bei Gleichstrom wird der Elektromagnet 10, 12 direkt mit Strom aus dem Netz erregt, während er bei Wechselstrom durch Induktionswirkung des Netzstromes erregt wird. Damit dieser Elektromagnet schnell anspricht, ist sein Kern \2 lamelliert und polarisiert. Zu diesem Zweck

ist ein Stahlmagnet 13 mit dem einen Ende des Kernes 12 verbunden (Fig. 2). j

Eine Induktionsvorrichtung (Transformator) 14 ist mit zwei Spülenpaaren 15, 16 versehen, die auf den beiden Schenkeln eines vorteilhaft geschlossenen Kernes 17 aufgewickelt sind. Die Verbindungen der Spulen und ihre Wicklungen selbst sind derart angeordnet, daß bei Anwendung von Wechselstrom beide Spulenpaare zusammenwirken, um ein magnetisches Feld in gleicher Richtung in dem Kern zu erzeugen, während bei Anwendung von Gleichstrom die Spulen gegeneinander wirken und in dem Kern einen offenen, magnetischen

ig Stromkreis erzeugen, beispielsweise derart, daß die Pole auf der Linie x-x zu liegen kommen. Der Zweck der Induktionsvorrichtüng (Transformator) besteht darin, 1. eine doppelspulige Induktionsvorrichtung vorzusehen, die bei Gleichstrom oder Wechselstrom die gleiche Induktion gibt, 2. um bei Wechselstrom den Kondensatorladestrom durch Induktion mit einer der Spulen zu erzeugen, die bei Gleichstrom als ,Induktanz dienen, 3. um durch die Trennung der die Induktion hervorbringenden Spulen von den Erregerspulen, die von Wechselstrom durchflossen werden, die

■ Erregerspulen mit so geringer Induktion herstellen zu können, daß ein starker Stromfluß von dem Netz angewendet werden kann und eine volle Erregung .des Kernes der Induktionsvorrichtung oder des Transformators erlangt wird, wobei zu gleicher Zeit die Selbstinduktion der Vorrichtung, die dazu benützt wird, den Kondensator zu laden, so groß wird, daß sie diesen Zweck richtig erfüllen kann.

Der Wechsel in den Verbindungen der

Spulen 15 und 16 wird vermittels eines Schal-

. ters hervorgerufen, der Messerkontakte 19, 20,21,22,23 besitzt, die in Kontakte 24,25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 und 37 eingreifen. Auf einem Kern 40 ist eine veränderliche. Impedanz 39 aufgewickelt, die an verschiedenen Punkten ihrer Länge mit Kontakten 41 in Verbindung steht, die ihrerseits mit einem Schalthebel 42 in Berührung gelangen können, um die gewünschte Größe der Impedanz in den Stromkreis einschalten zu können.

Die Netzhauptleitungen 44 und 45 sind mit einem Umschalter 46 verbunden, von welchem Leitungen 47 und 48 zu 'den Kontakten 24 und 36 des Schalters 18 führen. Mit der Leitung 47 ist ferner noch eine Leitung 49 in Verbindung, welche zur einen Seite der Primärspule des Induktoriums führt, dessen andere Seite 50 an dem Kondensator 4 liegt, der andererseits über eine Leitung 51 mit dem Unterbrecher verbunden ist. Der Kondensator steht ferner über eine Leitung 52 mit dem Elektromagneten 10 in Verbindung, der andererseits mit einer Leitung 53 an dem Kontakt 30 des Schalters 18 liegt. Die Kontakte 26, 27, 28, 29 und 31 sind derart mit den Spulen 16 des Transformators verbunden, daß diese stets in Reihe zwischen der Leitung 53 und einer Leitung 55 liegen, welche zu der Impedanz 39 führt. Die Kontakte 32, 33, 34, 35 und 3.7 des Schalters 18 dienen zum gleichen Zweck für die Spulen 15.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist die folgende: Es werde angenommen, daß in den Leitungen 44, 45 Wechselstrom fließt und der Schalter 18 in der in Fig. 1 dargestellten Lage steht. Der Strom geht dann durch den Schalter 46, Leitung 48, Schalterkontakte 36, 23, 35, 34, obere Spule 15, Schalterkontakte 37, 32, 22, 33, untere Spule 15, Leitung 59, Schalterkontakte 25, 193 24 und durch die Leitung 47 zum Schalter 46 zurück. Von der Leitung 59 geht noch ein Stromzweig ab durch die Impedanz 39, durch die untere Spule 16 usw. Dieser Stromkreis ist jedoch für den Strom aus dem Netz durch das Schalterglied 19 kurzgeschlossen. Auf diese Induktionsvorrichtüng \virkt also die ganze E. M. K. des Wechselstromes aus dem Netz, die in den Sekundärspulen 16 einen Induktionsstrom erzeugt, der wie folgt verläuft: Obere Spule 16, Schalterkontakte 28,29,21,30, Leitung 53, Elektromagnet 10, Leitung 52, Unterbrecher 5, Kontakt 7 oder Kontakt 8, Leitungen 49, 47. Schalterkontakte 24, 19, 25, Leitung 59, Schalter 42, Impedanz 39, Leitung; 55, untere Spule 16, Schalterkontakte 27, 20, 26, 31, Spule 16. Die Spulen 15, 16 sind "derart gewickelt, daß der Entladestromstoß von beträchtlich höherem Potential ist als der Arbeits\vechselstrom.

Bei den beschriebenen Apparaten ist es ziemlich schwierig, eine genügende Entladeintensität zu erlangen, ohne zur gleichen Zeit eine solche Impedanz in der Indüktionsvorrichtung zu erzeugen, daß der Strom aus der Hauptleitung gedrosselt und die Arbeitsleistung des Apparates vermindert wird. Indessen dadurch, daß die die Induktion hervorbringenden Spulen getrennt von den Erregerspulen angeordnet werden, denen der Wechselstrom zugeführt wird, können letztere derart hergestellt werden, daß sie nur eine geringe Induktion erzeugen, so daß ein starker Strom aus den Hauptleitungen hindurchfließen und der Kern des Transformators völlig gesättigt werden kann, wobei zu gleicher Zeit· die Selbstinduktion der den Kondensator ladenden Spulen so hoch gemacht werden kann, daß eine richtige Ladung desselben erfolgen kann. ·

Durch die Ladeimpulse wird der Unterbrecher im Einklang mit dem Netzstrom bewegt. Im Augenblick der Unterbrechung mit dem hinteren Kontakt 7 ladet der Stromstoß

von der Spule 16 und der Impedanz und ebenso der von der Spule io den Kondensator, worauf dieser^ dann einen oszillierenden Entladestrom von hoher Frequenz in den Stromkreis 4, 51, 5, 7, 49, 3 und 50 schickt, wodurch in der Sekundärspule 2 des Induktoriums ein hochgespannter Strom entsteht, der bei 1 überspringt. Eine ähnliche Wirkung wird bei Unterbrechung am vorderen Kontakt 8 erzielt, so daß die Anzahl der Impulse für . eine gegebene Bewegungsanzahl des Unterbrechers verdoppelt wird. Bei Anwendung von Wechselstrom kann der Unterbrecher durch ent-" sprechende Ausgestaltung der Spule 10 und des Kondensators 4 auch von dem Strom bewegt werden, der von den Spulen 16 in den Kondensator geht, wenn die Kontakte 7 und 8 offen sind. Die Kapazität des Kondensators gibt genügenden Strom, um den Unterbrecher anzulassen.

Bei Anwendung von Gleichstrom muß der vordere Kontakt 8 des Unterbrechers außer Wirkung gesetzt und der Schalter 18 in eine der in Fig. I dargestellten Stellung entgegengesetzte gebracht werden. Der Stromkreis verläuft dann wie folgt: Leitung 45, Schalter 46, Leitungen 47, 49, Unterbrecher 7, 5, Leitungen 51,52, Elektromagnet 10, Leitung 53, _iCfSchalterkontakte 30,21,31, obere Spule 16, Schalterkontakte 28, 20, 27, untere Spule 16, Leitung 55, Impedanz 39, Schalter 42, Leitung 59, untere Spule 15, Schalterkontakte 33, 22, 34, obere Spule 15, Schalterkontakte 37, 23,36, Leitung 48 und Schalter .46. Da die beiden Spulenpaare 15 und 16 in Reihe geschaltet sind, so bringt der durch sie hindurchfließende Strom eine Polarisation des Kernes in der Linie x-x mit zwei entgegengesetzt gerichteten magnetischen Strömen, hervor. In dem Kern wirkt somit ein offener, magnetischer Strom, der eine scharfe und schnelle Entladung bei Unterbrechung des Er-• zeugerstromes hervorruft. Die höhere Reluktanz, die sich aus diesem offenen, magnetischen Stromkreis ergibt, wird dadurch ausgeglichen, daß die Erregerspulen 15 und 16 auf jeder Kernseite in Reihe geschaltet sind. Die Wirkung der Spule 15 wird durch die Spule 16 unterstützt, die eine größere Windungszahl besitzt. Die Reihenschaltung beider Spulen ist also insofern von Vorteil, als die effektive E·. M. K. in einem Gleichstromkreis eines gegebenen Potentials höher ist als die eines Wechselstromkreises gleichen Potentials, die daher eine größere Windungsanzahl in den Spulen erfordert.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die elektromotorische Induktionsvorrichtung 60 derart bewickelt, daß die Spulen 67 und 68 bei Wechsel- oder Gleichstrom in gleichen Richtungen wirken. Der offene, magnetische Stromkreis im.Kern 61 der Induktionsvorrichtung wird durch Anordnung einer Brücke 62 erlangt, an der ein Schalter 63 befestigt ist, der Kontakte 64 eines von 'der Hauptleitung 47 zu der Impedanz führenden Stromkreises 65 schließt. Die Impedanz ist mit einer Leitung 66 mit der Spule 68 der Induktionsvorriehtung verbunden, die über eine Verbindung 69 . an dem Elektromagneten 10 liegt, der andererseits mit dem Kondensator in Verbindung steht. Die Spulen 67 der Induktionsvorriehtung.60 liegen mit den Leitungen 70 und 48 zwischen der einen Seite der Impedanz und dem Hauptschalter 46.

Die Brücke 62 ist ebenso wie der Kern 61 j aus Lamellen hergestellt, die, wie in Fig. 4 gezeigt, mit ihren Enden 73, 72 ineinanderfassen. .

Wird für die oben beschriebene Einrichtung Wechselstrom gebraucht; so wird die Brücke 62 mit dem. Schalter 63 gesenkt, wodurch der magnetische Stromkreis in . dem Transformator ebenso wie der Stromkreis bei 63 geschlossen wird, so daß ein Erregerstrom durch den Transformator von dem Netz 44, 45 durch die Leitungen 47, 65, Schalter 63, Leitung 70 zur Spule 6y geschickt wird, der durch die Leitung 48 zurückkehrt.

Bei Anwendung von Gleichstrom wird die Brücke 62 und der Schalter 63 geöffnet, so daß der Stromkreis dann wie folgt verläuft: Netz 44, Leitung. 47, Unterbrecher 5, Leitung 53, Elektromagnet 10, Spulen 68, Impedanz 39, 95· Schalter 42, Leitung 70, Spulen' 67, Leitung 48, Netz 45. Die'Wirkung des so geführten Stromes ist dieselbe, wie schon mit Rücksicht auf Fig. ι beschrieben.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausfüh- ioo rungsform der neuen Einrichtung ist ein Schalter 73 vorgesehen, um die an dem Netz liegende Impedanz 39 mit dem Unterbrecher 75 oder mit der Erregerspule 74 des Transformators 79 in Verbindung zu bringen. Die Sekundärspule 76 des Transformators liegt über Leitungen yy, 78 zwischen dem Elektromagneten 10 und dem Kondensator 4. Der Kern 80 der Induktionsvorriehtung 79 besitzt einen Anker 81, der bei Anwendung von no Gleichstrom entfernt wird. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ergibt sich ohne weiteres aus den vorangegangenen Schaltungen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Vorrichtung zur Erzeugung hochfrequenter elektrischer Entladungen, bei welcher ein Kondensator von der Netzleitung" über einen Unterbrecher geladen und durch die Primärspule eines Induktoriums entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Induktionsvorriehtung (Trans-

   formator), auf welcher zwei Spulen angeordnet sind, derart durch einen Schalter in den Strömkreis eingeschaltet wird,' daß für Wechselstrom in einer Stellung des Schalters die eine Spule an den Erregerstrom und die andere Spule über den Unterbrecher und dessen Elektromagneten an den Kondensator gelegt wird, während für Gleichstrom in der anderen Stellung des Schalters beide Spulen in Reihe miteinander und mit dem Elektromagneten des Unterbrechers geschaltet werden.
   : '2. Vorrichtung, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsvorrichtung (Transformator) einen ge- schlossenen Kern besitzt, in welchem je nach der Stellung des Schalters der Anwendung von Wechsel- oder Gleichstrom

   ■■ entsprechend ein geschlossener oder zwei offene, in entgegengesetzter Richtung verlaufende magnetische Stromkreise ent-

   ' stehen. · ■

   :... 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Herstellung des geschlossenen oder der offerieh¹ magnetischen Stromkreise im Kern der Induktibnsvorrichturig der eine Teil desselben beweglich angeordnet ist. .

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.