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Uarrichtung, zur Erzeugung elektromagnetischer Hochfrequenzschwinrgungen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, sogenannte rotierende Löschfunkenstrecken zur
Erzeugung elektromagnetischer, insbesondere schwach gedämpfter Schwingungen derart
zu bauen, daß eine Bewegung der Stelle erfolgt, an der die Entladung stattfindet,
damit die Funkenentladung nicht an derselben. Stelle im Ratune erfolgt. Zu diesem
Zwecke hat man die eine Elektrode beispielsweise als Scheibe mit seitlichen Vorsprüngen
und die andere Elektrode als umlaufende Arme ausgebildet. Auch ist es schon vorgeschlagen
worden, die eine Elektrode als eine Trommel mit einer schraubenförmig verlaufenden
Rippe zu gestalten, die in dein Zwischenraum zwischen zwei feststehenden Elektrodenplatten
rotiert.
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Durch jene Ausführungen wird zwar eine Bewegung der Stelle, an der
die Entladung erfolgt, erreicht, diese Bewegung stimmt aber entweder mit der gegenseitigen
Umlaufgeschwindigkeit der Elektroden. überein oder ist erheblich langsamer als sie.
Durch diese Einrichtungen kann deshalb keine besonders gute Löschwirkung erreicht
werden.
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Die Erfindung betrifft dagegen eine Löschfunkenstrecke, bei der eine
beträchtlich höhere Geschwindigkeit der Bewegung der Stelle, an der die Entladung
erfolgt, erreicht werden kann, ohne daß eine höhere Umlaufgeschwindigkeit der beweglichen
Elektrode erforderlich ist. Zu diesem Zwecke bestehen die gegeneinander beweglichen
Elektroden aus derart zueinander schräg verlegten- Rippen o. dgl., daß der Kreuzungspunkt
je zweier Elektrcden bei der gegenseitigen. Bewegung .der letzteren sich mit einer
Geschwindigkeit längs der Elektroden bewegt, die größer als die gegenseitige Umlaufgeschwindigkeit
der Elektroden ist.
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Auf der Zeichnung sind einige beispielsweise Ausführungsformen der
Erfindung dargestellt. Figt. z isst eine Draufsicht und Fig. 2 ein, Querschnitt
der ersten Ausführungsform. Fig. 3. .dient zum Veranschaulichen der Wirkungsweise
der in Fig. i und 2 dargestellten Funkenstrecke. Fig. q: stellt eine entsprechende
gegenseitige Verlegung der Rippen der in Fig.. i und 2 dargestellten Elektroden
dar. Fig.5 zeigt eine abgeänderte Ausführung jener Rippen. Fig.6 veranschaulicht
eine weitere Ausführung der Rippen der einen Elektrode zur Erzeugung höherer Kühlwirkung.
Fig. 7 ist ein Längsschnitt einer Ausführungsform mit auf konzentrischen Zylinderflüchen
angeordneten Elektrodenrippen: Fig.8 zeigt eine Ausführungsform mit auf konzentrischen
lEegeligen Flächen verlegten Rippen. Fig. 9 und io sind Seitenansicht bzw. Stirnansicht
einer Funkenstrecke, die aus zwei parallelen Walzen besteht.
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Bei der Funkenstrecke gemäß Fig. i und 2 besteht die eine Elektrode
aus einer ringförinigen Scheibe i" während die andere Elek= trode aus zwei auf gewissem
Abstand von der
einen Seite dieser Scheibe angeordneten, upd hochkant
gestellten, radial verlaufenden Rippen 3 besteht, die durch zwei in der Verlängerung
voneinander liegenden Arme d. ge-5 tragen werden. Diese Arme sind auf' einer drehbar
gelagerten Welle 5 befestigt, deren Achse mit dem Mittelpunkt des Ringes i zusammenfällt.
Die ringförmige Elektrode i ist mit ringsum gleichmäßig verteilten, radialen o Rillpen
2-versehen, ferner sind die umlaufenden Elektrodenrippen 3 schräg' nach hinten und
außen angeordnet, wenn mit »hinten« die der - Umdrehungsrichtung entgegengesetzte
Richtung gemeint wird. Die Welle 5 ruht in 5 einem zweckmäßig in .der Höhe verstellbaren
Stützlager -6, das beispielsweise aus einer Schraubenhülse bestehen kann.
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Zur Veranschaulichung der Wirkung dieser Ausführungsform wird auf
Fig.3 hingewiesen. - Während ihrer Bewegung nähert sich eine Rippe 3 zunächst dem
inneren Ende einer als feststehend angenommenen Rippe 2. Ist die Funkenstrecke .der
Entladespannung ausgesetzt, .die dem Abstand zwischen den Rippen :2 und 3 entspricht,
so erfolgt sogleich eine Entladung. Bei der weiteren Umdrehung der Rippe 3 bewegt
sich der Kreuzungspunkt der Rippen von a nach b in bezug auf die Rippe -a und von
a nach c in bezug auf die Rippe 3, so daß der Funken, der den kürzesten Weg sucht,
mit großer Geschwindigkeit der Bewegung des Kreuzungspunktes folgt und somit radial
nach außen geschleudert wird, weil ja die Rippe :2 radial steht. Die Geschwindigkeitserhöhung,
die hierdurch erreicht wird, geht aus dem Dreieck cz, b, c i hervor. Die
Umlaufgeschwindigkeit kann durch c b = ii m(sek. und die Geschwindigkeit
der Funkenbewegung durch a. b=v mfsek. dargestellt werden, denn während der Bewegung
des Punktes c nach dem Punkt b hat sich der Funken von a nach b bewegt.
Die wirkliche Geschwindigkeit wird deshalb bei dieser Ausführung um so viel größer
als die Umlaufgeschwindigkeit, wie a b länger ist als a b -# tang a,
Aus praktischen Gründen soll man den Winkel a nicht zu gering und die Elektrodenrippen
nicht zu breit wählen. Den Funken kann aber durch diese. Erfindung ohne Schwierigkeit
eine Geschwindigkeit von etwa i ooo in/sek. erteilt werden
Wenn die Elektrodenrippen, wie Wien angegeben ist, bei b (Fig.3) einander verlassen,
-wird der Funken gelöscht und würde nicht wieder entstehen, ehe die rotierende schräe
Rippe abermals über eine feststehende Rippt, läuft. Die Zahl der Rippen des Läufers
braucht nicht zwei zu sein, sondern kann erhcht werden, bis die Summe der in jedem
Augenblick wirksamen Elektrodenflächen der I gewünschten Leistung ausreicht.
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Mit der oben beschriebenen Bauart erzeugt die Funkenstrecke einen
durch die Umlaufi zahl ]),-stimmten Ton. Durch entsprechende, auf dem Neigungswinkel
a beruhende Wahl der Zahl der Rippen im Ständer oder im Läufer oder sowohl im Ständer
als im Läufer kann ein einziger, während der Umdrehung vollkommen ununterbrochener
Funken erzielt werden, der auf eine beliebige Anzahl parallel geschalteter Rippen
verteilt ist. Diese Rippen können zwecks besserer Kühlung gruppenweise in Phasen
nacheinander, und zwar mit verschiedener Teilung des Ständers und des Läufers angeordnet
werden, so daß sie abwechselnd in Wirkung treten und zwischen je zwei aufeinanderfolgenden
Wirkungsperioden wirksam gekühlt werden können. Eine beispielsweise Verlegung der
Rippen zur Erreichung dieses Zweckes geht aus Fig. q. hervor. In dieser Figur sind
dieselben Bezugzifbern wie in Fig. i bis 3 verwendet.
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Eine besonders einfache Anordnung der Rippen zur Sicherung eines ununterbrochenen
Funkens auch für den Fall, daß die eine Elektrode aus einer einzigen Rippe besteht,
ist in Fig.5 dargestellt. Bei dieser Ausführung s sind die Elektroden :2 miteinander
zickzackförmig verbunden, so daß sie in der Tat eine ununterbrochene Elektrode bilden.
Zweckmäßig werden die einzelnen Elektroden 2 derart angeordnet, daß sie einen gleich
großen Winkel mit der Elektrode 3 bilden. Wenn sich die Elektrode 3 in der Pfeilrichtung
A bewegt, kreuzt sie die einzelnen Elektrodenrippen 2 nacheinander, so daß es stets
eine Stelle gibt, wo der Funken zwischen der Elektrode 3 und einer Elektrode 2 überspringen
kann. Bei der Bewegung der Elektrode 3 in der Richtung A bewegt sich der Luftzwischenraum
in der durch .die Pfeile B angegebenen Richtung, und wenn der genannte Zwischenraum
dann der Entladespannung ausgesetzt ist, erfolgt eine Entladung, die zwangen wird,
sich in der Pfeilrichtung B bis zum vollständigen Löschen des Funkens zu bewegen.
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Wenn die Elektrodenrippen 2, wie oben angegeben, den gleichen Winkel
mit der Elektrode 3 bilden, so wird bei gleichbleibender Geschwindigkeit der Elektrode
3 eine gleichbleibende Geschwindigkeit der Bewegung des Funkens erreicht.
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Selbstverständlich können die beiden Elektroden,
wenn
erwünscht; entgegengesetzt rotieren -Weitere Abänderungen bestehen beispielsweise
darin; daß die Rippen entsprechend gekrümmt werden.
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Zur Erhöhung der Kühlwirkung können bei den Ausführungsformen nach
Fig. i und 2 die rotierenden Rippen 3 geneigt angeordnet werden, wie in Fig. 6 dargestellt
ist, so daß die Luft durch die Rippen zusammengedrückt und gezwungen wird, mit großer
Geschwindigkeit durch den Luftzwischenraum hindurchzugehen.
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Mit Hilfe der Schraubenhülse 6 (Fig. 2) läßt sich der Abstand der
Elektroden einstellen.
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Natürlich kann die Sclieibe.i entgegengesetzt zu den Rippen 3 rumlaufen,
wodurch die doppelte Geschwindigkeit der Bewegung des Funkens erreicht wird.
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Die Ausführung gemäß Fig. i und 2 weist jedoch im großen ganzen :gewisse
Nachteile auf. Die Geschwindigkeit, mit der der Funken entlang der Elektrodenrippen
aus:geschleudert wird, ändert sich nämlich proportional dem augenblicklichen Abstand
des Funkens von der Achse (v = einer Konstante mal dem Radius), wodurch Unregelmäßigkeiten
in bezog auf die Reinheit des Tones sowie auf die Leistung entstehen können. Dieser
Nachteil wird jedoch durch .die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform leicht beseitigt.
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Die eine Elektrode i ist in dieser Ausführungsform als eine zylinderförmige,
feststehende Trommel (Ständer) ausgebildet, dieauf ihrer inneren Mantelfläche achsial
verlaufende Rippen 2 aufweist. Die andere Elektrode besteht aus einem drehbar gelagerten
Zylinder (Läufer) 4., der konzentrisch in der Trommel i angeordnet ist und auf seiner
Manteloberfläche schraubenförmig verlegte Rippen 3 trägt. Der Winkel zwischen den
Elektroden wird selbstverständlich so gewählt, daß die gewünschte Geschwindigkeit
der Bewegung des Funkens erreicht wird. Die Zahl der Rippen beruht auf der gewünschten
Leistung. Der große Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß die Umlaufgeschwindigkeit
in bezog auf alle Punkte der Elektroden genau die gleiche ist, woraus folgt, daß
die Geschwindigkeit, mit der der Funken ausgeschleudert wird, überall gleich groß
ist.
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Der Läufer kann, wenn erwünscht, ein Gebläse an jedem Erde tragen,
oder die Rippen können auch selbst als Gebläseflügel ausge!-bil;det werden. Zwecks
Änderung der Leistung, d: h. des Elektrodenabstandes, können mehrere Läufer nebeneinander,
zweckmäßig a -if derselben Welle, angeordnet werden.
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Anstatt des in Fig.7 dargestellten Zylinders können kegelige Elektroden
benutzt werden. Eine solche Ausführungsform ist in Fis. 8 dargestellt, In dieser
Ausführungsform kann der Elektrodenabstand durch achsiale gegenseitige Verschiebung
der ElektrGden verändert werden.
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D_e Ausführungsformen gemäß Fig.7 und 8 können selbstverständlich
derart geändert werden, daß der äußere Zylinder bzw. der äußere Hohlkegel drehbar
gelagert und entge;gengesetzt zum inneren Zylinder bzw. inneren Kegel in Umdrehung
versetzt wird. Anstatt der Zylinder oder Kegel können beliebige andere Umdrehungskörper
verwendet «-erden.
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Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 9 und io dargestellt. Die
Elektroden bestehen hier aus zwei parallelen zylinderförmigen Walzen i, .4, die
in derselben Richtung umlaufen, und von denen ,die eine in der Längsrichtung verlaufende
Rippen aufweist, während die andere Walze mit schraubenförmig angeordneten Rippen
versehen ist. Durch parallele gegenseitige Verschiebung der Walzen in der durch
die Pfeile in Fig.9 angegeh°nen Richtung kann die Funkenlänge auf einfache Weise
verändert werden. In dieser Ausführungsform ist aber nur eine einzige Rippe auf
einmal wirksam, wodurch die Elektrodenfläche klein ausfällt.
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In sämtlichen oben beschriebenen Ausführungsformen bewegt sich der
Funken mit großer Geschwindigkeit - zwischen immer neuen, stark gekühlten Elektrödenflächen
in einer reinen, ionenfreien Atmosphäre. Die für die Entladung ,des Funkens in einem
gewissen Augenblick wirksamen Teilflächen «-erden immer, und zwar mit sehr großer
Geschwindigkeit gewechselt, so daß die Zeit, während welcher ein gewisser Teil einer
Rippenoberfläche der Temperaturerhöhung ausgesetzt ist, im Verhältnis zu den Kühlperioden
desselben Flächenelementes sehr kurz wird. Da ferner die parallele Anordnung und
Phasenverschiebung in Betracht gezogen wird, so ist es einleuchtend, daß eine große
Gleichförmigkeit der ununterbrochenen Funken während einer Umdrehung selbst nach
stundenlangem, ununterbrochenem Betriebe gesichert wird. Dadurch wird ein reiner
Ton, vor allem aber auch gleichbleibende Leistung während der ganzen Sendeperiode
gesichert, weil die Entladespannung nicht wie bei feststehenden Funkenstrecken abnimmt.
Der Kondensator ist stets in der Lage, nach jeder Funkenentladung wieder sene maximale
Ladung anzunehmen.
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Da der Tunken längs allen Rippen laufen muß, werden letztere gleichförmig
abgenutzt. Je größer die Zahl der Funkenentladungen in der Sekunde und j e größer
die Stromstärke
ist, um- so. größer wird das -Bestreben des oszillierenden
Funkens, in einen Lichtbogen überzugehen. Je besser die Entianisierung der Funkenstrecke
ausfällt, tun so größere Werte können diese Größen annehmen. Beim Erfindungsgegenstand
ist die Entionisierung sehr gut, so daß eine hohe Periodenzahl der Erreg rmaschine
verwendet werden kann. Zufolge der großen Genauigkeit, mit welcher der Funken .die
ganze Elektrodenfläche ausnutzt, kann auch. gleichgerichteter Strom mit gutem Erfolg
benutzt werden.
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Die gute Entionisierung ermöglicht eine festere Kupplung mit daraus
folgender wirksamere Ausnutzung der Energie.
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Die Zeit, in der der Funken andauert, wird hierdurch kürzer, was eine
Herabsetzung der Verluste im Primärkreis ebenso wie eine bessere Empfangsabstimmung
zur Folge hat, weil .die Zeit für die Doppelwellenschwingung kürzer ausfällt.
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Der Elektrodenabstand kann erheblich größer als bei feststehenden
Funkenstrecken gewählt werden, wodurch das Funkendekrement zufolge der fallenden
Charakteristik des Funkens beträchtlich geringer ausfällt, was eine weitere Herabsetzung
der Verluste bedeutet. Der Wirkungsgrad dieser Vorrichtung wird. stets gut, vor
allem bei großen Leistungen, weil nur eine geringe Anzahl von Funkenstrecken dann
erforderlich ist. Ferner wird der Raum gut ausgenutzt.