DE353441C - Einrichtung zur Sichtbarmachung und Aufnahme des zeitlichen Verlaufs von Schwingungsvorgaengen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 19. MAI 1922

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVl 353441 KLASSE 21 e GRUPPE 11

Dr. Fritz Kock in Charlottenburg,

Einrichtung zur Sichtbarmachung und Aufnahme des zeitlichen Verlaufs von Schwingungsvorgängen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Juli 1914 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Sichtbarmachung bzw. die Aufnahme des zeitlichen Verlaufs von Schwingungsvorgängen, unter Benutzung einer Braunseihen Röhre und mit Hilfe umlaufender Flächen.

Die Erfindung besteht darin, 'daß die umlaufenden Flächen im Innern der Röhre untergebracht und als fluoreszierende Schirmflächen ausgebildet sind, wobei die umlaufende Bewegung der Flächen faervorgetu-

fen wind durch umlaufende magnetische Felder, welche mit den Flächenträgern verbundene Magnete oder Eisenteile mitnehmen.

Die Erfindung besteht ferner darin, daß die umlaufenden Flächen eine doppelte archimedische Spirale bilden, zum Zwecke, ein der Zeit proportionales Auseinanderziehen des Lichtfleckes zu bewirken.

Schließlich, besteht die Erfindung noch, in ίο der Sichtbarmachung und Aufnahme gleichzeitig mehrerer Schwingungsvorgänge durch Erzeugung und entsprechende Beeinflussung mehrerer Kathodenstrahlbündel innerhalb eines und desselben evakuierten Raumes, wobei die mehreren Lichtflecke auf demselben ruhenden Schirm oder derselben umlaufenden Doppelspirale erzeugt und gewünsehtenfallis zu einem Punkt vereinigt werden können, so daß außer den Kurvenformen noch die Phasenstellungen der verschiedenen, Schwingungsvorgänge zueinander sichtbar werden. Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine Einrichtung mit zwei Kathadenstrahlbündeln dargestellt.

Der untere zylindrische Teil 1 des Rohres hat auf der einen Seite den Ansatz 2 und ist auf der anderen Seite auf eine Messingplatte 3 mit Dichtungsring aufgekittet. Auf der oberen Seite ist ein Tubus mit Schliff 4 seitlich von der vertikalen Mittellinie angeblasen. Der Teil 5 zur Erzeugung der Kathödenstrahlen ist durch diesen Schliff mit dem unteren Teil des Rohres verbunden.

Im zylindrischen Teil 1 rotiert eine Trommel in Form einer doppelten archimedischen Spirale. Der Radiusvektor der Spirale ist so gewählt, daß er proportional dam Drehwinkel wächst, so daß einem auf diese Trommel fallenden Lichtfleck eine Verschiebung proportional der Zeit in der Richtung der X-Achse erteilt wird.

Die entsprechend der Spirale gewölbten Flächen 7 der Trommel sind mit einem Leuchtschirm bedeckt. Bei Versuchen bewährte sich auf dickes Zeichenpapier aufgetragenes Zinksulfid.

Die Achse 8 der Trommel ist in zwei kleinen Kugellagern 9 gelagert und trägt einen Eisenanker 10, der von einem außerhalb des Rohres vorgesehenen umlaufenden Elektromagneten 11 mit entsprechend geformten Polschuhen 12 mitgenommen wird. . Dem Elektromagneten wird der Strom durch Schleifringe 13 zugeführt.

Der den Elektromagneten antreibende Motor ist ein Gleichstrommotor 14. Es könnte noch außer diesem ein Synchronmotor vorgesehen sein, der bei Erreichung der synchronen Tourenzahl an Stelle des Gleichstrommotors den Antrieb zu besorgen hätte.

Eine andere Antriebsart wäre die, daß man 'das entsprechend ausgebildete, den Anker mitnehmende umlaufende Feld durch einen Mehrphasenstrom, der übrigens auch in das Röhreninnere geleitet werden könnte, erzeugte.

Um die Einwirkung des Streufeldes des Elektromagneten auf die Strahlenbündel aufzuheben, ist die in der Zeichnung dargestellte Antriebsvorrichtung in einem aus mehreren Eisenscbalen 15 mit Luftzwischenraum bestehendem Gehäuse untergebracht, von welchem der obere Teil abnehmbar ist. Zwischen den Eisenschalen befindet sich eine Schale aus Kupfer, die gleichfalls zur Vernichtung des umlaufenden Streufeldes dient. Auf der Achse 8 in der Röhre 2 befinden sich die Fortsetzungen 16 der Schalen 15 und außerdem noch, festgekittet, eine größere Platte 17 aus Eisen zur Überdeckung der durch die Rohrenwand herbeigeführten Fuge 18. Der Motor 14 und Schirm 6, 7 sind dann nochmals mit einem Eisenschutz 29 umgeben. Hierdurch wird erreicht, daß der Lichtfleck, der ohne Schutz nicht mehr auf dem Schirm bleibt, fast völlig ruhig bleibt und die Kurven so gut wie still stehen. Die exakten Arbeitsmethoden der Industrie würden zweifellos mit weit weniger Mitteln den Schutz zu einem noch, vollkommeneren machen können.

Die oberen Teile 19 der Röhre dienen der Erzeugung der Kathodenstrahlenbündel. Jedes Bündel ist in der üblichen Weise von Spulen 20 umgeben, um die Lichtflecke nach Belieben zusammenziehen zu können. Es empfiehlt sich, die Spulenfelder außerhalb der Windungen unsymmetrisclh zu machen, z. B. durch Anbringen schmaler Eisenstreifen 21 an der äußeren S.pulenseite. Es gelingt dann 10c durch Drehung der Spulen und durch Verschiebung derselben in Richtung der Achsen, durch geeignete Wahl der Polarität und passende Einregulierung der Stromstärken, zwei scharfe Lichtflecke zu erzielen und diese evtl. unter Benutzung eines Richtmagneten in einem Lichtfleck 22 zusammenfallen zu lassen, so daß die durch beide Bündel erzeugten Kurven in richtiger Phase zueinanderliegen.

Jeder Strahl wird in der üblichen Weise no elektromagnetisch oder elektrostatisch abgelenkt, derart, daß er in der Richtung der Trommelachse 8 pendelt.

Dargestellt ist hier eine elektrostatische Ablenkung, und zwar durch zwei Ablenkungskondenisatoren23. Jeder sitzt in einem viereckigen Aluminiumgehäuse. Sie sind gegeneinander dadurch, genügend elektrostatisch geschützt.

Die elektrostatische Ablenkung der Kathodenstrahlen eignet sich gut für Aufnahme von Spannungskurven, -während 'bei Strom-

aufnahmen ein größerer induktionsfreier Widerstand, der zur Alblenkung erforderlichen Spannung wegen, nötig wird, wodurch wieder die Gesamtspannung im zu untersuchenden Stromkreis zu erhöhen ist. Es ließe sich aber wohl durch entsprechenden magnetischen Schutz im Innern des Rohres eine Abschirmung für einen Strahl erzielen, so daß nur der andere dem Strom entsprechende magnetisch abgelenkt wird. Man könnte also bei Aufnahmen von Strom- und Spannungskurven eines Stromkreises die Spannungskurve durch elektrostatische, die Stromkurve durch elektromagnetische Ablenkung erzeugen. Im Bedarfsfall würde atich eine zweimalige Anwendung der elektromagnetischen Ablenkung möglich sein.

Durch die Bewegung eines Strahles und den Umlauf der Trommel entsteht auf dem hierauf befestigten Leuchtschirm 6, 7 die Kurve, und zwar so, daß die Abszissen bei der dargestellten, natürlich willkürlichen, vertikalen Rohrrichtung horizontal, die Ordinate vertikal erscheinen.

Ob die mehreren gleichzeitig sichtbar zu machenden Kurven in ihrem Entstehen abhängig oder unabhängig voneinander sind, ist natürlich zunächst ohne Belang. Es lassen sich ebensowohl voneinander unabhängige Kurven, z. B. lediglich zwecks Vergleichs ihrer Formen, gleichzeitig zur Darstellung bringen, als auch voneinander abhängige Schwingungsvorgänge, wie z. B. der des Stromes und der der Spannung eines Wechselstromes. Letzterenfalls ergibt die Darstellung nicht nur die Kurvenformen, sondern auch die richtige Phasenstellung der Kurven zueinander, wenn die Lichtflecke der noch nicht pendelnden Bündel zu einem Fleck vereinigt worden sind.

Will man mehr als zwei Kurven, z. B. drei, mit derselben Röhre zur Darstellung bringen, so kann man das Rohr 1 entsprechend weiter unterteilen, derart, daß in einer zu zwei in einer Ebene gegeneinander geneigt befindliche Rohrlängen noch eine dritte in einer zu der ersteren Ebene geneigten anderen Ebene befindlichen Rohrlänge hinzutritt.

Bezüglich der_o in irgendeiner bekannten

Weise zu bewerkstelligenden Erzeugung der mehreren Strahlenbündel sei gesagt, daß bei Versuchen die beiden Entladungsstrecken parallel an eine Influenzmaschine geschaltet waren und ein Jodkadmiumwiderstand in der besser leitenden Gasstrecke dazu diente, die Bündel auf gleiche Intensität und damit die Leuchtflecke auf gleiche Helligkeit einzuregulieren. Man könnte jedoch auch auf verschiedene helle Leuchtflecke einregulieren, um die Kurven deutlicher voneinander abzuheben.

Bei 24 ist eine in einem Momentenkontakt bestehende Vorrichtung angegeben, welche gestattet, durch den Apparat selbst Schaltvorgänge usw., die untersucht werden sollen, auszulösen.

Die beschriebene Einrichtung ließe sich zweckmäßig insofern abändern, als der ganze untere Teil der Röhre aus Metall zu machen und ein planes Beobachtungsfenster anzuord- 7" nen wäre, um eine eventuelle optische Verzerrung der aufgenommenen Kurven durch das runde Glasgefäß zu vermeiden.

Claims (4)

P atent-AnsprtJche :

1. Einrichtung zur Sichtbarmachung und Aufnahme des zeitlichen Verlaufs von Schwingungsvongängen unter Benutzung einer Bmutischen Röhre mit Hilfe umlaufender Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Flächen im Innern der Röhre untergebracht und als fluoreszierende Schirmflächen ausgebildet sind, wobei die umlaufende Bewegung der Flächen hervorgerufen -wird durch innerhalb oder außerhalb der Röhre erzeugte umlaufende magnetische Felder, welche mit den Flächenträgern verbundene Magnete oder Eisenteile mitnehmen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Flächen in an sich bekannter Weise eine doppelte archimedische Spirale bilden, zum Zweck, ein der Zeit proportionales Auseinanderziehen des Liohtfleckes zu bewirken,

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Erzeugung und entsprechende Beeinflussung mehrerer Kathodenstrahlbünidel innerhalb ein und desselben Röhrenraumes, wobei die mehreren Lichtflecke auf demselben Schirm erzeugt und gegebenenfalls- zu einem Punkt vereinigt werden, was elektrostatisch oder etwa mittels Spulen bewirkt wird, deren Felder unsymmetrisch gemacht sind, und deren Polfolge entsprechend' gewählt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, ge- no kennzeichnet durch die Verwendung eines ruhenden Schirmes innerhalb der Röhre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.