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Elektrodynamo mit einem oder mehreren durch mechanische Kräfte beliebiger
Art hin und her bewegten Systemen. Die Erfindung beschäftigt sich mit der Ausbildung
einer einfachen Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer puisierender oder Wechselströme
beliebiger Art, besonders solcher von hoher Frequenz.
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Die neue Maschine beruht auf dein an sich bekannten Prinzip, durch
Hin- und Herbewegung von elektromagnetisch verketteten Systemen (Feld und Anker,
Spulensysteme) unter dem Einfluß einer mechanischen Kraft Wechselströme zu erzeugen.
Bisher hat man hierbei zwar auch schon zu Eigenschwingungen befähigte Gebilde verwendet,
aber sie wurden mit anderen, besonderen Antriebsmaschinen (Gaskraftinaschinen o.
dgl.) verbunden, die wesentlich die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung beherrschten.
Es handelte sich also um erzwungene Erregung des hin und her gehenden Systems.
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Gegenstand der Erfindung ist eine liaschine, die einen oder mehrere
irgendwie elektromagnetisch wirkende Schwinger einer oder mehrerer bestimmter Eigenperioden
besitzt, die durch eine mechanische Kraft zu Schwingungen in einer ihrer Resonanzlagen
angeregt werden und Wechselströme von der dieser Resonanzlage entsprechenclenFrequenz
erzeugen. Hierin liegt der wesentliche Unterschied und der Vorteil gegenüber den
oben angeführten bekannten Vorrichtungen. Denn ä w ihrend bei diesen die Konstanz
des erzeugten Wechselstroms hinsichtlich der Frequenz abhängt von der Konstanz der
Umdrehungszahl oder Bewegung der antreibenden Medien (Dampfmaschine, Explosionsmotor),
hängt bei dem Gegenstand der Erfindung diese Konstanz lediglich von der Konstanz
der Schwingungszahl des schwingenden Systems ab und ist daher unvergleichlich größer.
Mit den einfachsten Mitteln wird hier bei nicht zu großer Dämpfung des Schwingers
eine Frequenzkonstanz von einer oder einigen Promille erzielt, wofür bei rotierenden
Maschinen die kompliziertesten Einrichtungen erforderlich sind.
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Hierin liegt es, daß die neue Maschine eine besondere Bedeutung hat
für alle solche Stromverbraucher, bei denen hohe Konstanz der Frequenz. erfordert
wird, also z. B. für den Betrieb akustischer und elektrischer Signalvorichtungen
(Unterwasserschall, Telegraphie mit und ohne Draht usw.).
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Es folgt weiter daraus, daß eine besondere Maschine zum Antrieb des
Schwingers nicht nötig ist. Vielmehr ist es vorteilhafter -und dieses ist eine besonders
wesentliche Abart der Erfindung - den Schwinger mit einem Strom eines kontinuierlich
fließenden Mediums zu betreiben, also mit Flüssigkeiten oder Gasen, und zwar so,
daß die Schwingungen durch den Mediumstrom kontinuierlich aufrechterhalten werden.
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Solche Antriebsarten von Schwingern sind zahlreich aus der technischenAkustik
bekannt und bedürfen keiner besonderen Erläuterung.
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Um den antreibenden Gasstrom oder Flüssigkeitsstrom voll für beide
Phasen der Schwingung des Gebildes auszunutzen, kann man entweder Umsteuerventile
oder einen Kreislauf verwenden, oder man kann in die Zuleitung des strömenden Betriebsmittels
Resonatoren von der Eigenfrequenz des Schwingers einbauen und die Zuleitungen so
bemessen, claß sich das hinzuströmende Medium am Schwinger an der Schwingung beteiligt.
Das ist möglich durch Erzeugung stebender Wellen in den Zuführungsrohren.
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Jedes mechanische Schwingungsgebilde besteht bekanntlich aus mehreren,
meist zwei, Massen, die gegeneinander schwingen, wobei die kleinere Masse mit der
größten Atnplitüde schwingt. Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft, die Arnplitüde
der schwingenden Masse, an der die erregenden Kräfte angreifen, m5f;-lichst groß
zu wählen, d. h. diese :Tasse im Verhältnis zu der anderen Masse, die z. B. mit
dein Unterbau des Schwingers verbunden ist, möglichst klein zu wählen.
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In den Abb. i, 2 und 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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In der Abb. i bezeichnet i ein auf dein festen Träger 2 angeordnetes
magnetisches Feld mit der Wicklung 3. Mit Federn :T ist in geringer Entfernung dem
Feld gegenüber der Anker 5 angebracht. Derselbe ist durchbohrt und mit einem Rohr
6 durchsetzt, welches als Düse ausgebildet ist und einem geeigneten Widerlager 7
am magnetischen Feld nahe gegenübersteht. Ein Schlauch 8 führt den Strom des Betriebsmittels
hinzu. Von -ier Wicklung 3 wird durch Leitungen 9 der
erzeugte
Wechselstrom abgenommen und dem Verbraucher zugeführt. Als solcher dient im Beispiel
der Abb. i ein elektrisch betriebener Unterwasserschallsender io.
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In der Abb. 2 sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Die Zuführung und Wirkungsweise des Betriebsmittels ist hier etwas anders.
Diese Einrichtung ist so gemacht, daß der Betriebsmittelstrom für beide Phasen der
Ankerschwingung ausgenutzt wird. Die Zuleitungen des Betriebsmittels sind- daher
in die Zweige i i und 12 bzw. 13 und 1¢ gegabelt. Bei der Schwingung des Ankers
5 wird immer der eine Zweig der Betriebsmittelzuführung, z. B 12 und 14, geöffnet
sein, der andere Zweig i i und 13 geschlossen und umgekehrt. Hier steuert also der
Anker selbst das Betriebsmittel so um, daß es abwechselnd auf beide Seiten wirkt.
Es können natürlich auch andere in beliebiger bekannter Art ausgebildete Umsteuerventile
angeordnet sein, die vorteilhaft jedoch durch die Ankerbewegung gesteuert werden.
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In der Abb. 3 ist eine Einrichtung dargestellt, bei der ebenfalls
der gesamte Energiestrom in seiner Wirkung auf den Anker ausgenutzt wird. Auch hier
bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Konstruktionselemente. Der Unterschied
gegenüber der Anordnung der Abb. i besteht darin, daß in die Zuleitung des Betriebsmittels
ein Resonator 15 eingeschaltet ist, der eine dynamische Mitwirkung des Betriebsmittels
selbst dadurch hervorruft, daß dasselbe in ihm in Schwingungen gerät.
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Es liegt auf der Hand, daß nicht gerade der Anker der schwingende
Teil sein muß, sondern daß man auch das Feld oder beide schwingen lassen kann. Benutzt
man als Generator irgendeine der bekanntenSchwingvor richtungen,. bei denen also
eine Wechselstromwicklung oder ein Kurzschlußring bewegt wird, so dient dieser zweckmäßig
als schwingender Teil. Von ihm gelten alle die Gesichtspunkte, die an Hand der vorstehenden
Ausführungsbeispiele für die Zusammenwirkung des Ankers mit der Betriebsmittelzuführung
auseinandergesetzt sind. Es versteht sich von selbst und ist wesentlich für die
Erfindung, daß auch bei solchen Schwingern der schwingende Teil, also Spule oder
Kurzschlußring, so ausgebildet oder gefedert gelagert sind, daß sie eine ausgeprägte
Eigenschwingung besitzen und daß durch ihre Frequenz die Frequenz des erzeugten
Wechselstroms eindeutig bestimmt ist-Um möglichst großeAmplitüden des erregten und
schwingenden Teiles zu erhalten, ist es, wie gesagt, erfindungsgemäß vorteilhaft,
seine Maße möglichst klein zur anderen, z. B. der des Unterbaues der Maschine (z.
B. des Feldes oder des mit dem Magneten verbundenen Konstruktionsteiles) zu machen.