DE397454C - Elektrodynamo mit einem oder mehreren durch mechanische Kraefte beliebiger Art hin und her bewegten Systemen - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.).
• 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.
• Solche Antriebsarten von Schwingern sind zahlreich aus der technischenAkustik bekannt und bedürfen keiner besonderen Erläuterung.
• 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.
• 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.
• In den Abb. i, 2 und 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrodynamo mit einem o::ler mehreren durch mechanische Kräfte beliebiger Art hin und her bewegten Systemen, durch deren Bewegung Wechselströme, insbesondere für Signalzwecke, erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegen Systeme ein- oder mehrwellige Schwingungsgebilde bestimmter Eigenfrequenz oder Teile von solchen sind und die Frequenz des erzeugten Wechselstroms durch die Eigenfrequenz des oder der Schwingungsgebilde bestimmt ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Dynamo ein kontinuierlicher Mediumstrom dient.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ausnutzung 'des Antriebstromes für beide Phasen der Schwingung ein Kreislauf des Mediums oder Umsteuervorrichtungen vorgesehen sind, die gegebenenfalls durch die schwingenden Teile des Systems selbst gebildet sein können.
4. 4.. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuführung des Mediumstromes Resonatoren oder andere Vorrichtungen zur Erzeugung stehender Wellen angeordnet sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i und folgende mit einem Schwingungsgebilde mit getrennter Masse und elastischer Kraft, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Masse des schwingenden Systems möglichst klein gegenüber der anderen Masse gemacht ist, um für die Erregung der Schwingungen dieser kleineren Masse möglichst große Amplitüden zu erhalten.
6. 6. Schallanlage, insbesondere für Luft-oder Unterwasserschall, bestehend aus einem elektrisch betriebenen Schallsender, der durch einen Generator nach Anspruch i oder den Unteransprüchen gespeist wird. .
7. 7. Signalanlage für elektrische Wellen, bestehend aus einer Sendervorrichtung, die durch einen Generator nach Anspruch i und den Unteransprüchen gespeist wird.