-
Serienstromunterbrecher zur Erzeugung einer gleichartigen Aufeinanderfolge
beliebig . vieler identischer Stromstöße, insbesondere für Röntgen-Vergleichsaufnahmen.
Mittels des Serienstromunterbrechers der Erfindung wird es ermöglicht, unter Benutzung
einer Gleichstromquelle bei jeder praktisch vorkommenden Stromstärke und bei Spannungen
bis zu einigen Hundert Volt eine beliebig oft wiederholbare, gleichartige Aufeinanderfolge
(Serie) von beliebig vielen Stromstößen erzeugen zu können, die ihrerseits hinsichtlich
Stromverlauf und gegenseitigen zeitlichen Abstand vollkommen kongruent sind, wobei
insbesondere der erste und letzte Stromstoß der Aufeinanderfolge mit jedem der übrigen
Stromstöße übereinstimmt. Dies und die Möglichkeit, vor jedem Versuch (im Dauerbetrieb)
die dabei- vorhandene effektive Stromstärke und Spannung messen zu können, sowie
die aus der (bei konstanter E. M. K. und Stromstärke der Stromquelle vorhandenen)
Kongruenz der Stromstöße sich ergebende Gewähr dafür, daß während des ganzen Versuches,
insbesondere auch zu Anfang und Ende, der Effektivwert von Spannung und Strom vollkommen
konstant und identisch ist mit der vor dem Versuch (im Dauerbetrieb) unter den gleichen
Bedingungen gemessenen effektiven Spannung und Stromstärke bilden die wesentlichen,
erheblichen Vorteile des Serienstromunterbrechers gemäß der Erfindung. Die gebräuchlichen
Relaiszeitschalter, die bisher zur Begrenzung eines intermittierenden Stromes, wie
ihn z. B. ein Wagnerscher Hammer, ein Quecksilberstrahl- oder ein elektrolytischer
Unterbrecher liefert, benutzt werden, gestatten in der Regel (abgesehen von nicht
beeinflußbaren Zufälligkeiten) nicht, eine beliebige und dabei ganze Anzahl identischer
Stromstöße zu erzeugen; denn die Relaiszeitschalter vermögen zwar die Dauer des
gesamten Stromschlusses ziemlich genau (auf o,or sek) abzugrenzen, jedoch keine
Gewähr dafür zu geben, daß der abgegrenzte Zeitraum zu Beginn eines Stromstoßes
beginnt und am Ende eines solchen endet, d. h. daß der Zeitraum ein ganzes Vielfaches
eines Stromstoßes des Unterbrechers umfaßt, oder wenigstens dafür, daß bei wiederholtem
Arbeiten des Relaiszeitschalters mit der gleichen Zeiteinstellung die Wirkung der
von ihm abgegrenzten Stromstöße jedesmal gleichwertig ist. Auch die außer den Relaiszeitschaltern
gebräuchlichen Momentpatronen, die, in den Stromkreis eingeschaltet, explodieren
und dadurch den Strom unterbrechen, erfüllen diese Bedingung nicht, und zwar =aus
Gründen, die in der durch die Herstellung bedingten Verschiedenheit der einzelnen
Patronen liegen.
-
Eine beliebig oft wiederholbare Erzeugung
des nämlichen
Stromstoßes oder einer Serie von Stromstößen mit vollkommen identischem Stromverlauf
ist aber in all den Fällen von Wichtigkeit, in denen es sich um sehr kurze Betriebszeiten
(gleich o, i sek oder kleiner sowie um Erzielung genauer Versuchsresultate handelt,
Forderungen, welche namentlich auch die wissenschaftlichen Röntgen-Vergleichsaufnahmen
stellen.
-
Der Serienstromunterbrecher, um den es sich im vorliegenden Falle
handelt, wirkt dagegen gleichzeitig als Stromunterbrecher und als Relaiszeitschalter,
und eine solche Vorrichtung ist durch die beiliegenden Zeichnungen in einer beispielsweisen
Ausführung dargestellt. Hierbei zeigen: Abb. i einen senkrechten Längsschnitt durch
die Betriebsachse, Abb.2 eine Draufsicht, Abb.3 eine Ansicht von der linken Seite.
Abb.:1 einen Schnitt bei der Linie E-F und Abb.5 einen weiter unten bezeichneten
Längsschnitt.
-
Die Zuführung des zu unterbrechenden Stromes erfolgt bei der Klemmschraube
i, und von ihr aus fließt der Strom durch das, bei 2 gehaltene und gegen die Achse
9 isolierte gasdichte Blechgehäuse 3 in eine Quecksilberschicht ¢, welche Einrichtung
durch den in vergrößertem Maßstab gegebenen Längsschnitt Abb.5 ersichtlich ist.
Hierbei wird vor Inbetriebsetzung das Blechgehäuse durch den Schlauch 5 an eine
Leuchtgasleitung angeschlossen; durch Entfernen der Schraube 6 läßt man dann das
anfänglich im Gehäuse 3 befindliche Luftgasgemisch so lange ausströmen, bis das
bei 6 austretende Gasgetnisch mit ruhig leuchtender Flamme verbrennt. Man verschraubt
nun die öffnung 6 und läßt den Gasbehälter 3 während des folgenden Unterbrecherbetriebes
unter Gasdruck. Ein Entweichen von Leuchtgas an der Achse 9 wird , durch die Stopfbüchse
7 (gefüllt mit ölgetränktem Werg, das auf der polierten Achse gut abdichtet), welche
durch die Rohrschelle 8 gehalten ist, verhindert.
-
In der gezeichneten Stellung fließt nun der Strom vom Quecksilber
durch die Blechlamelle i o, «-elche in die Isolierscheibe i i (aus Vulkanfiber o.
d'-I.) eingelassen ist, in die Stahlachse 9. Die Scheibe i i sitzt, mit ihrem quadratischen
Loch in der Mitte, auf der von 13 bis 1 4. ebenfalls quadratischen Achse 9 und wird
durch die Muttern 15 und 16 gegen den Ansatz 17 festgezogen. In der Achse 9 fließt
der Strom dann weiter zum Lager 18 und von da zum Lager ig.
-
Erfolgt nun bei 2o der Antrieb des Unterbrechers durch einen
Kleinmotor von ungefähr 1500 Umdrehungen/Minute (wenn man von rechts her
in der Achsenric htung blickt im hhrzeigersinne), so fließt der Strom so lange durch
die Achse, als eine der Lamellen i o oder 21 sich im Quecksilber befindet. (Da die
Achse 9 stromdurchflossen ist, so muß der Antrieb bei 2o isoliert erfolgen.) Zwischen
den Lagern 18 und 19 ist auf der Achse 9 eine isolierte Spindel S (aus Vulkanliber)
durch die Schrauben 22 bis 30 befestigt, welche zugleich als Stromleiter
und zur Befestigung eines stellenweise in die Gewindegänge eingelassenen Bleichstreifens
3 1 bis 3.4 dienen.
-
Taucht nun eine der Lamellen i o oder 21 bei der Drehung in das Quecksilber,
so fließt der Strom in die Achse 9, von ihr durch die Schrauben 22 bis 3o bzw. in
die entsprechenden mit ihnen verbundenen Blechstreifen 31 bis 34. und kann also
dann von letzteren abgenommen werden. Dies geschieht durch das Rad 35, das in dem
Bügel 36 läuft und durch eine Feder 37 während der Umdrehung der Achse 9 gegen die
Blechstreifen gedrückt wird, a.lso mit diesen leitend verbunden ist. Der Strom wird
von der Schraube 38 abgeführt.
-
Die Wirkung des durch den Motor in Drehung ersetzten Unterbrechers
gestaltet sich nun folgendermaßen: Nachdem durch Anziehen am Griff 39 (Abb. q.)
das Kontaktrad 35 aus den Gewindegängen der Spindel S gezogen wurde, kann man mittels
einer Laufkatze 4.o das Rad 3 5 auf die Höhe der Stellung A verschieben und dort
durch Federkraft 37 einschnappen lassen. (Um dabei den Bügel 36 in senkrechter
Lage zu halten, ist notwendig, daß er, z. B. durch Doppelrollen 4.i, 4.2 und -3,
:14. innerhalb der Gleitschienen 4.5, 4.6 und 47, 4.8 geführt wird.) Da bei A kein
leitender Blechstreifen auf .die Spindel aufgeschraubt ist, kann das Kontaktrad
35 von der isolierenden Spindelstelle bei A keinen Strom abnehmen.
-
In dieser Stellung ist der Unterbrecher ausgeschaltet.
-
Bringt man das Rad 35 zum Einschnappen in den (verlaufenden) Gewindegang
bei B (Abb.2), so wird es zunächst bis zur Stelle BI mitgenommen. (Daß das Rad 35
tatsächlich einschnappen und mitgenommen werden kann, ergibt sich aus folgender
Cberlegung. Die Spindel dreht sich in der Minute i 5ooinal, in der Sekunde also
2 5mal, so daß bei jeder Umdrehung das Rad 35 um je einen Gewindegang = 8 mm verschoben
wird, und daß es somit in einer Sekunde einen Weg von 2 5 y 8 mm = 20o tnm zu machen
hat; eine Geschwindigkeit von 2ocm;sek liegt aber nicht außerhalb der.hier erlaubten
Größe.) Da nun bei Bi der leitende Blechstreifen beginnt, der nach einem halben
Umgang wieder endet, so ist die Möglichkeit gegeben,
daß ein Strom
während dieser halben Drehung von der Achse in den Bügel fließt (wo er dann abgenommen
werden kann), sofern eine der Lamellen i o oder a i während dieser Zeit in das Quecksilber
taucht. Nun beginnt aber der Kontakt in Bi zu einer Zeit, wo die beiden Lamellen
wagerecht stehen, und er endet, wenn sie wieder ebenso stehen, so daß also nur der
von der Lamelle 21 während ihres Eintauchens ins Quecksilber geleitete Strom vom
Bügel abgenommen wird. Beim nun folgenden Eintauchen der Lamelle io befindet sich
das Kontaktrad 35 bereits wieder auf einer isolierenden Stelle B° (Abb. i) und rollt
dann dauernd auf dem toten Gang B3.
-
Die Stellung B liefert also genau einer Stromstoß.
-
Die Stellung C liefert nach derselben überlegung 5 y a = io gleiche
Stromstöße; dann aber ist durch den isolierenden Gang wieder automatisch ausgeschaltet.
-
Die Stellung D gestattet einen Dauerbetrieb, da hier der übertragende
Blechstreifen endlos ist.
-
Man kann also in der Stellung D zuerst Spannung und Stromstärke im
Dauerbetrieb feststellen und nachher durch (zeitlich getrennte) Kombination der
Stellungen Bund C eine beliebige Anzahl von Stromstößen erzeugen, von denen jeder
identisch ist mit je einem Stromstoß beim Dauerbetrieb.
-
Es sei noch bemerkt, daß das sogenannte Funken an den Blechstreifen
nicht eintreten kann, da die Rolle 35 schon (ungefähr) eine Vierteldrehung vor dem
Eintauchen einer Lamelle ins Quecksilber kontakt herstellt.
-
Ferner, daß das Funken, nur im Quecksilber stattfindet, woselbst aber
ein Verschlammen durch die Leuchtgasatmosphäre praktisch nicht auftritt.
-
Zur Regulierung der Stromschlußdauer bei den einzelnen Stromstößen
wird das I-Ig-Niveau höher oder niedriger gestellt; das Hg-Niveau kann an der kommunizierenden
Glasröhre 47 vor dem Betrieb an Marken abgelesen werden; vom Einströmen des Leuchtgases
an ist das Röhrchen 47 natürlich durch, einen Gummistöpsel zu verschließen.
-
Zur Vermeidung eines unerwünschten Stromkreises sind Vulkanfiberisolierungen
eingefügt bei 39, 49, 50, 54 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 und 59-, Der Quecksilberhaushalt
regelt sich folgendermaßen: Bei der großen Umlaufsgeschwindigkeit der Scheibe i
i wird das mitgerissene Hg äußerst schnell tangential gegen die Wandung 6o geschleudert,
muß aber dann durch die Rillen 61 wieder nach unten ablaufen; dadurch stellt sich
ein stationärer Zustand ein.
-
Der ganze Unterbrecher ist mittels Winkeleisen 62 auf ein Hartholzbrett
63 montiert, und er wird durch ein Gehäuse aus isolierendem Material so gedeckt,
daß nur der Griff 39; herausragt. Mit 6.1 ist eine Spannschraube bezeichnet. Am
Gehäuse befinden sich den Stellungen A, B, C, D entsprechende Einstellmarken.