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Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer oder mechanischer Schwingungen.
Es sind eine Anzahl Schaltungen elektrischer Maschinen, Bogenlampen u. dgl. bekannt
geworden, bei denen Gleichstrom zugeführt und Wechselstrom entnommen wird, z. B.
die singende Bogenlampe, die Poulsonlampe und verschiedene Anordnungen, die von
B a r k h a u s e n beschrieben worden sind.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer
oder mechanischer Schwingungen, bei welcher ein ähnlicher Vorgang wie bei den obenerwähnten
bekannten Anordnungen in Kombination mit einem oszillierenden Elektromotor, dessen
bewegten Teilen vor Überschreitung der Umkehrstellung die gesamte innewohnende lebendige
Kraft entzogen, vorübergehend in elastischen Mitteln, etwa Federn, aufgespeichert
und nach Umkehr der Bewegungsrichtung wieder zugeführt wird, Verwendung findet.
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Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zur Erzeugung
elektrischer und mechanischer Schwingungen mit Hilfe eines Elektromotors, dessen
beweglicher Teil durch mit ihm verbundene elastische Mittel mechanisch schwingungsfähig
ausgebildet ist und in einen auf die Schwingungszahl des mechanisch schwingungsfähigen
Systems abgestimmten elektrischen Schwingungskreis eingeschaltet ist, welcher aus
einem Gleichstromkreis, der mit dein elektrischen Schwingungskreis elektrisch gekoppelt
ist, gespeist wird. Es wird also dieser Vorrichtung direkt Gleichstromenergie zugeführt,
um Wechselstromenergie in elektrischer oder mechanisch schwingender Form zu entnehmen.
D. h. also, es findet im Innern dieses oszillierenden Motors eine selbsttätige Umwandlung
von Gleichstromenergie in Schwingungsenergie statt.
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Die Abbildung zeigt die Anordnung und Schaltung für eine derartige
Einrichtung, und zwar ist b die Feldwicklung eines Elektromotors, die bei plus und
minus an eine Gleichstromquelle angelegt ist. Der Anker des Elektromotors ist mit
a und die Feder, die mit dem Anker zusammen das mechanisch schwingungsfähige System
bildet, mit F bezeichnet. Auf dem Wellenstumpf k ruht der Anker im Lager. D ist
die Primärwicklung, s die Sekundärwicklung eines Transformators T. C ist ein Kondensator,
der zusammen mit der Anker- und Sekundär-Transformatorwicklung einen elektrischen
Schwingungskreis bildet. Schließt man den Gleichstromkreis, so entsteht in der Wicklung
p ein Induktionsstoß, der auch in der Wicklung s einen Stromstoß von bestimmter
Richtung hervorruft. Dieser Stromstoß lädt den Kondensator C im entsprechenden Sinne
auf und passiert auch den Anker a des Elektromotors. Der Anker a wird somit um einige
Grade um seine Achse gedreht und spannt die hierbei auf Torsion beanspruchte Feder
F beispielsweise in Richtung des eingezeichneten Pfeiles. Im nächsten Augenblick
hört jedoch die Wirkung dieses Stromstoßes
auf, und die Feder F,
die durch die Bewegung des Ankers potentielle Energie aufgenommen hatte, sucht den
Anker zurückzubewegen. Gleichzeitig entlädt sich der Kondensator C. Dieser den Schwingungskreis
nun in umgekehrtem Sinne durchlaufende Stromstoß passiert ebenfalls den Anker a
und unterstützt die zurückführende Kraft der Feder F, durchläuft aber auch im umgekehrten
Sinne die Sekundärwicklung s des Transformators und erzeugt eine gegenelektromotorische
Kraft in dessen Primärwicklung, die gemeinsam mit dem zurückkehrenden Anker dem
Gleichstrom entgegenwirkt. Der Gleichstrom wird durch diesen Vorgang vorübergehend
geschwächt und erreicht erst wieder seine volle Stärke nach abermaliger Umkehr der
Bewegungsrichtung des Ankers bzw. der im elektrischen Schwingungskreis e schwingenden
Energie, die. sich beim zweiten Stromstoß weiter aufschaukelt und schließlich nach
mehrmaliger Wiederholung es beschriebener. Vorganges den Gleichstrom periodisch
ausschalten kann. Es handelt sich somit in dein beschriebenen System um eine Art
Rückkopplungswirkung, durch die dem Gleichstrom in periodischem Wechsel der Weg
über die Spule b und p geöffnet und verriegelt wird. Da man der gesamten Vorrichtung
durch Kopplung sowohl Energie in mechanisch schwingender Form als auch Wechselstrom
entziehen kann, so 'stellt die gesamte Vor richtung einen Generator für beide Energiearten
dar.
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Um das Maximum der. Leistung bzw. den günstigsten Nutzeffekt zu erzielen,
muß das mechanisch schwingende System a, F mit dem elektrisch schwingenden Systems,
a, C gleichgestimmt sein. Die Periodenzahl der erzeugten mechanischen oder elektrischen
Schwingungen kann natürlich in den weitesten Grenzen geändert werden. An Stelle
der Feder F kann auch ein anderes elastisches Mittei in das beschriebene System
eingesetzt «erden.
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Während man seither von. elektrisch schwingungsfähigen Systemen, die
durch die elektrischen Bestimmungsstücke Kapazität und Selbstinduktion gekennzeichnet
waren bzw. von mechanischen schwingungsfähigen Systemen sprach, bei denen Direktionskraft
und Masse als Bestimmungsstücke auftreten, ist es nach Obigem möglich, ein schwingungsfähiges
Gebilde herzustellen, bei dem das eine Bestimmungsstück mechanisch, das andere elektrisch
ist. Ferner ist es denkbar, daß beispielsweise auf eine Masse gleichzeitig ein mechanisches
Mittel, z. B. eine Feder, und ein elektrisches Mittel, z. B. ein elektrisches oder
magnetisches Feld wirkt, und die aus diesen beiden Mitteln resultierende Richtkraft
als zweites Bestimmungsstück bei dem so entstehenden schwingungsfähigen Gebilde
auftritt.
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Das Anwendungsgebiet der beschriebenen Erfindung ist außerordentlich
groß; so können z. B. mit denn Anker des beschriebenen Generators elastische Flächen
verbunden werden zum Zwecke der Förderring gasförmiger oder flüssiger Medien bzw.
zur-Leistung von Vortriebsarbeit, zur Erzeugung von Schall- und anderen mechanischen
Schwingungen. Ferner können Wechselströme beliebiger Frequenz bis hinauf zu solchen,
wie sie in Maschinen für drahtlose Telegraphie zur Anwendung gelangen, erzeugt werden.
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Auf all den genannten Gebieten ist es von besonderer Bedeutung, daß
Generatoren der beschriebenen Art Schwingungen von nahezu absoluter Konstanz erzeugen
ohne jede weitere Reguliervorrichtung, da die Periodenzahl ausschließlich abhängig
ist von der Eigenschwingung der elektrischen bzw,- mechanischen schwingenden Systeme.