DE520868C - Einrichtung zur Erzeugung von Wechselstrom, bestehend aus einem mechanischen Schwingglied, das auf elektromagnetischem Wege im Schwingen erhalten wird, und zwei elektrisch verbundenen Aufnahmevorrichtungen (z. B. Mikrophonen), die laengs des Schwinggliedes angeordnet sind und zur Umwandlung der mechanischen Schwingungen in elektrische dienen - Google Patents

Description

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Bur» lad, Eigendbm

1331

AUSGEGEBEN AM
16. MÄRZ 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

ΛΙ 520868
KLASSE 21a¹ GRUPPE 7

International Standard Electric Corporation in New York

Schwingungen in elektrische dienen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Januar 1926 ab

Bei Wechselstromerzeugern, besonders denen mit einem mechanischen Schwinggliede, z. B. einer durch einen Elektromagneten getriebenen Stimmgabel, bei der der Magnet durch Vorrichtungen gesteuert wird, die durch die Schwingungen der Gabel selbst oder durch eine äußere Stromquelle gesteuert werden, entstehen Verzerrungen der Stromform im Ausgangskreis durch die mechanisehen Unvollkommenheiten der Schwingeinrichtung. Eine Ursache für eine derartige Verzerrung istdie unsymmetrischeAnordnung der Vorrichtungen, wie z. B. von Mikrophonen oder anderen Aufnahmegliedern, welche dem Schwinggliede zugeordnet sind. Ein weiterer Grund für die Verzerrung wird durch ^die unsymmetrischen Eigenschaften der verschiedenen Aufnahmeglieder selbst gebildet.

so Zweck der Erfindung ist es, einen unverzerrten Wechselstrom von konstanter Frequenz mit Hilfe einer Schwingeinrichtung zu erzeugen, welche ein mechanisches Schwingglied enthält. Ein Merkmal der Erfindung betrifft die Benutzung von Auffangvorrichtungen zur Umwandlung der mechanischen Schwingungen in elektrische; die Auffangvorrichtungen sind dem Schwinggliede symmetrisch beigegeben.

Zu diesem Zweck wird in einer Einrichtung für die Erzeugung von Wechselstrom, bei welcher die Schwingungen eines mechanischen Schwinggliedes in elektrische Schwingungen umgewandelt werden und elektromagnetische Mittel die Schwingungen ver-Ursachen und erhalten, das Schwingglied in ihren Knotenpunkten unterstützt. Die Aufnahmevorrichtungen sind längs des Schwinggliedes derart in Verhältnis zu demselben angeordnet, daß die Impedanz gegen den durch die Vorrichtungen fließenden Strom durch die Schwingungen des Gliedes in solcher Weise geändert wird, daß, wenn der Strom durch eine Vorrichtung zunimmt, der Strom durch die andere Vorrichtung abnimmt. Die beiden Vorrichtungen arbeiten somit in Gegentaktschaltung und erzeugen durch ihre Zusammenwirkung einen im wesentlichen verzerrungsfreien Wechselstrom.

Ein Ausführuiigsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.

Nach Abb. 1 ist ein aus einem Stabe 1 hergestelltes Schwingglied dargestellt, das in einer bestimmten Frequenz zu schwingen vermag, um die Frequenz der erzeugten Schwingungen herzustellen.. Der Stab 1 ist an seinen Knotenpunkten 2 derart drehbar gelagert, daß der Stab mit einem Bauch in

der Mitte und je einem Bauch an jedem Ende frei schwingen kann.

Der Antrieb für den Stab ι besteht aus einem Elektromagneten 3, der an dem mittleren Bauchpunkt angeordnet ist. Der Elektromagnet 3 wird durch Strom aus der Batterie 9 erregt, der über Widerstand 6 und Schalter 5 fließt, wobei der Strom in seiner Amplitude entsprechend den Schwingungen ίο des Stabes durch ein Mikrophon 4 geändert wird, das am mittleren Bauchpunkt des Stabes und gegenüber dem Elektromagneten 3 angebracht ist. Die Amplitude der Schwingungen und infolgedessen der Strombetrag im Ausgangsstromkreis L wird mit Hilfe des Widerstandes 6 verändert.

Der Strom in dem Stromkreis, welcher die Mikrophone 7, Widerstände 10, die Primärwicklung des Transformators 8 und Batteriea. enthält, wird mittels der Mikrophone 7 verändert, die an den beiden Enden des Stabes, an entgegengesetzten Seiten desselben gelegen sind. Die Sekundärwicklung des Transformators 8 ist an den Sammelkreis L angeschlossen. Die Schwingungen können natürlich auf Wunsch verstärkt werden. Die Widerstände 10 dienen zur Einstellung der Stromstärke im Ausgangsstromkreis.

Die verschiedenen Mikrophone 4 und 7 bestehen aus einem veränderlichen Widerstandsgliede20 bekannter Art, das mit leichtem Druck gegen den Stab 1 anliegt und durch Halter 22 getragen wird. Der leichte Druck, mit welchem das veränderliche Widerstandsglied 20 und die Auffangeteile 7 gegen die Stange 1 gepreßt werden, läßt den Stab entsprechend der antreibenden Kraft frei schwingen und bringt einen minimalen Betrag von Dämpfung für die Schwingungen mit sich. Mit dieser Anordnung wird eine reine und unverzerrte Welle erzeugt, wenn der Widerstand des Mikrophons entsprechend der Bewegungsrichtung ansteigt oder abfällt.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Lagerung

+5 des Stabes ι ist in Abb. 2 veranschaulicht, welche den Stab 1 in Lagerung auf einem Trageglied 2 darstellt, in welchem der Stab zwischen zugespitzten Lagerstiften 11 und 12 eingeklemmt ist. Ein zugespitzter Lagerstift ist wünschenswert, um die Reibung auf ein Minimum herabzusetzen und eine freie und unbehinderte Bewegung des Schwinggliedes oder des Stabes zuzulassen.

Der Schwingzustand des Stabes kann durch Schließen des Schalters 5 eingeleitet werden. Wenn der Stab schwingt, wird der Widerstand des Mikrophons 4 veranlaßt, sich in Synchronismus mit dem Stabe zu ändern.

Ein Strom von entsprechender Frequenz wird dadurch in dem Stromkreis erzeugt, welcher den Magneten 3 enthält. Der Kraftfluß dieses Magneten muß deshalb in dem gleichen Maße schwanken und den Stab bei seiner Resonanzfrequenz in Schwingung halten.

Die Mikrophone 7, welche an den Bauch- 6j punkten entgegengesetzter Seiten des Stabes angeordnet sind, werden in ihren Widerständen im gleichen Maße verändert und lösen Stromschwankungen der Resonanzfrequenz des Stabes aus, welche über die beiden Half- 7c ten der Primärwicklung des Transformators 8 fließen.

Da die Mikrophone 7 an entgegengesetzten Seiten des Stabes 1 liegen, läßt die Stabbewegung den Widerstand eines Mikrophons 7ί abnehmen und den Widerstand des anderen Mikrophons zunehmen, und zwar mit dem Erfolge, daß die Stromveränderung in den beiden Hälften der Primärwicklung des Transformators 8 das entgegengesetzte Vor- 8c zeichen hat. Die Einrichtung arbeitet also in Gegentaktschaltung und induziert Stromschwankungen in der Sekundärwicklung "des Transformators 8.

Die Treibvorrichtungen und die Aufnahme- 8j vorrichtungen können ihre Lage tauschen oder allgemein kann der Stab von einem beliebigen Bauchpunkt aus angetrieben und die Aufnahmevorrichtungen an beliebigen Bauchpunkten angeordnet werden, ohne die Wir- gc kungsweise der Einrichtung zu verändern. Der Stab kann ferner an mehr als zwei Stellen getragen werden, um andere Arten von Freischwingungen hervorzurufen, die mehr als drei Bauchpunkte aufweisen. In diesem Falle läßt sich der Stab zum Schwingen in hohen Frequenzen bringen.

Die oben beschriebene Anordnung ist eine Schwingeinrichtung, in welcher die verschiedenen Glieder zur Erzeugung einer außer- 10c ordentlich reinen Stromwelle im Ausgangsstromkreis zusammenarbeiten. Die verschiedenen Glieder der Einrichtung liegen symmetrisch gegenüber der Mitte des Stabes, weshalb die Rückwirkungen des Stabes im ioj wesentlichen unverzerrt sind. Die Aufnahmevorrichtungen liegen in Gegentaktschaltung, so daß gerade Harmonische der Resonanzfrequenz des Stabes ausgeschieden .werden, um die Ausgangswelle noch weiter zu nc reinigen.

Eine nach der Erfindung aufgebaute Einrichtung hat erwiesen, das damit Schwingungen von größerer Reinheit der Wellenform und Konstanz der Frequenz erzeugt werden i<5 können als man durch ähnliche Schwingungserzeuger, welche eine einzelne Aufnahmevorrichtung enthalten, hervorzubringen vermag. Ferner ist der Schwingungserzeuger von infachem mechanischem Aufbau und erfor- 12c dert im Betrieb keine Einstellung, wenn er von einem Platz an den änderen gebracht

wird, um in Verbindung mit anderen Geräten verwendet zu werden.

Wenn die Erfindung auch in einer besonderen Ausführungsform zum Zwecke der Erläuterung dargestellt worden ist, so ist das Wesen der Erfindung natürlich nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Erzeugung von Wechselstrom, bestehend aus einem mechanischen Schwingglied, das auf elektromagnetischem Wege im Schwingen erhalten wird, und zwei elektrisch verbundenen Aufnahmevorrichtungen (z. B. Mikrophonen), die längs des Schwinggliedes angeordnet sind und zur Umwandlung der mechanischen Schwingungen in elektrische dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtungen (7) neben den Schwingungsbauchpunkten des schwingenden Gliedes (1) und an diesen anliegend angeordnet sind, so daß der durch die Vorrichtungen hindurchgeleiteteStrom infolge der mechanisch erzeugten Widerstandsänderungen periodisch ansteigt und abfällt und die im Gegentakt arbeitenden Aufnahmevorrichtungen einen verzerrungsfreien Wechselstrom erzeugen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis der elektromagnetischen Antriebsmittel einen Elektromagneten (3) und ein Mikrophon (4) enthält, welches durch die Schwingungen des Schwinggliedes gesteuert wird, und daß der durch den Elektromagneten fließende Strom periodisch in Übereinstimmung mit den Schwingungen des Schwinggliedes geändert wird, so daß dieses dauernd in Schwingungen gehalten wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtungen in Reihe mit der Primärwicklung eines Transformators geschaltet sind, dessen Sekundärwicklung mit dem Stromkreis in Verbindung steht, an welchen der Wechselstrom abgegeben werden soll, während das gesteuerte Mikrophon durch die Wicklung des Elektromagneten mit einer Anzapfstelle der Primärwicklung des Transformators verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen