-
Einrichtung für die Zuführung bzw. Entnahme elektrischer Energie an
wahlweise veränderlichen Stellen von Kettenleitern In der Nachrichtentechnik werden:
Kettenleiter, die aus Selbstinduktionen und Kapazitäten zusammengesetzt sind, zu
den verschiedensten Zwecken verwendet. Häufig liegt dabei die Aufgabe vor, die elektrische
Energie diesen Kettenleitern an beliebig einstellbaren Punkten zuzuführen: bzw.
zu entnehmen, um mehr oder weniger Glieder des Kettenleiters als Übertragungsweg
für die Energie zu benutzen. Ein besonderes Anwendungsgebiet haben die Kettenleiter
z. B. in der Unterwasserschalltechnik gefunden bei Einrichtungen zur Schallrichtungsbestimmung
mit Hilfe einer Mehrzahl von einzelnen Schallempfängern. Es handelt sich hierbei
darum, den Phasenunterschied bzw. den absoluten Zeitunterschied, der zwischen der
Erregung der einzelnen Empfänger durch den gleichen Schallimpuls in Abhängigkeit
von der Schallrichtung besteht, durch Einfügung von mehr oder weniger langen elektrischen
Verzögerungsketten auszugleichen, um auf diese Weise ein Maximum oder Minimum der
Wirkung beim Zusammenfassen der von den einzelnen Empfängern kommenden Energie zu
erzielen.
-
Bisher ist in solchen Fällen die elektrische Energie zu den Kettenleitern
galvanisch zugeführt bzw. von den Kettenleitern galvanisch mit Hilfe von elektrischen
Schaltwerken entnommen worden, durch die es möglich war, mehr oder weniger Kettenglieder
der betreffenden, Kettenleiter einzuschalten, indem Kontaktbahnen vorgesehen waren,
längs denen die Zuführungs- bzw. Entnahmekontakte bewegt werden konnten. Da die
Zahl der erforderlichen Kontakte außerordentlich groß ist, wenn Kettenleiter mit
vielen. einzelnen Gliedern benutzt werden, und da die Schaltwerke selbst verhältnismäßig
kompliziert sind, treten häufig Störungen auf in der Art, daß entweder der Stromübergang
an manchen Stellen unterbrochen wird oder daß infolge von Feuchtigkeitseinflüssen
an den Kontaktbahnen störende Isolationsfehler sich bemerkbar machen. Dies gilt
insbesondere für die Verwendung der Kettenleiter auf Schiffen, z. B. für die Zwecke
des Unterwasserschalls oder der drahtlosen Nachrichtenübermittlung. Auch treten
bei dem Schaltvorgang häufig Störungen dadurch auf, daß bei Ein- undAusschalten
von Kettengliedern durch Ladungen, die sich auf den Kondensatoren angesammelt haben,
elektrische Impulse entstehen, die sich z. B. bei Einwirkung auf Telephonhörer als
lästiges Knackgeräusch bemerkbar machen.
-
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, derartige
Störungen, wie sie bei galvanischer Zuführung bzw. Entnahme der Energie von Kettenleitern
auftreten, zu überwinden. Das Wesen; der Erfindung besteht darin, daß die Zuführung
bzw.
Entnahme elektrischer Energie an wahlweise veränderlichen Stellen von Kettenleitern
induktiv oder kapazitiv erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, alte veränderlichen
Kontakte bei derartigen Einrichtungen zu vermeiden. Bei induktiver Zuführung bzw.
Entnahme der Energie kann man z. B. in der Art vorgehen, daß man längs . der Selbstinduktionsspulen
des Kettenleiters Zuführungs- bzw. Entnahmespulen verschiebbar anordnet in der Weise,
däß die Energie an einer beliebigen Stelle des Kettenleiters zugeführt bzw. entnommen
werden kann. Zweckmäßig wird man dabei so verfahren, daß man die Zuführungs- bzw.
Entnahmespule durch die Windungsflächen der Selbstinduktionsspule der einzelnen
Glieder des Kettenleiters hindurchführt. Man kann aber auch die Einrichtung in der
Weise treffen, daß die Selbstinduktionsspulen des Kettenleiters als Flachspulen
ausgebildet werden und die Zufüh= rungs- bzw. Entnahmespulen mit ihren: Windungsflächen
parallel zu ihnen verschiebbar sind, um auf diese Weise die Energie an einer beliebigen
Stelle der Kette zuführen bzw. entnehmen zu können. Wenn die Kettenleiterspulen
Eisen enthalten, z. B. lamellierte Bleche oder Massekerne, so ist es möglich, diese
Eisenkreise offen auszubilden und die Zuführungs- bzw.Entnahinespulen über die Pole
der Kettenleiterspulen hinwegzubewegen. Um eine möglichst kleine Bauart der ganzen
Einrichtung zu erzielen, kann man in der Weise vorgehen, daß man nicht die gesamten
Kettenleiterspulen bei der Zuführung bzw. Entnahme der Energie benutzt, sondern
kleine Teilspulen abtrennt,- die mit ihnen parallel oder in Serie geschaltet sind
und die Zuführung bzw. Entnahme der Energie nur an. diese kleinen Teilspulen, die
auf kleinerem Raum angeordnet werden können, vornimmt. Damit eine möglichst geringe
Rückwirkung der Zuführungs- bzw. Entnahmespulen auf die Kettenglieder stattfindet,
ist es ferner zweckmäßig, die Zuführungs- bzw. Entnahmespulen hochohmig auszubilden
und direkt zum Gitter von Verstärkerröhren zu führen. Da es meistens erwünscht ist,
den Übergang von einem Kettenglied zum andern möglichst kontinuierlich vorzunehmen,
werden weiter erfinclungsgemäß die Zuführungs- bzw. Entnahmespulen derart ausgebildet,
daß eine Kopplung mit zwei oder mehreren aufeinan.derfolgenden Kettengliedern gleichzeitig
stattfindet, und daß bei der Verschiebung der Zuführungs- bzw. Entnahmespulen längs
der Kettenglieder die Energiezuführung bzw. die Energieentnahme an dem einen Kettengliede
in demselben Grade abnimmt, wie sie beim nächstfolgenden Gliede zunimmt, und umgekehrt.
Anstatt für die Zuführung oder Entnähme der Energie an den Ketten einzelne Zuführungs-
b.zw. Entnahmespulen zu verwenden, die längs der Ketten verschiebbar sind, kann
man auch in, der Weise verfahren, daß man von vornherein bei jeder Spule des Kettenleiters
eine Zuführungs- bzw. Entnahmespule anordnet und die Kopplung dieser Spule mit den
Kettenleiterspulen nach Belieben loser oder enger macht. Die Einrichtung ist dabei
so zu treffen, daß eine nennenswerte Energiezuführung bzw. -entnähme nur eintritt,
wenn die Kopplung eng gemacht ist. Die Zuführungs- bzw. Entnahmespulen sind dabei
alle in Serie zu legen. Das Loser- oder Engermachen der Kopplung kann durch Bewegung
der Kopplungsspulen. oder durch Einführung eines Eisenschlusses erfolgen.
-
Die Erfindung möge an Hand der -Nbb. i bis 6 näher beispielsweise
erläutert werden: Abb. -i stellt einen Kettenleiter mit galvanischer Zuführung bzw.
Entnahme der Energie in der bisher bekannten. Weise dar; Abt. a zeigt einen Kettenleiter,
bei dein die Energiezuführung bzw. -entnähme mit Hilfe einer durch die Windungsflächen
der Kettenleiterspulen hindurch verschiebbaren Spule erfolgt; Abb. 3 zeigt eine
Kette mit Flachspulen, an deren Windungsflächen die Kopplungsspule entlang bewegt
wird; Abt. q. zeigt eine Kette mit eisenhaltigen Spulengliedern; Abt. 5 stellt den
Fall dar, wo die Energiezuführung bzw. -entnähme vermittels kleiner Teilspulen erfolgt;
Abb. 6 zeigt einen Kettenleiter, bei dem die Energiezuführung bzw. -entnähme durch
Veränderung der Kopplung mit den Zuführungs- bzw. Entnahmespulen erreicht wird.
-
In Abb. i besteht der Kettenleiter i beispielsweise aus mehreren in
Serie geschalteten Selbstinduktionsspulen a und parallel dazu angeordneten Kondensatoren
3. Von den einzelnen Kettengliedern sind Leitungen zu Kontaktpunkten q. herausgeführt,
längs denen ein beweglicher Gleitkontakt 5 verschiebbar angeordnet ist. Die Zuführung
der Energie geschieht beispielsweise von einer Seite der Kette aus durch den Transformator
6 (der Kettenleiter selbst ist am anderen Ende durch einen Widerstand 7 abgeschlossen),
um Reflexionen zu vermeiden. Durch den Gleitkontakt 5 kann die über die Kette laufende
Energie an einem beliebigen der Kontaktpunkte q. entnommen und zu einem Anzeigeinstrument,
z. B. einem Telephon 8, geführt-werden. In der Stellung, wie sie in. Abb. i dargestellt
ist, wird die in Richtung des Pfeiles A kommende Energie von der Kette entnommen,
nachdem sie vier Kettenglieder durchlaufen hat. Wird der Gleitkontakt
5
weiter nach rechts verschoben, so «-erden mehr Glieder eingeschaltet, wird er nach
links verschoben, wird die Zahl der eingeschalteten Glieder vermindert und infolgedessen
die Zeit, die die Energie für das Durchlaufen der Kette braucht, größer bzw. kleiner
gemacht. Wie eingangs ausgeführt, treten nun bei dem Umschaltvorgang, d. h. bei
der Bewegung des Gleitkontaktes 5 über die Kontaktpunkte .I hinweg, die geschilderfen
Störungen auf.
-
In Abb. -2 ist eine Kette gleicher Art wie in Abb. i dargestellt,
jedoch sind von den einzelnen Kettengliedern keine Leitungen zu Kontaktpunkten herausgeführt,
sondern die Kettenspulen io sind so gestaltet, daß zur induktiven Entnahme bzw.
Zuführung eine entsprechende Spule 9 durch sie hindurchbewegt werden kann. Die Spule
ist beispielsweise auf einem Stab i i aufgewickelt. Bei einer besonderen Ausfübrungsforrn
ist die Spule 9 so lang gewählt, daß eine gleichzeitige Entnahme bzw. Zuführung
der Energie bei zwei oder mehr Kettengliedern möglich ist. In dein gezeichneten
Fall wird die Hauptenergieübertragung an dein zweiter. Gliede der Kette, von links
gerechnet, stattfinden. Wird nun aber die Spule 9 weiter nach rechts bewegt, so
wird allmählich die Energieübertragung am dritten Kettenglied stattfinden und in
gleichem Maße die Energieübertragung am zweiten Gliede schwächer werden. Urn eine
möglichst geringe Rückwirkung von der Zuführungs- bzw. Entnahmespule auf die Kettenglieder
zu erhalten. wird die Spule 9 zweckmäßig hochohinig ausgebildet, und die Enden werden
zum Gitter einer Verstärkerröhre 12 geführt.
-
In Abb. 3 sind die Kettenspulen als Flachspulen 13 ausgebildet.
Für die Zuführung der Energie bzw. die Entnahme der von links her zugeleiteten Energie
dient eine Flachspule 14, die parallel zu den Windungsflächen der Spulen
13 verschoben werden kann. In dem gezeichneten Falle findet z. B. die Energieentnahme
beim zweiten Gliede statt, d. h. die von links her auf die Kette geleitete Energie
hat nur zwei Glieder des Kettenleiters durchlaufen, wenn sie zu einem Telephon 15
gelangt.
-
In Abb.:I ist ein Fall dargestellt, wo der Kettenleiter Selbstinduktionsspulen
16 mit Eisenkern 17 besitzt. In einem solchen. Falle wird man den Eisenkern
17 so ausbilden, daß freie Polflächen 18 entstehen, vor denen Entnahmespulen io,
die ebenfalls zweckmäßig Eisenkerne enthalten, vorbeibewegt werden können.
-
In Abb. 5 sind von jedem Kettenglied des Kettenleiters Leitungen zu
Teilspulen 2o herausgefiihrt, die bei diesem Ausführungsbeispiel in Reihe mit den
Kettenspulen 21 liegen. Die Energieentnahme erfolgt vermittels einer Entnahmespule
22, die um einen Punkt 23 drehbar gelagert ist und an den Teilspulen der einzelnen
Kettenglieder vorbeibewegt <<.-erden kann.
-
In Abb.6 schließlich ist der Fall dargestellt, daß für jede Spule
24. des Kettenleiters eine Kopplungsspule 25 für die Energieentnahme vorgesehen
ist. Die Spulen 25 können mit den Spulen 24. durch Heranbewegen vermittels eines
geeigneten -Mechanismus enger oder loser gekoppelt werden. In dem gezeichneten Fall
ist z_. B. die dritte Spule 25 mit der dritten Kettenspule 2:I eng gehoppelt, und
die von links her der Kette zugeführte Energie wird infolgedessen von diesem Glied
.entnommen und einem Telephon 26 zugeführt. An den übrigen Kettengliedern ist die
Kopplung so lose zwischen Spule 24 und Spule25, daß eine nennenswerte Energieübertragung
nicht stattfindet. Auch hierbei ist darauf zu achten, daß durch die Kopplung der
Spulen 25 mit den Spulen 2-t eine zu starke Rückwirkung durch die Energieentnahme
nicht stattfindet.
-
Die Ausführungsbeispiele zeigen Ketten, bei welchen die Zuführung
bzw. Entnahme der Energie nur jeweils am einer Stelle stattfindet. Selbstverständlich
ist auch eine Ausführung möglich, bei der dies gleichzeitig an mehreren Stellen
stattfindet.
-
Die dargestellten Beispiele geben natürlich nur einige Ausführungsformen
des Erfindungsgedankens wieder. Naturgemäß kann derselbe bei allen Formen von. Kettenleitern
in entsprechender Weise Anwendung finden. Nicht dargestellt worden ist der Fall
der kapazitiven Entnahme bzw. Zuführung von Energie vom bzw. zum Kettenleiter. Die
Ausführung kann in diesem Falle z. B. in der Weise erfolgen, daß die Kondensatoren
der einzelnen Kettenglieder so ausgebildet sind, daß eine Teilfläche jedes Kondensators
nach außen geführt ist, über die eine andere Fläche für die Zuführung bzw. Entnahme
der Energie streifend hinwegbewegt werden kann.
-
Anstatt die Zuführung bz*. die Entnahme der Energie nur induktiv oder
nur kapazitiv vorzunehmen, kann man auch beide Arten gleichzeitig an einer Kette
anwenden. Auch die Kombination der induktiven oder kapazitiven Zuführung bzw. Entnahme
der Energie mit der bekannten galvanischen Zuführung bzw. Entnahme kann in manchen
Fällen besondere Vorteile bieten.