DE606964C - Anordnung zur Erzeugung von Schwingungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 14. DEZEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 606964 KLASSE 74 d GRUPPE 8

Anordnung zur Erzeugung von Schwingungen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Mai 1933 ab

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Erzeugung von periodischen Stromstärkeänderungen in Gleich- und Wechselstromkreisen. Gemäß der Erfindung dient als Schwingungserzeuger ein thermonegativer Widerstand, bei dem in einem gewissen Bereich die Spannung bei wachsendem Strom sinkt, in Verbindung mit einem thermopositiven Widerstand, dessen Zeitkonstante größer ist als die des thermonegativen Widerstandes. Der thermopositive Widerstand ändert also bei einer Stromänderung seinen Betrag langsamer als der thermonegative Widerstand. Der thermopositive Widerstand und der thermonegative Widerstand können miteinander in Reihe oder parallel geschaltet sein. Die Anordnung nach der Erfindung eignet sich insbesondere für Flackersignale, Reklameapparate und ähnliche Verwendungszwecke und besitzt den Vorteil, daß sie keinerlei bewegliche Teile enthält. Es ist zwar die Reihenschaltung eines thermopositiven und eines thermonegativen Widerstandes an sich bekannt. Bei diesen bekannten Anordnungen besitzt aber der thermonegative Widerstand eine Zeitkonstante, die gleich oder größer als die Zeitkonstante des Eisenwasserstoffwiderstandes ist, mit dem er in Reihe lag. In diesem Falle können keine Schwingungen auftreten. Macht man aber die Zeitkonstante des- thermonegativen Widerstandes kleiner, so ist die Möglichkeit zu Schwingungen vorhanden. Um wieviel die Zeitkonstanten voneinander verschieden sein müssen, läßt sich aus der Stabilitätsbedingung der Anordnung in am sich bekannter Weise errechnen. Man kann aber auch experimentell die Bedingungen ermitteln.

Das Prinzip der bei einer Reihenschaltung eines thermonegativen und eines thermopositiven Widerstandes geeigneter Zeitkonstante auftretenden selbsttätigen Stromschwankungen ist in Fig. r erläutert. Die Kurve α zeigt den Verlauf der Charakteristik des thermonegativen Widerstandes 1, der in Reihen- schaltung mit dem thermopositiven Widerstand 2 (vgl. Fig. 2) von der Batterie 3 gespeist wird. Nimmt man an, daß die Zeitkonstante des thermonegativen Widerstandes verschwindend klein ist, der Widerstand die Charakteristik, die in Fig. 1 dargestellt ist, also jederzeit unverzögert durchlaufen kann, SO' braucht man die Betriebsspannung nur so zu wählen, daß sie etwas kleiner ist als dem Schnittpunkt der Wendetangente t mit der Ordinante O des Diagramms entspricht. Ferner muß der thermopositive Widerstand, so gewählt werden, daß der Widerstandsbetrag mindestens in den Grenzen schwankt, die durch die beiden Kipplagen der Widerstandsgeraden 4 und 5 bestimmt werden, wenn der in diesem Fall auftretende Strom zwischen den Werten J₄ und J₅ sich ändert. In Fig. ι ist die Netzspannung gleich £7₀. Der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr,-Ing. Erich Friedländer in Berlin-Siemensstadt.

thermopositive Widerstand ist so bemessen, daß, wenn durch, ihn dauernd ein Strom von der Größe I₇ fließt, der Widerstand einen

Wert R₇ besitzt, der gleich -—oder kleiner als

dieser Betrag ist, während bei einem Strom von der Größe T₆ sich ein Widerstandswert R_t im Dauerzustand einstellen muß, der gleich

— oder größer als dieser Wert

ist. Der

Spannungsabfall am Widerstand 2 bei den Werten R₇ und R₆ ist in der Figur durch die Geraden 4 und 5 dargestellt, und zwar ist der Abstand jeder dieser Geraden von der durch die Spannung CT₀ gezogenen Horizontalen gleich dem Spannungsabfall am thermopositiven Widerstand bei dem betreffenden Widerstandswert R₇ bzw. R₆.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Es sei angenommen, daß man sich am Punkt P₄ befindet. Durch den dort herrschenden großen Strom wird der thermopositive Widerstand erwärmt. Sein Ohmbetrag wird größer. Der Strom wird dadurch verringert, der Ohmbetrag des thermopositiven Widerstandes wächst aber mit der Zeit noch weiter an, so daß man zumPunkteP_ekommt. Da beim Strom J₆, wenn er dauernd durch den Widerstand 2 fließt, der Widerstandsbetrag so weit

ansteigt, daß er größer ist als dem Wert—=4

entspricht, so ist der Punkt P₀ instabil, so daß der Strom plötzlich verkleinert wird und man auf den Punkt"P₅ kommt. Der Ohmbetrag des thermopositiven Widerstandes wird nun bei diesem Strom abnehmen, und zwar so weit, bis man zum Punkt P₇ kommt. Hier springt der Strom plötzlich wieder auf einen großen Wert, und das Spiel wiederholt sich von neuem.

Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 4, bei dem ein thermopositiver Widerstand 2 und ein thermonegativer Widerstand 1 parallel geschaltet sind. Diese Parallelschaltung liegt über einen großen Widerstand 4 an der Spannungsquelle 3, die ebenso wie die Spannungsquelle in Fig. 2 eine Gleichstromspannungsquelle oder eine Wechselstrom-Spannungsquelle sein kann. Der Widerstand, an dessen Stelle auch eine vormagnetisierte Drossel treten kann, soll so bemessen sein, daß der Gesamtstrom der Anlage J₀ konstant bleibt. Die Zeitkonstante des Widerstandes 1 soll wieder so klein sein, daß die in Fig. 3 dargestellte Widerstandscharakteristik a unverzögert durchlaufen wird. Für die Bemessung gilt folgendes:

Der Gesamtstrom /₀ muß größer sein als dem Schnittpunkt der Wendetangente t mit der Abszissenachse entspricht. Der Temperaturkoeffizient des thermopositiven Widerstandes ist so zu wählen, daß, wenn der Strom T₉ durch den thermopositiven Widerstand dauernd fließen würde, der Wider-

U standswert gleich oder kleiner als -j²- ist, während bei einem Strome, der der Größe J₁₁

entspricht, der Widerstandswert gleich -J^-

J_n

oder größer als dieser Wert im Dauerzustand ist. Die Wirkungsweise der Anordnung ist dann folgende:

Es sei angenommen, daß man sich im Punkt P₁₀ befindet. Der in dem Widerstand L fließende große Strom /₁₀ verursacht eine Vergrößerung des Widerstandswertes. Der Strom nimmt ab. Der Ohmbetrag wächst aber mit der Zeit noch weiter an, so daß man bis zum Punkt P₁₁ kommt. Dieser Punkt ist instabil, so daß der Strom auf den Betrag /₈ plötzlich verkleinert und der Punkt P₈ erreicht wird. Der Ohmbetrag des thermopositiven Widerstandes wird nun bei diesem Strom abnehmen, und zwar so weit, bis man zum Punkt P₉ kommt, wo der Strom plötzlich wieder auf einen großen Wert ansteigt.

Als thermonegativen Widerstand kann man z. B. einen Urandioxydwiderstand mit kleiner Zeitkonstante verwenden, der auch beispielsweise im Vakuum' oder in ein neutrales Gas eingeschlossen sein kann. Man könnte auch ähnliche Widerstandsmaterialien verwenden, wie sie bei der Nernstlampe Anwendung finden. Verwendet man als thermopositiven Widerstand z. B. eine Metallfadenlampe genügend hoher Wärmeträgheit, so wird in den Schaltungen die Metallfadenlampe periodisch aufleuchten und wieder erlöschen. Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird die Metallfadenlampe vom Strom von der Größe J₄ ab bis zum Strom von der Größe T₆ ab brennen, während sie in dem Bereich von J₅ bis' T₇ dunkel ist. Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird die Metallfadenlämpe hell leuchten vom Strom /₁₀ bis zum Strom J₁₁ und dunkel bleiben vom Stromwert J₈ bis zum Stromwert T₉. Der thermonegative Widerstand kann beispielsweise unmittelbar in den Sockel der Lampe oder in die Fassung miteingebaut werden.

Die Anordnung nach der Erfindung ist für Gleich- und Wechselstrom in gleicher Weise verwendbar.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Anordnung zur Erzeugung von Schwingungen, insbesondere für Flackerlichtsignale und Reklamebeleuchtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungserzeuger ein thermonegativer Wider-

   stand, bei dem in einem gewissen Bereich die Spannung bei wachsendem Strom sinkt, in Verbindung mit einem thermopositiven Widerstand verwendet wird, dessen Zeitkonstante größer- ist als die Zeitkonstante des thermonegativen Widerstandes.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an eine konstante Spannungsquelle ein thermonegativer und ein thermopositiver Widerstand in Reihe angeschlossen sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der thermopositive Widerstand parallel zum thermonegativen Widerstand liegt und beide über einen hohen Widerstand an die Spannungsquelle angeschlossen sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen