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Einrichtung zur Erzeugung von isochronem Wellenstrom aus Gleichstrom mittels schwingender
Körper.
Die den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung kann nicht nur für die Telegraphie mit Drahtleitung, sondern auch für jede andere Anordnung verwendet werden, bei welcher ein
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und insbesondere für die drahtlose Telegraphie.
Bei den bisher zur Umformung von Gleichstrom in isochronen Wellenstrom benutzten
Stabumformern, werden die Schwingungen der Stäbe auf elektrischem Wege unterhalten. Diese bekannten Umformer können in zwei Gruppen eingeteilt werden, nämlich Stabumformer, bei denen Unterhaltung und Umformung gleichzeitig erfolgen (Varley, Paul Lacour, Elisha Gray,
Mercadier, Mercadier-Magunna) und, Stabumformer, bei denen Schwingungsunterhaltung und
Umformung getrennt sind (Paul Lacour, Mercadier, Van-Ryselberghe).
Die letztere Art von Umformern hat man in der Praxis aufgegeben wegen des unregelmässigen Arbeitens mit zwei Kontaktspitzen oder zwei Stimmgabeln oder mit einem Mikrophon, das nur schwache Wellenströme von sehr beschränkter Leistung liefert.
Unter den Umformern mit gleichzeitiger Schwingungsunterhaltung und Umwandlung hat die elektrisch angetriebene Stimmgabel von Mercadier-Magunna befriedigende Ergebnisse geliefert. Sie umfasst einen Unterhaltungsstromkreis, auf dessen Spule die Primärspule eines Induktionstransformators, der von einem gleichgerichtetem Wellenstrom durchflossen wird, im Nebenschluss abgezweigt ist. Dieses System hat jedoch einen auf seinem Grundprinzip beruhenden Nachteil ; die Erzeugung des Wellenstromes ist nämlich eine Funktion der Stromstärke, die durch den Vibrator hindurchgeht und des Druckes, mit dem sich die Kontaktspitze gegen den festen Kontakt legt. Man ist in der Wirksamkeit und insbesondere in der Regelung der Stromstärke beschränkt, denn die elektrische Stimmgabel spielt die doppelte Rolle eines Motors und eines Transformators.
Andrerseits können die Maschinen, die bisher für die Erzeugung von Wellenstrom gebaut worden sind und stets von der Geschwindigkeit der sie antreibenden Motoren abhängen, nicht eine Lösung derjenigen Probleme geben, die Isochronismus erfordern. Tatsächlich erreicht bei Verwendung der gegenwärtig zur Verfügung stehenden Motoren, selbst derjenigen mit mechanischen und elektrischen Reglern, die Geschwindigkeitskonstanz nicht 1/""Sekunde, eine Zahl, die für die mechanische Abstimmung unerlässlich ist.
Versuche haben nun gezeigt, dass eine Elektrostimmgabel, die zwölf Stunden lang im Betriebe gewesen war, eine mittlere Konstanz von mehr als 1/zoo ergeben hatte, was die mit diesem Apparat erzielten günstigen Resultate vollauf erklärt. Aus diesem Grunde hat man es für zweckmässig gehalten, die Stäbe für die Erzeugung des isochronen Wellenströme beizubehalten, indem man jedoch die Unterhaltung der Schwingbewegung von der Umwandlung des Gleichstromes in Wellenstrom vollkommen trennte und man ist dabei zu dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren gekommen, die Schwingkörper (Stäbe, Zungen, Stimmgabeln oder irgend-
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erhalten.
Bei dem neuen Umformer wird ein Stab, z. B. eine Stimmgabel, in ununterbrochener Schwingung dadurch erhalten, dass man eine seiner scharfen Kanten mit einem mit Kolophonium bestrichenen Körper in Berührung bringt, der sich ununterbrochen und regelmässig vor der erwähnten scharfen Kante entlang bewegt. Diese Schwingungsunterhaltung kann auf drei ver- schiedene-Arten durchgeführt werden, die nur Ausführungsformen eines und desselben Erfindunggedankens darstellen, nämlich I. durch endlose Riemen, 2. durch zylindrische Trommeln oder Walzen und 3. durch flache Scheiben.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in den Zeichnungen veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. i bis 16 verschiedene Vibriervorrichtungen für die Schwingkörper, Fig. 17, 18 und 19 einen Umformer im Längsschnitt, Querschnitt und im Grundriss.
I. Unterhaltung der Schwingung durch endlose Riemen.
Auf einem Gestell 1 (Fig. i und 2) sind zwei senkrechte Achsen 2 und 3 angeordnet, die zwei Rollenscheiben 4 und 5 tragen, über welche ein endloser Riemen 6 läuft. Die Welle 3 wird mechanisch in der nachstehend noch zu beschreibenden Weise angetrieben, derart, dass der Riemen 6 sich in der Richtung des Pfeiles f bewegt (Fig. 2). Bei dieser Bewegung streicht der Riemen 6 an einem Kolophoniumstabe 7 entlang, während er bei 10 auf eine unbeweglich in einem Lager 8 befestigte Stimmgabel 9 trifft. Infolgedessen gerät die Stimmgabel in Schwingungen,
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sobald sich der Riemen bewegt. Die Stimmgabel trägt an. ihren Schenkeln zwei bewegliche Läufer 11 und 12, die es ermöglichen, die Gabel abzustimmen.
Die zur Anwendung kommenden Riemen sind Bänder aus Rind-oder Kalbleder, deren Narbenseite abgestossen und mit Bimsstein abgeschliffen ist und sie sind zweckmässig schräg mittels Kautschuklösung verleimt ; natürlich könnten auch andere Stoffe als Leder verwendet werden. Der Riemen wirkt auf die Stimmgabel an einer ihrer scharfen Kanten 13 (Fig. 3). Man kann mittels eines einzigen Riemens mehrere Stimmgabeln erregen, die man nebeneinander anordnet, wie es Fig. 4 zeigt, wobei jede Gruppe von zwei Stimmgabeln von der nächsten durch eine Spannrolle 14 getrennt wird.
Die Geschwindigkeit und die Spannung des Riemens sind regelbar. Um die Spannung zu regeln, ist die Achse 2 in der Richtung des Pfeiles. f (Fig. 5) in der noch zu beschreibenden Weise verschiebbar. Ausserdem kann die Spannung während des Betriebes durch eine Rolle 15 beeinflusst werden.
Der Sockel 8 der Stimmgabel (Fig. 2) trägt Gleitstücke, die es ermöglichen, den Angriffswinkel ss und den Berührungsdruck zwischen der Kante der Stimmgabel und dem Riemen zu regeln.
Die Erfahrung hat gelehrt, dass für das Intervall einer Oktave dieselbe Angriffsgeschwindigkeit des Riemens eine gute Wirkungsweise ergibt ; die Riemendrücke auf die verschiedenen Stimmgabeln sind verschieden, und zwar ist der Druck umso grösser, je höher die Stimmgabel ist, was ja auch ganz verständlich ist, da eine kürzere Stimmgabel steifer ist. Bei grösserem Unterschied als der Oktave oder bei sehr tiefen Stimmgabeln kann man mehrere parallele Riemen anordnen, die an denselben Achsen mit verschieden grossen Riemenscheiben gelagert sind, so dass sie verschiedene lineare Geschwindigkeiten haben.
2. Unterhaltung der Schwingungen durch zylindrische Trommeln.
Über eine Trommel 16 (Fig. 6 und 7), die in der Mitte ausgespart und auf einer Achse 17 gelagert ist, ist ein Lederzylinder 18 gespannt, der wie die oben erwähnten Riemen über eine der Kanten der Stimmgabel 9 hinwegstreicht.
3. Unterhaltung der Schwingungen durch flache Scheiben.
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scheibe 20 gespannt, deren Spannung regelbar ist.
Bei Umformern, wo die Stimmgabeln durch einen Lederriemen angestrichen werden, erfolgt der Antrieb der Achse 3 (Fig. i) mittels eines beliebigen Motors, einer Handkurbel oder eines Elektromotors, in letzterem Falle durch Vermittlung eines eine Übersetzung ins Langsame
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Der Druck der Rolle 23 gegen die Scheibe 24 kann durch Verschiebung des Motors geregelt werden. Der letztere ist auf einer Achse 25 gelagert und kann um dieselbe in der Richtung des Pfeiles f (Fig. 12) schwingen ; dabei ist der Druck der Rolle 23 durch eine Stellschraube 26 zu regeln.
Infolge dieser Anordnung kann der Riemen sehr leicht ausgewechselt werden, man braucht nämlich nur den Riemen durch Verschiebung der Achse 3 (Fig. II) zu entspannen und kann ihn alsdann bequem von der Riemscheibe abnehmen.
Die die Scheibe 4 tragende Achse 2 (Fig. 13 und 14) läuft in zwei Spitzen aus, die sich in zwei ausgehöhlten Schrauben 27, 28 drehen, welche auf dem Lager 29 angeordnet sind. Die die
Scheibe 5 und 24 tragende Achse 3 läuft in zwei Spitzen aus, die sich in zwei ausgehöhlten
Schrauben 30 und 134 drehen, welche an dem Lager 31 sitzen.
Die Stimmgabeln sind mit atonen Kontaktlamellen versehen. Der Berührungspunkt des Kontaktstreifens 32 und der eine platinierte Schraube 34 tragenden Klemme 33 (Fig. 15 und 16) liegt in einer geometrisch bestimmten Ebene. Die Angel der Stimmgabel ist vom Gestell isoliert und am Ende durch eine elektrische Verbindungsleitung durchbrochen, während die andere Verbindung durch die die Unterbrecherschraube tragende Klemme erfolgt. Das Ganze ist auf den Ton schlecht leitenden, z. B. aus Kork oder Kautschuk bestehenden Streifen 35 gelagert.
Die mechanische Vibriervorrichtung wirkt in folgender Weise : Sobald der Elektromotor angelassen ist, versetzt der mit Kolophonium bestrichene Riemen die ihn berührenden Stimmgabeln in Schwingungen und es braucht alsdann nur die Unterbrecherschraube dem Kontakt des Schleifens der Stimmgabel genähert zu werden. Der mechanische Kontakt. ist hergestellt, sobald man einen reinen, demjenigen der Stimmgabel entsprechenden Ton hört.
Der in Fig. 17, 18 und 19 dargestellteUnterbrecher hat folgenden Aufbau : Auf einem Sockel 99 ist mittels eines Stuhles 100 ein kleiner Elektromotor 101 mit senkrechter Achse gelagert, der durch eine auf das untere Ende seiner Achse aufgekeilte Riemenscheibe 102 und einen Riemen 103 eine zweite Scheibe 104 treibt, die auf einer senkrechten Achse 105 sitzt, welche mit einer Scheibe 106 verbunden ist, über die der die Stimmgabeln berührende Riemen 107 läuft, der andrerseits über eine ebenfalls auf einer senkrechten Achse 109 gelagerte Riemscheibe 108 geht.
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Mittels einer an dem Riemen anliegenden Rolle 110 kann man dem ersteren die gewünschte Spannung verleihen. Die Achse der Spannrolle 110 wird von einem Exzenter getragen und die Scheibe kann deshalb dem Riemen mehr oder weniger genähert werden.
Auf der anderen Seite der durch den Motor und die Riemenscheibe gebildeten Antriebsvorrichtung sind zwei Stimmgabeln 111 und 112 von verschiedener Länge gelagert, die durch Gleitstücke 113, 114 getragen werden, welche sich in im Sockel vorgesehenen Gleitführungen verschieben können. Die Gleitstücke können in der Lage festgestellt werden, die für die gewünschte Berührung der Kanten der Stimmgabeln 111 und 112 mit dem Riemen 107 geeignet ist. Im übrigen sitzen die Stimmgabeln auf senkrechten Achsen 115 und 116, die es ermöglichen, den Angriffswinkel für den Riemen zu verändern. Die Stimmgabeln tragen je am Ende ihrer Angel eine Klemme 117, 118 und haben ferner Klemmen 119, 120.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Einrichtung zur Erzeugung von isochronem Wellenstrom aus Gleichstrom, bestehend aus isochron schwingenden, Unterbrecherkontakte tragenden Stäben (Stimmgabeln), die durch fortgesetzte Reibung an einem sich ununterbrochen und regelmässig bewegenden endlosen Organ in Schwingungen versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Reiborgan (Lederriemen) auf einer Kante am Ende der schräg zu dem sich fortlaufend bewegenden Riemen liegenden Stimmgabel reibend einwirkt, zum Zwecke, kräftige Schwingungen der Stimmgabel zu unterhalten.