Apparat zur Erzeugtuig von Wechselstrom. Die Erfindung betrifft einen Apparat zur Erzeugung von Wechselstrom, in welchem ein schwingender Stab und Mittel, um den selben in Schwingung zu versetzen, vorhan den sind.
Bei bisher bekannt gewordenen Apparaten zur Erzeugung von Wechselstrom, insbeson dere bei jenen, welche mit einem mechanisch schwingenden Glied ausgerüstet sind, wie beispielsweise die an sich bekannteType, in der eine Stimmgabel mit Hilfe eines durch diese oder durch ein fremdes Mittel ge steuerten Elektroinagnetes angetrieben wird, weist der Strom im Austrittsstromkreis in folge der mechanischen Unvollkommenheiten der Schwingvorrichtung entweder Frequenz- verzerrung oder verzerrte Wellenform auf, Eine der Ursachen dieser Verzerrung bildet die unsymmetrische Anordnung der dem Schwing element beigeordneten Vorrichtungen,
welche beispielsweise Mikrophone oder andere Vor richtungen zur Aufnahme der Schwingungen sein können. Eine weitere Ursache dieser Verzerrungen liegt in den unsymmetrischen Eigenschaften der verschiedenen Aufnahme vorrichtungen. Die vorliegende Erfindung hat nun den Zweck einen Apparat zur Erzeugung von Wechselstrom zu schaffen, welcher mit einem mechanisch schwingenden Element versehen ist und der einep Strom erzeugt, der weder eine verzerrte Wellenform noch eine Frequenz- verzerrung aufweist.
Dieser Zweck wird durch einen mit einem schwingenden Stab und Mitteln, um denselben in Schwingung zu versetzen, ver- sehenen Apparat erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein Paar Auf nahmevorrichtungen derart angeordnet ist, dass sie durch die Schwingungen des genannten Stabes beein- flusst werden, wobei jede Aufnahmevorrich tung dieses Paares an einen Stromkreis an geschlossen Lind derart angeordnet ist, dass sie einander im Bewirken eines den Schwin gungen des Stabes entsprechenden Strom wechsels im genannten Stromkreis unter stützen.
Dabei bildet der genannte Stab zugleich auch das frequenzbestimmende Element.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstan <B>des.</B> Fig. <B>1</B> zeigt eine. Seitenansicht des Appa rates zur Erzeugung von Wechselstrom und Fig. 2 einen teilweisen Schnitt durch die Aufhängevorrichtung des schwingenden Sta bes.
In der Fig. <B>1</B> wird als Schwingelement ein schwingbar angeordneter Stab<B>1</B> benützt, der mit einer bestimmten Frequenz schwingen hann und die Frequenz der erzeugten Schwin- ,0,Ull#yeii festlect. Der Stab<B>1</B> ist in seinen <B>3 kn b</B> Knotenpunkten<B>2</B> drehbar gelagert, derart, dass er frei schwingen kann und in der Mitte, sowie an beiden<B>E,</B> nden <B>je</B> einen Schwingungs bauch aufweist. Diese Art einer Stabschwin- gung wird gewöhnlich als Schwingung mit frei schwingenden Stabenden bezeichnet.
Die Theorie der Arbeitsweise und die Erzeugung einer derartigen Schwingung in einer be stimmten Frequenz ist im Patent Nr. 118254 ausführlich beschrieben.
Das Antriebselement für den Stab<B>1</B> be steht aus einem Elektromagneten<B>3,</B> der an der Stelle des mittleren Schwingungsbauches aii-eordiiet ist. Dei, Elektromagnet<B>3</B> wird durch einen der Quelle<B>9</B> entnommenen und über den Widerstand<B>6</B> und den Schalter<B>5</B> fliessenden Strom erregt, wobei die Aniplitude des Stromes entsprechend den Schwingungen des Stabes inittelst eines Mikrophons 4, welches gegenüber dem Elektromagneten<B>3</B> auf der andern Seite des Stabes an der Stelle des mittleren SchwingungsbiLiches an geordnet ist, verändert wird.
Die Schwingungs amplitude und demzufolge die Stromstärke im Austrittsstromkreis L wird mittelst des Widerstandes<B>6</B> verändert.
Ein im Stromkreise, der die Mikrophone <B>7,</B> die Widerstände<B>101</B> die Priulärwicklung des Transformators<B>8</B> und die Batterie<B>9</B> enthält, fliessender Strom, wird durch die an beiden Enden, aber auf gegenüberliegenden Seiten des Stabes angeordneten Mikrophone<B>7</B> verändert. Die Sekundärwieklung des Trans formators<B>8</B> ist mit dem Stromkreis L ver- bUnden, über welchen die erzeugten elek trischen Schwingungen nach einer geeigneten, an sich bekannten Umsetzungsvorrichtung geleitet werden. Natürlich können die Schwin- gungen verstarkt werden.
Die Widerstände <B>10</B> dienen zum Stabilisieren des Austritts- stronikreises, indem ein konstanter Wider stand mit den Mikrophonwiderständen in Reihe geschaltet ist. Diese Widerstände können in der Priniärwicklung selbst ent halten sein.
Die verschiedenen Mikrophone 4 und<B>7</B> enthalten<B>je</B> ein veränderliches Widerstands element 20, das leicht gegen den Stab<B>1</B> gedrückt ist und durch den Träger 22 ge tragen wird. Der leichte Druck erlaubt dem auf die Antriebskraft ansprechenden Stab frei zu schwingen, und erteilt den Sehwin- gungen eine iiiinimale Dämpfung, wodurch eine reine und unverzerrte Welle ei-zeugt wird, sowie der Widerstand der Mikrophone entsprechend der Bewegungsrichtung zu- oder abnimmt.
Eine Ausführungsforin für das variable Widerstandseleinent, die sich für den vorliegenden Fall besonders eignet, ist im Patent Nr. 102427 beschrieben.
Eine vorzugsweise Art<B>für</B> das An bringen des Stabes<B>1</B> ist in Fig. 2 darge stellt, in welcher der Stab<B>1</B> mittelst zuge spitzter Drehpunktteile <B>11</B> und 12, zwischen die der Stab eingeklemmt wird, durch ein Tragmittel '-) getragen wird. Ein spitzer Drelipunkt ist für den vorliegenden Zweck am besten geeignet, da dadurch die Reibung auf ein Mindestmass gebracht wird und ferner die Bewegungsfreiheit des Schwingungsele mentes beziehungsweise des Stabes nicht be einträchtigt wird.
Die Wirkungsweise des, beschriebenen Sehwingungserzeugers ist folgende: Der Stab kann durch Schlielkii des Schalters<B>5</B> zum Schwingen gebracht werden. Sowie der Stab schwingt, wird der Widerstand des illilii-o- phones 4 gleichlaufend verändert. Dabei wird im Stromkreis, der den Elektromagneten<B>3</B> enthält, ein Strom mit einer entsprechenden Frequenz erzeugt. -Der Fluss dieses Elektro magnetes wird in entsprechendemVerhältnis verändert, uni die Resonanzschwingungen des Stabes zu erhalten.
Die auf gegenüberliegenden Seiten des Stabes an Schwingungsbauelistellen ange- brachten Mikrophone<B>7</B> ändern ihre Wider stände mit derselben Frequenz und bewirken, dass die beiden Hälften der Primärwicklung des Transformators<B>8</B> von einem sich ent sprechend der Resonanzfrequenz ändernden Strom durchflossen worden.
Da die Mikrophone<B>7</B> auf gegenüber liegenden Seiten des Stabes<B>1</B> liegen, bewirkt die Bewegung des Stabes eine Abnahme des Widerstandes des einen Mikrophones und eine Zunahme des'Widerstandes des andern Mikro- phones, mit dem Ergebnis, dass die Ände rung des Stromes in den beiden Hälften der Primärwicklung des Transformators<B>8</B> ent gegengesetztes Zeichen erhalten.
Daraus ist ersichtlich, dass der Apparat in gleicher Weise wie ein Gegentaktverstärker arbeitet, das heisst, die beiden Aufnahmevorrichtungen <B>7</B> sind paarweise so angeordnet, dass sie ein ander beim Bewirken einer den Schwingungen des Stabes<B>1</B> entsprechenden Stromänderung im Stromkreise<B>10, 10</B> unterstützen und in folgedessen in der Sekundärwicklung des Transformators<B>8</B> Stromänderungen indu zieren.
Man kann den Stab in irgend einem Schwingungsbauch antreiben Lind die Auf- nahmerhittel-in irgendwelchen andern Schwin gungsbäuchen anordnen, ohne dass dadurch die Arbeitsweise des Apparates verändert -würde. Der Stab kann ferner an mehr als zwei Stellen gelagert werden, in welchem Falle er mit mehr als drei Schwingungs bäuchen schwingt und somit auch zu Schwin gungen mit hohen Frequenzen angeregt wer den kann.
Durch die vorstehend beschriebene An ordnung ist ein Apparat geschaffen worden, in dem dur#Ii. das Zusammenarbeiten der verschiedenen Elemente im Austrittsstrom kreis eine ausserordentlich reine Stromwelle erzeugt wird. Die verschiedenen Elemente der Einrichtung sind in bezug auf die Stab- mitte- symmetrisch 'angeordnet, wodurch die Gegenwirkungen des Stabes nicht wesentlich gestört werden. Die Aufnahmevorrichtungen arbeiten, wie bereits erwähnt, ähnlich wie eine Gegentaktschaltung, so dass die geraden Harmonischen der Resonanzfrequenz des Stabes ausgeschieden werden, und die Austrittswelle davon befreit ist.
Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Einrich <B>-</B> tung Schwingungen erzeugt, deren Wellenform reiner und die Frequenz be ständiger ist, als ein ähnlich gebauter,<B>je-</B> doch mit nur einer Aufnahmevorrichtung versehener<B>*</B> Schwingungserzeuger erzeugen würde.
Ferner weist der Apparat einen mecha nisch einfachen Aufbau auf und muss, wenn er in Anwendung mit andern Apparaten von Stelle zu Stelle getragen werden muss, prak tisch nicht eingestellt werden.
Apparatus for generating alternating current. The invention relates to an apparatus for generating alternating current, in which a vibrating rod and means for making the same vibrate, are IN ANY.
In previously known apparatuses for generating alternating current, especially those which are equipped with a mechanically oscillating member, such as the known type in which a tuning fork is driven with the aid of an electromagnet controlled by this or by an external means , If the current in the outlet circuit has either a frequency distortion or a distorted waveform as a result of the mechanical imperfections of the oscillating device, one of the causes of this distortion is the asymmetrical arrangement of the devices associated with the oscillating element,
which, for example, microphones or other devices can be used to record the vibrations. Another cause of this distortion lies in the asymmetrical properties of the various recording devices. The present invention now has for its object to provide an apparatus for generating alternating current which is provided with a mechanically vibrating element and which generates a current which has neither a distorted waveform nor a frequency distortion.
This purpose is achieved according to the invention by an apparatus provided with a vibrating rod and means for causing it to vibrate in that a pair of receiving devices is arranged in such a way that they are influenced by the vibrations of said rod, wherein Each recording device of this pair is connected to a circuit on Lind is arranged in such a way that they support each other in causing the vibrations of the rod corresponding current change in said circuit.
The said rod also forms the frequency-determining element.
The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. FIG. 1 shows a. Side view of the Appa rates for generating alternating current and Fig. 2 is a partial section through the suspension device of the vibrating Sta bes.
In FIG. 1, an oscillating rod is used as the oscillating element, which can oscillate at a certain frequency and fix the frequency of the oscillating, 0, Ull # yeii . The rod <B> 1 </B> is rotatably mounted in its <B> 3 kn b </B> nodes <B> 2 </B> in such a way that it can swing freely and in the middle and on both <B> E, </B> nd <B> each </B> has an oscillation curve. This type of rod oscillation is usually referred to as an oscillation with freely oscillating rod ends.
The theory of operation and the generation of such oscillation at a certain frequency is described in detail in Patent No. 118254.
The drive element for the rod <B> 1 </B> consists of an electromagnet <B> 3 </B> which is aii-eordiiet at the point of the central oscillation lobe. The electromagnet <B> 3 </B> is taken from one of the sources <B> 9 </B> and flowing through the resistor <B> 6 </B> and the switch <B> 5 </B> excited, whereby the amplitude of the current is changed according to the vibrations of the rod in the middle of a microphone 4, which is arranged opposite the electromagnet <B> 3 </B> on the other side of the rod at the point of the middle oscillation chart.
The oscillation amplitude and consequently the current intensity in the outlet circuit L is changed by means of the resistor <B> 6 </B>.
One in the circuit that contains the microphones <B> 7 </B> the resistors <B> 101 </B>, the primary winding of the transformer <B> 8 </B> and the battery <B> 9 </B> , flowing current, is changed by the microphones <B> 7 </B> arranged at both ends, but on opposite sides of the rod. The secondary voltage of the transformer <B> 8 </B> is connected to the circuit L, via which the generated electrical vibrations are conducted to a suitable conversion device known per se. Of course, the vibrations can be increased.
The resistors <B> 10 </B> serve to stabilize the exit stronic circuit by connecting a constant resistance in series with the microphone resistors. These resistors can be contained in the primary winding itself.
The various microphones 4 and 7 each contain a variable resistance element 20 which is pressed lightly against the rod 1 and which is carried by the carrier 22 becomes. The slight pressure allows the rod responding to the driving force to vibrate freely, and gives the visual oscillations minimal damping, which creates a pure and undistorted wave and the resistance of the microphones increases or decreases according to the direction of movement.
An embodiment for the variable resistance element which is particularly suitable for the present case is described in patent no.
A preferred way of attaching the rod 1 is shown in FIG. 2, in which the rod 1 is made by means of pointed fulcrum parts B > 11 </B> and 12, between which the rod is clamped, is carried by a suspension element '-). A pointed triple point is best suited for the present purpose, since it minimizes friction and furthermore does not impair the freedom of movement of the Schwingungsele Mentes or the rod.
The mode of operation of the described visual vibration generator is as follows: The rod can be made to vibrate by closing the switch <B> 5 </B>. As soon as the rod swings, the resistance of the illilii-phone 4 is changed simultaneously. A current with a corresponding frequency is generated in the circuit containing the electromagnet <B> 3 </B>. -The flux of this electric magnet is changed in a corresponding ratio to maintain the resonance vibrations of the rod.
The microphones <B> 7 </B> attached to vibration construction sites on opposite sides of the rod change their resistances at the same frequency and cause the two halves of the primary winding of the transformer <B> 8 </B> to separate from one another corresponding to the resonance frequency changing current has been passed through.
Since the microphones <B> 7 </B> lie on opposite sides of the rod <B> 1 </B>, the movement of the rod causes the resistance of one microphone to decrease and the resistance of the other microphone to increase , with the result that the change in the current in the two halves of the primary winding of the transformer <B> 8 </B> receives the opposite sign.
It can be seen from this that the apparatus works in the same way as a push-pull amplifier, that is, the two recording devices <B> 7 </B> are arranged in pairs in such a way that they interact with each other when one of the vibrations of the rod <B> 1 < / B> support corresponding changes in current in the circuits <B> 10, 10 </B> and consequently induce changes in current in the secondary winding of the transformer <B> 8 </B>.
The rod can be driven in any antinode and the receiving means can be arranged in any other antinode without changing the mode of operation of the apparatus. The rod can also be stored in more than two places, in which case it swings with more than three oscillation bulges and thus also stimulates vibrations with high frequencies who can.
By the arrangement described above, an apparatus has been created in which dur # Ii. the cooperation of the various elements in the outlet circuit generates an extraordinarily pure current wave. The various elements of the device are arranged symmetrically in relation to the rod, so that the counter-effects of the rod are not significantly disturbed. As already mentioned, the recording devices work in a similar way to a push-pull circuit, so that the even harmonics of the resonance frequency of the rod are eliminated and the exit wave is freed from them.
It has been shown that such a device generates vibrations whose waveform is cleaner and the frequency is more constant than a similarly built device, but with only one receiving device provided <B> * </B> vibration generator would generate.
Furthermore, the apparatus has a mechanically simple structure and, if it has to be carried from place to place in use with other apparatus, practically does not have to be adjusted.