DE295047C

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Publication number: DE295047C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-' JKl 295047 -KLASSE 21 a. GRUPPE - 'JKl 295047 - CLASS 21 a. GROUP

in TURIN.in TURIN.

mechanischer Arbeit.mechanical work.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. März 1914 ab.Patented in the German Empire on March 12, 1914.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verstärkung schwacher periodischer Ströme, beispielsweise solcher für Telephohzwecke, und beruht auf dem dynamo-elektrisehen Prinzip, gemäß welchem unter Aufwand mechanischer Energie elektrische Energie erzeugt werden kann, indem man von elektromagnetischer Erregung irgendwelcher Art ausgeht. The invention relates to a device for amplifying weak periodic Currents, for example those for telephone purposes, and is based on dynamo-electric vision Principle according to which electrical energy is generated using mechanical energy by assuming some kind of electromagnetic excitation.

Der Gegenstand der Erfindung zeichnet sich indessen durch das Fehlen eines Kollektors oder irgendwelcher Schleifkontakte aus, und ferner dadurch, daß er keinen Strom von einer Frequenz erzeugt, die von der Frequenz des-The subject of the invention is, however, characterized by the lack of a collector or any sliding contacts, and also by the fact that he has no power from one Frequency generated by the frequency of the

!5 jenigen Stromes verschieden ist, der verstärkt werden soll.! 5 is different from the current that strengthens shall be.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus zwei festen Wicklungen, der induzierenden und der induzier-' ten, die vollkommen gleich und symmetrisch zueinander sind, derart, daß jede derselben unterschiedslos sowohl als Primärwicklung wie auch als Sekundärwicklung arbeiten kann, ferner aus einem sich drehenden Teil, der aus homogenem . Metall von hoher Leitfähigkeit hergestellt ist; seine Drehung erhält er durch irgendeine äußere Kraftquelle mit konstanter Geschwindigkeit.The device according to the invention consists essentially of two fixed windings, the inducing and the induced, which are perfectly equal and symmetrical to one another, in such a way that each is the same can work indiscriminately both as a primary winding and as a secondary winding, furthermore from a rotating part, which is made of homogeneous. High conductivity metal is made; it gets its rotation from some external source of constant force Speed.

Die Wirkungsweise des Apparates kann leicht an Hand der Fig. 1 erläutert werden, welche schematisch eine Ausführungsform wiedergibt.The mode of operation of the apparatus can easily be explained with reference to FIG. 1, which schematically shows an embodiment.

Der Rotor R ist eine glatte, volle Scheibe aus Elektrolytkupfer. Vor jeder seiner beiden Kreisflächen sind in geringem Abstande davon . zwei Spulensysteme angeordnet, deren . Windungen parallel zur Scheibe liegen und lameliierte Kerne aus weichem Eisen haben; diese Kerne weisen ihre größte Ausdehnung in der Richtung der Radien der Kupferscheibe . auf.The rotor R is a smooth, solid disk made of electrolytic copper. In front of each of its two circular surfaces are at a small distance from it. two coil systems arranged, whose. Coils are parallel to the disc and have laminated cores made of soft iron; these cores have their greatest extent in the direction of the radii of the copper disk. on.

In Fig. ι ist der Verlauf dieser Wicklungen A₁ B, C, D vor der einen Seite der Scheibe R dargestellt; auf der anderen Seite könnte sich ein diesem ganz gleiches System befinden, und zwar, so, daß man das gezeichnete parallel zu sich auf die andere Seite versetzt und die gleichachsigen Spulen in Serie verbunden denkt, um zusammenfallende magnetische Wirkungen quer durch die Scheibe zu erhalten. Es genügt aber zum Verständnis, hur die Wicklungen auf der einen Seite der ScheibeIn Fig. Ι the course of these windings A ₁ B, C, D is shown in front of one side of the disk R ; on the other side there could be a system exactly the same as this, in such a way that what is drawn is displaced parallel to itself on the other side and the coaxial coils are thought to be connected in series in order to obtain coincident magnetic effects across the disk. However, it is sufficient for understanding, just the windings on one side of the disc

zu betrachten, wie sie in Fig. ι zu sehen sind. Darin bedeuten a, b, c, d die Schnitte durch die vier Kerne aus weichem Eisen, auf welchen die unter sich gleichen Spulen A₁ B und D₁ C gewickelt sind. Die beiden ersteren davon, A und B₁ sind derart hintereinandergeschaltet, daß sie quer durch die Scheibe entgegengesetzt gerichtete Kraftlinien ergeben, wenn sie von einem Strom durchflossen werden. Into look at how they can be seen in Fig. ι. Here a, b, c, d mean the cuts through the four cores made of soft iron on which the coils A ₁ B and D ₁ C, which are identical, are wound. The first two of these, A and B _1, are connected one behind the other in such a way that they result in oppositely directed lines of force across the disk when a current flows through them. In

ίο derselben Art sind die Spulen C und D miteinander verbunden.The coils C and D are connected to one another in the same way.

Das System der beiden Spulenpaare A, B und C₁ D ist symmetrisch zu den zwei rechtwinklig zueinander stehenden Ebenen A-B und C-D und ebenso auch zu zwei Ebenen unter 45°. Das eine Spulenpaar ist das primäre, das andere das sekundäre; sie sind Bestandteile der beiden getrennten und voneinander isolierten Stromkreise I und II.The system of the two coil pairs A, B and C ₁ D is symmetrical to the two planes AB and CD, which are at right angles to one another, and also to two planes at 45 °. One pair of coils is the primary, the other the secondary; they are part of the two separate and isolated circuits I and II.

Wenn ein periodischer Strom die eine der Wicklungen, beispielsweise A, B, durchfließt, so entsteht in der Scheibe ein statisch induzierter Strom, der um die Achsen der Spulen A und B parallel zu ihren Windungen verläuft; aber der sich daraus ergebende magnetische Kraftlinienfluß quer durch die Scheibe wird, da er nicht mit den Windungen der Spulen D und C gekoppelt ist, keinen Strom in diesen induzieren.When a periodic current flows through one of the windings, for example A, B, a statically induced current is created in the disc, which runs around the axes of the coils A and B parallel to their windings; but the resulting magnetic flux of lines of force across the disc, since it is not coupled to the turns of coils D and C , will not induce any current in them.

Es besteht keine gegenseitige statische Induktion zwischen den beiden Spulenpaaren.There is no mutual static induction between the two pairs of coils.

Wenn man aber die Scheibe sich drehen läßt, beispielsweise in der Pfeilrichtung der Fig. 2, so wird eine elektromotorische Kraft in der Richtung des Durchmessers B-A entstehen, der bei der Drehung die entstehenden primären Kraftlinien schneidet. Daraus ergibt sich ein diametraler Strom B, A, der sich über die rechte und linke Scheibenhälfte verzweigt und etwa nach den Linien a-d-b und a-c-b in Fig. 2 verläuft.If, however, the disk is allowed to rotate, for example in the direction of the arrow in FIG. 2, an electromotive force will arise in the direction of the diameter BA which intersects the resulting primary lines of force during rotation. This results in a diametrical flow B, A, which branches over the right and left half of the disk and runs approximately along the lines adb and acb in FIG.

Dieser in der Scheibe induzierte Strom verläuft ganz ähnlich periodisch wie der primäre Strom A₁ B, behält während der Drehung der Scheibe seine Anordnung und Lage im Raum unverändert bei und hat eine Stärke, die eine Funktion der Geschwindigkeit der Scheibe ist.This current induced in the disk runs very similarly periodically as the primary current A ₁ B, maintains its arrangement and position in space unchanged during the rotation of the disk and has a strength which is a function of the speed of the disk.

Der magnetische Kraftlinienfluß der beiden induzierten Stromkreise a, d_} b, α und a, c, b, a liegt sytnmetisch zu einer zur Scheibe senkrechten Ebene, deren Spur C₁ d ist (Fig. 2); er schneidet die Scheibenebene in der Gegend der Scheibenmitte und der Radien Oc und Od₁ und zwar auf der einen Seite des Durchmessers A-B in entgegengesetzter Richtung wie auf der anderen. Das zweite Paar Spulen CD (Fig. 1), deren Kernachsen in der Ebene mit der Spur cd liegen, ist maximal gekoppelt mit diesem Kraftlinienfluß des auf der Scheibe induzierten Stromes, und die Spulen nehmen deshalb davon durch Induktion den' größten Teil der Energie auf. Die sekundäre Wicklung CD wird also von einem Strom durchflossen, der ähnlich periodisch verläuft wie derjenige, der die primäre Wicklung AB erregt,, und zwar mit einer Stärke, die mit der Geschwindigkeit des Rotors wächst.The magnetic flux of the lines of force of the two induced circuits a, d _} b, α and a, c, b, a is sytnmetically to a plane perpendicular to the disk, the track of which is C ₁ d (Fig. 2); it intersects the disk plane in the area of the disk center and the radii Oc and Od ₁ , on one side of the diameter AB in the opposite direction as on the other. The second pair of coils CD (Fig. 1), the core axes of which lie in the plane with the track cd , is maximally coupled to this flux of the lines of force of the current induced on the disk, and the coils therefore absorb most of the energy therefrom by induction . The secondary winding CD is therefore traversed by a current which is periodic similar to that which excites the primary winding AB , with a strength that increases with the speed of the rotor.

Wegen der volkommenen Gleichheit und Symmetrie der beiden Wicklungen kann die Vorrichtung bei jeder Drehrichtung der Scheibe vollständig umkehrbar arbeiten in bezug auf ' zwei Stromkreise, die voneinander isoliert die Wicklungen AB und CD enthalten, d. h.: wenn CD von einem periodischen Strom durchflossen wird, wird AB als sekundäre Wicklung arbeiten.Because of the perfect equality and symmetry of the two windings, the device can operate in any direction of rotation of the disc in a completely reversible manner with respect to two electric circuits containing the windings AB and CD , isolated from each other, that is: when a periodic current flows through CD , it becomes AB work as a secondary winding.

Die Kerne a, b, c, d aus weichem Eisen können gegebenenfalls durch permanente Magnete polarisiert werden nach Art von in der TeIephonie gebräuchlichen Magneten, oder auch durch Gleichstrom erregt werden, zu dem Zweck, das Eisen auf sein Maximum von Permeabilität zu bringen. Selbstverständlich muß diese Polarität so gerichtet sein, daß durch jedes zweipolige Spulenpaar ein konstanter geschlossener Kraftlinienstrom geht.The cores a, b, c, d made of soft iron can optionally be polarized by permanent magnets in the manner of magnets commonly used in telephony, or they can be excited by direct current for the purpose of bringing the iron to its maximum permeability. Of course, this polarity must be directed in such a way that a constant, closed force line current goes through each two-pole coil pair.

Um diese Vorrichtung als Telephonrelais zu verwenden, schließt man die von der Station TR (Fig. 3) kommende Linienleitung über die eine der Wicklungen, beispielsweise AB₁ und die Linienleitung, die zur Station RT geht, über die zweite Wicklung CD. Die Vorrichtung arbeitet in beiden Richtungen vollkommen umkehrbar, sobald die Scheibe mit angemessener Geschwindigkeit gedreht wird, ohne daß irgendeine Kommutation nötig wäre.To use this device as a telephone relay, one closes the line coming from the station TR (Fig. 3) over one of the windings, for example AB ₁ and the line going to the station RT , over the second winding CD. The device is fully reversible in both directions as soon as the disc is rotated at a reasonable speed without any commutation being necessary.

Der Verstärkungsfaktor dieses Telephon- relais enthält das Produkt aus der Oberfläche der Scheibe und ihrer Umdrehungszahl.The amplification factor of this telephone relay is the product of the surface area the disc and its number of revolutions.

Claims

Patent Claims:

1. Reversible relay for amplifying weak periodic currents with expenditure mechanical work, characterized in that a full metallic disc of high conductivity in the area The magnetic fields of two fixed and isolated windings are rotatable, one of which is in the primary and the other in the secondary

. Circles, and these two windings exactly the same and symmetrical to two on top of each other and planes perpendicular to the plane of the disc are arranged in such a way that they do not generate mutual induction, as long as the disc stands still.

2. Reversible relay according to claim 1, characterized in that each of the two

the windings on each side of the disc are a pair of diametrically opposed to each other Contains coils, and both pairs, primary and secondary, with their centers on two mutually perpendicular diameters of the disc, the coils being connected so that when current passes through the coils of each winding a closed force line flow that penetrates the pane twice is created.

3. Reversible relay according to claim 1, characterized in that the windings Laminated cores made of soft iron enclose them by constant magnetic Fields are polarized.

1 sheet of drawings.