DE365897C - Variometer - Google Patents

Description

Variometer. Es ist bekannt und allgemein üblich geworden, einzelne Spulen, die zum Zwecke der Selbstinduktionsänderung einander genähert oder voneinander entfernt werden, nach Wahl parallel oder in Serie zu schalten. Die weitere Entwicklung des Variometers ging darauf aus, die einzelnen Spulen einander zum Zwecke der Selbstinduktionsvariation so zu nähern und zu entfernen bzw. räumlich so anzuordnen, daß sie bei gleichzeitiger Erzielung eines relativ großen Variationsbereiches nur geringere Spannungen gegeneinander aufweisen. Tatsächlich gelang es, hierfür sowohl Lösungen zu finden, die sich der Serienschaltung bedienen, als auch solche, bei denen Parallelschaltung angewendet wird.Variometer. It has become known and become common practice to be single Coils which for the purpose of changing the self-induction are brought closer to or from one another be removed, to be connected in parallel or in series, as required. The further development The variometer was based on the individual coils for the purpose of self-induction variation to be approached and removed or to be spatially arranged in such a way that they are at the same time Achieving a relatively large range of variation, only lower tensions against each other exhibit. In fact, it was possible to find solutions for this that were Operate series connection, as well as those in which parallel connection is used will.

Die Lösung, bei der Serienschaltung zur Anwendung gelangt, hat sich jedoch nicht besonders gut bewährt, weil der die Gesamtenergie führende, wegen des Skineffektes und der Wirbelstromv erluste vielfach unterteilte Wickelleiter bei höheren Leistungen einen außerordentlich großen Querschnitt haben muß und sowohl innerhalb als auch zwischen den Spulen schwer unterzubringen ist, und Reibungskontakte zwischen den Spulen wegen des Übergangswiderstandes und der zu befürchtenden Aufladung und Strahlung unzulässig, biegsame Verbindungsstücke wegen des großen Querschnittes aber unbrauchbar sind.The solution to use in series connection has proven itself however not particularly well proven because of the leading the total energy, because of the Skin effect and the eddy current loss in multiple subdivided winding conductors higher performance must have an extraordinarily large cross-section and both difficult to accommodate inside as well as between the coils, and frictional contacts between the coils because of the contact resistance and the charge to be feared and radiation impermissible, flexible connectors because of the large cross-section but are unusable.

Weitaus größere Verbreitung fanden deswegen Variometer mit zwei oder mehr parallel geschalteten Zweigen. Es sind Anordnungen angewendet worden, bei denen die eingangs erwähnte Aufgabe dadurch gelöst wird, daß einzelne Teile der Spulenwicklung,welche mit der Bewegungsrichtung einen Winkel einschließen und dadurch während der Bewegung der beiden Spulen gegeneinander an Teilen höheren Potentials v orübergeführt werden, außerhalb der Spulenebene verlegt sind (Patent 2301ß8). Der Variationsbereich ist jedoch in diesem Falle nicht sehr groß. In einem anderen Falle werden gegeneinander bewegliche Flachspulen parallel geschaltet und derart gegeneinander gewickelt, daß zwischen denjenigen Leiterteilen der Spulen, die bei der Stellung für kleinste Selbstinduktion nebeneinander zu liegen kommen, keine oder nur eine unerhebliche Spannungsdifferenz auftreten. kann. Schließlich hat man auch schon vorgeschlagen, ein- oder mehrlagige Zylinderspulen zu verwenden, die rechtwinklig zu ihrer Wickelachse gegen- bzw. ineinander bewegt werden, wobei jede der Zylinderspulen mit Zwischenräumen, in welche die Windungen oder Windungsgruppen der anderen Spule eingeschoben werden können, versehen ist, und die festen, Spulen in ihrer Gesamtheit den beweglichen Spulen in ihrer Gesamtheit parallel geschaltet sind.For this reason, variometers with two ors were much more widespread more branches connected in parallel. Arrangements have been used in which the aforementioned object is achieved in that individual parts of the coil winding, which enclose an angle with the direction of movement and thereby during the movement of the two coils are passed against each other at parts of higher potential, are laid outside the coil level (patent 2301ß8). The range of variation is but not very large in this case. In another case be against each other movable flat coils connected in parallel and wound against each other in such a way that between those conductor parts of the coils in the position for smallest self-induction come to lie next to each other, no or only an insignificant voltage difference appear. can. Finally, one has already suggested single or multiple layers To use solenoids that are perpendicular to their winding axis opposite or in each other are moved, each of the solenoids with gaps in which the turns or groups of turns of the other coil can be inserted, is provided, and the fixed, coils in their entirety, the movable coils in their entirety are connected in parallel.

Aus allen diesen Beispielen geht deutlich hervor, daß bei den bekanntgewordenen Ausführungsformen von Variometern ganz verschiedene an sich bekannte Mittel, wie Serien-oder Parallelschaltung, Flach- oder Zylinderspulenbewegung in Richtung der Wickelachse oder senkrecht dazu, d. h. Klapp-, Dreh- oder Schiebbewegung usw., zu einem einheitlichen Ganzen zwecks Erzielung einer bestimmten Wirkung kombiniert worden sind.From all these examples it is clear that in the case of the Embodiments of variometers very different means known per se, such as Series or parallel connection, flat or solenoid movement in the direction of the Winding axis or perpendicular to it, d. H. Folding, rotating or sliding movement, etc., to combined into a unified whole to achieve a specific effect have been.

Nun haftet aber, wie dies später noch näher erläutert wird, auch den meist benutzten Kombinationen mit Parallelschaltung von Windungen oderSpulen. der gemeinsameMangel an, daß - vgl. Abb. i der Zeichnung -die Windungen des einen. Stromzweiges b gegenüber den Windungen des zweiten Zweiges f, wie die beiden Belege eines Kondensators aufgeladen werden, d. h. also, der von A über b nach D und von dort zurück über f nach A geschlossene Kreis besitzt außer Selbstinduktion eine nicht unbedeutende Kapazität und damit eine gewisse Eigenschwingung. Hierbei ist aber noch ganz besonders darauf zu achten, daß, wie erfindungsgemäß festgestellt wurde, die Eigenwellenlänge dieses Kreises nicht konstant bleibt, sondern mit Annäherungen der beweglichen Spule b an die feste Spule f größer und mit Entfernungen der beiden Spulen voneinander kleiner wird. Da bei der in der Regel verwendeten gegenläufigen Spulenwicklung die Eigenwellenlänge des aus A, b und D gebildeten Kreises im umgekehrten Sinne bei Annäherung der beiden Spulen b und f kleiner und bei Entfernung derselben größer wird, so können je nach Bernessung des Kondensators C Fälle eintreten, und sie treten bei ganz normalen Abmessungen tatsächlich ein, wo beide Kreise in Resonanz kommen und durch Spannungserhöhung die Isolation der Apparatur durchgeschlagen wird. Man hat die Anordnung von Ausgleichsleitungen als Mittel, angegeben, welches diese Erscheinung beseitigt und die Gefahr des Durchschlagens verhindert.However, as will be explained in more detail later, the most commonly used combinations with parallel connection of windings or coils also apply. the common lack of the fact that - see Fig. i of the drawing - the turns of one. Current branch b opposite the windings of the second branch f, how the two pieces of a capacitor are charged, that is, the closed circuit from A via b to D and from there back via f to A has a not insignificant capacitance and therefore a certain capacity in addition to self-induction Natural oscillation. Here, however, particular care must be taken that, as has been established according to the invention, the natural wavelength of this circle does not remain constant, but increases as the moving coil b approaches the fixed coil f and decreases as the two coils move away from each other. Since, in the case of the counter-rotating coil winding, which is usually used, the natural wavelength of the circle formed from A, b and D becomes smaller in the opposite sense when the two coils b and f come closer and larger when they are removed, so cases can arise, depending on the measurement of the capacitor C, and they actually occur with completely normal dimensions, where both circles come into resonance and the insulation of the apparatus is broken down by increasing the voltage. The arrangement of equalizing lines has been suggested as a means of eliminating this phenomenon and preventing the risk of breakdown.

Den Gegenstand der Erfindung- bildet ein Variometer, dessen Schaltungsweise, Spulenform und Bewegung der Spulenkörper gegeneinander so gewählt ist, daß von vornherein eine geringere Eigenwellenlänge auftritt und diese geringe Eigenwellenlänge durch Gegeneinanderbewegen der Spulenkörper nur in ganz unerheblichem Maße gesteigert wird. Abb. 2 zeigt die Schaltung eines derartigen Variometers nach der Erfindung. Die oberen Windungen oder Spulen von i bis 6 sind in einem gemeinsamen beweglichen Spulenkörper, die unteren Spulen von i bis 6 in einem gleichartigen festen Spulenkörper untergebracht, und zwar sind die einzelnen Spulen, wie in der Abbildung dargestellt, so miteinander verkettet, daß der in einen der beiden parallel geschalteten Zweige, z. B. in die bewegliche Spule i, eintretende Strom von dort zur festen Spule 2, dann wieder zur beweglichen Spule 3, zur festen Spule q., zur beweglichen Spule 5 und schließlich wieder zur festen Spule 6 fließt.The subject of the invention is a variometer, the switching method of which, Coil shape and movement of the coil form against each other is chosen so that from the start a lower natural wavelength occurs and this low natural wavelength through Moving the bobbins against each other only increased to a very insignificant extent will. Fig. 2 shows the circuit of such a variometer according to the invention. The upper turns or coils from i to 6 are movable in a common Bobbin, the lower coils from i to 6 in a solid bobbin of the same type housed, namely the individual coils, as shown in the figure, linked in such a way that the one of the two branches connected in parallel, z. B. in the movable coil i, current entering from there to the fixed coil 2, then back to the movable coil 3, to the fixed coil q., to the movable coil 5 and finally flows back to the fixed coil 6.

Bei Variometern, bei denen die festen Spulen in der Art der Abb. i in ihrer Gesamtheit den beweglichen Spulen in ihrer Gesamtheit parallel geschaltet sind, tritt zwischen Spule 2 des beweglichen und Spule i des festen, Spule 3 des beweglichen und Spule 2 des festen Körpers usw. beim Annähern der Spulen entsprechend ihrer Potentialdifferenz eine Rufladung ein und äußert sich, wie schon angedeutet, als Kapazitätszunahme. Man müßte sich zwischen jedes ungleichnamige Spulenpaar des festen und beweglichen Spulenkörpers einen Kondensator geschaltet denken, dessen Kapazität mit Annäherungen der beiden Spulenkörper immer größer und größer wird. Das ganze Bild würde somit einen Schwingungskreis mit einer Reihe von parallel geschalteten Kondensatoren ergeben. Gemäß der Erfindung gehören jedoch die ungleichnamigen Nachbarspulen, also i und 2, 2 und 3, 3 und q. usw., wohl verschiedenen Spulenkörpern, aber immer demselben Stromzweige an, so daß bei ihren Annäherungen nicht eine Rufladung zwischen beiden Stromzweigen, sondern eine solche innerhalb des einzelnen Stromzweiges eintritt. Es handelt sich also in dem einen Falle um eine Parallelschaltung von variablen Kapazitäten, im anderen Falle um eine Serienschaltung derselben, so daß von vornherein einzusehen ist, daß die Wellenlängen der Eigenschwingungen im letzteren Falle hinter derjenigen im ersterwähnten Falle zurückbleiben.In the case of variometers in which the fixed coils in the manner of Fig. I in their entirety connected in parallel to the movable coils in their entirety occurs between coil 2 of the movable and coil i of the fixed, coil 3 of the movable and coil 2 of the fixed body, etc. when approaching the coils accordingly their potential difference a call charge and expresses itself, as already indicated, as an increase in capacity. You would have to stand between each unlike coil pair of the fixed and movable bobbin think of a capacitor connected Capacity becomes larger and larger as the two coil bodies approach. The whole picture would thus be an oscillatory circuit with a number of parallel connected Capacitors result. According to the invention, however, the unlike neighboring coils belong so i and 2, 2 and 3, 3 and q. etc., probably different bobbins, but always the same branch of the current, so that when they approach, there is no call charge between two branches, but one occurs within the individual branch. So in one case it is a parallel connection of variables Capacities, in the other case a series connection of the same, so that from the start it can be seen that the wavelengths of the natural oscillations are behind in the latter case of those in the first-mentioned case.

Abb. 5 gibt die tatsächlichen Verhältnisse in Kurvenform wieder, und zwar zeigt Kurve I den Variationsbereich der Betriebswellenlänge A", eines Variometers gemäß Abb. z, Kurve II denjenigen eines Variotneters nach Abb.2 bei ganz gleicher Windungs- Lund Spulenzahl usw.; Kurve III zeigt die Eigenwellenlänge bei verschiedener Einstellung des Variometers nach Abb. i; Kurve IV zeigt die Eigenwellenlänge eines Variometers gemäß Abb. 2 bei verschiedener Einstellung. Die kritische Stelle, wo das Variometer der Abb. i durchschlagen bzw. dem Schwingungskreis in schädlicher Weise Energie entziehen muß, liegt also, wie aus der Abb. 5 hervorgeht, bei #."Z - 300 m.Fig. 5 shows the actual conditions in the form of a curve, namely curve I shows the range of variation of the operating wavelength A ", of a variometer according to Fig. Z, curve II that of a Variotneter according to Fig III shows the natural wavelength with different settings of the variometer according to Fig. I; curve IV shows the natural wavelength of a variometer according to Fig. 2 with different settings. The critical point where the variometer in Fig must, so, as can be seen in Fig. 5, is at #. "Z - 300 m.

Abb.3 gibt eine Schaltungsweise wieder, bei .der überhaupt nur gleichnamige Spulen einander genähert werden, d. h. also, Spule i des beweglichen Teiles der Spule i des festen Teiles, Spule :2 des festen Teiles und Spule 2 des beweglichen usw. Diejenigen Spulen, die Potentialdifferenz einander aufweisen, z. B. Spule i und 2, 2 und 3, 3 und ,4 usw., ändern ihre Stellung im Raume zueinander nicht, so daß auch eine Kapazitätsänderung in diesem Falle nicht eintreten kann, d. h. also, eine namhafte Änderung der Eigenwellenlänge des Variometers in seinen verschiedenen Stellungen überhaupt nicht auftritt.Fig. 3 shows one way of switching, in the case of the only one with the same name Coils are brought closer to one another, d. H. So, coil i of the moving part of the Coil i of the fixed part, coil: 2 of the fixed part and coil 2 of the movable part etc. Those coils that have potential difference from one another, e.g. B. coil i and 2, 2 and 3, 3 and, 4, etc., do not change their position relative to one another in space, see above that a change in capacity cannot occur in this case either, d. H. so, a notable change in the natural wavelength of the variometer in its various Positions does not occur at all.

Abb. q. zeigt eine Schaltungsweise, bei der vier parallel geschaltete Zweige zur Durchführung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens zur Anwendung kommen.Fig.q. shows a circuit in which four are connected in parallel Branches for implementing the idea on which the invention is based are used come.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE i. Variometer für elektrische Schwingungen, bei dem das bewegliche und das feste Spulensystem je aus mehreren Spulen gleicher oder angenähert gleicher Selbstinduktion besteht, und die beweglichen Spulen in Zwischenräumen zwischen den festen Spulen beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die festen und die beweglichen Spulen derart in zwei oder mehr parallelen Zweigen geschaltet sind, daß in jedem der Parallelzweige abwechselnd je eine feste und eine bewegliche Spule in Reihe liegen. PATENT CLAIMS i. Variometer for electrical vibrations, in which the movable and the fixed coil system each consists of several coils of the same or approximately the same self-induction, and the movable coils are movable in the spaces between the fixed coils, characterized in that the fixed and movable coils in two or more parallel branches are connected so that in each of the parallel branches a fixed and a movable coil are alternately in series. 2. Variometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen festen bzw. beweglichen Spulen aus zwei oder mehreren Spulenelementen bestehen, deren jedes in einem anderen Parallelzweig liegt.2. Variometer according to claim i, characterized in that that the individual fixed or movable coils consist of two or more coil elements exist, each of which lies in a different parallel branch.