Elektrisiergerät - Wiederherstellung der Spulen

Eigentlich wollte ich gar nicht so viel über dieses Thema schreiben, aber irgendwie ist es dann immer länger geworden...
originally I didn't want to write so much about this, but somehow it became longer and longer...

Ich hatte gehofft, dass man aus den Spulenfragmenten auf ihren Aufbau, ihre  Windungszahl und ihre Verschaltung würde schliessen können. Leider war das aber nur teilweise so.

I had hoped that from the fragments of coils I could infer on their construction, number of turns and interconnection.

However this was only partly the case.

  

 

 Die Spulen aus Konstantan-Draht waren offenbar einmal zu heiss geworden und durchgebrannt. Der Draht war dadurch spröde geworden und vielfach gebrochen. Sie zerbröselten mir nur so unter den Händen. Ausserdem hatte jemand sie offenbar einmal ausgebaut, die Anschlüsse gelöst oder abgebrochen und wahrscheinlich nicht richtig wieder eingesetzt.

The coils were wound of resistance-wire and obviously they had become so hot that they were burned out. The wire was very brittle and broke in my hands. Besides someone obviously had removed the coils and dissolved or broken the connections and failed to put them into place correctly again.

 

Um das Gerät wieder ans Laufen zu bringen, musste ich also verstehen, wie solche Geräte normalerweise aufgebaut waren.

So in order to make the device work again I had to understand at first how devices of that kind were constructed generally.

 

Eng verbunden mit dem Begriff Elektrisiergerät ist der Begriff des Tesla Transformators. Das ist ein Gerät, das zur Erzeugung hoher Spannungen verwendet wird. Es ist benannt nach Nicola Tesla, einem Pionier der Elektrizitätsversorgung, der  zeitgleich mit Thomas Alva Edison lebte. Er hat viel mit diesem Typ von Transformator herumexperimentiert.

Closely connected to the term “electrostimulation device” is the term Tesla Transformer. This is a device used to produce high voltages. It is named after Nicola Tesla, a pioneer of electricity, who lived about the same time as Thomas Alva Edison.
He did a lot of experiments with this kind of transformer.

Der Tesla Transformator basiert auf dem Prinzip der Resonanz.
 The Tesla Transformer is based on the principle of resonance. 

 

 

Er besteht aus zwei lose gekoppelten Spulen ohne Eisenkern – eine Kleine, L1, und eine Grosse, L2. Die Windungen jeder Spule - und so auch die der grossen Spule - haben immer auch eine ungewollte  Kapazität C2 gegenüber den Enden. L2 und C2 bilden einen elektrischen Schwingkreis mit der Resonanzfrequenz w2.

It comprises of two loosely coupled coils without iron core – a small one, L1, and a bigger one, L2. The windings of any coil – thus also of the big one – always have an unwanted capacitance C2 with respect to its ends.  L2 and C2 therefore form an electric resonance circuit with resonance frequency w2.

 

Bei Resonanz sind in einem Schwingkreis die Spannungen an L und C besonders hoch. Der Trick ist nun: man wählt C1 so, dass die Resonanzfrequenz des Primärschwingkreises aus C1 und L1 genauso gross ist, wie die des Sekundärschwingkreises aus L2 und C2, dass also w1 =w2 ist.

At resonance in a resonance circuit the voltages over L and C are particularly high. The trick now is to choose C1 such that the resonance frequency of the primary circuit comprising C1 and L1 is as high as that of the secondary circuit C2 and L2, i.e. that w1=w2.

 

Wenn man jetzt die Primärseite zu Schwingungen anregt, wird die ohnehin schon hohe Spannung an L1 in eine noch viel höhere Spannung an L2 hochtransformiert.
 If now on the primary side oscillations are invoked there will be a high voltage over L1 which will be transformed to an even higher voltage across L2 on the secondary side.

 

Konstruktiv und als Miniversion für’s Wohnzimmer sieht das so aus:

From the construction side and as miniature version for the living room this looks as follows:

 

 

 

In Hochspannungslabors kann man dann solche Sachen machen:

In high voltage labs you can produce things like that:

  

Mit dem Tesla Transformator verbunden ist auch der Begriff des Funkeninduktors. Der ist auf der folgenden Website in der Rubrik "Teslaspule mit Induktor" gut beschrieben:

Closely connected to the Tesla Transformer is also the term spark coil. It is well described in the topic "Teslaspule mit Induktor" on the following site:

  

http://www.rapp-instruments.de/index2.htm

 

Der Funkeninduktor verwendet allerdings Spulen mit Eisenkern.

The spark coil however uses coils with iron core.

 

Die Grundprinzipien von Tesla Transformator und Funkeninduktor kommen auch heute noch im täglichen Leben vielfach zur Anwendung.

The principles of tesla transformer and spark coil are up today frequently used in everyday life.

• Bei Zündspulen in Autos
  as spark coils in cars
• In Blitzgeräten bei Kameras - so wird die Zündspannung von mehreren tausend Volt für die Xenonlampe erzeugt
  in flashlights for cameras - they produce the voltage of several thousand volts to ignite the Xenon lamp
• In TIG Schweissgeräten - so wird die Hochspannungszündung des Lichtbogens realisiert
  in TIG welding machines - to provide high frequency ignition of the arc
• In den dekorativen Plasmakugeln
  in those decorative plasma bowls
• Und eben in Elektrisierapparaten wie den violet wands
  and in special electrostimulation devices called violet wands

 

Das Gebiet der Elektrisierapparate ist ein weites Feld.
Electrostimulation devices are a wide field.

 

Wie schon in dem vorangehenden Post beschrieben, gab es Anfang des 20sten Jahrhunderts einen Hype für solche Apparate, da Elektrizität neu war. Auf Jahrmärkten und in Lokalen gab es Elektrisiermaschinen, an denen "starke Männer" zeigen konnten, wieviel sie aushalten können.

As described in a previous post, at the beginning of the last century there was a hype for such apparatus since electricity was new. On fairs and in pubs they had machines with which “strong men” could prove how much they could endure.

See http://www.schaustellertreff.de/forum/showthread.php?t=1661

 

Und auch für den Hausgebrauch wurden solche Geräte verkauft.

Dabei wurden sie vielfach als Reizstromgeräte zur Heilung aller möglicher Gebrechen verkauft.

But these devices were also sold as household applyances.

Frequently they were sold as electrostimulation device to cure all sorts of pains and physical handycaps.

 

Zum Einen waren das einfache batteriebetriebene Geräte wie dieses, das gewisse Ähnlichkeiten mit meinem Gerät hat. Eher ein Funkeninduktor als ein Tesla-Transformator.

On one hand these were simple battery driven devices like this one which resembles a little bit my device. A spark coil rather than a Tesla transformer.

 

 

Es gab aber auch Geräte, die eindeutig den Tesla Transformatoren zugerechnet werden können. Sie werden im englischen Sprachgebrauch als „Violet Wands“ bezeichnet und sehen typischerweise so aus:

However there were also devices which undoubtedly belong to the class of Tesla transformers. In English they are termed “violet wands” and typically they look like:

 

 

Sie heissen violet wands weil sie so schön violett leuchten. Es gab die Elektroden aber auch mit Gasen gefüllt, die rot, gelb oder blau leuchteten.

They are called violet wands because they shine nicely violet. However there were also electrodes filled with gases which shone red or yellow or blue.

Viele interessante Infos und Links dazu findet man auf folgender Website:

Many interesting informations you can find on the following website:

 

http://sbwd.de/seiten/rahmen.php?nav=violetwand

 

Ob und wieweit diese Geräte wirklich medizinisch wirksam waren, ist umstritten. Sie waren aber zu ihrer Zeit ein Verkaufsrenner. Eine Bedienungsanleitung eines solchen Apparates, die man auch auf dieser Website findet,  zitiert sogar Kunden mit Namen und Adressen, die begeistert von diversen Heilerfolgen berichten.

It is disputed if and to which extent these devices were really medically effectual.However they were a big seller at that time. The operation manual of such a device, which can also be found on the website above, cites clients with names and addresses which report enthusiastically about various healing successes.

 

Vermutlich war aber auch manches, was so angeboten wurde, Scharlatanerie – wie immer, wenn es um Geld und den menschlichen Wunsch nach Gesundheit und Schönheit geht.

Presumably however some of these offers were charlatanry – as always, when it is about money and they human wish for health and Beauty. 

Wer glaubt, das sei ein Phänomen des vorigen Jahrhunderts, der täuscht sich. Man gebe einmal das Stichwort „Reizstromgerät“ in Google oder ebay ein. Man bekommt zigtausende von Links. Die meisten Geräte haben allerdings nichts mehr mit Hochspannung zu tun. Viele davon riechen aber immer noch nach Scharlatanerie – wie z.B. die Reizstromgeräte zum Muskelaufbau. Andererseits gibt es durchaus seriöse Anwendungen (siehe Wikipedia „Reizstrom“) und entsprechende Geräte werden auch von Medizintechnikfirmen wie Siemens angeboten.

Who believes that this was a phenomenon of the last century is mistaken. If you enter the keyword “Reizstrom” in Google or ebay, you will get thousands of links. Many of these devices have nothing to do with high voltage any more. Many still have the smell of charlatanry – like e.g. devices for muscling. On the other hand there are certainly serious applications too (see e.g. Wikipedia “Reizstrom”) and devices are also offered by serious companies like Siemens. 

In einer Nische hat auch der Violet Wand seit 1990 angeblich ein Comeback gefeiert, und zwar in der SM-Scene.  Aber das ist ein Thema, das ich hier nicht vertiefen will…
If I believe what is reported, the violet wand has however celebrated a comeback in a niche: in the SM scene. But I am not going to deepen this topic here…

 

Also zurück zu meinem Gerät.
So back to my device.

 

Nach einigen Überlegungen habe ich beschlossen, dass der Schaltplan möglicherweise wie folgt ausgesehen haben könnte:
After some considerations I decided that the schematic of this device might have been like:

 

  

Der grau hinterlegte Teil der Schaltung bildet einen Wagnerschen Hammer, ein Gerät, durch das periodisch ungefähr 100 mal pro Sekunde die Schalter S1 und S2 geschaltet werden. Wer wissen will, wie der funktioniert, schaue im Wikipedia nach.

Alte Türklingeln waren so aufgebaut.

The grey shaded part is the interrupter. This is a device by which the switches S1 and S2 are operated about 100 times per second. If you want to know how this works, look it up in wikipedia. Old electric doorbells were built like that. 

  Da die Feder fehlte, die für den Wagnerschen Hammer erforderlich ist, musste ich sie nachbauen (linkes Bild). Sie verschwindet im Inneren der Magnetspule (rechtes Bild). Auch die Kontaktfeder musste ergänzt werden (Mitte), sonst konnte das nicht funktionieren:

Since the spring was missing which is required for the interruptor, I had to build one (left picture). It disappears completely in the magnet coil (right picture). Also the contact spring had to be renewed (middle).

 

 

Zur Herstellung der Spulen wurde zuerst ein Spulenkörper aus Holz hergestellt. Er wurde am Umfang 8 mal geschlitzt  und in die Schlitze wurden Bindfäden eingelegt, mit denen man die Spule später binden konnte.

To produce the coils I first made a coil body of wood. It was slotted 8 times at the circumference and in the slots strings were placed with which I could fasten the coils later on.

 

Dann 280 Windungen wickeln. Die Reflexlichtschranke an der Seite zählt für mich mit. Dann Bindfäden verknoten.

Then 280 windings had to be wound. The photo sensor at its side helps to count the number of turns. Then the strings were fastened.

 

 

Spulenkörper öffnen, Spule entnehmen, Fäden abschneiden, Anschlüsse anlöten und festbinden. Und das Ganze fünf mal.

Open the coil body, take off the coil, cut the strings, connect leads and fasten them. The same five times.

 

  

Spulen zwischen die Glimmerscheiben (dienen der Isolation) einbauen und verdrahten. So sieht das dann von unten aus:

Mounting the coils between the mica slices (serve isolation) and wiring. So that’s what it looks like from the bottom now:

 

 

 

 

Und so sieht es im Betrieb aus. Ein leichtes Surren ist zu hören.

And that’s what it looks lke in operation.

A light buzz can be heard.

 

 

 

Und wenn man an Klemme 5 eine Elektrode  Kabel anschliesst und damit über die Haut streicht, kribbelt es leicht. Das kann man natürlich nicht im Bild zeigen.

And if you connect a cable to clamp 5 and sweep it over the skin, it prickels. But of course this cannot be shown in a Picture.
 

Wegen der relativ hohen Spannungen muss man sich keine Sorgen machen. Das ist in diesem Fall ungefährlich. Sie treten als wenig energiereiche Hochfrequenzschwingungen auf, so dass die Ströme über die Oberfläche des Körpers und nicht durch den Herzmuskel (was gefährlich wäre) abfliessen. Auf der Haut erzeugen sie allenfalls Wärme.

There is no need to worry about the relatively high voltages. In this case it is completely safe. They occur as low energy high frequency voltages so that currents do not flow through the heart muscle (which would be dangerous) but over the surface of the body.  There they may produce a little bit of heat.

 

Weil ich das Thema mittlerweile doch interessant fand, habe ich übrigens im ebay kürzlich einen Violet Wand von ca 1930 ersteigert. Ende Februar werde ich den hier haben und dann kann man mal sehen, wie Violett der noch strahlt…

By the way, because meanwhile I find this topic rather interesting, I recently purchased by auction on ebay a violet wand of about 1930. End of February I will have it here and then we will see, how violet it still shines…