Lichtbogengenerator aus einem Lichtbogensender nach Poulsen

Datierung

1908

Hersteller

C. Lorenz AG (1906 - 1958)

Erfinder

Valdemar Poulsen (1869 - 1942)

Herstellungsort

Berlin

Material

Holz; Kunststoff; Metall; Stein; Textil

Farbe

braun; messingfarben

Objektmaß (b x h x t)

370 x 650 x 370 mm

Gewicht

22,9 kg

Systematik

Objektart

Original

Inventar-Nr.

3.0.5164

 

Die anfangs in der Funktelegrafie verwendeten Funkensender hatten eine schlechte Leistungsbilanz, störten benachbarte Sender und eigneten sich nicht zur Übertragung von Sprache oder Musik. Daher wurde schon vor 1900 an Sendern mit ungedämpften Schwingungen gearbeitet. 1902 konstruierte der Däne Valdemar Poulsen (1869-1942) einen Lichtbogensender, der ungedämpfte HF-Schwingungen von ausreichender Frequenz und Energie erzeugen konnte.

Beim Lichtbogengenerator schließt man eine Gleichstromquelle über zwei Drosselspulen an zwei Elektroden so an, dass ein Lichtbogen entsteht. Parallel dazu bilden eine Spule und ein in Reihe geschalteter Kondensator einen Schwingkreis. Der Lichtbogen bildete so (an Stelle der früheren Funkenstrecke) eine selbststeuernde Vorrichtung.

Wichtig für den Wirkungsgrad war eine Kühlung und Entionisierung der Funkenstrecke. Poulsen benutzte als Anode ein wassergekühltes Kupfergefäß, das sich in einer von außen zusätzlich gekühlten, mit Wasserstoffgas gefüllten Kammer befand. Die Kathode aus Kohle wurde automatisch nachgeschoben, so dass deren Abstand immer 3 bis 5 mm betrug. Dabei drehte sich die Kathode ständig langsam. Der Lichtbogen brannte in einem magnetischen Feld, dessen Richtung quer zur Bogenstrecke verläuft und das als »magnetisches Gebläse« die Ionen aus der Bogenstrecke trieb.

Der Lichtbogen erlosch beim Absinken der Spannung, beim Wiederanstieg zündet er erneut. Damit entstanden Schwingungen zweiter Art. Der Widerstand wurde durch das Löschen des Bogens zeitweise unendlich. Damit floss der gesamte Gleichstrom in den Schwingkreis und lud den Kondensator auf. Mit diesem System wurden ungedämpfte Wellen mit Frequenzen bis zu 250 kHz (1200 m) erreicht. 1904 ließ Poulsen sein System des Lichtbogen-Oszillators für ungedämpfte Wellen, die »Poulsen-Lampe«, in 15 Ländern patentieren.

Der Lichtbogensender strahlt im Vergleich zu den gedämpften Funkensendern ein wesentlich schmaleres Frequenzband und nur wenig Neben- und Oberwellen ab. So erzielte man bei gleicher Sendeleistung erheblich größere Reichweiten und konnte in einem Frequenzband bis zum Fünffachen an Sendern unterbringen.

Die Signale des in tonloser Telegrafie (A1) getasteten neuen Sendertyps waren mit den üblichen Detektorempfängern nicht hörbar, lediglich ein Knacken am Anfang der Morsezeichen ließ auf einen Sender schließen. Poulsen und sein Mitarbeiter P.O. Pedersen entwickelten einen neuartigen Detektor: Ein batterie- oder federbetriebener Summer – Tikker oder Schleifer genannt - lieferte im Rhythmus der empfangenen Hochfrequenz einen hörbaren Ton.

1904 stellte Poulsen eine Verbindung zwischen Lyngby und Kopenhagen (15 Kilometer) und zwei Jahre später über 270 Kilometer zwischen Lyngby und Esbjerg her. Technisch war die Lichtbogenmethode jetzt ausgereift. 1906 gab es Funkverbindungen über 900 km zwischen Dänemark und Cullercoats und über 1500 km zwischen Dänemark und Knockroe in Irland. In Deutschland erwarb die Firma Lorenz 1908 die Patente von Poulsen und konnte in den nächsten Jahren beim Heer Telegrafie-Stationen mit Leistungen zwischen 1,5 und 4 kW für feste Sendeanlagen verkaufen. Hauptsächlich wurden Lichtbogensender für die Marine gebaut, die von Lorenz Poulsen-Sender mit Leistungen bis zu 6 kW für den Einsatz auf großen Schiffen erwarb. Denn der Poulsen-Sender eignete sich auch als Kleinsender, während Maschinensender nur für Großsender in Frage kamen. Bei deutschen Küstenfunkstellen wurde nur in Norddeich 1911 ein 4 kW-Lichtbogensender für Telegrafie aufgebaut. 1914 errichtete Lorenz in Königsberg und Posen Großstationen mit Poulsen-Sendern.

Die Modulation des Poulsen-Senders mit Sprache oder Musik bereitete anfangs Schwierigkeiten. Das Mikrofon musste in Serie zur Antenne geschaltet werden, bei hohen Sendeleistungen mussten wassergekühlte Mehrfachmikrofone benutzt werden, die in Sendernähe stehen mussten. 1913 konnte dieses Problem durch eine Telefonie-Drossel gelöst werden (nach ihrem Erfinder, dem Lorenz-Ingenieur L. Pungs, auch »Pungs-Drossel« genannt). Dieses Bauteil steuerte zwischen Sender und Erde geschaltet mit Hilfe von drei Wicklungen auf einem dreischenkeligen Eisenkern mit nur 1 % der Antennenleistung die Modulation und Tastung des Hochfrequenzstromes.

Die Marine rüstete ihre Anlagen ab 1910 nach und nach mit Telefoniezusätzen aus. Ab 1912 gab es auch Telefonieversuche mit einer Reichweite von 1600 km zwischen Berlin und Moskau. Zwischen 1919 und 1922 gibt es Telefonieversuche mit Lichtbogensendern und einem besonderen Telefoniesystem.