Funkeninduktor und Fritter (Kohärer)

 


Inhaltsverzeichnis

      1.   Einleitung

      2.   Der Hammer-Oszillator

      3.   Der Funkeninduktor

      4.   Prickelnde wundersame Arznei...

      5.   Das Störsender-Experiment. Verboten, aber amusant!

      6.   Der Funkempfänger

      7.   Der Fritter-Empfänger

      8.   Zwei Fotos aus alten Zeiten
        8.1   Ein 100 Jahre altes Buch über Elektrotechnik

      9.   Amusanter Auszug aus dem 100 Jahre alten Buch
        9.1   Der Funkeninduktor und der selbstgebaute Kondensator

    10.   Der KOSMOS-Radiomann

    11.  Extrabeitrag: Radio-Geschichte Schweiz




1. Einleitung

Lange Zeit vor der Erfindung der Radioröhre, auch als Elektronenröhre bezeichnet, wurde das Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen erfunden und zivil wie auch militärisch genutzt. Ich habe es bisher zwar nirgends gelesen, aber ich gehe davon aus, dass es die Naturbeobachtung war, welche die allerersten Anregungen zum Nachdenken über drahtlose Telegraphie weckten. Zu allen Zeiten bis heute staunt der Mensch über die Feuerwerke am Himmel, wenn sich Wolken verdichten, kräftige Blitze zucken und vereinzelt auch einschlagen.

Geschieht dies, kann man aus sicherer jedoch nicht allzu grosser Distanz immer wieder beobachten, wie es zwischen isoliert aufgespannten Drähten und metallenen zur Erde leitenden Objekten zu kleinen Funkenüberschlägen kommt oder man sieht in der Nähe fein leuchtende Koronaentladungen, vorwiegend an spitzen Metallen, weil an Spitzen die elektrische Feldstärke deutlich höher ist. Beobachtbar ist solches allerdings nur wenn es ausreichend dunkel ist.

Im vorletzten Jahrhundert gelang es diesen Vorgang künstlich duchzuführen, und damit war der Weg zur Entwicklung des elektromagnetischen drahtlosen Funks, zunächst ohne verstärkenden Bauteile (Radioröhren), eröffnet. Diese Versuche kann im kleinen Massstab jeder selbst durchführen und davon berichtet dieser Elektronik-Minikurs. Diese Spielerei habe ich in meiner Jugend in den 1950/60er-Jahre selbst durchgeführt. Man braucht dazu einen Funkeninduktor (Sender) und Fritter (Empfänger).

Um die vorletzte Jahrhundertwende war diese Spielerei eine ernste Angelegenheit. Es war die Epoche der ersten drahtlosen Telegraphie mit gedämpften Wellen durch den Einsatz von starken Funkensendern (auch als Knall-Funkensender bezeichnet!) und mechanisch aufgebauten und subtil abgestimmten Fritter-Empfängern, auch als Kohärer-Empfänger bezeichnet. Im ersten Weltkrieg waren solche Sendeanlagen intensiv im Einsatz. Im ersten Drittel des letzten Jahrhunderts bahnte sich allerdings bald das Ende an, als Robert von Lieben seine verstärkende Radioröhre, die Triode, erfand. Die elektronische Sende- und Empfangstechnik mit der Übertragung von ungedämpften Schwingungen (Sprache, Musik,...) trat in der Folge davon ihren Siegeszug an.

Bevor ich damit beginne aus dem eigenen "Nähkästchen" über längst vergangene Tage zu "plaudern", will ich auf einen sehr interessanten Link bezüglich Geschichte der Funktechnik aufmerksam machen. Es geht um die drahtlose Telegraphie mit gedämpften elektromagnetischen Schwingungen in der Vorelektronikära. 1897 war das Geburtsjahr der drahtlosen Telegraphie mit elektromagnetischen Wellen. Nach Patentanmeldung und postinternen Vorführungen in England stellte der Italiener Marconi seine mit elektrischen Funken über 14 km arbeitende Anlage im Mai am Bristolkanal der Öffentlichkeit vor. Die spannende Fortsetzung davon liest man in der Webseite von Hans-Joachim Ellissen in insgesamt vier Teilen:



2. Der Hammer-Oszillator

"Die elektrische Klingel, so wie wir sie bis heute kennen, erfand Joseph Henry im Jahr 1831." Dies liest man hier. Wir betrachten die einzelnen Klingelschritte in den Teilbildern 1.1 bis 1.4.

Beim Anlegen einer Gleichspannung zieht die magnetisierte Spule S eine bewegliche Weicheisenplatte an. An dieser ist ein kleiner Hebel befestigt. An dessen Ende sitzt eine kleine Metallkugel welche auf eine Glockenschale schlägt. An der beweglichen kleinen Eisenplatte ist eine Kontaktfeder montiert. Im stromlosen und nichtmagnetisierten Zustand der Spule S schliesst diese Kontaktfeder als Ruhekontakt K mit einem festmontierten Kontaktbolzen den Stromkreis zwischen Spannungsquelle B (hier eine Batterie) und Spule S. Es fliesst ein Strom I durch S und die Metallplatte wird durch den Eisenkern der Spule angezogen. Damit öffnet K den Stromkreis und die Kugel schlägt kurz auf die Glockenschale. Stromfluss und Magnetisierung fallen weg und K schliesst erneut den Stromkreis für den nächsten Glockenschlag....

Die elektromechanische Oszillation setzt sich fort. In Bild 1 wird dies in der Teilbildfolge von 1 bis 4 dargestellt und Maki, das Lemurenäffchen aus Madagaskar, erinnert uns, dass dieses Prinzip in den alten Telefonapparaten im Einsatz war. Dieses uralte elektromechanische Oszillationsprinzip nennt man den Wagner'schen Hammer. Er funktioniert auch mit Wechselstrom, wobei die Klingel-Resonanzfrequenz durch die 50-Hz-Netzfreqzenz leicht gestört wird.

Solange der folgende YouTube-Beitrag existiert, möge dieser zusätzlich in Klang, Wort und Bild die elektrische Hausglocke erläutern.



3. Der Funkeninduktor

Wer unter den älteren Lesern weiss noch was ein Funkeninduktor ist? Nun, für die welche es nicht (mehr) wissen, er ist eine Art Weiterentwicklung der in Kapitel 2 beschriebenen elektrischen Klingel. Der Funkeninduktor hat keine Klingelmechanik, dafür einen viel grösseren Spulenkörper. Dieser enthält die Primärspule P (dicker isolierter Draht mit wenig Windungen) und die Sekundärspule S (dünner isolierter Draht mit sehr vielen Windungen). Es ist im Pronzip nichts anderes als ein Transformator (Trafo), am Besten vergleichbar mit der Autozündspule. Der einzige Unterschied besteht darin, beim Funkeninduktor ist die Hochspannung von der niedrigen Spannung galvanisch getrennt. Das muss aber keineswegs beim Experimentieren so bleiben. Man kann z.B. das eine Ende der Sekundärspule mit dem Minuspol von B verbinden.

Die Selbstinduktionsspannung an der Primärspule, welche durch das Öffnen des Ruhekontaktes K entsteht, multipliziert sich mit dem Windungszahlenverhältnis der Sekundärspule (S) zur Primärspule (P). Dadurch entsteht eine Sekundärspannung Us von vielen tausend Volt (VAC). 10'000 Volt liegen durchaus drin. Eine zuoberst auf dem Funkeninduktor montierte, in der Länge einstellbare Funkenstrecke, demonstriert die hohen Spannungswerte durch Funkenüberschläge. Es ist jedoch keine konstante Wechselspannung (VAC). Es sind einzelne Schwingungspackete in Form von gedämpften Schwingungen, wie es im Kasten von Bild 2 gezeigt wird: Bei jedem Öffnen des Kontaktes K entsteht über der Primärwicklung P eine Selbstinduktionsspannung in Form einer gedämpften Schwingung. Die selben gedämpften Schwingungspackete treten mit hoher Spannung zwischen den Anschlüssen Us der Sekundärspule S auf.

Es gibt aber einen grundsätzlichen Unterschied zwischen der Arbeitsweise eines Funkeninduktors und einer Autozündspule. Die des Funkeninduktors ist selbsterregend oder selbstschwingend: Die stromdurchflossene Primärwicklung P erzeugt in einem offenen Eisenkern ein Magnetfeld, das die Feder des Kontaktes K anzieht. Dadurch unterbricht K den Stromkreis und das Magnetfeld baut sich schnell ab. Dies erzeugt die gedämpfte Hochspannungsschwingung und die Kontaktfeder fällt zurück und schliesst erneut den Stromkreis, nach dem selben Prinzip wie bei der elektrischen Klingel in Bild 1. Eine Autozündspule wird durch einen externen Unterbrecher, der mit der Kolbentätigkeit synchronisiert ist, angeregt. Es leuchtet auch ein, dass ein Zündfunken erst dann entstehen darf, wenn das Gas/Sauerstoff-Gemisch im Kolbenraum komprimiert ist und der Kolben in Richtung Dekompression bereitsteht. Erst ab diesem Moment darf die Zündung erfolgen.

Kondensator C dient beim Funkeninduktor, wie bei der Autozündspule, dem raschen Löschen des Funkens beim Öffnen des Kontaktes K, damit der Strom im Primärkreis P möglichst schnell unterbricht und sich die hohe Selbstinduktionsspannung rasch aufbauen kann. C verhindert zusätzlich den sonst zu schnellen Kontaktabbrand.

Hier kann man nach Belieben viele Funkeninduktoren und Zündspulen betrachten und z.T. mit Schaltschemata und Text oder Videos dazu lernen.

An den Elektrodenanschlüssen Us entsteht bei jedem Funken ein sehr steilflankiger Spannungseinbruch. Vergrössert man diese Elektroden durch zwei lange Leitungen, von z.B. je einem Meter oder auch mehr zu einem offenen Antennendipol, hat man einen perfekten "dreckigen" Störsender, der das Langwellen-, Mittelwellen-, Kurzwellen- und sogar noch das UKW-Band massiv stört. Genau so, wie dies die Zündfunkenanlage eines Automobils ebenso tut, wenn nicht entsprechende Entstörmassnahmen getroffen werden. In den 1950er-Jahren, als die ersten UKW-Empfänger aufkamen, konnte man das noch nicht entstörte Auto gut 100 bis 200 Meter entfernt mit einem UKW-Empfänger wahrnehmen, weil die viel zu schlechte und zu wenig induktionsarme Abschirmung der Karrosserie dämpft die Störstrahlung nur sehr ungenügend im UKW-Bereich. Die wirksame Entstörung liegt in den Seriewiderständen an den Ausgängen von Zündspule und Verteiler. Diese Widerstände bilden mit dem Kabel und dessen Umgebung als Kapazität ein Tiefpassfilter. Dies erzeugt eine geringere Flankensteilheit und damit reduziert sich die Bandbreite der Störfrequenz.

Die skizzierte Wellenabstrahlung in Bild 3 hat einen rein symbolischen Charakter. Die Wellenlängen sind deutlich grösser. Die kürzeste liegt etwa im Meterbereich (UKW) und die längste im Kilometerbereich (Langwelle).



4. Prickelnde wundersame Arznei...

Während meiner Schulzeit in den 1950er-Jahren, schenkte mir jemand einen Funkeninduktor, der mich sogleich faszinierte. Ich experimentierte oft. Von irgendwo her, hatte ich ganz spezielle und komisch aussehende Geisslerröhren mit nur einer Metallelektrode. Sie stammten von einem Eletrisierapparaten, der nach dem selben Funkeninduktorprinzip arbeitete. Diese Metallelektrode verbindet man mit der hohen Wechselspannung mit vielen tausend Volt und mit dem andern Ende des Glaskolben "streichelte" man die Haut. Dieses Prickeln sollte für eine gute Durchblutung gesorgt haben und mit so einem Argument machten die Doktoren früher mal gutes Geld. Als Nebeneffekt duftete es herrlich nach Ozon. Im abgedunkelten Raum konnte man das schöne dünne blauviolette Leuchten im Innern des Glaskoblens beobachten, das einem sogleich an die Nord- oder Südlicht-Auren erinnert, die schliesslich ähnlich zustande kommen. Führt man dieses Experiment mit einem Funkeninduktor gemäss Bild 2 aus, muss man den einen Hochspannungsanschluss erden und der andere Anschluss ist dann mit Bezug auf die Erde die asymmetrische Hochspannungsquelle.

Hier ein Bild von diesen "medizinischen" Geissler-Röhren aus den 1920/30er-Jahren. Die Geisslerröhre mit dem kammartigen Gebilde diente der elektrisierenden Kopfhautmassage...

Geisslerröhren sind nichts anderes als Glasröhren mit sehr stark verdünnter Luft oder einem Gas oder Gasgemisch, welches unter Einfluss von hoher Wechselspannung Strom durch das Fastvakuum leitet, weil sich die Gasatome ionisieren. Erfunden hat dies ein Mechaniker namens Heinrich Geissler, der in der frühen Pionierzeit der Elektrotechnik und Physik zwischen 1815 und 1879 lebte. Füllt man Geisslerröhren mit unterschiedlichen Gasen, kann man auf einfache Weise Spektralanaysen dieser Gasgemische durchführen. Dieses Foto wurde von jemandem privat aufgenommen, der seine Geissler-Sammlung mit dem Hochspannungsgenerator zu einem Spottpreis verkaufte. Ich hatte damals in meinen Jugendjahren genau die selben Geisslerröhren zum Experimentieren...

Sollte dies das Interesse am Experimentieren geweckt haben, so gibt es eine sehr spezielle Webseite zum Thema Geissler-Röhre. Realisiert man in einer Geissler-Röhre die eine Elektrode als dünne und kurze Stange mit Spitz und die andere Elektrode als Fläche, entsteht ein gleichrichtender Effekt, - der Geissler-Gleichrichter.



5. Das Störsender-Experiment. Verboten, aber amusant!

Das folgende Experiment, setzt ebenfalls voraus, dass der eine Hochspannungsanschluss geerdet ist. Der andere Anschluss wird mit einer Antenne verbunden. Bild 4 zeigt es:

Die ersten Störsenderversuche mit kurzem Antennendraht, aufgespannt in einem Zimmer von wenigen Metern, hatte ich bereits hinter mir. Es war damit möglich zu lautes Radiohören in der Nachbarschaft wirksam zu verhindern. So hatte es in der Nachbarschaft einen Tessiner oder Italiener der um die Mittagszeit oft den italienisch-schweizerischen Landessender Monte Ceneri auf der Mittelwelle, Frequenz 558 kHz, hörte und die Opern lauthals mitgesungen hatte. Ich hatte immer wiedermal die Schnauze voll davon und schaltete stolz meinen breitbandigen Störsender kurz ein. Dieser prasselte aus dem Radio des Nachbarn mindestens drei Mal so laut als er sang, weil Monte Ceneri (damals mit einer Sendeleistung von 50 kW und erst viel später 200 kW) in Basel keine allzu grosse Feldstärke mehr erzeugte. Der Mann fluchte laut wie ein Rohrspatz und er stellte das Radio ab. Bei einem erneuten Hörversuch, wiederholte ich das Spiel. Er ist zu meinem grossen Glück nie dahinter gekommen, was oder wer die fast synchron einschaltende Störquelle war. :-)

In der Zwischenzeit fielen alle schweizerischen Landessender auf Mittelwelle dem Abschaltwahn der digitalen Neuzeit zum Opfer. Während man in den Wohnungen meist problemlos die Landessender auf Mittelwelle und die Lokalsender auf UKW empfangen konnte und kann, ist es mit den DAB-Plus-Empfängern oft ärgerlich problematisch. Aber man muss Bescheidenheit wahren, denn oft ist es nicht möglich Modernisierung und Qualität unter einen Hut zu bringen. Vor allem dann nicht, wenn das grosse Geld lockt, wenn die Produkte möglichst schnell den Markt überschwemmen. Der Neuheitswahn vieler Konsumenten fördert diesen Unsinn zusätzlich. Mit Geduld, Zeit zum Nachdenken und Musse, würde die Forschung bessere Früchte tragen!

Anfangs der 1960er-Jahre war es so weit, als das Kofferradio der Marke Akkord Pinguin U60 die Wohnung meiner Eltern schmückte und rasch meine Aufmerksamkeit weckte. Endlich hatte ich ein transportables Radio um meine Funkversuche mit Unterstützung des Velo (Fahrrad) auszudehnen. Dazu vergrösserte ich erstmal die Sendeantenne, wie dies Bild 4 etwa illustriert. Bild 4 zeigt einen aufgespannten Draht von etwa zehn Meter Länge, montiert an zwei Weidezaunisolatoren an den Aussenwänden von zwei Dachmansarden. Einen dritten Isolator montierte ich weiter oben ausserhalb eines kleinen Dachfensters. Von da aus gingen zusätzlich zwei Antennendrähte zu den beiden Isolatoren der Mansarden.

Das Antennensystem sah also fast so aus wie ein gleichschenkliges Dreieck mit einer Gesamtlänge von etwa 30 Metern. Daran schaltete ich den Hochspannungsausgang des Funkeninduktors. Die Kapazität dieser Antenne führte dazu, dass die Funkenstrecke wegen dem Spannungsabfall etwas kleiner eingestellt werden musste, dafür aber die Funken zwischen den beiden Elektrodenspitzen herrlich laut prasselten, weil durch diese Kapazität die Entladungsströme grösser wurden.

Nun packte ich das Kofferradio und befestigte es auf dem Gepäckträger des Velo und ich fuhr weg. In Abständen von etwa 100 Metern hielt ich jeweils an und testete den Empfang auf Lang-, Mittel- und Kurzwelle. Mit zunehmender Entfernung vom Sender machte sich eine schwache Selektivität im höheren Frequenzbereich der Mittelwelle, so etwa bei 1200 kHz, bemerkbar. Auf dieser Frequenz konnte ich mein selbstproduziertes "Gewitter", mehr als 1 km vom Sender entfernt, gerade noch schwach aus dem Lautsprecher hören.

An dieser Stelle ist es meine (juristische) Pflicht darauf hin zuweisen, dass solche Experimente grundsätzlich jedem heutigen Fernmeldegesetz widersprechen und deshalb nicht durchgeführt werden dürfen! Da man solche archaischen Radioexperimente allerdings auch irgendwo auf einer Alp, z.B. im Himalaya, oder auf einer fernen Insel mit Batterien ohne Stromanschluss, weit weg von der Zivilisation die in der Lage wäre den Störsender zu empfangen, durchführen kann, darf man dieses Experiment in einem Elektronik-Minikurs durchaus erwähnen und letztlich ist jeder selbst dafür verantwortlich, wie er oder sie mit seinen erworbenen Erkenntnissen umgeht. Damit wäre dies ein für allemal klar und deutlich erwähnt. :-)

Die ersten Gesetze betreffs Verbot von breitbandigen Funkensendern gehen auf das Jahr 1927 zurück. Neue Sender dieser Art, man nannte sie B-Wellen-Sender, durften im zum Ende gehenden deutschen Kaiserreich ab Januar 1929 bei Land- und festen Funkstellen nicht mehr errichtet werden (Landfunkstellen: Küstenfunkstellen, Boden-Flugfunkstellen). Funkstellen der festen Dienste wie z.B. Überseefunk, Inland- und Europafunk (jedoch ohne Rundfunk), Sonderdienste (Funkfeuer, Peilstellen, Zeitzeichen o.ä.).

Der aufmerksame Leser stellt sich an dieser Stelle natürlich die Frage, wie es denn möglich ist weit mehr als 100 km zu überbrücken, wenn es mir gerade mal für 1 km reichte. Ganz einfach: Zur Erzeugung von gedämpften Schwingungen mit ähnlich hohen oder noch höheren Spannungen benutzte man ebenfalls das Prinzip des Funkeninduktors. Allerdings baute man solche, die in der Lage waren neben der hohen Spannung auch hohe Ströme zu liefern, damit die Spannung nicht zusammenbrach, wenn die Länge der Antenne an den ungefähren Wellenlängenbereich angepasst wurde. Man arbeitete vorwiegend auf Lang- und Längstwelle, also im Bereich um die 100 kHz und auch deutlich niedriger. Bei einer Viertelwellenlänge, die optimale Antennendrahtlänge, beträgt diese bei einer Sendefrequenz von 100 kHz immerhin stolze 750 Meter, montiert auf mehreren hohen Masten. Mehr zu diesem Thema liest man im weiter oben genannten Link in der Einleitung.



6. Der Funkempfänger

Diese Funkensender konnten weder amplituden- und schon gar nicht frequenzmoduliert werden. Also war an eine Übertragung von Sprache und Musik noch gar nicht zu denken. Zur Anwendung kam das Morsen, das nur den binären Zustand Strom = ein und Strom = aus kennt. Entweder es wird ein Strich, ein Punkt oder nichts auf einen Papierstreifen gezeichnet. Wie dies damals vor und um die vorletzte Jahrhundertwende drahtlos möglich war, wollen wir hier etwas näher betrachten.

Die Sache mit dem Sender ist schnell erklärt. Eine Morsetaste schaltet den Funkensender ein und aus. Die Dauer des Tastendrucks bestimmt, wie bei der drahtgebundenen Übertragung, ob ein Strich oder ein Punkt gesendet wird. Was den Empfänger betrifft, wollen wir schrittweise das Funktionsprinzip kennen lernen. Wir befassen uns im nachfolgenden Kapitel 7 mit dem so genannten Fritter, auch als Kohärer bezeichnet.

Bild 5 zeigt links den Funkensender mit einem Funkeninduktor. Keiner der Hochspannungsanschlüsse ist hier geerdet. Im Einsatz ist eine offene Dipolantenne mit etwa 2 Meter Spannweite. Dieser einfache Versuchsaufbau ist in einem beliebigen Wohnzimmer durchführbar. Im Abstand von etwa 1 bis 2 Meter baut man den Empfänger mit der selben Dipolantenne mit einer sehr kleinen Funkenstrecke F von etwa einem Millimeter auf. Dass alle Antennenmontagepunkte gut isoliert sein müssen, versteht sich von selbst. Man schaltet den Funkeninduktor ein und der grosse Funke F funkt kräftig. Nun dunkelt man das Zimmer so gut ab wie möglich. Am besten eignet sich dieses Experiment nachts, wenn es ganz dunkel ist. Nun beobachtet man die kleine Funkenstrecke F bei der Empfangsantenne und man bemerkt schwache Funken. Genau dies waren die allerersten Versuche im vorletzten Jahrhundert mit Funkensendern und Funkempfängern.



7. Der Fritter-Empfänger

Man betrachte in Bild 6 auf der rechten Seite die Empfängerschaltung. Der Fritter (Kohärer) besteht aus einem kleinen Glas- oder Plexiglasrohr mit einem Durchmesser von etwa 1 cm und einer Länge von etwa 5 bis 10 cm. Beide Enden sind mit je einem Gummistöpsel verschlossen und durch deren Mitte geht von aussen nach innen eine von aussen elektrisch kontaktierbare Metallnadel. Die Nadelenden im innern des Glasrohrs sind mit einem metallenen Zylinder mechanisch/elektrisch verbunden. Zwischen diesen beiden Zylindern, in der Funktion als Elektroden, hat es feines Metallpulver aus Eisen oder Nickel. Einzig Eisen, Nickel und Kobald sind magnetisch. Siehe im Wiki unter Ferromagnetismus.

Das Metallpulver liegt so locker zwischen den Elektroden, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Elektroden im Rohr gerade noch nicht möglich ist. Das Pulver darf als nicht gepresst sein! An den Nadelenden ausserhalb des Rohres verbindet man zwei freiliegende, besser aufgehängte, Drähte von je etwa einem Meter Länge. Dies ist die Dipolantenne für den Empfang. Zusätzlich schliesst man den Fritter in einen Stromkreislauf, der z.B. ein Relais oder eine kleine Glühlampe steuert. Dies kann natürlich auch eine LED sein. Wie gross der Vorwiderstand sein soll, muss man ausprobieren. Damit ist der Fritter-Empfänger vorbereitet. Warum Fritten das Zusammenbacken pulverförmiger Bestandteile bedeutet, werden wir gleich erkennen.

Man schaltet jetzt den Funkeninduktor ein, dessen Anordnung vom Fritter-Empfänger einige Meter entfernt aufgebaut wurde. Nun stellt man mit Erstaunen fest, dass das Relais anzieht oder die kleine Lampe leuchtet. Allerdings bleibt der eingeschaltete Zustand erhalten, wenn der Funkeninduktor (Funkensender) wieder ausgeschaltet wird. Die Metallpulverteile haben sich durch den Einfluss des E-Feldes zwischen den Elektroden ausgerichtet und bilden sehr viele Kontaktbrücken. Es genügt bei ausgeschaltetem Funkensender allerdings ein feines Klopfen an das Rohr und die Metallpulverteile verteilen sich erneut chaotisch und der Fritter verliert seine Kontaktwirkung.

Man erfand damals die Methode dies mit dem Wagner'schen Hammer zu automatisieren: Wenn durch Empfang der Fritter Strom leitet, wird eine Spule magnetisiert die ein bewegliches Eisenplättchen anzieht, die einer Klingel ähnlich, mit einem kleinen Bolzen auf das Glasrohr schlägt und so den Fritterkontakt wieder unterbricht. Wenn der Funkensender eine Impulsfolgefrequenz liefert die niedriger ist als die Eigenresonanzfrequenz der elektromechanischen Fritter-Empfängerschaltung, ist es möglich Impulsketten zu übertragen, entweder für Steuerzwecke oder für Nachrichten (Morsezeichen). Wichtig für den erfolgreichen Einsatz von Morseschreibern waren schnelle Fritter-Empfänger.

Die Spule des Morseschreibgerätes wurde parallel mit der Spule des Fritters geschaltet. Dieses elktromechanische System - im Prinzip ein Relais - musste etwas träger arbeiten als der Fritter selbst, damit der Anker des Morse-Relais so lange angezogen bleibt, wie der Fritter eine konstante Funkwelle empfängt und der Fritter oszilliert. Nur während der Funkpause, also zwischen Strichen und Punkten des Morsealphabetes, darf der Anker des Morserelais abfallen. Im angezogenen Zustand des Ankers drückt der montierte Schreibstift auf die drehende Papierrolle. Die Vorschubgeschwindigkeit des Papieres und die Arbeitsfrequenz an der Morsetaste bestimmten die Länge der Striche und Punkte auf dem Papierstreifen.



8. Zwei Fotos aus alten Zeiten

Die folgenden beiden Fotos eines Fritter-Funkempfängers aus dem Jahre 1902 vermitteln einen Eindruck wie diese Geräte damals ausgesehen haben. Die Wiedergabe dieser beiden Bilder, mit dem dazugehörigen Text, erfolgt mit freundlicher Genehmigung des Betreibers der folgenden Webseite. Hier noch einmal seine sehr empfehlenswerte Webseite über die drahtlose Telegraphie mit gedämpften elektromagnetischen Schwingungen, beginnend mit den Pionieren Faraday, Maxwell, Örstedt, Hertz, Branly, Popow und Marconi und mit den Lichtbogensendern und mit den ersten Sendern in Röhrentechnik mit ungedämpften Schwingungen schliessend, - eine wahre Fundgrube für Interessierte an der Geschichte der Elektrotechnik und Elektronik:

Der Kohärer - auch Fritter genannt - wurde 1890 von Eduard Branly erfunden. Er besteht aus einem Glasröhrchen mit zwei Elektroden zwischen denen sich feines Metallpulver befindet. Zwischen den Elektroden liegt normalerweise ein sehr hoher Widerstand. Treten in der Nähe dieser Anordnung elektromagnetische Wellen auf, wird das System leitend, weil sich das Metallpulver miteinander verbindet. Da die Metallspäne auch nach Beendigung der elektromagnetischen Wellen verbunden bleiben, wird der nichtleitende Zustand durch Beklopfen des Glasröhrchens nach jedem Zeichen wiederhergestellt.

Funkempfänger mit Schreiber von 1902 (System Braun):


Der Kohärer ist direkt in den aus Reihe geschalteten Spulenelementen gebildeten "Abstimmkreis" zwischen Antenne und Erde gelegt. Ein in den Kohärerkreis geschaltetes Relais bedient Klopfer und Morseschreiber. Hörempfang ist mit diesem Gerät nicht möglich. Nach Berichten war der Kohärer mit seinen "Locker-Kontakten" ein sehr launisches Bauteil das manchen Telegrafisten zur Verzweiflung gebracht haben soll.

Kohärer und "Klopfer" (Ausschnittsvergrösserung):


8.1 Ein 100 Jahre altes Buch über Elektrotechnik

Anmerkung von mir: Beim ersten Bild fällt mir der Name Braun auf. Zu Ehren dieses Mannes möchte ich zum Schluss dieses Kapitels ein paar Worte widmen:

Lange vor der damals revolutionären Erfindung der Radioröhre, u.a. von Lieben die Triode, wurde an technischen Hochschulen mit Funkensendern über grosse Distanzen experimentiert. Ein wichtiger Pionier gegen Ende des vorletzten Jahrhunderts war Marconi. Anstatt von Eisenpulver verwendete er im Fritter Nickelpulver, da es weniger leicht oxydiert als Eisenpulver. Weitere berühmte Pioniere waren Slaby und Braun. Braun soll der einzige gewesen sein, der Marconis Prinzip richtig verstanden hat. Daraus entwickelte er die Methode die Funkenstrecken induktiv per Schwingkreis anzukoppeln. Für diese Arbeit erhielt Braun sogar den Nobelpreis.

Diesen Abschnitt habe ich leicht verändert aus einem Originalbuch aus dem Jahre 1909 mit dem Titel Elektrotechnisches Experimentierbuch von Eberhard Schnetzler übernommen. Jochen Zilg, der Schreiber des Vorwortes meiner Elektronik-Minikurse, schenkte mir ein Exemplar, da er zwei davon hatte:

Da dieses Buch nur noch im Zentralen Verzeichnis Antiquarischer Bücher (ZVAB), falls aktuell vorhanden, erhältlich ist, hat Herr Dr. Rainer Köthe dieses Werk erworben und eingescannt. Er war so freundlich, dass ich dieses Buch zum Downloaden hosten darf. Und so steht dieses historische Werk allen zur Verfügung, die sich für die Geschichte der praxisbezogenen Elektrotechnik interessieren:



9. Amusanter Auszug aus dem 100 Jahre alten Buch

9.1 Der Funkeninduktor und der selbstgebaute Kondensator

Wir wissen, dass die Spannung des Induktionsstromes mit von der Geschwindigkeit abhängt, mit welcher der erregende Strom unterbrochen wird. Ferner wissen wir, dass an der Unterbrechungsstelle jeweils ein Funke auftritt, wenn der Strom geöffnet wird. Das Auftreten des Funkens zeigt uns aber, dass der Strom nicht plötzlich unterbrochen wird, das heisst nicht in der kurzen Zeit von einem von seinem normalen Wert auf Null herabsinkt, in der die tatsächliche Trennung des Leiters erfolgt, sondern dass er infolge der Selbstinduktion den Luftzwischenraum anfangs überwindend, nur allmählich schwächer wird, bis er ganz unterbrochen ist.

Wollen wir also die Wirkung eines Induktionsapparates verstärken, so müssen wir danach trachten, den Funken an der Unterbrechungsstelle möglichst zu verkleinern.


Ab dieser Stelle musste ich den Text leicht anpassen, damit er zu Bild 2 passt:

Wir betrachten das Schema in Bild 2 links, in welchem EK den Eisenkern, P die primäre, S die sekundäre Wickelung ("Wickelung" ist kein Schreibfehler!), B eine Batterie als Stromquelle, EA den Eisenanker und K die Unterbrechungsstelle bezeichnet. Wenn wir den an K endstehenden Funken verkleinern wollen, so müssen wir die Spannungsdifferenz zwischen den beiden offenen Kontaktstellen verringern, was wir dadurch erreichen, dass wir die Kapazität vergrössern, in dem wir den Kondensator C an sie anschliessen, wie dies Bild 2 zeigt.

Der Kondensator muss eine grosse wirksame Fläche haben und wird deshalb aus einzelnen Stanniolblättern
(damals Zinn-Folie) hergestellt, die von Papier untereinander isoliert sind. Er wird in einem Kasten untergebracht, der zugleich die Grundlage für die Induktorrolle bildet, und von der Grösse dieser hängen auch die Masse des Kastens ab. Die isolierenden Papierblätter schneiden wir aus nicht zu dünnem Seidenpapier (oder dünnem Paraffinpapier) so gross, dass sie etwa 0.5 cm Spielraum in dem Kasten finden. Die Stanniolblätter müssen 1 bis 2 cm kleiner sein, als die Papiere und auf einer Seite einen 4 bis 5 cm langen Fortsatz haben (Kontaktstellen). Um die Isolierfähigkeit der Seidenpapiere zu erhöhen, werden sie in Schellacklösung gebadet. In ein flaches Gefäss, etwa eine hinreichend grosse Entwicklungsschale, wie sie in der Photographie gebraucht werden, giessen wir den Schellack. Die zugeschnittenen Seidenpapiere werden dann einzeln durch die Lösung gezogen und mit je zwei Stecknadeln an einer aufgespannten Schnur zum Trocknen aufgehängt. Danach werden Stanniolblätter, durch die schellackierten Papiere voneinander getrennt, so aufeinander gelegt, dass beim ersten Fortsatz nach rechts, beim zweiten nach links, beim dritten wieder nach rechts u.s.w. herausragt.

Tja und so geht das noch lange weiter mit der Anleitung - heute sagt man Application-Note - einen Kondensator selbst zu bauen; dies in einer Zeit, als man diese passiven Bauteile noch lange nicht ganz selbstverständlich bei Distrelec, Farnell oder andern Grossdistributoren aus einem Riesensortiment auswählen und bestellen konnte. Nicht nur in dieser Sache hat sich in den letzten 100 Jahren enorm viel verändert...



10. Der KOSMOS-Radiomann

eDie folgende Webseite wird manch Bastlerherz aus alter Zeit höher schlagen lassen. All diejenigen welche heute etwa 60 Jahre alt sind und älter, werden sich noch gut an die Zeiten dieses Lern-Baukastensystems erinnern. Die Schule Walenstadt in der Region Sarganserland-Walensee in der Schweiz hat sich zur Aufgabe gemacht eine Erinnerungswebseite zu gestalten, die ich natürlich den interessierten Elektronik-Geschichte-Lesern nicht vorenthalten möchte. Entdeckt habe ich diese Webseite mit Google und dem Eintrag "wagner'scher hammer". Wir wissen ja jetzt, was es mit diesem Hammer auf sich hat... :-)

Diese Erinnerungs-Webseite enthält auch schöne Bilder, wie z.B. den Funkeninduktor aus dem KOSMOS-Lehrmittelverlag in Stuttgart. Ich wünsche allseits viel Spass und dass diese Webseite noch lange erhalten bleibt:



11. NEU!   Radio-Geschichte Schweiz

Bis zu diesem Beitrag geht es auch um die Frühgeschichte des Rundfunks. Bevor es zum ersten Radiosender mit Sende-Vakuumröhren kam, gab es nur den so genannten Funkensender und den Fritter als Empfänger. Geeignet für das Übertragen von Morsesignalen. Eigentlich eine digitale Übertragung. Wichtige Info für all diejenigen die gerne glauben wollen, dass die Digitalisierung eine absolute Neuerfindung sei. Für Elektroniker stets ein absurder Gedanke, vor allem bei der etwas älteren Generation, die bereits vor Jahrzehnten digitale Schaltungen realisierten. Beginnend mit RTL-Logik. Und dann fortgesetzt mit DTL-, TTL-, CMOS- und HC(T)MOS-Logik (Reihenfolge unvollständig). Wenn diese Story jemand interessiert, dann empfiehlt sich dieser Elektronik-Minikurs. Dies war das DIGITAL-DESIGN-SEMINAR von Texas-Instruments, veranstaltet durch die Firma ASCOM am 24.09.1992 in Zürich. Dies war vor beinah 30 Jahren.

Warum die Schweizer Radio-Geschichte, ist schnell beantwortet. Ich habe als Schweizer selbst ein Teil dieser interessanten Geschichte miterlebt und auch zum Teil persönlich erfahren. So hatte ich als etwa 16-Jähriger die Gelegenheit einer privaten Führung durch die technischen Anlagen von Radio Sottens.

Mir ist bewusst, dass es sicher ebenso interessante Links zu deutschen oder österreichischen Radio-Geschichten gibt. Ich denke auch bei denen nicht nur an Wiki-Seiten, sondern individuell gestaltete, im ähnlichen Sinne wie den folgen Link, den ich hier vorstelle. Der folgende radio-historische Inhalt aus der Schweiz, wird auch ältere Menschen interessieren, die im grenznahen Bereich zur Schweiz leben und die Schweizer Radiosender auf Mittelwelle empfangen haben. Der Name Beromünster war legendär für den deutschsprachigen Mittelwellensender. Der langen Rede kurzer Sinn, der Vorgang geht auf!

Und etwas später dazu gekommen, eine etwas andere Art von....


Thomas Schaerer, 03.02.2004 ; 31.08.2004 ; 02.05.2005 ; 10.11.2005 ; 04.01.2008 ; 06.04.2012 ; 29.01.2015 ; 29.09.2016 ; 10.10.2016 ; 14.07.2021 ; 04.10.2021