Gleichstromumformer für Funkbetrieb

Der Gleichstromumformer 12V//275V/500 V ist im Museum an der Kasse in Betrieb und speist eine Halogen-Glühlampe 230V/28W zur Erhöhung der Lebensdauer mit 160 V 

Radiobetrieb im Auto ist für uns seit Jahrzehnten selbstverständlich, z. B. vor ca. 60 Jahren schon einsteckbar als Kofferradio, wie z. B. der "Telefunken bajazzo TS" im VW Käfer 1200. Auch in unterschiedlichsten Fahrzeugen fest montierte Funksprechgeräte bei Sicherheitsdiensten wie Polizei, Feuerwehr und Krankentransport sind lange im Gebrauch. Die Gleichspannungsversorgung (Direct current = DC) dieser Geräte aus Batterie und Lichtmaschine war – anfänglich mit 6 Volt, später mit 12 V – kein Problem, da alle Verstärkerbauteile bereits Halbleiterbauelemente waren. Trotz ersten Entwicklungen und Patenten ab Mitte der 1920-er Jahre entstand ein einsatzfähiger Transistor aber erst Ende der 40-er und löste in den 60-er Jahren auf fast allen Gebieten die bis dahin verwendete Elektronenröhre ab.

Radios und Funkgeräte mit Elektronenröhren mussten entsprechend ihren damaligen Daten mit einer Kathoden-Heizspannung, direkt aus der Stromversorgung des Fahrzeugs möglich, und einer Anodenspannung versorgt werden. In Kraftfahrzeugen und sogar im Tornister-Trageeinsatz des Militärs wurden daher Gleichspannungen mit 100 bis 200 V, für Senderöhren bis 500 V benötigt.

Da das Nutzsignal eine sehr geringe Leistung hat, muss es nicht nur von der Trägerfrequenz – im Mittel- oder Kurzwellenbereich mit Amplitudenmodulation sowie nach dem zweiten Weltkrieg auch im Ultrakurzwellenbereich (UKW) mit Frequenzmodulation – getrennt, sondern auch noch verstärkt werden. Zur Wiedergabe eines Sprachsignals über einen Lautsprecher wurde weniger als ein Watt, zur Abstrahlung elektromagnetischer Wellen als Sendeleistung minimal aber etwa 1 – 2 Watt für kurze Entfernungen, 10 – 20 W für deutlich größere Entfernungen benötigt. Und das funktionierte mit Elektronenröhren nur bei höheren Spannungen als die üblichen 6 – 12 V in Pkw oder 24 V in Lkw.

Unser oben abgebildetes Exponat stellt also mit den Anschlüssen auf der linken Seite einen Gleichstrommotor für den Anschluss an 12 V dar, der im gleichen rotierenden Anker mit den Anschlüssen auf der rechten Seite als Gleichstrom-Generator eine zweite und dritte Wicklung mit jeweils eigenem Kommutator besitzt. Zu sehen sind bei unserem Exponat jeweils auch die auf den Kommutatoren (Stromwendern) aufliegenden austauschbaren Kohlebürsten zur Motor-Einspeisung bzw. Generator-Leistungsabnahme. Alle drei Wicklungen und damit auch die Kommutatoren sind galvanisch voneinander isoliert und stellen damit keinen typischen Einanker-Umformer für alte, nach dem zweiten Weltkrieg nicht umgestellte Innenstadt-Netze von z. B. 175-V-Drehstrom auf 240-V-Gleichstrom mit galvanischer Verbindung von Motor- und Generatorseite dar.

Da jede elektrische Maschine ein magnetisches Feld benötigt, um entweder als Motor ein Drehmoment und Drehzahl zu entwickeln oder als Generator eine Spannung und damit auch Strom zu liefern, ist auf der 12-V-Motorseite intern auch eine Nebenschluss-Feldwicklung angeschlossen, die alle drei Ankerwicklungen mit dem gleichen magnetischen Feld erregt. Der vermutlich aus den USA oder England stammend und möglicherweise im zweiten Weltkrieg eingesetzte Umformer für Funkbetrieb ist nach wie vor funktionstüchtig, wir haben ihn in seinem Zustand belassen wie er uns als Geschenk übergeben wurde und – aus elektrotechnischen Sicherheitsgründen – lediglich die beschädigten Lötanschlüsse durch aktuelle, mit einer speziellen Zange gequetschte Anschlüsse ersetzt.

Ob im Militäreinsatz bei stehendem Verbrennungsmotor eines Jeep o. ä. in Frontnähe die Nutzung wie beschrieben war, muss Spekulation bleiben. Auf jeden Fall wäre dann ohne unterstützende Lichtmaschine eine 12-V-Batterie nach drei Stunden, eher unrealistischem vollem Sende- und Empfangsbetrieb nur mit 30 Ah belastet worden. Derartige Geräte wurden aber auch im 2-Mann-Tornister-Tragebetrieb benutzt. Bei einer Masse des Umformers von 4,8 kg wird die Batterie der deutlich schwerere Teil für den Träger der Stromversorgung gewesen sein, der Träger der mit Röhren ausgerüsteten Funkausrüstung wird es aber auch nicht leicht gehabt haben.

An der TMK-Museumskasse betreiben wir den Umformer  während des Monats Februar an einem PHYWE-Netzgerät mit etwa 8 V auf der Motorseite, sodass bei der 275-V-Generatorwicklung bei Belastung mit einer 230-V-/28-W-Halogenlampe nur ca. 160 V entstehen und somit die Lampe hoffentlich für lange Zeit geschont wird. Ab dem Monat März werden wir den Umformer bei den anderen Motoren hinter dem Transrapid aufstellen.

Text und Bilder: Wolfgang Dünkel, TMK

(last update 31.01.2023)

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