Unterbrecher

Unterbrecher, Vorrichtungen zur Erzeugung pulsierender elektrischer Ströme durch selbsttätiges schnelles Oeffnen und Schließen eines Gleichstroms. Sie finden Anwendung bei elektrischen Läutewerken (s.d. und Alarmvorrichtungen) und bei Induktionsapparaten (s. Induktion).

Die einfachste Form (bei Alarmglocken und kleineren Induktionsapparaten heute noch im Gebrauch) ist der sogenannte Platinunterbrecher, nach seinen Erfindern auch als Wagnerscher oder Neefscher Hammer bezeichnet (s. Induktion, Bd. 5, S. 185/86, und Hammer, Wagnerscher, Bd. 4, S. 766). Konstruktive Verbesserungen sind angegeben von Dèprez, Carpentier u.a. [3]. Wegen des unsicheren Kontaktes an der Unterbrechungsstelle eignet sich der Platinunterbrecher nur für geringere Stromstärken, z.B. für Funkeninduktoren bis höchstens 20 cm Schlagweite.

Für größere Stromstärken verwendet man die sogenannten Quecksilberunterbrecher, bei denen das Unterbrechen durch schnell wechselnde Berührungen eines Metallstiftes mit einem Quecksilberspiegel oder durch zeitweises Auftreffen eines Quecksilberstrahles auf eine bewegte Metallfläche erzeugt wird. Die Bewegung des Metallstiftes, dessen Ende, soweit es in das Quecksilber untertaucht, aus Platin besteht, kann entweder durch Federwirkung erfolgen, wobei ein Elektromagnet die Antriebskraft liefert (Foucault-Unterbrecher [1], [2]), oder sie wird durch einen kleinen Elektromotor erzeugt, der mittels Kurbel und Geradführung den Kontaktstift auf und ab bewegt [3]. Da die Unterbrechung bei Induktionsapparaten so schnell als möglich[727] erfolgen muß, befindet sich über dem Quecksilber eine Schicht Petroleum oder Alkohol; diese Flüssigkeiten treten sofort zwischen Kontaktstift und Quecksilber und vereiteln das Auftreten eines Lichtbogens. Der kleine Motor kann bequem 3600 Umdrehungen machen, und man erhält daher mit diesem Unterbrecher bis zu 60 Unterbrechungen in der Sekunde.

Wesentlich mehr Unterbrechungen erzielt man durch die Quecksilberstrahlunterbrecher. Man denke sich ein vertikales Rohr, das einen seitlichen horizontalen Stutzen trägt, mit Quecksilber gefüllt und um die vertikale Achseln rasche Drehung versetzt wird. Das Quecksilber wird dann in einem seinen Strahle- aus dem Stutzen im Kreise herum austreten. Stellt man nun einen Blechzylinder mit Aussparungen konzentrisch um das Rohr, so wird es durch den Strahl mit dem Zylinder leitend verbunden sein, wenn die Wandung getroffen wird, hingegen wird der Strom unterbrochen beim Durchtritt des Strahles durch eine Aussparung. Die Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft baut nach diesem Prinzip ihre Turbinenunterbrecher, bei denen durch eine kleine Zentrifugalpumpe das Quecksilber vom Boden des Gefäßes immer von neuem in das Rohr getrieben wird. Anstatt des Strahles kann man auch den Zylinder drehen, was im Levyschen Unterbrecher ausgeführt ist. Eine kleine Kapselräderpumpe, die im Quecksilber steht, pumpt dasselbe vertikal in die Höhe und spritzt es zu einer seitlichen, feststehenden Düse wieder heraus, wobei es entweder die Wandung des rasch rotierenden Zylinders trifft oder durch die Aussparungen hindurchgeht. Die Drehung des Zylinders und der Pumpe wird durch einen kleinen Motor bewirkt [3]. Ueber dem Quecksilber befindet sich eine Schicht Petroleum oder Alkohol, welche die Ausflußöffnung der Düse noch bedeckt. Bei normaler Tourenzahl des Motors werden etwa 100 Unterbrechungen pro Sekunde erreicht. – Die Quecksilberstrahlunterbrecher können für Ströme von beliebig hoher Spannung verwendet werden, dürfen daher direkt an die Lichtleitungen angeschlossen werden. – Ein Nachteil aller Quecksilberunterbrecher ist die Verschlammung des Quecksilbers, durch die nach einiger Zeit der Apparat versagt, so daß das Quecksilber erneuert werden muß.

Die elektrolytischen Unterbrecher. Taucht man das aus einem Glasrohr einige Millimeter hervorragende Ende eines Platinstiftes zusammen mit einer Bleiplatte in ein Gefäß mit verdünnter Schwefelsäure (1 : 20) und bildet aus einer Batterie, aus der primären Spule des Induktionsapparats und diesem Gefäß einen Stromkreis, wobei der positive Pol mit dem Platinstift verbunden ist, so gibt der Induktionsapparat starke, dicht aufeinander folgende Funken, ein Zeichen, daß der Strom in rascher Folge geöffnet und geschlossen wird. Die Erklärung dieser Erscheinung ist einfach: der sehr starke Strom bringt die dünne Platinspitze zum Glühen, so daß die umgebende Flüssigkeit rasch verdampft und den Strom unterbricht, weil Dampf ein Nichtleiter ist. Hierdurch wird aber infolge der Kondensation die Leitung wieder hergestellt, und das Spiel beginnt von neuem. Der erste derartige Unterbrecher wurde von Wehnelt konstruiert [3]. Die Zahl der Unterbrechungen beträgt 1000–2000 pro Sekunde und übertrifft daher alle bisher besprochenen Konstruktionen um ein Vielfaches. Da der Unterbrecher Kondensatoreigenschaften besitzt, was man z.B. daraus erkennt, daß die Spannung an seinen Klemmen, gemessen mit einem Wechselstromvoltmeter, viel größer ist als die Spannung der Stromquelle, so ist ein besonderer Kondensator bei Funkeninduktoren entbehrlich. Man kann diesen Unterbrecher an jede Gleichstromleitung von mindestens 65 Volt Spannung anschließen; allerdings ist sein Stromverbrauch ein ziemlich bedeutender. – Nach ähnlichem Prinzip arbeitet der elektrolytische Unterbrecher von Simon [3], [5]. – Ausführliche Angaben nebst Abbildungen über Unterbrecher findet man in [4].

Literatur: [I] Frick-Lehmann, Physik. Technik, Braunschweig 1907. – [2] Müller-Pouillet, Lehrbuch der Physik, Braunschweig 1890. – [3] Holzt, Schule des Elektrotechnikers, Leipzig 1908. – [4] Ruhmer, Konstruktion, Bau und Betrieb von Funkeninduktoren, Leipzig 1904. – [5] Jahrbuch der drahtlosen Telegraphie und Telephonie, Bd. 2, Leipzig 1909.

Holzt.