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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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Technische Daten der ersten Telefunken-Röhren mit Spiralgitter
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07.05.22 16:03
basteljero 

WGF-Premiumnutzer

07.05.22 16:03
basteljero 

WGF-Premiumnutzer

Erste Telefunken-Röhren m. Spiralgitter :Vakuum

Moin,
Im Buch "Wireless Telegraphy" von 1921 noch Hinweise gefunden:
s.163
- Zwischen Telefunken ("Meissner") und der Marconi-Gesellschaft ("Round") gab es ein Patentaustauschabkommen.
-Round, welcher eine gasgefüllte Röhre, (soft-tube) benutzte, hatte detaillierte Kenntnisse von den Arbeiten Meissners.
-Meissner ging wegen der geringen Lebensdauer der originalen Lieben-Röhre zur Hochvakuum-Röhre (hard-tube) über.
(Wie das auch in Amerika und Frankreich geschah)

Zur Plattenform der Anode:

Zitieren:
... Ein Einwand gegen eine solche [Platten-] Form ist, dass eine solche Platte Gase in ihrem Inneren einschließt,
und wenn sie im Betrieb stark erhitzt werden sollte, wird dieses eingeschlossene Gas abgegeben und ist ein weiterer
störender Faktor für das Verhalten der Röhre, denn ein solches eingeschlossenes Gas tritt in Kollision mit Elektronen
und den Elektroden ein.
Die beste Anordnung einer solchen Elektrode wird durch die Verwendung eines spiralförmigen Drahtes
(Lieben, White, einige Formen von Langmuir - Röhren) erreicht, der, während er eine große Oberfläche
für die Leitung bietet, eine geringe Dicke für den Gaseinschluss hat, so dass eingeschlossene Gase leichter
abgeführt werden können durch später beschriebene Verfahren.
...

Dieses ist später beschrieben :
Erhitzung des Metalles im Vakuum bei laufender Pumpe mittels Stromdurchfluß auf über 2500°C .
Eine so behandelte Elektrode nimmt dann auch keine Gase mehr auf, wenn sie wieder der normalen
Umgebung ausgesetzt wird.

Vermutung:
Eine solche Elektroden-Vorbehandlung wäre nicht nur für das Spiralgitter, sondern auch für die runde
und verhältnismäßig dicke Anodenplatte denkbar und ein Verfahren für dünne, zylinderförmige Anoden
musste noch erst entwickelt werden.

Die Hochvakuum-Pumpe wurde übrigens von Gaede 1913 erfunden.
https://de.wikipedia.org/wiki/Turbomolekularpumpe

Die "Vorläufer-Röhre" (Lieben-Reiss-Röhre) hier:
h t t p s://patric-sokoll.de/R%C3%B6hrenmuseum/Kennlinie%20Liebenr%C3%B6hre/Kennlinie%20Liebenr%C3%B6hre.html

ink Buch "Wireless Telegraphy"
h t t p s://ia600204.us.archive.org/30/items/wirelesstelegra00legggoog/wirelesstelegra00legggoog.pdf
Nachtrag "Vakuum-Ermittlung der EVN171"
Im Buch "Radiotelegraphisches Praktikum noch Tabelle mit Messungen mit der EVN 171 gefunden:


An das Gitter wurde eine hohe positive Spannung (220V) gelegt und der Gitterstrom Ig mit Zeigerinstrument gemessen.
An die Anode eine negative Spannung (-10V) gelegt und der Ionenstrom Ia mit Spiegel-Galvanometer gemessen.
Der Quotient Ia/Ig ergab dann einen Gütefaktor Gv, der ein Maß für das Vakuum darstellt.

H.Rukop benutzt in einem Vortrag "Die Wirkungsweise der Elektronenröhren"[1]
für den Quotienten Ionenstrom/Elektronenstrom den Begriff "Vakuumfaktor".
Es wird außerdem ein Proportionalitätsfaktor eingeführt, der je nach Röhrenaufbau etc. die Berechnung
des in der Röhre herrschenden Gasdrucks ermöglicht und für die üblichen Rundfunkröhren und Wasserstoff
bei ähnlichem Aufbau mit 0,6 angegeben ist.

Nach der Formel
Gasdruck in der Röhre = Vakuumfaktor / Proportionalitätsfaktor = 0,2e-4 / 0,6 ergäbe sich angenähert
ein Gasdruck von 3,6e-4 mm(Hg) für die EVN 171.
Bei einem angenommenen Faktor von 2 ergäben sich 0,1eE-4 mm(Hg) ~ 0,1eE-4 Torr

In dem Artikel "Druckbestimmung an technischen Röhren durch Gitterstrommessung" [2]
heißt es:
Zitieren:
"Eine Verschlechterung des Vakuums von 1e-6 auf 1e-4 Torr bedeutet den Funktionstod so manchen Rohres"
Eine Tabelle mit Drücken einiger Röhren ist ebenfalls abgebildet, für die KDD1 beispielsweise wurden Drücke von
1,2e-5 bis 3,7e-4 Torr gemessen.

Die Getterung von Röhren erfolgte wohl etwa ab 1922.
(Tyne: "Saga of the Vacuum Tube" hier sind auch einige der alten deutschen Röhren erwähnt und abgebildet.)

[1] Die wissenschaftlichen Grundlagen des Rundfunkempfangs, 1927, Springer
[2] Funkschau 1943, Heft 2

Weitere Links
"Probleme der Hochvakuumtechnik" Radio-Rundschau 1946, Heft 6

Gruß
Jens

Zuletzt bearbeitet am 11.05.22 14:48

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Gütefaktor_EVN171-EVE173_.JPG Gütefaktor_EVN171-EVE173_.JPG (24x)

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11.05.22 09:55
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

11.05.22 09:55
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Technische Daten der ersten Telefunken-Röhren mit Spiralgitter

basteljero:

An das Gitter wurde eine hohe positive Spannung (220V) gelegt und der Gitterstrom Ig mit Zeigerinstrument gemessen.
An die Anode eine negative Spannung (-10V) gelegt und der Ionenstrom Ia mit Spiegel-Galvanometer gemessen.
Der Quotient Ia/Ig ergab dann einen Gütefaktor Gv, der ein Maß für das Vakuum darstellt.


Hallo zusammen,

die Literaturhinweise zur Vakuummessung der ersten Trioden sollte man nicht zu wörtlich nehmen. Die Prozedur muss man als Teil des Gesamtprozesses der Röhrenherstellung zur Minimierung des Ausschusses verstehen und war Firmengeheimnis. Erst später gelangte die Information "über die Behörden auch zu den anderen Firmen (=Herstellern)." Der Vakuummessung ging eine gezielte Überlastung der Röhre (über die Heizleistung) noch vor der Sockelung voraus. Im Bild aus der Telefunkenzeitung ist die Anordnung an der Wand im Bild 19 zu erkennen:

https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...mp;thread=284#1

Telefunken verwendete eine Gitterspannung von +100V. Die Spannung an der Anode war gering und durch den Spannungsabfall am Eisen-Wasserstoff-Widerstand bestimmt. Über diesen wurden die Röhren auch im normalen Betrieb stets an 6 Volt gelegt. Die Spannung an der Anode lag in der Grössenordnung von -3 Volt. Die vorausgehende Überlastung sollte nach Rukops Angaben der Verbesserung des Vakuums dienen, so dass so manche an der Grenze liegende Röhre noch verkauft werden konnte. Zum anderen - und das ist MEINE Vermutung - verkürzte es den Messprozess, denn der Ionenstrom braucht sehr lange, bis er sich auf einen halbwegs konstanten Wert einstellt. Je schlechter die Röhre, umso schneller ist der Zeitpunkt erreicht.

Einen Schluss auf den Innendruck der Röhre konnte höchstens die Grössenordnung des Gütefaktors anzeigen. Der Druck war aber nicht das Problem, sondern die Verunreinigung des Vakuums durch unzureichendes Ausglühen. Den Druck zeigte ja das Manometer der Gaedepumpe an. Ein Problem war meistens das Kupferblech der Anode. Die EVN171 wurde zu Beginn aber aus Platin, Zink und Wolfram hergestellt. In der Zeit vor 1920 war die Technik des Ausglühens im Röhrenkolben noch nicht so weit. Es mangelte an HF-Leistung, und die Betriebsströme der Röhre konnten das Anodenblech nicht wirklich erhitzen. So war das Problem nicht der Vakuumdruck sondern die Verunreinigung im Vakuum. Diesen Sachverhalt konnte ich an der Radio Micro untersuchen. Nach 100 Jahren waren aus einem Karton UNBENUTZTER Röhren höchstens 20 Prozent brauchbar. Der überwiegende Teil hatte NULL Emission. Erst bei doppelter Heizspannung war überhaupt ein Anodenstrom messbar. In einem Fall zerstörte eine Stossionnisation den Heizfaden. Da lagen 100 Volt am Gitter. Die Verwendung von 220V sind ein Risiko.

Folgendes Galvanometer (Bild von mir) wurde übrigens für die Messung des Ionenstroms verwendet:






Gruss
Walter

Nachtrag: Ein Witzbold kam einmal auf die Idee, die Radio Micro mit nur geprüftem Heizfaden für horrendes Geld anzubieten. FINGER WEG!

Zuletzt bearbeitet am 11.05.22 16:56

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Siemens & Halske - Galvanometer.jpg Siemens & Halske - Galvanometer.jpg (22x)

Mime-Type: image/jpeg, 190 kB

Radio_Micro.jpg Radio_Micro.jpg (25x)

Mime-Type: image/jpeg, 359 kB

11.05.22 16:27
basteljero 

WGF-Premiumnutzer

11.05.22 16:27
basteljero 

WGF-Premiumnutzer

Re: Technische Daten der ersten Telefunken-Röhren mit Spiralgitter

Hallo Walter,

Zitieren:
Nach 100 Jahren waren aus einem Karton UNBENUTZTER Röhren höchstens 20 Prozent brauchbar. Der überwiegende Teil hatte NULL Emission. Erst bei doppelter Heizspannung war überhaupt ein Anodenstrom messbar

Deshalb fand ich das Buch von Reim/Wirtz so interessant, weil es die Messwerte von neuen Röhren dieser alten
Serie zeigt.
Die Messmethode, 220 Volt positive Spannung an das Steuergitter bei beheizter Röhre anzulegen, wird wohl kaum
bei späteren Typen mit gewickeltem Steuergitter (z.B. AF7) anwendbar sein.

Aber es zeigt das Prinzip auf, sowohl den Elektronenstrom als auch den Strom der von den Elektronen freigeschlagenen
Ionen zu messen und so auf den Druck im Innern der Röhre zu schließen.
Ein Buch "aus der Zeit" ist auf archive.org:
"Die elektrischen Metallfaden-Glühlampen" von c. Weber.
https://archive.org/details/dieelektrisc...ge/402/mode/2up
Es zeigt u.a. eine Quecksilber-Pumpe (Ein echtes Glasbläser-Kunstwerk), aus Interesse habe ich die Pumpleistung
mal in Diagrammen dargestellt:


Bei Reim/Wirtz steht:
3. Prüfung der Elektroden auf Gasfreiheit.
Das Verfahren findet Anwendung, wenn Die Röhre auf p< 10-6 mm Quecksilber
ausgepumpt ist, so daß nur die Elektroden noch Gasreste enthalten
können.
Spätestens 1920 (falls Wirtz hier korriegiert hat) waren also sehr leistungsfähige Pumpen standardmäßig
eingesetzt.

Zur Anwendung der EVN171 dann noch eine "erbeutete" Empfangsanlage die 2 Röhren hatte.
"Radio 1922/6"
https://archive.org/details/sim_audio_19...ge/n15/mode/2up

Leider konnte der Ersteller des Beitrages keine Angaben zur Leistungsfähigkeit der Röhren machen, da die
Heizfäden nicht intakt waren. aber immerhin ist ein Bild der Röhre eingestellt.

Gruß
Jens

Zuletzt bearbeitet am 11.05.22 16:38

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Quecksilber-Schwingpumpe Pumpleistung_1909-1914.JPG Quecksilber-Schwingpumpe Pumpleistung_1909-1914.JPG (26x)

Mime-Type: image/jpeg, 51 kB

11.05.22 16:43
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

11.05.22 16:43
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Technische Daten der ersten Telefunken-Röhren mit Spiralgitter

basteljero:

Die Messmethode, 220 Volt positive Spannung an das Steuergitter bei beheizter Röhre anzulegen, wird wohl kaum
bei späteren Typen mit gewickeltem Steuergitter (z.B. AF7) anwendbar sein.


Schon 10 Jahre nach den ersten Trioden war die Methode obsolet - der Vakuumdruck lag deutlich niedriger (edit: 1-2 Grössenordnungen!). Selbst bei einer intakten Radio Micro konnte ich keinerlei Ionenstrom feststellen, jedenfalls konnte ich "nur" bis 1 Mikroampere messen. Nicht funktionierende Radio Micro hatten um 0,1mA Gitter und 50 Mikroampere Anode.

Zuletzt bearbeitet am 17.05.22 10:23

11.05.22 19:03
basteljero 

WGF-Premiumnutzer

11.05.22 19:03
basteljero 

WGF-Premiumnutzer

Re: Technische Daten der ersten Telefunken-Röhren mit Spiralgitter

Hallo Walter,

Zitieren:
Selbst bei einer intakten Radio Micro konnte ich keinerlei Ionenstrom feststellen.
Das würde ja passen:
Die Elektronen fliegen von der Kathode zum positiv vorgespannten Gitter, praktisch ohne auf Gasmoleküle
zu treffen. Es finden so keine Zusammenstöße statt, bei denen Ionen gebildet werden.
Ohne Ionen gibt es dann auch keinen Ionenstrom. Vakuum also gut.

Zitieren:
Nicht funktionierende Radio Micro hatten um 0,1mA Gitter und 50 Mikroampere Anode.
Könnte auch plausibel sein:
Wenn ein hoher Elektronenstrom fließt und auch ein hoher Ionenstrom, so treffen sehr viele der emittierten Elektronen
auf Gasmoleküle und ionisieren diese.
Die so erzeugten positiv geladenen Ionen werden von der negativen Elektrode angezogen und man kann einen
(unerwünschten) Ionenstrom messen. Vakuum also schlecht.

Selbst habe ich übrigens noch keine Messungen dieser Art durchgeführt und prüfe meine Röhren in der Audion-Stufe.

Gruß
Jens

12.05.22 01:29
NorbertWerner 

WGF-Premiumnutzer

12.05.22 01:29
NorbertWerner 

WGF-Premiumnutzer

Re: Technische Daten der ersten Telefunken-Röhren mit Spiralgitter

Hallo zusammen,

Vakuum-Probleme kenne ich noch aus meiner Zeit bei Hamamatsu, bei Photomultipliern.
Oft entstehen diese (Micro-)Leakages durch verbiegen der Pins.
Man bemerkt das Leakage meistens erst nach langer Zeit dadurch, dass
man die angegebene, maximale, Hochspannung nicht mehr anlegen kann.
Es kommt vorher bei einer niedrigeren Spannung plötzlich zu einem drastischen Anstieg
des Dunkelstromes. Durch die Ionisation sieht sich der Photomultiplier hierbei dann "sebst".
Das blaue Licht hatte ich dann immer mit einem zweiten Photomultiplier in einer
Dunkelkammer dedektieren können.

Diese Methode sollte man vielleicht ja auch bei jeder Art von Röhren anwenden können,
wenn man die Heizfäden nicht anschliesst.
Allerdings, wenn man Sperrfilter für den Bereich oberhalb des Blaubereiches verwendet,
dann sollte es auch mit Heizung funktionieren.

Eine andere Möglichkeit ist ein Test mit Helium. Der Nachteil jedoch ist, dass das Testobjekt
danach nicht mehr verwendet werden kann, da das Helium auf jeden Fall in die Röhre eindringen wird.
Für so einen Test muss man allerdings auch die "Eindringgeschwindigkeit" einer intakten Röhre
kennen, weshalb diese Methode hier nicht zu empfehlen ist.

Gruss
Norbert

12.05.22 14:31
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

12.05.22 14:31
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Technische Daten der ersten Telefunken-Röhren mit Spiralgitter

Hallo Norbert,

danke für deine Informationen. Dein Fachgebiet ist mir ziemlich fremd, deswegen kommen von meiner Seite keine Kommentare dazu.

Eine Sache muss ich aber loswerden. Ich habe mich inzwischen mit recht vielen Röhren beschäftigt, aber die Quetschfusstypen mit Platindrähten sind mir auch nach 100 Jahren noch nie mit einem Verlust des Vakuums aufgefallen. Eher schon mit erschöpftem Thorium im Wolframfaden. In einigen Fällen war ich im Erbrüten des Thoriums durch erhöhte Heizleistung erfolgreich und konnte die volle Emission wieder herstellen.

Der Fall der Radio Micro ist anders zu bewerten. Das ist wohl ein Fehler in der Getterung. Heute habe ich eine der nicht funktionierenden Röhren zerschlagen und mass nur 500 Ohm Widerstand entlang des Quetschfusses auf dem Glas. In der Glaskuppel waren es über mehrere Zentimeter nur 1 Ohm. Wenn ich Zeit und Lust verspüre, mache ich für die Radio Micro einen eigenen Beitrag auf. Diese Röhre war in Belgien und Frankreich zwischen 1924 und 1928 verbreitet. In der mir vorliegenden UV-Fassungsversion sicherlich als Ersatzteil für US-Geräte. Die Radio Micro verwendete übrigens schon Dumet-Draht.


Gruss
Walter

Nachtrag vom 09.06.2022:

Gerhard Eisenbarth ist in einem weiteren Beitrag in Zusammenhang mit den ersten Siemens Wolframröhren auf das Vakuumproblem eingegangen:

https://www.radiomuseum.org/forum/siemen...enschaften.html

Dabei wird die Heizleistung der ersten im Dunkeln beobachteten Rotglut des Fadens bei ca. 500°C in Bezug auf die Heizleistung der beginnenden Emission bei ca. 1200°C gesetzt. Wird der zweite Punkt überhaupt noch erreicht, dann ist die Röhre in aller Regel auch bei reduziertem Vakuum noch brauchbar.

Zu der Patentfrage muss man wahrscheinlich auch ihren Geltungsbereich (nicht zu vergessen den 1.Weltkrieg!) beachten. So gibt der gleiche Autor in

https://www.radiomuseum.org/forum/triode...ehren_diva.html

folgende Quelle an:

FR492657 vom 23.10.1915, Michel Peri, Jacques Biguet, Dispositif de montage des elements des tubes a vide genre Audion

Demnach hatten Michel Peri und Jaques Biguet bereits Anfang der 1920-er Jahren sowohl auf die Scheiben- als auch auf die röhrenförmige Anode ein Patent.

Zuletzt bearbeitet am 09.06.22 16:22

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