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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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Langmuir + Schottky und die Hochvakuum-Röhre ..
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basteljero 

basteljero 
Langmuir + Schottky und die Hochvakuum-Röhre ..

Hallo,

Liest man die Überschrift dieses Threads:
"Von Lieben versus de Forest, die ersten Verstärkerröhren"
https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...&thread=286

kommt unweigerlich die Frage auf:
Warum tauchen die ersten Hochvakuum-Röhren, wie wir sie aus unseren "Dampfradios"
her kennen, erst um 1913 auf ?
Schließlich war schon die erste Verstärkerröhre Liebens mit ihrer elektrostatischen
Ablenkung 1906 im Labor funktionsfähig.
De Forest hatte im Patent von 1906 eine Verstärkung seines Zwei-Platten-Gasdetektors erwähnt,
darauf folgte 1907 das berühmte Patent mit dem Steuergitter zwischen Heizfaden und Anode.

Lieben/Reisz/Strauß konnten ihre "erste" Verstärker-Röhre nicht in eine praktisch anwendbare
Form bringen, die den hohen Anforderungen eines Telefon-Repeaters für große Entfernungen gewachsen
war.
Die mit ihr gemachten Erfahrungen mündeten letztendlich in der "zweiten" Lieben-Röhre, einer
Gasröhre (Quecksilberdampf).

De Forest wiederum hielt Gasanteil für die Funktion seiner Röhre notwendig,
das führte aber zu einem instabilen Verhalten seiner Gasdetektor-Röhre, die er "Audion" nannte.

Tyne erwähnt in seinem Röhrenbuch "saga of the vakuum tube" im Kapitel 8:
"The Entrance of Industrial Laboratories and Military Demands,
1910-1920: United States (General Electric)"
wie aus der praktisch als Verstärker (nicht als Detektor!) wenig brauchbaren de Forest-Röhre
(von ihm als "Gadget" bezeichnet) das Pliotron, eine Hochvakuum - Triode entwickelt wurde.

Langmuir verfügte über umfassende Kenntnisse in der Hochvakuum-Technik, dazu stelle er
wissenschaftliche Untersuchungen zum Vakuum an, wie diese Abhandlung zeigt:
THE EFFECT OF SPACE CHARGE AND RESIDUAL GASES
ON THERMIONIC CURRENTS IN HIGH VACUUM.
https://archive.org/details/sim_physical...up?view=theater

Dieses Wissen halte ich für wesentlich für die Konstruktion einer wirklich brauchbaren universellen
Verstärkerröhre.
Tyne schreibt auf s.143:

Zitieren:
...After it was sealed off it could be operated without blue glow at 10,000 volts on the anode
and space current of 100 milliamperes...
... On May 14, 1913, it was used to successfully accomplish what Alexanderson had in mind when
he first brought the Audion to the laboratory—to control the output of one of his high-frequency
alternators.




Eigene Übersetzung:
links:
Zitieren:
"Diese Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsgefäße und umfaßt Geräte, bei denen negative
Ladungen, Elektronen genannt, von der Kathode ausgestrahlt werden und Träger des Elektrischen Stromes
sind, unabhängig von Gasentladungen, welche beispielsweise in Röntgenröhren auftreten."
rechts:
Zitieren:
..."Audion"
Dieses Gerät wurde als Empfänger in der Radio-Telegraphie benutzt und hängt in seiner Funktion von der hohen
Veränderung des Entladungsstromes ab, wenn die Ionisation beginnt.
Dieser Punkt hängt von verschiedenen zufälligen Bedingungen ab, welche solch große Unregelmäßigkeiten im Betrieb
verschiedener, scheinbar identischer Geräte zeigen, dass mitunter aus einer ansehnlichen Anzahl von Geräten
nur eines benutzt werden kann. Gewöhnlich beginnt die Ionisation bei etwa 20 bis 30 Volt.


Quellensammlung:
An dieser Stelle einiges an Infos zusammengestellt. Am besten gefallen mir immer die
"zeitnahen" Quellen, denn so genau wie Tyne scheinen nur wenige Autoren zu recherchieren.
Es gibt aber natürlich auch offensichtlich sorgfältig recherchierte Artikel aus jüngerer Zeit-
https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...&thread=324

Im Zusammenhang mit dem Pliotron steht der Artikel von Alexanderson über seinen Magnetverstärker.
Alexanderson hält sich aber äußerst bedeckt was den Audionkreis betrifft, angesichts des Jahre 1917 verständlich.
archive.org: Jahrbuch der drahtlosen Telegraphie und Telephonie, Vol 11

Ausführlicher im Vol10 (1916) : "Die Glühkathodenapparate im hochgradigen Vakuum und
ihre Verwendung in der Elektrotechnik", (eingesendet 1915) ein Bericht aus den USA über die Leistungsfähigkeit des Pliotrons,
stieß sicherlich auf offene Ohren...

Gruß
Jens

Zuletzt bearbeitet am 16.05.23 15:29

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basteljero 

basteljero 
Langmuir + Schottky und die Hochvakuum-Röhre

Moin,
Eben etwas in deutscher Sprache gefunden,
Physik. Zeitschr. XV, 1914. Langmuir, Thermionenströme im hohen Vakuum. I. s.349 (archive.org)

Zitieren:
"Die Tatsache , daß andere Beobachter zu dem genau entgegengesetzten Schlusse gelangt
sind , nämlich zu dem Schlusse , daß die Elektronenemission verschwindet , wenn man sich
einem vollkommenen Vakuum nähert
, diese Tatsache beruht meiner Meinung nach auf zwei
Ursachen. Diese Ursachen sind , daß es nicht gelungen ist, die Wirkungen der durch die
emittierenden Elektronen verursachten Raumladung zu beseitigen, und daß es nicht gelungen
ist, ein Vakuum zu erhalten, das hinreichend frei von Wasserdampf und Kohlenwasserstoff
dämpfen war.
"

Langmuir

Im zweiten Teil des Aufsatzes geht Langmuir auf die Erzeugung des Vakuums ein, und es findet
sich sogar ein Hinweis auf die Getterwirkung von verdampfendem Wolfram:
Zitieren:
"Wenn man dann Wolfram aus einem Hilfs
faden (bei 3000 ° K) in die Röhre hinein verdampfen läßt ,
kann man alle gewöhnlichen Gase beseitigen und ein Vakuum erhalten,
das wahrscheinlich viel höher ist, als es sich durch mechanische Hilfsmittel
erreichen läßt"


Langmuir

Parallel zu Langmuir arbeitete W. Schottky in Deutschland an dem Thema, Aufsätze von ihm
finden sich ebenfalls in diesem umfangreichen Wälzer.

Es wird deutlich, weshalb erst Langmuir aus dem de Forest-Gasdetektor mit dem Pliotron eine brauchbare
Verstärkerröhre entwickeln konnte:
Zitieren:
"Sauerstoff.
Es ergab sich , daß dieses Gas einen überaus starken Einfluß im Sinne einer Herabsetzung der
Elektronenemission hat. Beispielsweise verminderte bei einem Faden von 2190 ° K
die plötzliche Zulassung von 5µ reinen Sauerstoffs
die Elektronenemission augenblicklich von 3,1 Milliampere auf 0,13 Milliampere."

Langmuir


Wie ein Blick in Tyne, "Saga of the Vakuum Tube" / s.87 zeigt, hat 1912 Dr. Harold D. Arnold, Western
Electric Engineering Department, die prinzipellen Möglichkeiten des de Forest-Audions zum Zwecke des
Telefonverstärkers erkannt und es für diese Zwecke ebenfalls zu einer Hochvakuumröhre weiteretwickelt.

Gruß
Jens

Zuletzt bearbeitet am 14.05.23 13:39

basteljero 

basteljero 
Re: Langmuir + Schottky und die Hochvakuum-Röhre

Hallo,
Überschrift nochmal geändert, denn W. Schottky darf hier natürlich nicht fehlen.
Quelle ist noch ein Fachschinken, "Archiv für Elektrotechnik", 1919.
Krieg ist aus, und nun darf er endlich veröffentlichen.

"Über Hochvakuumverstärker" lautet die Abhandlung, sein Ziel "nicht populär" zu schreiben
ist bei mit übererfüllt...


Aber man kann doch einen Einblick in die damalige Röhrenentwicklung gewinnen.
So spielt neben dem Hochvakuum auch die Art und Anordnung des Steuergitters
eine Rolle, und offensichtlich ist auch das patentierbar:


[1] h t t p s://archive.org/details/archiv-fur-elektrotechnik-vol-8/page/n7/mode/2up

Zuletzt bearbeitet am 10.05.23 16:38

Datei-Anhänge
DE304236C_Siemens-Halske-Patent-1916_Anodenrückwirkung-und-Gitterkonstruktion.JPG DE304236C_Siemens-Halske-Patent-1916_Anodenrückwirkung-und-Gitterkonstruktion.JPG (9x)

Mime-Type: image/jpeg, 251 kB

Audionis 

Audionis 

Re: Langmuir + Schottky und die Hochvakuum-Röhre ..

Hallo Jens,

eine zeitnahe Publikation in der Pliottron und Kenotron aus Herstellersicht vorkommen, ist in

"The National in the world war, April 6, 1917-November 11, 1918"
General Electric Company, 1920

zu finden:

"The War Story of the X-Ray and Vacuum Tubes" aus der Sicht der General Electric Company (Nela Park Laboratory)
Seite 229 - 246

Das Buch ist als PDF in der Library of Congress online erhältlich https://www.loc.gov/item/20012211/
(nationalinworldw00gene.pdf)



Beste Grüße
Chris
vy 73 de OE3HBW

basteljero 

basteljero 
Re: Langmuir + Schottky und die Hochvakuum-Röhre ..

Hallo Chris,
Die "zeitnahe" Literatur ist meiner Meinung nach die einzig zuverlässige, es sei denn, man hat es mit einem
Autor wie Tyne zu tun. Und da wird "public domain-mäßig" viel bei "archive.org" eingepflegt, der Artikel von
Schottky ist erst seit Dezember vergangenen Jahres drin. (9 views)

Zu zeitnah darf sie aber auch nicht sein, jedenfalls nicht die deutschsprachige,
da sie in die Zeit des ersten Weltkriegs fällt. ab 1919 findet sich, was in den Vorjahren entwickelt wurde:




Bilder der Röhren konnte ich im Netz noch nicht finden.

Gruß
Jens

Zuletzt bearbeitet am 10.05.23 16:39

Datei-Anhänge
Schottky_Bsp_1917_Hochvakuumverstärker_Archiv-für-Elektrotechnik_1919_Vol8.JPG Schottky_Bsp_1917_Hochvakuumverstärker_Archiv-für-Elektrotechnik_1919_Vol8.JPG (11x)

Mime-Type: image/jpeg, 213 kB

Mehrgitterröhre-nach-Schottky_ca1917.JPG Mehrgitterröhre-nach-Schottky_ca1917.JPG (10x)

Mime-Type: image/jpeg, 99 kB

WalterBar 

WalterBar 

Re: Langmuir + Schottky und die Hochvakuum-Röhre ..

Audionis:

... eine zeitnahe Publikation in der Pliottron und Kenotron aus Herstellersicht vorkommen, ist in

"The National in the world war, April 6, 1917-November 11, 1918"
General Electric Company, 1920


Hallo Chris,

ich habe die angegebenen Textstellen gelesen und bedanke mich für diese Quellenangabe.
Viele technische Details sind zwar nicht zu entdecken, aber interessant sind sie doch.
Ich habe die Stelle einmal über den OCR-Detektor von Irfanview laufen lassen.

Die erwähnten Röhrentypen sind folgende:

Prototyp Detektorröhre G-20
Produktionstype CG-686:

https://www.radiomuseum.org/tubes/tube_cg%2D886.html

Nachfolger CG-890 VT1 VT11:

https://www.radiomuseum.org/tubes/tube_vt-11.html

CA_Pliotron:

https://www.radiomuseum.org/tubes/tube_ca_pliotron.html

Erste Senderöhre VT-12:

https://www.radiomuseum.org/tubes/tube_vt-12.html

Senderöhre VT-14 (militärische Bezeichnung CG-1162) mit 10-15
Meilen Reichweite:

https://www.radiomuseum.org/tubes/tube_vt-14~2.html

Senderöhre CG-1144 mit Reichweiten bis 175 Meilen:

https://www.radiomuseum.org/tubes/tube_cg-1144.html

Man sollte sich nicht verwirren lassen. Pliotron und Kenotron hiessen die Standart-Trioden in
Zylinderform in den USA nur in einer kurzen Zeit vor 1920.


Gruss
Walter

Zuletzt bearbeitet am 15.05.23 17:15

Datei-Anhänge
The national in the world war 1917-1918 Vacuum_Tubes.txt The national in the world war 1917-1918 Vacuum_Tubes.txt (15x)

Mime-Type: text/plain, 24 kB

basteljero 

basteljero 
Re: Langmuir + Schottky und die Hochvakuum-Röhre ..

Hallo,
[Edit 2023-05-21]
Es empfiehlt sich der Artikel von August Hund in dem "Jahrbuch der drahtlosen Telegraphie" von 1916,
es ist auf archive.org zu finden.

Hund war Mitarbeiter von Langmuir und erklärt die Herkunft der gewählten Bezeichnugen
"Kenotron" / Diode "Kenos = Leer" , "tron" ~ "Gerät"
"Pliatron" / Triode, "Pleios" = "mehr".

Man hielt die Unterscheidung für wichtig zur Abgrenzung von den bis dahin bekannten gashaltigen Röhren, dem
de Forest-Audion oder der Lieben-Röhre. Bei der Lieben-Röhre wurde die Steuerung des Ionenstromes gezielt genutzt
und in höchstem Maße "durchgebildet".

Hund benutzt die Bezeichnung "Pleiotron". Damit ist gemeint, dass mit Hochvakuum eine für die Praxis sehr brauchbare
Verstärkung der Röhre erzielt wurde, was bei dem de Forest-Gasdetektor mit seinem schlechtem Vakuum nicht möglich war.

Man kann das ganz gut nachvollziehen anhand des Vergleichs von Kennlinien, wo bei einem Pliotron ein Fehler
vorlag und es etwas Luft gezogen hat:

Hund schreibt dazu:

Zitieren:
"Ein interessanter Fall ist in Fig. 6 gegeben. Infolge einer undichten Stelle war das Vakuum des
verwendeten glühenden Kathodenapperates verschlechtert worden und an Stelle einer stetig verlaufenden
Charakteristik (Gitterpotential in Abhängigkeit des Plattenstroms) wurden die Schaulinien der Fig. 6 erhalten.
Im Bereich der eingezeichneten Sprünge würde dieser Apparat einen ausgezeichneten Gleichrichter ergeben[1]."

Dies stimmt sehr gut mit den Beobachtungen der frühen Amerikanischen Amateure überein,
https://earlyradiohistory.us/1926audi.htm
die von "Ecken und Knicken" in den Kennlinien der Forest-Audione sprechen, an denen sich aber eine sehr
große Empfindlichkeit (HF-Detektor) einstellte. Hier im Bild meine hier die "kinks" wiederzuerkennen, von denen
die Rede ist.
Der rechte Bildausschnitt ist gedreht und gespiegelt, um der üblichen Darstellung der Gitterspannungs-Anodenstrom-
Kennlinie zu entsprechen.

---
[1] Anspielung auf de Forest-Audion ?



Gruß
Jens

Zuletzt bearbeitet am 21.05.23 17:34

Datei-Anhänge
Bildzitat_Jahrbuch der drahtlosen Telegraphie 1916-Hund.jpg Bildzitat_Jahrbuch der drahtlosen Telegraphie 1916-Hund.jpg (6x)

Mime-Type: image/jpeg, 122 kB

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