Funke RPGs und d. Doppelgitterröhren, Teil 1

 

 

D ie nachfolgenden Ausführungen beziehen sich konkret auf die direkt geheizten Röhrentypen und die Modelle W16 und W19.  Allerdings treffen diese Missstände sinngemäß auch für die Vorläufertypen von Funke zu! 

Wer Doppelgitterröhren (Oberbegriff) besitzt, wird diese sicherlich gerne mal einem Test auf dem Röhrenprüfgerät unterziehen. Schaut man genauer hin, kommt man zu der erschreckenden Feststellung:

Funke hatte die Stirn, einfach +60V auf das heizfadennahe g1 zu legen!
Das kann doch nicht gut sein! Diese, heutzutage so wertvollen Röhren, haben eine schonendere Behandlung verdient!

Mit dieser Erkenntnis hatte ich schon im Aug. 2002 in Jogis-Röhrenbude einen Artikel dazu geschrieben. Inzwischen konnte ich meine Sammlung an D.G.R. erheblich erweitern, sodass ich jetzt eine umfassendere und angepasste Version verbreiten möchte.

 

Welche Prüfmethode?
Die direkt geheizten Doppelgitterröhren können in der Raumladegitterschaltung meistens nur maximal 20-30 V vertragen. Das W16 hat allerdings keine kleinere Gleichspannung als +60V zur Verfügung... Liegt g1 jedoch auf Katodenpotential, ist eine Ua von bis zu 80-100V zulässig.

Prinzipiell kann man auf das 2. Gitter und die Anode +60V geben und die D.G.R. als Schutzgitterröhre testen. Ein Prüfung mit niedriger Wechselspannung (10 oder 30V~) ist auch denkbar, brachte aber nicht die Emissionsunterschiede deutlich nach vorne.

Im Grunde geht es darum, die Elektroden mit Spannungen zu beaufschlagen, die einen gewissen Anodenstrom fließen lässt. Dieser wird als „Referenz“ bertrachtet und ist die Mitte des ‚GUT’ Bereiches.  Dabei ist darauf zu achten, dass niemals eine Sättigung oder gar Überlastung vorkommt. Untenstehend ist das falsche -durch Funke durchgeführte Prüfverfahren- und das von mir vorgeschlagene Prinzip dargestellt.

Beide Gitter sind bei der Emissionsprüfung auf Katodenpotential gelegt und ergeben bei einer Anodenspannung von 60V einen-vom Röhrentyp abhängigen- Ia im Bereich von 0,7 bis 1,8mA.
 
Natürlich habe ich die Anodenströme meiner diversen D.G.R. getrennt ermittelt und mit den Herstellerangaben (so verfügbar) verglichen, um Alterungen zu erkennen und zu berücksichtigen. Eine zu hohe Erwartung an Genauigkeit sollte man bei dieser RPG-Gattung ohnehin nicht haben. Es ist bekannt, dass der Gleichrichter und Glimmstabilisator ebenfalls einem Verschleiß unterliegen. Dadurch können sich ungemerkt Fehlanzeigen einschleichen. Eine regelmäßige Überprüfung der +60V (im unbelasteten Zustand) kann ich nur wärmstens empfehlen. 

 

Besonderheiten zur DM300 neu (Radiomann)
Im Text zu den Kosmos-RADIOMANN Röhren www.radiomuseum.org/forum/die_roehren_im_radiomann_teil_1.html

wird der Unterschied im Elektrodenaufbau und die Vertauschung der Gitteranschlüsse gegenüber der DM300 alt erklärt. Obwohl die elektrischen Daten abweichend sind, ist mit der Universal-Prüfkarte 8 auch dieser Typ zu testen.   

 

Universal-Prüfkarten
Wichtig erschien mir eine Erfassung möglichst vieler Typen auf einer Karte. Im Gegensatz was uns die diversen Röhrentabellen glauben machen wollen, ist die Gleichung: RE074d = U409D = A441N eine grobe Vereinfachung!
Man kann die genannten Typen wohl in den meisten Schaltungen untereinander austauschen, bei Erhalt der gleichen Funktionalität, jedoch mit abweichenden Resultaten. In jener Zeit waren zudem die div. Spannungen, sowie die Kopplung der Kreise, weitgehend veränderbar.
 
Trotzdem darf man meiner Meinung nach die genannten Typen nicht als „äquivalent“ bezeichnen, wenn die elektrischen Daten stark voneinander abweichen. Das kommt bei der Prüfung auf dem RPG an’s Tageslicht. Darum habe ich die Röhren und den dazugehörigen ‚GUT’ Bereich in drei verschiedenfarbige Gruppen gegliedert. Die Einteilungen ‚noch brauchbar’ und ‚unbrauchbar’ habe ich weggelassen. Wem das nicht zuspricht, kann sich für jede Röhrengruppe eine eigene Karte anfertigen.

----- Gruppe Schwarz:
RE074d - A441 – DM300 alt (m. Bakelit- aber nicht m. Metallsockel)

----- Gruppe Lila:
DM300 neu (Radiomann 50er Jahre)

----- Gruppe Blau:
U409D – A441N – DG407

 

W16, Karte 8
Zunächst muss ich auf eine Diskrepanz des Ia Messbereiches auf der Originalkarte hinweisen. Die Lochung selektiert den 25mA Bereich, obwohl die Einteilung für max. 10mA gezeichnet ist!

Für den geforderten 2,5mA Bereich ist ein neues Loch 18mm rechts davon zu stanzen. Ebenfalls wird ein neues Loch für die Verbindung Seitenschraube an K, 34mm rechts von der alten Lochung (Sg), angebracht.
Die alten Löcher, sowie das Loch für die jetzt ungenutzte Hilfsgitterspannung +60V, werden zugeklebt. Auch die Beschriftung der Karte sollte den neuen Umständen angepasst werden.   

 

 

 

 

W19, Karte 8
Herr Karl-Friedrich Müller (DK4UL) hat in jahrelanger, mühevoller Arbeit die vielen fehlerhaften Prüfkarten bearbeitet und die Korrekturen in einem Buch veröffentlicht:

Wenn ich die dort für Karte 8 aufgeführte Steckanordnung betrachte, kann ich leider keine eindeutige Anpassung der bemängelten Funke-Testprozedur erkennen. Es steht geschrieben:

2+9+32+40+46+51+68 = 3,7/5,6 mA   

Mit Stecker 32 wird also weiterhin die Hilfsspannung +60V selektiert. Auf der originalen Karte wird diese an die Seitenschraube gelegt (wie beim W16), welche –wie schon gesagt- an das heizfadennahe g1 führt. Obige Angabe macht jedoch keine Aussage über die Verbindung zur Seitenschraube! Einfach in der „Luft hängen lassen“ ist auch nicht akzeptabel, wie wir alle wissen.

Ich schlage folgende Änderungen vor:
Stecker 32 wird nicht mehr gebraucht. Loch wird zugeklebt.
Loch 68 war der 10mA Bereich, wird zwei Positionen nach rechts auf 70 verschoben und selektiert jetzt den 2,5mA Bereich.
Der Seitenschraubenanschluss muss nun an Katode, d.h. auch zwei Positionen nach rechts. Wieder gilt, alte Löcher zukleben. Eine Anpassung der Prüfdaten sollte ebenfalls vorgenommen werden.

 
 

 

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In Teil 2 werden die indirekt geheizten D.G.R. behandelt.
Im Moment steht mir leider nur die REN704d zur Verfügung. Die als „äquivalent“ bezeichneten Schwestertypen E441N - DG4101 - U4100D möchte ich natürlich genauer unter die Lupe nehmen, um eventuelle gravierende Unterschiede in den Testresultaten zu ermitteln. Das kann also noch eine Weile dauern!

 

 

 

 

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Lieber Herr Holtmann,

ich habe Ihre Ausführungen mit Interesse gelesen. Obwohl ich mich bisher noch nicht mit dieser Materie "Doppelgitterröhren" näher befasst habe, kann ich Ihre Bedenken  und auch die Schlussfolgerungen nachvollziehen.
Ich denke aber, dass die gleichen Vorgänge mit der Karte 8 auf den W18-Geräten ebenso zu erledigen sind.

Es sind die gleichen Veränderungen auf der W18-Karte anzubringen wie Sie diese auf der W16-Karte beschrieben haben. Der Unterschied besteht nur darin, dass der ursprünglich gewählte Messbereich 25mA auch auf der Karte aufgedruckt ist. Da braucht man sich nur ein Komma dazwischen zu schreiben. Die Bewertungen "Gut" - "Noch brauchbar" bedürfen aber ebenfalls einer neuen Eintragung.
In Absprache mit Herrn Holtmann, habe ich hier die W18-Karte so eingestellt, wie er sie nach meinen Angaben aber nach seinem Layout überarbeitet hat..

Erstaunt war ich allerdings über die angegebenen Spannungen auf der W18-Karte:
Grenzdaten: Ua 20V - gemessen wird aber locker mit 60V. (Woher soll man auch die 20V nehmen.....?)

 Werde den angedeuteten zweiten Teil ebenso gespannt verfolgen.

Mit RPG-Grüßen
Wolfgang Eckardt

Überarbeitet nach Post von Herrn Holtmann.

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Lieber herr Holtmann,

da ich mich auch schon seit geraumer Zeit mit der Messung und vorallem dem Ersatz von Doppelgitterröhren (..."auch ich bekam ihn damals zu Weihnachten - den Radiomann-", aber leider eben ohne eine passende Doppelgitterröhre und ohne ein ausreichendes Taschengeld.....!) befasse möchte ich noch einen Hinweis anbringen, damit nicht Äpfel mit Birnen verglichen werden:

Alle mir bekannten Röhren Prüf-und Messgeräte heizen auch Röhren mit direkter Kathode mit Wechselstrom. Da in den Datenblättern die Gitterspannung immer auf das negative Heizfadenende bezogen ist, ergibt sich gegenüber der Messung mit dem RPG ein Unterschied bei der Gitterspannung von zBsp. 2 Volt (bei 4Volt Röhren), da wir bei Wechselspannungsheizung die Gitterspannung auf Heizfadenmitte beziehen.

Um dem Rechnung zu tragen und mit den Datenblättern vergleichbare Resultate zu erhalten muss man also beim RPG eine um die halbe Heizspannung (in unserem Falle 2 Volt) höhere (negativere) Gitterspannung einstellen. -2 Volt Ug (am RPG) entsprechen dann 0 Volt Ug gemäss Datenblatt. Man kann auch bei der Aufnahme von Ug/Ia Kennlinien diese um 2 Volt nach rechts schieben oder (einfacher) die Ia-Achse um 2 Volt  nach  links verschoben eintragen, bzw. die Ug-Achse entsprechend beschriften. Siehe auch untenstehenden Post mit Messbeispiel. Für Röhrenprüfung gemäss dem geschilderten Verfahren in diesem Posting ist dies ohne Belang, aber bei Messungen und Vergleichen mit Herstellerangaben empfehle ich unbedingt diese Korrektur, da die Messfehler sonst zu gross werden (bis zu 50%).

Der obgeschilderte Sachverhalt wurde mir erst richtig bewusst, als ich bei der Kennlinienaufnahme  mit meinem FUNKE 20W stets abweichende Anodenstromwerte bekam und auch meine Ersatzröhrenschaltungen nicht befriedigten. Ich hatte als Vergleich leider nur eine "Bigrille" TA 41 und eine DZ1, beide, wie man weiss; keine richtigen Raumladegitterröhren.

Falls gewünscht, kann ich als Beispiel die Kennlinien meiner "Bigrilles" noch nachliefern.

Das RPG Funke W20 erlaubt übrigens die Einstellung von kleineren Anoden- und Schirmgitterspannungen, weshalb denn auch die Karte Nr. 8 entsprechend die "richtigen" Prüfwerte enthält. Hier zum Vergleich noch die entsprechende Karte des W20:

F. Schaffhauser       

 

Anlagen:

• Prüfkarte Nr. 8 für Funke W20 (156 KB)

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Herzlichen Dank, Herr Schaffhauser

für die Aufführung der Besonderheiten bei Funkes „Flagschiff“ W20.

Ich selber habe nur das W16 in meinem Besitz. Da das Prüfprinzip bei dieser Sorte RPGs leicht durchschaubar ist, kann ich dieses bei mir -bei Bedarf- simulieren.
Also habe ich eine RE074d genommen und diese unter verschiedenen Bedingungen getestet. Zunächst mit der Brücke über dem 1k Widerstand

a).. mit Uf 4V=, konform der Standard-Messmethode.
Bei einer Ug von – 1,5V messe ich: Ia = 1,3mA und einen Irg = 3,5mA.

Anmerkung:
Das ist nicht in Übereinstimmung mit den Kurven von TELEFUNKEN (siehe Ratheiser „Rundfunkröhren“, Bild 451)! Dort wird für die genannte  Steuergitterspannung ein Ia und ein Irg von je 2,4mA angegeben. Da jedoch die Gesamtemission (Ia+Irg) in beiden Fällen 4,8mA beträgt, gehe ich davon aus, dass meine Röhre nicht verschlissen ist. Auch meine anderen RE074d zeigen ebenfalls diese Abweichung.

Die Röhren sind reine Batterietypen, also kommen auch keine Verschiebungen in den Kurvenscharen in Frage. Könnte sich einen Fehler bei der Festlegung der Röhrendaten eingeschlichen haben? Oder gelten die Ratheiser Daten (sonst sehr zuverlässig) vielleicht nur für die RE074d mit Azid-Faden? Meine haben alle einen gelblich leuchtenden, thorierten Wolframfaden.
Meine zwei Valvo U409D zeigen übrigens keine groben Abweichungen gegenüber den veröffentlichten Kurven.

 

b).. mit Uf 4V~, normal bei Funke RPGs.
Hier gilt es mehrere Dinge zu beachten! (Dem Gebraucher des RPGs kann das natürlich alles „Wurscht“ sein.)

Ein Fadenende (H1) hat gegenüber den übrigen Elektroden eine sich stätig ändernde Polarität. Das ergibt bei einer Uf von 4Veff, eine Spitzenspannung von 5,6V. Diese verringert sich entlang des Faden zum anderen Ende (H2, an K) hin. Analog dazu sind die internen Potentialunterschiede zu den übrigen Elektroden nicht konstant. Darum ist der Anodenstrom (und Raumladegitterstrom) pulsierend!

Dann darf man nicht übersehen, die negativen Halbwellen der Heiz(wechsel)spannung an H1 machen einen Teil des Steuergitter für diesen Zeitabschnitt positiv!. D.h., es fließt jedesmal ein Gitterstrom!
Um es noch komplizierter zu machen, der Gitterstromeinsatz hängt obendrein vom Fadenmaterial ab! Thorierter-Faden (RE074d) ca.    – 1,5V, bei Oxyd-Fäden (U409D) ca. 0V.

Untenstehendes Foto wurde mit der Testaufstellung, aber ohne die Brücke, gemacht. Der Y-Eingang (inverted) des Oszilloskops liegt über dem 1k Widerstand.

 

 

Das Ia-Messinstrument des RPG zeigt einen Wert an, der als relative(!) Aussage zu sehen ist, hat aber wenig mit den vom Hersteller der Röhre propagierten Daten gemeinsam!
Auch spielt die Reaktionszeit des verwendeten Instrumentes eine wichtige Rolle. Meine Ablesung ist nun wie folgt: (Brücke wieder eingesetzt)

Bei einer Ug von – 1,5V zeigt die Nadel auf Ia = 4,5mA und einen Irg = 3,0mA.
Bemerke: Die Anodenstromanzeige ist gegenüber der reinen Gleichstromheizung ca. 3x höher! Wie gesagt, das ist alles relativ zu sehen. Hauptsache, der ‚Gut’ Bereich der Karte ist darauf abgestimmt.

 

Das W20 mit externer Gleichstromheizung
Ich weiß nicht, ob ich da eine offene Tür einrenne, ganz einfach lässt sich ein variabeles Gleichstromnetzteil anschließen. Dazu werden die beiden Stöpsel zur Heizspannungswahl weggelassen und die externe Spannung mit + an H1 und – an H2 gelegt. Entsprechende Löcher müssen in die Karte gestanzt werden. 


Noch was:
Beim Betrachten der Prüfdaten auf Karte 8 des W20, wurde ich stutzig. Ug2 = 16V= ??
Hatte man die Gitterbezeichnungen dort, gegenüber denen in den Betriebsdaten vermeldeten, verdreht? Nein, hatte man nicht!

Die Prüfdaten sind eine Einstellhilfe bei der Bedienung des Gerätes. Da außer der Ua, eine weitere Spannungsquelle mit der Bezeichnung Ug2 zur Verfügung steht, wird letztere zur Bereitstellung der Raumladegitterspannung (Ug1) verwendet.

 

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"Falls gewünscht, kann ich als Beispiel die Kennlinien meiner "Bigrilles" noch nachliefern."

Lieber Herr Schaffhauser

Natürlich sind alle "Bigrilles" wichtig! Ich kenne kein anderes Land wie Frankreich, wo so viele Varianten in den 20ern im Umlauf waren!

Es geht uns darum, möglichst viele, unterschiedliche "Doppelgitterröhren" zu erfassen. Die Verwendung derselben als Raumladegitterröhre oder Doppelsteuerröhre (Changeuse de Fréquence), ist für die Röhrenprüfung unwichtig.

Anhand der von Ihnen aufgenommenen Kennlinien kann man Vergleiche ziehen und die einzelnen Typen vielleicht in die bereits gemachte Gruppeneinteilung zuordnen.
Problematisch ist alleine die Bewertung des Zustandes Ihrer Röhren. Da würden die Originaldatenblätter des jeweiligen Herstellers von großer Hilfe sein.

Äquivalenzlisten sind zu ungenau, wollen wir doch eine Aussage über den Verschleiß, d.h. die tatsächliche Emission -nicht die Funktion- eines bestimmten Röhrentypes machen. 

MfG

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Lieber Herr Holtmann,

Ihre aufschlussreichen Messngen kann ich gut nachvollziehen und finde sie auch sehr wertvoll für unsere Abklärungen. Die Standart-Messmethode a) mit Gleichtromheizung zeigt etwas abweichende Werte gegenüber Datenblatt, was ich in Anbetracht der relativ grossen Fertigungstoleranzen akzeptieren kann. Einzig der gemessene Raumladegitterstrom ist etwas hoch. Sonst ist man geneigt anzunehmen, dass bei Ihren Röhren Expl. der Schnittpunkt Ia=Irg etwas in Richtung kleinerer (neg.) Ug Werte verschoben ist, was ich auch typischerweise bei meinen Bigrilles festgestellt habe. (Kennlinien kommen noch!). Die RE074d haben doch Thorium- Heizfäden; gibt es auch andere?.

Die Werte von Ratheiser entsprechen aber ziemlich genau dem TFK Datenblatt (sehe Anlage)

Was die Wechselstrom-Heizung anbetrifft kann man das Problem vermutlich doch auf mein Veschiebverfahren reduzieren. Ich konnte es nicht lassen und habe getreu nach dem Moto: "Wer misst, misst Mist!" nochmals eine Messerie auf dem Funke W20 mit einer neuen RE084k (weil ich nichts besseres hatte) gemacht. Das Ergebnis zeigt die Grafik im Anhang.   Die Messungen erfolgten mit einer Ua von 100V, da ist der Einfluss des Heizfadenpotentials noch nicht so spürbar wie bei den mit niedriger Spannung betriebenen Raumladegitterröhren.  In der Graphik ist die rote Kurve die Ia/Ug einer mit Wechselspannung geheizten Röhre. Diese entspricht recht genau dem Mittelwert zwischen den Kennlinien (grün) einer mit Gleichspannung geheizten Röhre einmal mit dem positiven Ende und einmal mit dem neg. Ende als Gitterbezug (Kathode). Da üblicherweise die Gitterspannung auf das neg. Ende des Heizfadens bezogen wird, müssen wir, um dem Rechnung zu tragen, also die Mittelwertkurve nach rechts schieben, und zwar um Uh/2 = 2 Volt.. Die so erhaltene Kurve entspricht auch +/- der Ia/Ug Kennlinie (schwarz) gemäss dem TFK Datenblatt (übliche Toleranzen!).

  Prinzipiell kann man also entweder mit einer um die Häfte der Heizspannung (Ueff) negativeren Gitterspannung messen oder nach der Messung die Ia-Achse einfach um die halbe Heizspannung nach links schieben.

Die verwickelten Verhältnisse bei den Raumladeröhren mit ihren in Bezug auf die Heizspannung vergleichbaren Betriebspannungen benötigen noch vertieftere Abklärungen, um zu brauchbaren Vergleichsmessungen zu kommen.

Anlagen:

• Ia;Irg/Ug gemäss TFK Datenblatt (75 KB)
• Messungen RE084k auf dem RPG W20 (145 KB)
• Ia/Ug Kennlinien RE084k auf RGP W20 (145 KB)

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In Jogis-Röhrenbude sind die Prüfkarten zum Funke W3 (ca. 1934) zu besichtigen:

http://www.jogis-roehrenbude.de/Roehren-Geschichtliches/Roe-Pruefer/Funke-W3/w3-Karten-comp.pdf

 

Man glaubt es kaum, Karte 8 für die RE074d und U409D zeigt folgende Prüfbedingungen:

 

  Ua = 100V !

Ug1 =  60V (Hilfsgitterspannung an Raumladegitter = Seitenschraube)

  I a  =  13...18mA  für den „Gut“ Bereich

 

Damit sind die Röhren vollkommen überlastet !

 

Es stellt sich die Frage: Wie war es möglich, dass über einen so langen Zeitraum keine durchgreifende Anpassung der Prüfmethode bei den Nachfolgemodellen vom Hersteller erfolgte?

Ich denke mir, Raumladegitterröhren wurden im deutschsprachigen Raum rel. wenig in Radios verwendet. Diese waren mehr im Bereich der Bastler anzutreffen. Und die (ge)brauchten keine Röhrenprüfgeräte!

 

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