AX1

Guten Tag

Von einem englischen Kollegen bekam ich folgende Warnung zum Umgang mit der AX1:

"The other dificult part (with the GM7629) is the AX1 rectifier. Hard to find too and you have to be really careful with them. Run the heaters for about 15mins before applying HT or the results are nasty. You have to do this every time you move things about as the mercury gets in the wrong places and causes shorts."

Das ist mir neu und deshalb frage ich hier nochmals nach:

1. Ist die AX1 tatsächlich mit Quecksilberdampf gefüllt? Auf der Modellseite steht das nicht explizit.

2. Sind gasgefüllte Gleichrichterröhren vielleicht sogar immer mit Quecksilberdampf gefüllt?

3. Ist der Innendruck so hoch, dass das Quecksilber bei Zimmertemperatur flüssig ist?

Vielen Dank im Voraus für allfällige Antworten.

Viele Grüsse

Adalbert Gebhart

Lieber Herr Gebhart,

die Datenblätter der AX1 enthalten tatsächlich keinen expliziten Hinweis auf die Gasfüllung. Die Niederschläge auf den abgebildeten Röhrenkolben lassen jedoch auf Quecksilber (Hg) schließen. Der Innendruck ist tatsächlich oft so hoch, das sich das Quecksilber als Tröpfchen abscheidet.

Die Gasfüllung für Gleichrichterröhren kann auch aus Edelgas bestehen. Wenn Sie die Röhrensuche nach "Typ" "Gleichrichter edelgasgefüllt" starten, erhalten Sie eine Menge Beispiele, wo in den Datenblättern die Gasfüllung explizit angegeben ist.

Je nach Konstruktion kann es notwendig sein Hg gefüllte Röhren vor allem wenn Sie lange nicht gebraucht oder transportiert wurden vorzuheizen, damit Überschläge durch niedergeschlagenes Hg vermieden werden. Allerdings verdampft das Hg durch die Überschläge recht schnell.

Rüdiger Walz

Auch die amerikanischen Hersteller von Quecksilberdampf Doppelweg-Gleichrichterröhren schweigen sich vornehm darüber aus, inwieweit diese Röhren vorgeheizt werden müssen. Nur Tung-Sol schreibt im Datenblatt der 83, welche mit der AX1 bzw. der 4652 (Philips) vergleichbar ist, folgendes: 

'Full plate load should not be applied to this tube until the filaments have reached their normal operating temperature. Under normal operating conditions, the filaments heat quickly when the set is "turned on" and are ready to supply full-load current before the tubes in the receiver require it.'

Inwieweit es ratsam ist auf die von Rüdiger Walz angesprochene Tatsache zu vertrauen  "Allerdings verdampft das Hg durch die Überschläge recht schnell",  ist sehr fragwürdig.

Bei einem von mir gerade bearbeiteten Restaurationsprojekt (RD Instruments RD-1700 Tube Analyzer) wird die Hochspannung über zwei 83er erzeugt. Hier wird die Wechselspannung erst nach einer Anheizperiode von 30 Sekunden über ein "Time delay relay" (6N030T) auf die Röhren geschaltet. Zum Verdampfen der geringen Mengen flüssigen Quecksilbers sollten 30 Sekunden reichen. Die im Eingangsbeitrag geforderten 15 Minuten Wartezeit sind wohl wünschenswert, aber in den meisten Fällen wenig praktikabel.

Kurt Schmid 

Vielen Dank Herr Walz und Herr Schmid.

Ihre Beiträge helfen mir schon sehr zum Verständnis.

Ich habe daraufhin einmal im Web gesucht und einen Artikel über eine ganze Kollektion von HG Röhren gefunden.  Ich habe daraufhin mal im Radiomuseum nachgeschaut, ob diese Röhren als HG-Röhren gekennzeichnet sind.

Das war bei fast allen der Fall.

Ausnahmen: AX1, 4652 und AG5004.

Herr Walz, nachdem ich sehe, dass Sie auch Röhren-Admin sind: Könnten Sie das bei diesen drei Röhren nachtragen? Ich denke, das wäre auch aus Sicherheitsgründen sinnvoll.

Viele Grüsse

Adalbert Gebhart

Sieht man sich das Blatt im RMorg der AX1 an, findet links unten ein Prinzipschaltbild.

Dort ist die AX1 wie üblich mit schräg nach oben verlaufenden Linien eindeutig "Gasgefüllt" 

Wäre sie eine Quecksilberdanpf -Type wäe im Innenraum  ein dicker Punkt zu finden.

EDIT. bei der AX50 im Forum ist das genau anders!  Wobei die Bilder der AX50 eindeutig Quecksilbereste  zeigen  ;-(

Ausserdem liegen bei der AX1 zwei Schaltungen vom Verstärkern, die beide keine Einschalverzögerung enthalten.

Gruss Knoll

Der es jetzt auch nicht mehr weis.

Attachments

• Data AX1 (197 KB)
• AX50 (164 KB)
• Quecksilbersymbol (72 KB)

Hallo Herr Knoll

Das ist interessant.

Ausser dem englischen Kollegen, der die AX1 für eine HG-Röhre hält, ist sie auch in "Jogis Röhrenbude" (Google-Suche "Gasgefüllte Gleichrichterröhren") als solche dargestellt, und die Bilder dort scheinen das zu stützen - insbesondere die BIlder, die einen Niederschlag auf dem Kolben zeigen.

Es kann natürlich auch sein, dass der "Jogi" Bilder verwechselt hat.

Hallo Herr Gebhart.
Hallo Kollegen im Thread.

Danke fuer den Hinweis auf den Artikel bei Jogí.
Soweit ich ersehen kann, macht den ein Profi aus dem TELEFUNKEN Forschungsbereich. Er ist auch Mitglied hier  und gilt fuer mich als einer der absoluten Fachpersonen bei Röhren und Halbleitern.
Da wird nichts so dahingesagt.

Nach genauem Studium dort, hat sich bei mir wieder die Meinung gebildet, die AX1 ist eine gasgefüllte Röhre aber nicht mit Edelgas sondern mit mir unbekanntem.
Sieht man sich die Bilder der Gasgefüllten Typen im vergleich zu den Quecksilberdampf- Typen  genau an, auch die  Nachtaufnahmen, kommt man nicht umhin  zu erkennen, dass Typen wie die AX1 zwar eine Leuchten zeigen, die als Quecksilber Typen bezeichneten, leuchten von Sockel bis zum Top wie eine Stromsparlampe. Farbe und  Indensität ist extrem verschieden zu dem der AX1 und  Anderen als Gasfilled bezeicheten Typen.

Auch dei Tröpfchen an der Innenseite, sind was Anzahl und Grösse bei den beiden Arten angeht, total verschieden.
Was jedoch unser Mitglied  Kurt Schmid zur Type 83 von Tung Sol  berichtet, kann man sicher nicht beiseiteschieben.  Ich arbeite mit zwei US-Tubetestern die beide mit der Typen 83 arbeiten.
Dort ist keinerlei Anheizperiode installiert.  Im RCA Büchlein RC15 von 1947 findet man die 82 und die  83,  als FULL-WAVE MERCURY-VAPOR Rectifier. Es gab auch eine Vakuum Type 83-V
Im RC18 von 1956 nur die die 83-v. Auf einer 83--   aus dem Tubester TV7/U-d, ist nichts von Gasresten etc. zu sehen. Sie sieht wie eine 5U4 aus. 

Es ist meiner Meinung nach ja nicht ausgeschlossen, dass die Gasgefüllten Typen leicht mit Quecksilber oder sonstwas dotiert sind, was im kalten Zustand an der Glaswand kondensiert.

Ich schreibe das jetzt aus Höflichkeit den Teilnehmern gegenüber, bin aber ausserstande jetzt noch was entscheidendes einzubringen.
Vielleicht bringt der Kollege Dr. S. N.......,.. der schon im Form eingeloogt war, da Licht ins Graue.
Hans M. Knoll

Zu den offenen Fragen in Post 1.

"2. Sind gasgefüllte Gleichrichterröhren vielleicht sogar immer mit Quecksilberdampf gefüllt?"

Antwort: Nicht immer, und wenn - dann nicht mit "Dampf" (siehe zu 3.)

"3. Ist der Innendruck so hoch, dass das Quecksilber bei Zimmertemperatur flüssig ist?"

Antwort: Zwischen −38,83 °C (Schmelzpunkt) und +357 °C (Siedepunkt) ist Quecksilber flüssig. Oberhalb des Siedepunktes ist Quecksilber ein Dampf, kein Gas. Inwieweit sich der Siedepunkt durch Druck oder Vakuum oder zusätzliches Gas nach unten verschiebt kann ich leider nicht beurteilen.

Als Anhaltspunkt: Thyratrons gibt es mit Quecksilber, und solche mit Quecksilber und Gasfüllung. Die Gasfüllung erweitert den Betriebstemperaturbereich nach unten indem zunächst die Gasfüllung wirkt bis dann das Quecksilber seine Betriebstemperatur erreicht (sinngemäss zusamengefasst aus "Handbuch für Hochfrequenz- und Elektro-Techniker", IV. Band, 1957, S.221 ff.)

Zur AX1:

In der Funkschau Nr.11/1936 wurde auf den Seiten 84 und 85 der Bauvorschlag eines 20W B-Verstärkers namens "Stentor" vorgestellt, mit einer AX1 als Gleichrichter für die Anodenspannung, auch ohne Einschaltverzögerung:

(Auszug. Vollständiger Schaltplan siehe Anlage)

Der dazugehörige Text:

Zur Flüssigkeit von Quecksilber das Detailfoto eines Tropfens in der Gle10000/025/1:

(Man muss die Innenwand der Röhre aufnehmen - von aussen sieht man nur silberfarbene Flecken) Vielleicht kann der Besitzer einer AX1 die Innenwand untersuchen?

(Foto mit mehreren Tropfen siehe Anlage)

Ob eine Röhre nur Quecksilber, nur Gas(e) oder Quecksilber und Gas(e) enthält könnte man im Betriebszustand mit einer CD oder Laserdisk "spektrographieren". Die Datenblätter sind hierzu oft nicht ausführlich genug, die Franzis Röhren-Taschen-Tabelle (11. Auflage) vermerkt nur pauschal "gasgefüllt" - auch bei der AX1.

Die These "Quecksilberdampf-Gleichrichter müssen immer vorgeheizt werden" kann nicht pauschal bestätigt oder widerlegt werden. Die oben erwähnte Gle z.B. muss gemäss Datenblatt 30 Sekunden vorgeheizt werden, nach etwaigem Transport muss 30 Minuten vorgeheizt werden.

Dass eine mit Quecksilber gefüllte Röhre senkrecht (aber bitte nicht kopfüber!) betrieben werden muss haben wohl auch die Verfasser der Datenblätter als bekannt vorausgesetzt.

Bin gespannt auf weitere Erkenntnis!

Beste Grüsse,

GR

Attachments

• Schaltbild 20W B-Verstärker (144 KB)
• Mehrere Quecksilbertropfen in Gle10000/025/1 (75 KB)

Werte Sammlerkollegen,

ich sammle Röhrenverstärker und ich habe einige Verstärker in meiner Sammlung mit der AX50 und habe auch einige Exemplare der AX1 und vergleichstype 4652. Beim prüfen der Röhren auf dem Funke W19 ist kurz nach dem Anheizen eine Vernebelung des Röhreninneren zu sehen. Diese Vernebelung weißt eindeutig auf die Anwesenheit von Quecksilber hin. Ich habe eine DCX4/1000 in meinem Bestand. Diese Röhre ist mit Xenon einem Edelgas gefüllt. Diese zeigt beim Anheizen keinen Schleier.

Nach dem Zuschalten der Anodenspannung leuchtet die AX1 oder auch AX50 deutlich im UV-Licht wie eine Leuchtstofflampe ohne Leuchtstoffbeschichtung. Das Phänomen der Sichtbarmachung von UV- Strahlung kann man in einem Versuch aus der Schule ganz einfach Nachweisen. In heutigen Waschmitteln sind Farbaufheller enthalten die auf UV-Strahlung reagieren. Vorallem Waschmittel für weiße Wäsche. Bringt man ein Wäschestück in die Nähe der Röhre so wird der Stoff aufleuchten ähnlich der einer Leuchtstofflampe.

Was das Vorheizen angeht, gibt es für AX1 und AX50 keine Fixen Größen. Der Siemens 6 S ELA 2780 z.B. hat keine Vorheizschaltung. Man schaltet ein und die AX50 stehen sofort unter Spannung. Dazu noch in Delon Schaltung. Diese Betriebsart geht deutlich zu Lasten dieser Röhren. Innerhalb eines Jahres habe ich damit 2 Stück AX50 verbraucht. Erst nach dem Einbau eines Standby Schalters halten die AX50 nun schon seit 2 Jahren.

Im Datenblatt der DCG4/1000 einer für Drehstrom- und Hochspannungsgleichrichtung konstruierte Quecksilberdampfgleichrichterröhre gibt man eine Vorglühdauer von Tw=30s an. Für mich hat es sich als zweckmäßig erwiesen mind. 90s zu warten bis sich der Grauschleier verzogen hat und die Röhre ihren Betriebsdruck erreicht hat.

Die Menge des enthaltenen Quecksilbers hat eindeutig mit dem Alter zu tun. Ich habe DCG4/1000 von Philips aus dem Jahr 1952 die 3-4 große Kugeln Quecksilber enthalten. Dann habe ich welche aus dem Jahr 1981 von Tesla diese enthalten kein oder kaum sichtbares Quecksilber. Beide (1952; 1981) leuchten aber wunderbar im UV-Licht.

Philips gibt beim EL6420 eine Vorglühdauer von 90s an. Für diesen Zweck wurde ein Netzschalter eingebaut der exakt für diesen Zweck eine erste Schalterstellung zum Vorheizen und eine Zweite zum Zuschalten der Anodenspannug hat. Hier wurde der Benutzer fast schon Gezwungen zuerst die Röhren vorzuheizen. Eigentlich nur im Sinne des Benutzers.

Nur am Rande diese Wartezeit lässt sich für mich immer sehr sinnvoll nutzen. Ich schalte den Verstärker ein und schließe dann Signalquelle und den Ausgang an dies dauert dann meist >1min und dann sind die AX50 ausreichen vorgeglüht.

herzliche Grüße

Tobias Münzing

Hallo Herr Münzing.

Danke fuer die Anwort, jetzt als Redakteur !

Die Beobachtung, dass im laufe der Zeit und von Hersteller zu Hersteller, mehr oder weniger Quecksilber in den Kolben zu finden ist, zeigen auch die Bilder der AX1 hier im Forum.

Herr Gebhart wird wohl damit leben muessen.

Gruss Knoll

Zum Verhalten von gasgefüllten Gleichrichterröhren möchte ich hier einige Informationen aus

Dr. Reinhard Kretzmann, Handbuch der industriellen Elektronik, Verlag für Radio-Foto-Kinotechnik GmbH, Berlin Borsigwalde 1954

zusammengefasst ergänzen:

Gleichrichterröhren werden mit Gas gefüllt um ihren Innenwiderstand deutlich zu erniedrigen. Die Spannung am Ausgang des Netzteils ist dadurch stabiler. Die Spannung über den Lichtbogen, die sogenannte Bogenspannung ist weitgehend vom Anodenstrom unabhängig. Sie beträgt je nach Gasfüllung 8-32 V, bei Quecksilber gefüllten Röhren 16 V.

Als Füllgase werden Argon, Xenon oder Helium eingesetzt. Als Dämpfe (siehe Beitrag von Georg Richter) Quecksilber. Es wird auch eine Mischung aus Edelgasen und Quecksilber verwendet (siehe unten). Die Atome der Füllgase werden durch aus der Kathode austretende und der Anodenspannung beschleunigte Elektronen getroffen. Dabei werden Elektronen aus der Elektronenhülle der Atome geschlagen und es entstehen positive Ionen. Teilweise werden die Elektronen aber nur auf eine energetisch höhere Schale im Atom angehoben und emittieren beim Rückfall auf die ursprüngliche Schale die freiwerdende Energie in Form von für das Atom typischer Lichtwellenlänge.

Ausgeschlagene Elektronen und positive Ionen tragen zum Strom in der Röhre bei. Speziell die positiven Ionen fliegen auf die Kathode zu und kompensieren und reduzieren die Raumladespannung. Da die Röhren einen geringen Innenwiderstand haben, ist das erste Bauteil hinter der Röhre meistens eine Drossel, da die hohen Ströme beim Aufladen eines Ladekondensators die Kathode zerstören könnten.

Lebensdauer

Gasgefüllte Gleichrichter sollen im allgemein eine lange Lebensdauer haben. Zwei Effekte limitieren die Lebensdauer:

Bombardement der Kathode mit positiven Ionen und Gasaufzehrung durch Metallteile in der Röhre. In der Sperrphase des Gleichrichters hat die Anode ein negatives Potential und die positiven Inonen prallen auf die Anode und werden dort absorbiert. Dadurch sinkt der Gasdruck und die Zündspannung und Bogenspannung steigt. Das spielt bei Röhren mit Edelgasfüllung eine große Rolle, bei quecksilbergefüllten Röhren gibt man so viel Quecksilber zu, das kleine Tropfen an der Glaswand immer genug Dampf nachliefern. Für industrielle Geräte seien daher Quecksilbergefüllte bevorzugt worden. (Lebensdauer 20 000 bis 30 000 h)

Die Ionen bombardieren die Kathode, daher sollten im Sinne einer langen Lebensdauer die vorgesehenen Anodenströme nicht überschritten werden. Konstruktiv wird die Kathode durch entsprechende Abschirmungen geschützt.

Lagerung und Transport

Nach längerer Lagerung oder Erschütterungen durch Transport kann es sein, dass sich Quecksilbertropfen an der Anode oder anderen Systemteilen anlagern. Bei sofortiger Applikation der Anodenspannung kann es zu einer Rückzündung kommen, d.h. Stromdurchgang in umgekehrter Richtung während der Sperrphase. Das kan zu Überlastung und Zerstörung der Röhre führen. Um dies zu vermeiden empfiehlt es sich nach Anweisung der Hersteller bei erstmaliger Inbetriebnahme die Kathode längere Zeit vorzuheizen bis alles Quecksilber aus dem System verdampft ist und sich unten an kälteren Stellen des Kolbens angesammelt hat.

Schaltzeichen

Schaltzeichen für eine gasgefüllte Gleichricterröhre ist das Röhrenzeichen mit Schraffur innen oder einem Punkt. Nach Kretzmann scheinen diese beiden Varianten für Gleichrichterröhren nicht aufgrund Quecksilbergehalt oder nicht verwendet zu werden, sondern gleichberechtigt nebeneinander für gasgefüllte Röhren allgemein.