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Papaleksi und Bontsch-Brujewitsch - erste russische Röhren

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Ernst Erb
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26.Dec.13 23:09
 
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Vorwort
Die erste russische Röhre hat mich schon immer interessiert. Als ich eine Papaleksi-Röhre erwerben konnte, bekam ich auch einen Text in russisch. Nur dank Bekannten von unserem Mitglied Aglef Tröger war es mir möglich, daraus einen Text zu erhalten, der gut übersetzt war, auch wenn die Fachbegriffe dann noch eine Knacknuss waren. Nur dort, wo wirklich nötig, habe  ich Sätze umgestellt. Ganz wenige Ausdrücke habe ich so belassen, wenn sie mir keinen Sinn ergaben.
Vielen Dank an Herrn Tröger. Eine andere wichtige Quelle bildete das Buch История радиосвязи vom A.S. Popov Central Museum of Communications aus 2008 (Центральный музей связи … А.С. ПоповA) sowie russische Texte von Universitäten im Internet. Dies hier scheint mir der erste umfassende Beitrag in deutsch zu sein. Schon bei der Übersetzung können sich Fehler eingeschlichen haben - und ich fand auch widersprüchliche Angaben bei verschiedenen russischen Texten, die ich nicht eindeutig auflösen konnte.

Während der Hochfrequenztechniker Nikolai Dmitrijewitsch Papaleksi (Папалексі Микола Дмитрович 1880-1947) 1914 in Petrograd (Петроград bzw. Санкт-Петербург, Sankt-Peterburg) eine Verstärkerröhre für drahtgebundene Übermittlung an der Taschkenter Rundfunkstation entwickelte, arbeitete Michail Alexandrowitsch Bontsch-Brujewitsch (Михаил Александрович Бонч-Бруевич, 1888-1940) in der Twersker Rundfunkstation an einer Radioröhre. Wikipedia nennt Nischni Nowgorod. Das war aber erst 1918.
Da Papaleksi schon im September 1914 eine funktionierende Verstärkerröhre vorstellen konnte, Bontsch-Brujewitsch erst Ende 1915 einen Ersatz für die französische „R“ Röhre fand – und weil letztere dann eine modernere aber noch eine "weiche" Röhre war, beginne ich mit der Papaleksi-Röhre. Es ist die erste russische Röhre überhaupt.

Papaleksi-Verstärkerröhre mit Quecksilberdampf
Weil diese Röhre als einizige ausser der Lieben-Röhre (1912) und der kleinen Liebenröhre (1913 oder 1914) einen kleinen Zusatzkolben zur separaten Erhitzung einer Pille benötigt, endet damit auch die Weiterentwicklung der Liebenröhre. Siehe auch den Text von 1913 über deren Bedienung. Man schwenkte überall auf die Röhre von deForest über, so auch in Russland, we fransösische Röhren das Vorbild waren.

Tubes from Papaleksi and von Lieben

Mit Dank für das Bild, das mir Karlheinz Kratz zur Verfügung stellte.
Es zeigt die drei Quecksilberdampf-Verstärkerröhren. Die Lieben-Röhre gibt es ab 1912 in Serie.
Die Papaleksi-Röhre hat 1914 bereits ein anderes Gitter und wesentlich weniger Weg
.

Die erste russische Röhre hat Papaleksi im August 1914 entwickelt, direkt nachdem er wegen der Kriegsgefahr von Strassburg in sein Heimatland übersiedelte. Details siehe im ersten Link, ganz oben. Die ersten Kriegshandlungen im Westen, der Einmarsch deutscher Truppen ohne Kriegserklärung in Belgien, erfolgte am 4. August 1914 und führte 1918 schliesslich auch zur Kommunistischen Revolution in Russland.

Ein russischer Text berichtet, dass die Papaleksi-Röhre August/September 1914 gefertigt wurde. Petrograd (Петроград von 1914 bis 1924) hat heute wieder den Gründernamen von 1703, Sankt Petersburg (Са́нкт-Петербу́рг, gekürzt Пи́тер Piter) und wurde zwischen 1924 bis 1991 Leningrad (Ленинград) genannt.

Die Montage der Elektroden erfolgte bei ROBTiT, das Abpumpen und Verpacken jedoch im Werk für Apparatebau von Nikolaj Alexandrowitsch Fedoritzki (Fontanka-Uferstrasse 165). Dort war die Werkstatt in einer Wohnung untergebracht aber innerhalb von zwei Wochen baute man aus und 1915 nannte sich das Werk "Erstes russisches Werk für Röntgenröhren". Produkte bekamen ein Pentagramm (5eckiger Stern) in einem Kreis und um den Stern ordnete man die Buchstaben PRSRT an. N.A. Fedorizki gelang es im ersten Ausbau fünf Wohnungen mit 26 Zimmern auf drei Etagen einzurichten, Glas experimentell zu entwickeln, das Röntgenstrahlen gut durchliess, sowie eine Technologie zu erarbeiten, die Durchführung von Elektroden in diesem Glas ohne Emaille ermöglichte. Auch entwickelte man in der Folge Senderöhren für Spannungen bis 2000 Volt.

Die Papaleksi-Röhre ist als Quecksilberdampf-NF-Triode für die Empfänger der Armee und Luftfahrt entwickelt. Papaleksi testete sie persönlich im Flug. Sie verbesserte die Rundfunkverbindungen an der Front bedeutend. Ein anderer russischer Text nennt: "Sie war bestimmt für Verstärker des militärischen Telegrafen". Das Gitter war sehr dicht gewoben, was bei negativem Potential kein Betreiben zuliess, weshalb man über einen Rheostaten die Gittervorspannung regelte. Es erhielt sowohl von der Kathode als auch von der Anode "Schläge" durch Ionen und Elektronen und nutzte sich dadurch ab.

Die Anwendung von Röhren hat die Empfangsempfindlichkeit der Rundfunkempfänger im Vergleich zu den damals in der Armee üblichen um vieles erhöht. Der Umfang der Papaleksi-Arbeiten für die Armee war sehr breit gefächert. Er hat eine Apparatur für die Unterwassertelegrafie erarbeitet, die an Bord eines U-Bootes direkt bei laufender Arbeit erprobt wurde. Papaleksi leitete die Erarbeitung einer telemechanischen Apparatur und organisierte Versuche zur Lenkung von Flugzeugen und U-Booten auf Distanz. Gleichzeitig beschäftigte sich der Wissenschaftler auch mit der Theorie der Rundfunktechnik.

Unter seiner Federführung erfolgte in dieser Periode eine grosse wissenschaftliche Arbeit, die der Erzeugung von Schwingungen mit Hilfe von Radioröhren gewidmet war. Wie bei der Liebenröhre war das Problem die richtige Temperatur für die Ionisierung zu erreichen. Dazu hat man z.B. mit einem Zündholz das Natriumamalgam im kleinen Stutzen erwärmt, um die Röhre zum Arbeiten zu bringen. Das Gitter ist aus Nickel, die Kathode aus Platindraht mit Oxydbeschichtung (gem. Wehnelt). Die Materialien kamen vorwiegend aus dem Ausland. Beim Absaugen verwendete man Hochfrequenz zur Erhitzung der Elektroden, um Gase unf Verunreinigungen zu entfernen. Die Quecksilberdampfröhre für Batteriebetrieb benötigt 2 Zellen mit Anodenspannung von 40-150 Volt.

Von Papaleksi (fälschlicherweise auch N.D. Paleksi genannt) gibt es eine weitere Quecksilberdampf-Röhre von 1914 bis 1917 mit zylinderförmigem Kolben und den Stutzen für Amalgam nahezu ganz oben. Durchmesser 40 mm, Länge 150 mm. In der gleichen Zeit entstand auch eine ähnlich geformte Röhre mit zentral oben angeordnetem Stutzen. Durchmesser 30 mm, Länge 150 mm. Zum Vergleich: bei der ursprünglichen Papaleksi-Röhre habe ich einen Kugeldurchmesser von 60 mm gemessen (Buch S. 105 gibt 55 mm), Zylinder 37 mm und Höhe insgesamt 160 mm inkl. Swan-Sockel Ba 23d.
Eine Papaleksi-Röhre "Typ 2" als "weiche Röhre" von 1922-1923 entstand im Radiowerk Odessa (Ukraine). Sie hat einen Unterdruck von ca. 1/100 mm Hg, also 0,01 Torr. Sie ist auf Seite 109 im erwähnten Buch abgebildet. Auf der Seite 110 gibt es noch drei weitere Konstruktionen von Papaleksi aus dem gleichen Zeitraum.

Papaleksi entstammte einer Offiziersfamilie aus Griechenland. Er studierte Physik in Berlin, nach einem Jahr an der Universität Strassburg, wo er sich mit Leonid Isaakowitsch Mandelstam anfreundete. Er promovierte 1904 bei Ferdinand Braun mit einer Schrift über schnelle elektrische Schwingungen. Mit seiner weiteren Forschung in Strassburg wurde er Titular-Professor. Gemäss Wikipedia wechselte 1907 er zu J.J. Thomsons Labor in Cambridge. Nach ihm ist der Mondkrater Papaleksi benannt.

Im zweiten Jahr des ersten Weltkrieges erreichte Papaleksi eine ständige Verbingung über Radiotelephonie zwischen Petrograd und Zarskoje Selo (25 km) mit Hilfe von eigens konstruierten Senderöhren klreiner Leistung.

Die Radioröhren von M.A. Bontsch-Brujewitsch
Nach Abschluss der Elektrotechnischen Offiziersschule wurde Bontsch-Brujewitsch an die Taschkenter Rundfunkstation geschickt. Hier hat er nur kurz gearbeitet. Im Jahre 1915 wurde M.A. Bontsch-Brujewitsch Mitarbeiter des Leiters der Twersker Rundfunkstation, die internationale Verbindungen empfangen konnte. Leiter der Rundfunkstation war Hauptmann Aristow. In dieser Periode wurden auf der Rundfunkstation französische Trioden des Typs „3-TER“ (wahrscheinlich ist damit der R-Typ gemeint)  eingeführt – immer mit Ersatzröhren dazu. Einen solcher Verstärker konnte man für Hochfrequenz und NF verwenden. Die Dauer des Gebrauchs der Röhren war gering, laut einigen Quellen ca. 10 Tage. Eine solche Röhre kostete 200 Goldrubel. Der Verstärker hatte 3 Stufen zur Verstärkung mit Röhren des Typs R. Das Gerät enthielt 3 Transformatoren: zwei zur Abstimmung zwischen den Stufen und einen Ausgangstransformator, zu dem Telefonkopfhörer gehörten. Zwei Eingänge, die am Verstärker angebracht waren, erlaubten es, ihn an den Rundfunkempfänger anzuschalten oder ihn als Antennenverstärker zu benutzen.

Die Schwierigkeiten mit Erhalt der französischen Radioröhren vom Typ „R“ zwangen M.A. Bontsch-Brujewitsch, sich mit der Herstellung von Katoden zu befassen. Damit konnte man Röhren wieder retten. Die Arbeit musste unter häuslichen Bedingungen erfolgen, da der Leiter der Rundfunkstation es nicht gestattete, dafür Diensträume zu benutzen. Hilfe erhielt M.A. Bontsch-Brujewitsch von den Militärangestellten der Rundfunkstation A.J. Bubkow und Unteroffizier Kaboschin.

Nach erfolgreichen Experimenten gegen Ende des Jahres 1915 gelang es ihm, einige Exemplare von Trioden eigener Konstruktion herzustellen und die französischen Radioröhren auszutauschen. Die ersten Röhren von Bontsch-Brujewitsch gehörten zu den Röhren des weichen Typs, in ihren gläsernen Ballons gab es Stickstoff. Bei der Arbeit der Röhren spielten Prozesse der Ionisierung von Gas eine wesentliche Rolle. Die Arbeitsdauer dieser Röhren war nicht stabil genug, obwohl sie gute Verstärkereigenschaften besassen.

Radioröhren von Bontsch-Brujewitsch waren eine Originalkonstruktion. Das Gitter wurde in der Art eines eisernen Netzes aufgebaut und zur Verlängerung der Benutzungsdauer wurden zwei Fäden montiert, die einander gegenüber lagen. Wenn ein Faden ausbrannte, wurde die Röhre gedreht und das schaltete den anderen ein. Die Anwendung von zwei Fäden zum Erreichen des Glühens verursachte Schwierigkeiten bei der Herstellung der Röhren.

Die Glühfäden wurden aus Wolframfäden von Lampen hergestellt, die Bontsch-Brujewitsch in den Läden von Twer kaufte und später, nach Abwendung vom Wolfram, im Werk „Aiwasa“ (heute „Swetlana“) in Petrograd. Eine solche stückweise hergestellte Röhre funktionierte 28 Tage, statt nur 10.

Die Radioröhren von Bontsch-Brujewitsch unterschieden sich von den Röhren des Typs „R“, insbesondere durch die Konstruktion einer Fassung, was nicht gestattete, sie in Röhrenplatten des Typs „R TER“ einzusetzen. Darum wurden neben den vorhandenen Röhrenhaltern solche für die Heizung von Bontsch-Brujewitsch eingeführt. Stecker für die Anode und des Gitters wurden in entsprechende Buchsen der Verstärkerröhrenhalter eingeführt.

Die Radioröhren von Bontsch-Brujewitsch konkurrierten erfolgreich mit den ausländischen Exemplaren, da sie sechs mal billiger waren (ca. 32 Rubel) und drei mal länger funktionierten. Ein kleines, von Bontsch-Brujewitsch geschaffenes Radiolaboratorium war in 2 Zimmern der Radiostation untergebracht und gestattete, Radioröhren nicht nur für den eigenen Bedarf zu bauen, sondern auch für Petrograd und andere Rundfunkstationen an der Front.

Die Erfolge von Bontsch-Brujewitsch bei der Herstellung von "Kathodenrelais" weckten die Aufmerksamkeit der Obersten Technischen Heeresleitung. Sie hielt das für eine Grundlage zur Einführung eines Produktionsbetriebes, ähnlich dem Werk für Meeresradiotelegrafie.

Im Jahre 1915 wurde Stabshauptmann Wladimir Michailowitsch Leschtschinski Leiter der Twersker Rundfunkstation, der ein Forschungslabor ausserhalb des offiziellen Etats organisierte. Leschtschinski stellte, nachdem er sich mit den Arbeiten von Bontsch-Brujewitsch vertraut gemacht hatte, die Frage einer Delegierung von Bontsch-Brujewitsch nach Frankreich zwecks Studium der Produktion von Katodenröhren, die zu dieser Zeit in Russland benutzt wurden.

Anfang des Jahres 1916 wurde Bontsch-Brujewitsch für zweieinhalb Monate (nach anderen Quellen für einen Monat) ins Ausland abkommandiert – in die Länder der Entente. Nach Paris gelangte Bontsch-Brujewitsch auf Umwegen – der zu dieser Zeit einzigen Möglichkeit – über Finnland, Schweden, Norwegen, London. Als er sich in London aufhielt, erhielt er eine nützliche Information über die Produktion von Radioröhren von Round. In Paris gelang es ihm, mit dem wichtigsten französischen Rundfunkspezialisten, General Ferrié, zusammenzutreffen, der ihn mit der französischen Industrie bekannt machte. Bontsch-Brujewitsch besuchte die Gesellschaft SFR (oder SFRE), Societé Française Radio Electrique. Er machte sich vertraut mit der Technologie zur Produktion der französischen Hochvakuum-Trioden. Die Entwicklung bezüglich Röhren in Frankreich entnehme ich aus Seite 208 in "Radios von gestern". Nur so kann man den Ursprung der französischen Röhren als von deForest stammend erkennen - und damit die von Russland/Sowjetunion.

Die Gesellschaft SFR hatte der französische Ingenier Emile Girardeau (1882 – 1970) im Jahre 1910 gegründet. Girardeau war berühmt, weil er zusammen mit dem Ingenieur Joseph Bethenod (1883 – 1944) 1908 – 1910 die erste radiotelegrafische Verbindung unter afrikanischen Tropenbedingungen hergestellt hatte. Das war die Verbindung Brotherville (Französich Kongo) nach Loango (Süd Guinea).
Joseph Bethenod wurde später Mitglied der Französischen Akademie der Wissenschaften.
Die Firma SFR war eine Tochtergesellschaft der CSF (Compagnie Generale de Telgraphies sans Fil). Sie produzierte Verstärker- und Oszillatorröhren, insbesondere die Röhre der SFR SBR Typ RP (eine Variante der Triode vom Typ R).

Nach seiner Rückkehr von der Dienstreise vervollständigte Bontsch-Brujewitsch die Laborausrüstung und berief Glasbläser in den Stab der Mitarbeiter. Im August 1916 stelle er die erste Vakuum-Röhre her, die wegen des an ein Kopftuch erinnernden Gitters auf der Oberfläche des Ballons den Namen „Babuschka“ erhielt. Die Radioröhre arbeitete unter Anodenspannung von 80 V. Die Heizung benötigte 3,6 V mit 1 Ampere Strom.

In der neuen Röhre mit 2 Wolframglühfäden wurden die Anode und das Gitter aus Stahldraht hergestellt. Von solchen Röhren konnte man insgesamt ca. 3000 Stück produzieren.
Für die Einrichtung einer Produktion dieser Röhren hatte M.A. Bontsch-Brujewitsch gewaltige Schwierigkeiten zu überwinden. Überall suchte er nach Materialien und Ausrüstung, bildete Glasbläser und Monteure aus, die er von den Soldaten rekrutierte, die in der Twersker Rundfunkstation gedient hatten.

Nach der Februarrevolution im Sommer 1918 erhielt die Twersker Rundfunkstation den Befehl zur Herstellung von 100 Empfängern mit einem Komplex elektronischer Radioröhren für militärische Radiostationen auf der Grundlage der Röhren und Originalskizzen von M.A. Bontsch-Brujewitsch.
Nach den Umwälzungen setzte M.A. Bontsch-Brujewitsch die Erarbeitung neuer Radioröhren fort – jetzt im Rundfunklabor von Nishnij-Nowgorod – unter den Bedingungen des neuen staatlichen Systems, der Sowjetmacht.

Weitere frühe Werke
Es blieb nicht bei diesen beiden Entwicklern oder Werken. Diese Liste ist aber nicht unbedingt vollständig.

Konstruktionen von Radioröhren durch Viktor I. Volinkin

Ein weiteres Zentrum zur Erarbeitung von Röhrenapparaturen in Russland war das Radio-Telegrafen-Werk des Meeresamtes. Hier arbeitete Виктор Иосифович Волынкин (Viktor Josephowitsch Volinkin, 1891 – 1955 - Yosifovich) an der Konstruktion und Herstellung von Verstärkerröhren für Empfänger.

Die Radioröhren nach der Konstruktion Volinkins besassen eine Wolfram-Katode zur Erhitzung und einen Verstärkerkoeffizient gleich 10. Bewährte Muster solcher Röhren LE1 waren durch ihre Parameter den französischen Röhren vom Typ R5 ähnlich. Als Leiter des Rundfunklabors des Werkes beschäftigte sich Volinkin nicht nur mit der Erarbeitung neuer Muster und der Ausrüstung für die Produktion, sondern auch mit dem Studium der Prozesse, die in den Radioröhren vor sich gingen.

Das Werk hatte die Aufgabe, Röhren-Radiostationen für die Russische Flotte einzurichten.
In der Sowjetzeit, um 1922, organisierte man eine kleine Serienproduktion von Trioden R5 mit horizontaler Lage der Elektroden, einer zylindrischen Anode und einer Wolframkatode. 1923 schuf Volinkin (auch W.I. Wolynkin findet man) das erste industrielle Muster einer sowjetischen Elektronenröhre, die auf der Ersten Landwirtschaftlichen "Allunionsausstellung" in Moskau gezeigt wurde.

Ab 1931 bis 1953 leitete Victor I. Volinkin das Leningrader Institut für Kino als erster Leiter. Er war der Organisator der Ausbildung in der Phonetik und Pionier der heimischen Elektronik.

Radioröhren des Werkes „Siemens und Halske“ (St. Petersburg)

Die Arbeit zur Organisation der Produktion von Radioröhren im Werk der Firma Siemens und Halske in Petrograd ist mit dem Namen des Physikers Leonid Isaakowitsh Mandelstam (Леонид Исаакович Мандельштам 22.04.1879 – 27.11.1944) verbunden, eines Freundes von Papaleksi (nicht Papaleski oder Papalesky). Ende Juli 1914 kehrten beide eilig aus Strassburg nach Russland zurück.

Mandelstam war Professor an der Strassburger Universität, wo er sich wie Karl Ferdinand Braun mit elektromagnetischen Schwingungen befasste und darauf spezialisiert war.

Gemeinsam durchfuhren die russischen Freunde Halle, aber die Grenze überquerten sie bereits an verschiedenen Stellen: Madelstam kam am Tag der Kriegserklärung in Odessa an, und Papaleski begab sich nach einem Besuch bei seiner Mutter in Poltawa nach Petrograd. 1915 wurde er für 2 Jahre wissenschaftlicher Berater der Rundfunk-Telegrafenabteilung der Firma „Siemens und Halske“.

Interessant ist, dass im Sommer 1917 in dieser Rundfunk-Telegrafenabteilung unter Leitung von Mandelstam ein Pjotr Leonidowitsch Kapiza (Пётр Леонидович Капи́ца, 1894-1984) ein Produktionspraktikum absolvierte. Er wurde später ein herausragender Physiker.

In Deutschland war Mandelstam Berater der Telefunken. Vor ihm hatte dieses Amt K.F. Braun inne. Das spielte sicherlich die Hauptrolle bei dem Versuch, die Produktion von Gas gefüllten Verstärkerröhren der Konstruktion Lieben-Reisz-Strauss einzuleiten und zwar im Werk Siemens und Halske. Die gewonnenen Resultate waren jedoch nicht befriedigend und die weitere Arbeit wurde gekürzt.

Aus Wikipedia: Mandelstam "übernahm 1925 an der Universität in Moskau den Lehrstuhl für theoretische Physik, wo sich eine Schule der theoretischen Physik entwickelte, der z.B. auch der Physiknobelpreisträgers Igor Tamm angehörte, mit dem er auch befreundet war.

Unabhängig von C. V. Raman und nahezu gleichzeitig wies er 1928 zusammen mit Grigori S. Landsberg experimentell die Ramanstreuung nach. In der ehemaligen Sowjetunion wurde für die Ramanstreuung die Bezeichnung „kombinierte Lichtstreuung“ benutzt. Der indische Nobelpreisträger und Erstentdecker C. V. Raman wurde in der Sowjetunion verschwiegen und der Effekt selbst wurde als Mandelstam-Landsberg-Effekt geführt. Den Nobelpreis für die Entdeckung erhielt 1930 nur Raman, der zuerst publiziert hatte."

Weitere Entwickler und die Schaffung von Hochvakuumröhren

Aus dem Buch bekannt ist mir von der Uni Sankt Petersburg Professor Bogoslovsky (M.M. Богословского), der vor allem im Jahr 1921 und 1922 vier neue Röhren entwickelte. An der Physikalisch-Technischen Universität von Sankt Petersburg war A. A. Chernyischov ein Entwickler und Bogoslovsky ab 1920. Er wechselte später zur Svetlana. Die Namen sind wahrscheinlich noch nicht korrekt geschrieben.

Die Schaffung von Hochvakuumröhren

Nach Experimenten mit den ersten Konstruktionen von Radioröhren begriffen die Konstrukteure, dass für das Gelingen ihrer Arbeit ein grosses Vakuum notwendig war. Zur Herstellung der notwendigen Entspannung im Kolben der Radioröhren war eine Pumpe entsprechender Konstruktion erforderlich. Im „Ersten russischen Werk für Röntgenröhren“ von N.A. Fedoritzki stellte im Jahre 1915 der junge russische Wissenschaftler Stanislav Antonowitsch Borovik (Боровик Станислав Антонович 1882 – 1958) eine Diffusionspumpe her, die es erlaubte, das Auspumpen der Röhren zu verbessern und zu beschleunigen.

Die Pumpe von Borovik (Borowik) war eine Vervollständigung der Konstruktion einer Diffusionspumpe von W. Gaede (1913). Der Unterschied bestand darin, dass es in der Konstruktion von Borovik kein enges Diaphragma gab, und das Arbeitsintervall der Temperatur des Quecksilbers wesentlich breiter war.

Es sei bemerkt, dass M.A. Bontsch-Brujewitsch, nachdem er die Pumpe 1916 im Werk „Swetlana“ erhalten hatte, hervorhob, dass die Pumpe einen Schnitt von 10 hoch  minus 4 Torr liefert.
Die Darstellung des „Injektors eines Quecksilberpaares für das Erhalten einer hohen Entladung“ erfolge durch S.A. Borovik auf der Sitzung der Sektion Physik der Russischen Physikalisch-Chemischen Gesellschaft am 13. September 1916.

S.A. Borovik stellte den Antrag auf Erhalt des Privilegs auf die dargestellte Pumpe, doch aus nicht bekannten Gründen erhielt er es nicht.

Dank der Arbeiten von S.A. Borovik in Russland, von W.Gaede in Deutschland und Irving Langmuir in den USA wurden Methoden des Abpumpens der Röhren gefunden – bis zu sehr geringem Druck, und in Russland begann man seit 1916–17 Vakuumröhren mit rein elektronischen Prozessen zu nutzen.

Wissenschaftliche Forschungen

Im Jahre 1915 gab der Ausserordentliche Professor N.A. Skritzki zusammen mit dem Ingenieur für Nachrichtenwesen A.A. Schwarz eine Erklärung zur „Beschreibung der Elektrode für Katodenröhren“ ab, wie damals die elektronischen Röhren genannt wurden. Die Referenten schlugen eine perforierte oder gewundene Katode vor, die eine Reihe von Vorteilen im Vergleich mit den vorhandenen Konstruktionen besass.

Diese Katodenkonstruktion fand später eine breite Anwendung in einigen Typen von Radioröhren. Das Privileg für die Anwendung erhielten die Autoren erst 1917.

1916 beauftragte die Militärisch-Technische Hauptadministration M.A. Bontsch-Brujewitsch, eine spezielle praktische Anleitung zusammenzustellen, in welcher die physikalischen Prozesse beschrieben werden sollten, die in den Röhren vor sich gehen. Dazu kam eine elementare Zusammenstellung von Skizzen der Röhren.

Die Notwendigkeit einer solchen Anleitung wurde diktiert durch die Ausbildung von qualifizierten Funkern für die Front. Gegen Ende 1916 hatte er ein kleines Buch zum Druck vorbereitet - „Die Anwendung von Katodenrelais für radiotelegrafischen Empfang“. Mit einigen Änderungen wurde es 1917 nochmals gedruckt.

Die Anleitung von Bontsch-Brujewitsch bestand aus 3 Teilen:
• kurze Zusammenfassung über den Ionenprozess
• Katodenrelais
• Generatoren nicht abklingender Schwingungen.

Im ersten Abschnitt werden kurz physikalische Prozesse dargelegt, ein Begriff gegeben von den Ionen, Elektronen, elektrischen Entladungen in Gasen und im Vakuum. Es werden die Besonderheiten von elektronischen Geräten angeführt und über den Einfluss der Elektronen gesprochen. Untersucht werden verschiedene Gesetzmässigkeiten elektrischer Entladungen, weiterhin der Einfluss des Gasdrucks auf die Entspannung und Möglichkeiten der Entspannung in Gasen mit Hilfe von Kaltkatoden.

Alle diese wichtigen physikalischen Erscheinungen werden kurz, aber exakt und verständlich dargelegt. Die „Anleitung“ zur Anwendung von Katodenrlais beim radiotelgrafischen Empfang nimmt bei Bontsch-Brujewitsch den wichtigsten Platz in der Geschichte der Vaterländischen Literatur zur militärischen Radioelektronik ein. Im Laufe einiger Jahre bleib sie praktisch das einzige Mittel seiner Art und diente als Handbuch für die Radiospezialisten Russlands.

Die russischen Wissenschaftler arbeiteten nicht nur an der Konstruktion und praktischen Anwendung der Radioröhren, sondern erforschten auch ihre Betriebsparameter.

In dieser Hinsicht ist die wissenschaftliche Forschungsarbeit des Leutnants Alexander Tichonowitsch Uglow (30.1.1884 – 21.2.1938) bemerkenswert. Sie erfolgte Mitte 1917 drei Monate lang bis zum Oktoberumbruch. Zu der Zeit hatte er die Pflichten eine Leiters im Radiotechnischen Kabinett der Elektrotechnischen Offiziersschule in Petrograd zu erfüllen. Am 3. Juli 1917 erschien Uglows Buch „Drahtlose Verstärkerröhren in Telegrafie und Telefon“.

Im Buch werden die eigenen Untersuchungen des Autors zur Erforschung der grundlegenden Eigenschaften von Verstärkerröhren dargelegt bezüglich ihrer Charakteristika sowie Schlussfolgerungen zu Möglichkeiten ihrer Anwendung in Flugzeug-Radiostationen für Telegrafen und Telefonwesen gezogen.

Die Grundlage für A.T. Uglows Buch bilden neben dem oben Gesagten Instruktionen und Beschreibungen vom Radioaufbau, die im Radio-Telegrafischen Kabinett erforscht wurden, sowie Gespräche mit Spezialisten, die mit Verstärkerröhren sowohl im Hinterland als auch an der Front arbeiteten: mit Bontsch-Brujewitsch, Zworkin, Ostrjakow, Blais (Frankreich), Villemeau (Frankreich) u.a.

Der Autor erforschte sieben Typen von Verstärkerröhren:
• Die französische Röhre des Typs R5
• Die grosse englische Röhre für Sender, die 3 Glühfäden hat, die hintereinander angebracht sind
• Die kleine englische Röhre für Verstärker von Radioempfängern
• Die kleine englische Röhre von Maron
• Die Röhre ROBTiT (Paleski-Röhre - müsste wohl Papaleksi heissen)
• Die amerikanische Röhre (Audion detector)
• Die deutsche Röhre mit einem Gitter in Form einer Spirale.

Eine der Schlussfolgerungen aus den Forschungsresultaten: Die erfolgreichste Konstruktion ist die französische Röhre des Typs R5, bei der die Schlussfolgerungen vor allem die Fassung betrafen. Da ist der 4-Stift-Europasockel gemeint. Diese erlaubt eine schnelle Auswechslung, was besonders unter Frontverhältnissen wichtig ist.

Das Schicksal von A.T. Uglow war tragisch. 1017 – 1918 war er Leiter der Elektromessstation der Elektrotechnischen Offiziersschule. Später leitete er Abteilungen im Zentralen Radiolaboratorium sowie im Radiowerk „Komintern“ und lehrte ausserdem im Industrie-Institut in Gorki. Im Jahre 1938 teilte A.T. Uglow das Schicksal jener Offiziere der zaristischen Armee, die den Eid auf den Zar (= Herrscher und Imperator) Nikolai II. brachen und auf die Seite der Bolschewiki wechselten. Er erlitt dann Repressalien als Volksfeind und nach dem Tode J.W. Stalins wurde er postum rehabilitiert.

This article was edited 30.Dec.13 14:15 by Ernst Erb .

Ernst Erb
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Details finden Sie bei Wikipedia mit dem Stichwort Französisch-Russische Allianz, wenn Sie sich fragen warum Russland Röhren aus Frankreich bezog. Allerdings wurde aus dieser Allianz im 1907 eine "triple Entente". England war also 1914 mit dabei und ebenso im Krieg, warum denn nicht England als Lieferant? Siehe die technischen Gründe aus dem Buch "Radios von gestern". Zusammengefasst hier die Situation von damals:

Fleming hatte 1907 ein de-Forest-Audion kommen lassen, doch die drahtgebundene Kommunikation war damals viel wichtiger. Die Liebenröhre kam ab 1912 zur Produktion. H.J. Round begann 1912 mit der Entwicklung von Trioden und war 1913 erfolgreich mit der Type-C - siehe als 2V-P1f mit anderem Sockel. Es folgte 1914 die Type-N. Diese waren ganz ähnlich wie die Papaleksi-Röhre, was das Gitter betrifft und die Anode, doch statt Amalgam verwendete man zur Temperatur-Beherrschung Asbest. Das Gemeinsame mit Lieben ist der Quecksilberdampf, der höhere Verstärkung erzielt aber schwierig zu beherrschen war. 1913 entsteht ein Abkommen zwischen Marconi und Telefunken. England konnte es sich leisten, 1914 das mechanische Relais von S.G. Brown einzusetzen, da keine Artillerie die Verbindungen immer wieder unterbrach. Erst mit dem fortschreiten des Krieges galt es drahtlose Verbindungen zu erzielen.

Übrigens: Ähnliche Probleme für den Betrieb hatten 1916 auch die Röhren von G.W. White. W.J. Picken befasst sich ab 1915 mit Hochvakuumröhren, nachdem er 1914 in den USA die Vorteile von Hochvakuum erkannt hatte. Vorbild war die TM-Röhre von Frankreich mit dem B4-Europa-Sockel.

Mit anderen Worten: Von den verbündeten in Europa hatte nur Frankreich leicht zu handhabende, stabile Röhren für den Rundfunk bereit. Wie ist das gekommen?

Frankreich

Gustav Ferrié von der französischen militärischen Telegrafie-Abteilung (später General) ist der Promotor der Radioröhre. 1908 kommt de Forest nach Frankreich, um sein Audion vorzuführen. Ferrié lässt ihn die Antenne des Eiffelturms für Versuche benutzen.

1909 beschreibt Ferrié als Co-Autor im Buch von J. Boulange, "La Télégraphie sans fil y les ondes électriques" (Verlag Berger-Levrault, Paris) Aufbau und Funktionsweise des Audions. 1910 veröffentlicht er eine gut dokumentierte Studie über alle Verfahren der drahtlosen Kommunikation.

1910 stellt die Compagnie Générale des Lampes für verschiedene Laboratorien einige Fleming-Dioden - 1912 einige Audiontrioden her. Erst mit der immer bedrohlicheren Aufrüstung in Deutschland erkennt man die Wichtigkeit der Radiokommunikation.

Ferrié geht im Frühjahr 1914 in die USA. Unter anderem besucht er Fessenden, der an Unterwasser-Ton-Erkennungssystemen für U-Boote arbeitet und einen 3-Stufen-Verstärker mit de-Forest-Trioden benutzt. Im Juni 1914 lässt Ferrié den Apparat durch seinen Kollegen Girardeau beschaffen und an die militärische Radiotelegrafie-Abteilung zu Testzwecken senden.

Girardeau hört nichts mehr von dieser Abteilung. Bei Kriegsausbruch hält sich Paul Pichon - ein französischer Deserteur - gerade in England auf. Er kommt mit dem Schiff aus den USA, wo er für Telefunken (er ist dort Chef des Patentdienstes) die neuesten Röhren und Apparate einzukaufen hatte. Ihn überrascht der Krieg und er kann nicht nach Deutschland weiterreisen. Darum wendet er sich an den ihm bekannten Godfrey Isaacs, den Direktor von Marconi's Wireless Telegraph Company, um ihn um Rat zu fragen. Dieser erinnert ihn daran, dass er nach wie vor Franzose sei und sich stellen solle, obwohl er mit einer Gefängnisstrafe zu rechnen habe. Da er, Pichon, Ferrié persönlich kenne, solle er mitteilen lassen, dass er die modernsten Röhren mit sich führe. So geschieht es, und Ferrié lässt Pichon sofort rufen. Nach dem Bericht von Pichon teilt er ihn in den Radiodienst ein und sendet Muster zur Glühlampenfabrik E.C. & A. Grammont in Lyon (Marke: FOTOS) zwecks Analyse und Nachbau.

Erst beim anschliessenden Gespräch mit Girardeau über Pichon erinnert sich Ferrié an den 3-Stufen-Verstärker, der - zwischenzeitlich verstaubt - wieder zu neuen Ehren kommt!

Das Audion konstruieren Jacques Biguet und Michel Peri mit Unterstützung des Physikers Max Abraham praktisch neu und es erhält einseitige Anschlüsse mit Sockel und vier Stiften. Am 23.10.15 melden sie ihre Röhre zum Patent an. Der Sockel ist in der Patentschrift zwar genau vermessen, doch erheben die Erfinder keinen Patentanspruch darauf. Oft nachgebaut, gelangt er darum zum europäischen Standard B4.

Die Hochvakuumröhre erhält die Bezeichnung TM Fotos. Die Bezeichnung TM steht für Télégraphie Militaire. Da das Militär mehr Röhren benötigt, als Grammont fabrizieren kann, verpflichtet man zusätzlich die Firma Compagnie Générale des Lampes in Ivry. Diese verwendet die Bezeichnung TM Métal auf den Röhren.

Gegen Ende des Krieges beträgt die Produktion dieser Röhren mit zylindrischen, horizontal angeordneten Elektroden mehr als 1000 täglich. Nach dem Krieg verwenden zahlreiche Amateure diese Röhre. Die Anode besteht aus Nickel, das Gitter aus Molybdän (Fotos) oder Nickel und der Heizfaden von 2,1 cm Länge aus Wolfram. Als Verstärkerröhre erhält sie 4 Vf (0,6-0,8 A) und 40-120 Va, als Sende-Oszillatorröhre 5-6 V Heiz- und bis zu 500 V Anodenspannung.

Um das Gitter beim Vakuumprozess zur Beseitigung aller Restgase auf Weissglut zu erhitzen, weist es zwei herausgeführte Enden für die Stromzufuhr auf. Mit hoher Spannung bringt man auch die Anode auf Rotglut und wendet aussen Temperaturen von 400 Grad Celsius an.

Ab 1915 erfolgt unter Zuziehung von Etablissements H. Pilon die Entwicklung verschiedener grösserer Senderöhren. Pilon stellte vorher u.a. Röntgenröhren her. 1917 baut man in Lyon mit der Röhre TM Fotos einen Telefonverstärker, der erstmals für die Linie Paris-Marseilles zum Einsatz kommt.

Zur Situation in Europa im Jahr 1908 - und 1914:

Es sei bei diesem Satz: 1908 kommt de Forest nach Frankreich, um sein Audion vorzuführen. - erinnert, dass dann von Lieben und andere noch immer an einem fast mannshohen Monstrum basteln, was nichts mit der späteren Liebenröhre zu tun hat. Erst Ende 1910 erkennt das Team um von Lieben das als Irrweg und patentiert die vorhandene Triode als NF-Verstärker, da deForest diesen Anspruch nicht aufnahm. Er erkannte ihn erst später.

Ab 1912 gibt es dann die Lieben-Röhre. Aber diese hatte auch nur den Patentanspruch der NF-Verstärkung. Darum kann Otto von Bronk, ein Ingenieur von Telefunken am 3.9.11 das Patent DRP 271059 anmelden, das auch wieder das de-Forest-Audion zum Gegenstand hat, diesmal aber als HF-Verstärkerröhre. Daraus entstehen 1914 die EVN94, EVN106,  EVN129 (Oszillator) und EVN171 als erste Hochvakuumröhren in Deutschland. Erst die EVN171 hatte auch einen 4-Stift-Sockel, doch anders als der freie 4-Stift-Sockel, den die anderen Länder in Europa verwendeten. Es waren bestimmte Strombegrenzer in Serie nötig.

Gemäss dem Artikel "The role of the First World¨War in the rise of the electronics industry" von Frederik Nebeker (2001) begann man in Frankreich im Oktober 1915 mit der Massenproduktion der TM. Mit einer Million Exemplare war sie wohl bis zu Ende des Krieges die meistgebaute Röhre überhaupt (gemäss Nebeker). Die Lebensdauer einer Röhre war 1925 ganze 50 mal länger als 1914.

Wichtig zu wissen ist, dass bis und mit 1912 weder die deForest-Röhre noch die Liebenröhre besser waren als andere Mittel wie das mechanische Relais oder Detektoren. Erst 1913 begann sich das Blatt zu wenden und die USA hatten als einzige Röhren, die allem anderen überlegen waren. Ende 1914 hat Deutschland ebenfalls Hochvakuumröhren, gefolgt von Frankreich. Röhren hatten schliesslich einen entscheidenden Einfluss auf den Kriegsverlauf.

Ernst Erb
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26.Feb.14 17:14

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Hier einige Originaltexte, die ich von einem Sammler aus Russland erhalten habe:

144. Приемно-усилительная лампа французская.

Франция (1915 – 1916 год). Стекло, металл. D-55, L – 155.

Надпись на цоколе «Renforce».

Ножки обозначены на цоколе надписями «P» «G» «E» «E».

После изобретения трёх электродной лампы во всём мире начались поиски лучших материалов для электродов и оптимального расположения их в пространстве, а также способов достижения  высокой степени вакуума в баллонах. Во время Первой мировой войны аппаратура русского радиотелеграфа работала на радиолампах, поставляемых из Франции.

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145. Катодное реле усилительное.

Российская империя. РОБТиТ. 1914 – 1917 год.

Стекло, металл. D-30, L – 150.

Катодные реле РОБТиТ – это первые русские серийные радиолампы, на которых строилась отечественная ламповая аппаратура. Осуществлял работы по созданию радиоламп Н.Д. Папалекси. Он был назначен заведующим опытной лаборатории РОБТиТ в Петрограде во второй половине 1914 года после возвращения из научной командировки в Европу.

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146.  Катодное реле усилительное.

РОБТиТ. 1914 – 1917 год.

Разработка М.Д. Папалекси.

Стекло, металл. D-55, L – 160.

Газовое усилительное катодное реле  РОБТиТ – известно под именем «Лампа Папалекси». Имеет шарообразный баллон. Отросток с амальгамой ртути расположен в нижней части баллона. В ней применялись две нити накала.

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147 . Катодное реле усилительное.

РОБТиТ. 1914 – 1917 год.

Стекло, металл. D-40, L – 150.

Газовая усилительная лампа образца 1914 года с оксидированной нитью накала. Конструктивно представляла  собой цилиндр из стекла внутри которого установлен вертикально цилиндрический анод. Внутри него цилиндрическая сетка. Через стеклянные держатели электродов протянута нить накаливания, а её концы выведены на «свановский» цоколь.   В верхней части баллона сделан прилив для размещения амальгамы ртути.

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Радиолампы Тверской радиостанции и Нижегородской лаборатории

После революции 1917 года и разрыва отношений с зарубежными странами назрела необходимость собственного производства. Работа в этом направлении была начата М.А. Бонч-Бруевичем в июле 1918 года в лаборатории Тверской радиостанции и закончена в 1919 году созданием в Нижегородской лаборатории (НРЛ) приёмо – усилительной лампы  «ПР-1» (Пустотное реле – 1). К 1926 году самыми распространёнными лампами производства НРЛ являлись усилительные «УА-1»  «УА-2»  «УА-3»  и «ДА».

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148. Катодное реле конструкции М.А. Бонч-Бруевича. Российская империя.

Тверская радиостанция. 1916 год. Стекло, металл. D= 60, L=120.

Первая русская ионная радиолампа. Термин «бабушка» для этой лампы применил сам М.А. Бонч-Бруевич, подчеркнув то, что она явилась родоначальницей всех последующих ламп. Опытные образцы ламп были созданы М.А. Бонч-Бруевичем в 1915 году, производство начато в 1916 году. Всего таких ламп сумели сделать около 3000 штук. Конструкция лампы выполнена в стеклянном баллоне, анод и сетка цилиндрической формы изготовлены из стальной проволоки. Лампа имеет два цоколя и две нити накала. Когда перегорала одна нить накала, - лампу можно было перевернуть и включить другим цоколем. Напряжение накала – 3,6 вольта, напряжение анода – 80 вольт. Выводящие проводники спрятаны в резиновую трубку. Это устройство относилось к «мягким» ионным лампам: внутри баллон был заполнен нейтральным газом азотом. Лампа имела очень неустойчивые характеристики, а следовательно, и усиление.. Лампы этой конструкции работали около 4 недель. Однако в то время они обходились почти в 10 раз дешевле импортных. Позднее в ходе совершенствования ламп М.А. Бонч – Бруевич решил отказаться от «мягких» ламп и перешёл на чисто вакуумные.

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Ich habe die russische Abschrift hier in der Hoffnung festgehalten, dass die mal Jemand in gutes Deutsch oder Englisch übersetzt.

 

  
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