1949 - Silica-Röhrentechnik

Eins der schwierigsten Probleme im Senderöhrenbau ist die Abführung der Verlustwärme. Die einfache Strahlungskühlung versagt bei grösseren Röhrenleistungen und führt ausserdem zu unverhältnismäßig grossen Röhrendimensionen, was wieder die Verwendung der Röhren bei Kurzwellen stark einengen würde. Deshalb sieht man bei Röhren mit höheren Anodenverlustleistungen (ungefähr ab 1,5 ... 2 kW) stets eine zusätzliche Kühlung mit komprimierter Luft oder Wasser vor. Alle Kühlanlagen aber verlangen Platz, sind kostspielig in der Anlage und Unterhaltung und bei transportablen Sendern der Umständlichkeit wegen nicht zu gebrauchen. Um jedoch auch bei höheren Röhrenleistungen mit möglichst kleinen Kolbenabmessungen und zudem ohne Zusatzkühlung auszukommen, versucht die Röhrentechnik schon seit Jahren, das Glas des Kolbens durch andere Materialien wie Quarz oder Keramik zu ersetzen, eine Entwicklung, die durch den Krieg mit seinen hohen Anforderungen an die Röhrenbautechnik in allen röhrenproduzierenden Ländern weitgehend vorangetrieben wurde. In England beschäftigte sich die Mullard Electronic Products Ltd. mit diesem Problem und stellte in sehr grossen Serien Senderöhren mit Kolben aus geschmolzenem Quarz oder Silica, einem keramischen Werkstoff (engl. Silica = Kieselerde), her.

Nachdem nun diese "Mullard Silica Technique" in den vergangenen Jahren ihre ausserordentlichen Vorteile gegenüber der Glaskolbentechnik unter Beweis gestellt hat, begann man jetzt, Silica-Röhren auch für die zivile Industrie zu bauen. Die zur Zeit von Mullard angebotenen Typen (Philips baut ebenfalls einige Silica-Röhren) sind HF-Verstärker- und Oszillator-Trioden für kleinere und mittlere Sendeleistungen und in erster Linie für Generatoren für induktive und kapazitive HF-Heizung bestimmt.

Der neue Kolbenwerkstoff der Silica-Röhren weist einen sehr hohen Schmelzpunkt auf, seine Erweichungstemperatur liegt damit wesentlich höher als die bisher verwendeter Gläser. Ebenso ist das Silica-Material absolut unempfindlich gegen plötzlichen Temperaturwechsel. Diese hohe Hitze- und Temperaturbeständigkeit bringt es mit sich, dass der Kolbenmantel selbst bei Hochleistungsröhren verhältnismäßig klein gehalten und ausserdem auf jede zusätzliche Kühlung verzichtet werden kann, vorausgesetzt allerdings, dass die Röhren in senkrechter Stellung arbeiten.

Der hohe Schmelzpunkt des Silica-Stoffes erleichtert weiter den Evakuierungsprozess, da das Ausglühen (Entgasen) und das Pumpen bei bedeutend höheren Temperaturen vorgenommen werden kann als bei den Glaskolbenröhren. Die Bindung der Restgase  -  ebenso die Absorption von später während des Betriebes etwa ausbrechenden Gasen  -  erfolgt durch zirkonplattierte Molybdän-Anoden, die als kontinuierliches Getter wirken. Der sehr hohe Vakuumgrad der Silica-Röhren gestattet den Einbau thorierter Wolframkatoden, die eine stabile und hohe Emission und zudem grosse Emissionsreserve aufweisen und daneben einen im Verhältnis zur Röhrenleistung nur geringen Heizleistungsaufwand erfordern. Die Gefahr der thermischen Gitteremission, die bei nur strahlungsgekühlten Hochleistungsröhren in bevorzugtem Maße besteht, wurde durch eine spezielle Behandlung des Gittermaterials und einer besonderen Halterungs- und Strebenkonstruktion weitgehend vermieden.

Die Streuwerte der Röhren innerhalb eines Typs sind so minimal, dass sie praktisch keine Bedeutung haben. Ersatzprobleme, wie beispielsweise ein Nachstimmen der Schwingkreise bei Röhrenwechsel, gibt es nicht.

Von Bedeutung ist ferner, dass sich die Silica-Röhren beliebig oft reparieren lassen, wobei die Kosten ungefähr 60 % der Listenpreise betragen. Nach der Reparatur besitzen die Röhren wieder ihre ursprüngliche Originalleistung und ihre volle Lebensdauer.

Die Silica-Röhren werden ohne Sockel gebaut, die Elektrodenzuführungen sind in Glashälsen eingeschmolzen. Abmessungen und Gewicht der Röhren sind sehr viel geringer als bei den entsprechenden leistungsgleichen Glaskolbentypen.

Zur Zeit bringt Mullard fünf Silica-Senderöhren heraus, die in der nachstehenden Übersicht zusammengestellt sind. In den Typenbezeichnungen bedeuten die Buchstaben

      T = HF-Leistungstriode,
      Y = thorierter Wolframfaden und
      S = Silica-Ausführung.

Die erste Zahl gibt die annähernde Anodenspannung in Kilovolt an, die Zahl hinter dem Querstrich die ungefähre Anodenverlustleistung in Watt.

(Quelle: FUNK-TECHNIK Nr.2/1949 Seite 40: "Silica-Röhrentechnik")

Copyright © 2016Franz Hamberger, Berlin, Germany

RCA   814	RCA   860