Historische lampencollectie
B&G Histlampcol De historische radiolampen collectie van Beeld en Geluid.
Onderstaand stuk beschrijft een twintigtal radio ontvang- en zendlampen/ buizen 1) uit de collecties van Beeld en Geluid. De geselecteerde objecten illustreren de ontwikkeling van een technologie die het vroegtijdige ontstaan van de omroep in Nederland heeft mogelijk gemaakt
Radio-omroep dankt zijn ontstaan aan de uitvinding van de “radiolamp” (1). Met de radiolamp kon het benodigde zendervermogen worden opgewekt en gemoduleerd en ontvangers worden geconstrueerd waarmee die zenders met een bescheiden antenne ook op een grote afstand konden worden beluisterd. De eerste lampen waren trioden. De drie elementen waren: een gloeidraad (elektronen emissie) een rooster (het “sturende” element) en een “anode” of “plaat” waarvan het versterkte (ontvanglamp) of het opgewekte signaal (zendlamp) kon worden afgenomen Aan de triode lagen twee basis uitvindingen ten grondslag: • De diode van de Engelsman Fleming ( gloeidraad en anode;thermische elektronen emissie en eenzijdige stroomdoorgang / gelijkrichting) • De triode (“Audion”) van de Amerikaan De Forest (diode plus het “sturende” rooster). In Amerika waren in de periode augustus 1915 tot april 1917, radiolampen in beperkte mate voor amateurs te koop. Vroege Amerikaanse fabrikanten van radiolampen voor deze “open markt” hadden te kampen met juridische problemen wegens vermeende octrooi inbreuken. Claims kwamen zowel van de zijde van De Forest als van Fleming. Maar zelfs De Forest moest wegens claims van de zijde van Fleming na verloop van tijd de lampenproductie staken Pas omstreeks 1920 werden deze problemen via ingewikkelde uitruil procedures opgelost Dit is wellicht één van de redenen waarom in Amerika de Omroep pas aan het einde van 1920 van de grond kwam. In Nederland waren geen triode octrooien. Dit maakte het voor Philips en Pope mogelijk om reeds in het voorjaar van 1918 trioden van Nederlands fabrikaat op de markt te brengen.
De eerste ontwikkelingen De triode lamp was reeds in 1907 uitgevonden maar ontwikkelde zich aanvankelijk traag. De voornaamste toepassing was bij lange telefoonlijnen waarbij de lamp als versterkend element werd ingezet ter compensatie van de in de lijnen optredende verliezen. In de laatste fase van de Eerste Wereldoorlog kwam de ontwikkeling, ter wille van militaire communicatie, in een stroomversnelling. Kleine telefonie zenders en ontvangers met lampen werden een tactische factor bijvoorbeeld voor de onderlinge communicatie tussen tanks. De technologie voor de massa fabricage en de toepassing van radiolampen werd in geheime researchprojecten in hoog tempo tot ontwikkeling gebracht. In de oorlogvoerende landen werden op grote schaal radiolampen geproduceerd. Boven vermelde octrooi problemen werden te dien einde, voor de duur van de oorlog, opgeschort. Nederland stond buiten deze ontwikkeling. Niettemin is men hier destijds niet geheel zonder kennis gebleven. De belangrijkste bron was ongetwijfeld de lampen die in de korte periode 1915-begin 1917 vrijelijk op de Amerikaanse markt te koop waren en op een of andere manier hun weg naar ons land vonden. De door Cunningham gefabriceerde RadioTron en de hiervan afgeleide Moorhead lamp (zie Tabel) vormen ongetwijfeld het belangrijkste voorbeeld. De fabricage van radiolampen berustte aanvankelijk geheel op de techniek zoals die ook voor gloeilampen werd gebruikt met als verschil dat er in de ballon nu behalve de gloeidraad ook nog een “rooster” en een “plaat” moesten worden onder gebracht. De basis constructie van een gloeilamp wordt gevormd door de z.g.n. “kneep”. Dit is een massief stukje glas waardoor- via twee kleine stukjes insmeltmetaal- de toevoerdraden voor de stroom met de gloeispiraal worden verbonden en dat voor een luchtdichte afsluiting zorgt 2) .De trioden van het type RadioTron hadden een buisvorm met aan elke zijde een “kneep”. Dit was ook de vorm van de eerste generatie Nederlandse radiolampen..
De eerste Nederlandse radio lampen en wat daaraan vooraf ging.. In het najaar van 1917 begint het Philips Natuurkundig Laboratorium een onderzoek naar de fabricage van triode lampen. Zij was daartoe op een informele wijze aangezet door de destijds eerste en enige Eindhovense radio amateur Walter Kerssemakers, (2) De constructie van deze lampen, waarvan er in de periode 1918-1921 naar schatting 6000 zijn gemaakt, berust op een glasbuis waarin een elektroden systeem bestaande uit een V-vormige gloeidraad met ter weerszijden twee zig-zag gevormde roosters en twee vierkante anode plaatjes is onder gebracht. De elektroden zijn opgebouwd op twee glasknepen waarvan er één de gloeidraad draagt en de tweede de roosters en de anoden. Deze lampen werden bekend als Philips Ideezets. Zij speelden een sleutelrol in de pioniers fase van onze omroep. De voornaamste constructieve elementen van dit concept zijn terug te vinden in de lampen van de typen Audion/De Forest (de vlakke zig-zag roosters en vlakke anoden) ; AudioTron/Cunningham en Electron Relay /Moorhead (de buisvorm en de opbouw op twee glasknepen) zoals die in de periode 1915 tot april 1917 in beperkte mate voor Amerikaanse radio amateurs te koop waren. 3) Philips voegde hier een belangrijke verbetering aan toe. Na het evacueren werd een kleine hoeveelheid van het edelgas argon in de lamp gebracht. De gevoeligheid als detector voor radiogolven werd hiermee aanzienlijk verhoogd. 4) Voor het ontstaan van de omroep was de “zachte” (laagvacuüm) lampdetector met “terugkoppeling” uitermate belangrijk. Een ontvanger met één enkele lamp en een relatief bescheiden antenne maakte ontvangst van de zender van Idzerda PCGG in een straal van enkele honderden kilometers mogelijk. Lampdetectoren met een argon vulling maakten later ook in Amerika opgang. Philips verkreeg er een Amerikaans octrooi op. (3). Er was einde 1917 nog een tweede plek in Nederland waar aan de fabricage van triodes werd gewerkt. De gloeilampen fabriek Holland te Utrecht sloot een contract onder geheimhouding met de Genie voor het namaken van een lamp van het type EVN 94 die in een geïnterneerd Duits watervliegtuig was aangetroffen (4). Het kan niet worden uitgesloten dat de Philips Ideezet geheel onafhankelijk tot stand kwam. Maar zoals boven reeds werd aangestipt waren er tijdens de Eerste Wereld Oorlog radio lampen Nederland binnen gesijpeld. • De- latere- zendamateur Van Lin PA0BL woonde in Venlo en werkte bij een gloeilampen fabriek. (Pope?). Hij ontving in 1915 een “Amerikaanse laagvacuüm lamp” en slaagde erin enige goed werkende replica’s te maken.(5) • De Electro Technische student G.B.C.A.Roes te Dordrecht was in 1917 in het bezit van een De Forest Audion (6) • Radio pionier L.Bakhuis krijgt in 1916 van Telefunken Directeur Hans Bredov een laagfrequentversterker met lampen van het type EVN 94 cadeau.(7) • Idzerda laat (vermoedelijk omstreeks eind 1917) Allard van de Tilburgse gloeilampen fabriek MELIOR proeflampen maken. Een Moorhead Electron Relay diende als voorbeeld. Het Nederlandse publiek kon in Maart 1918 voor het eerst kennis maken met het fenomeen radiolamp. Op de eerste Nederlandse radio tentoonstelling in de zalen van de Haagse Dierentuin demonstreerde de Bredase technicus Leonard Bal een met een radiolamp werkende ontvanger.5) Waar deze lampen vandaan kwamen is nooit met absolute zekerheid vastgesteld Zijn zoon Leonard Bal junior te Lelystad heeft in het recente verleden meerdere malen geponeerd dat zijn vader er de uitvinder van was (8) en dat de later door Philips via Idzerda in de handel gebrachte Philips Ideezet lampen van de Bal lamp waren afgekeken. Dit is niet waarschijnlijk. Uw auteur heeft door het bestuderen van ruim zestig door Philips geproduceerde buislampen geconstateerd dat Philips vóór de introductie in Mei 1918 van de Philips Ideezets een aantal honderden, voor proef geproduceerde, buislampen naar buiten heeft gebracht. Hiervan zijn er naar schatting ook enkele tientallen in het bezit van Leonard Bal Senior gekomen. (9) Een dergelijke door Philips geproduceerde buislamp met een stempel “Bal-Breda Afd. Radio” bevindt zich in de collecties van Beeld en Geluid. De latere Ballampen werden door Pope in Venlo gefabriceerd. De constructie van de bij Pope gefabriceerde Ballampen is behoudens kleine details gelijk aan die van de Philips exemplaren. In tegenstelling tot de gang van zaken bij Philips is ons van het tot stand komen van de Pope-Bal lampen tot op heden niets met zekerheid bekend geworden. Opmerkelijk is wel een drietal buislampjes met bajonet fittingen die door Idzerda in 1940 aan het Postmuseum werden geschonken en die nu deel uit maken van de Collecties van Beeld en Geluid. Twee hiervan zijn Philips fabrikaat en één ( zie tabel) draagt het firma stempel van Pope in Venlo.(maar geen- zoals bij de overige ons bekende Pope lampen- stempel van Bal Breda!) Van de Philips lampjes weten wij uit de met handgeschreven fabricage nummers op een glaskneep dat ze uit de ontwikkelingsfase (ca. november 1917 tot april 1918) vóór de komst van de Philips Ideezets dateren (9a). Buislampen voor ontvangst met bajonet fittingen zijn voor zover ons bekend nooit op de open markt geweest en zijn ook nooit verder door Idzerda gebruikt. Het feit dat hij deze lampen heeft bewaard zou er op kunnen duiden dat hij heeft gemeend dat we hier te maken hebben met een namaak door Pope. In zij memoires maakt hij daar ook gewag van.( 9b)
De eerste zendlampen. Reeds in Maart 1919 demonstreerden Idzerda en Philips op de Utrechtse jaarbeurs een wederzijdse radio- telefonie verbinding over een afstand van 1200 meter. De zender stond op het Vredenburg en de ontvanger op het Lucas Bolwerk. (10a). De constructie van de eerste door Philips hiervoor gefabriceerde zendlampen berustte op dezelfde principes als de buisvormige ontvanglampen en was gebaseerd op opschaling. Zendlampen moeten vermogen kunnen leveren en dientengevolge hoge spanningen en stromen kunnen verdragen. Ze werden hoog vacuüm gepompt. De jaarbeurszender- en vermoedelijk ook de zender waarmee Idz eind 1919 zijn eerste omroep programma’s uitzond- werkten met twee van deze trioden in een parallelschakeling.(10b). De buisvormige zendtrioden hadden een maximum anode-dissipatie van enkele tientallen watts. Voor grotere vermogens werd het concept van de buisvorm verlaten en ging men, ter wille van mechanische sterkte bij een hoog vacuüm, over tot grotere bolvormige lamp constructies. De Philipszendtriode Z3nr.5368 is hiervan een voorbeeld. Reeds spoedig diende zich de behoefte aan voor zendlampen voor vermogens van enkele kilowatts. Koeling van de anode door warmtestraling was dan niet meer voldoende.Er moest op koeling door middel van water worden overgegaan. Dit bracht het probleem met zich mee dat er glas aan metaal moesten worden gelast. Nr. 8782CM is een experimentele zendbuis waarbij warmte wordt afgevoerd door verdamping van water en waarbij Philips er- wellicht voor het eerst- in slaagde om een vacuümdichte doorvoer van een metalen pijp door een glaswand te bewerkstelligen. Hiervoor was chroomijzer geschikt bevonden. Dit alliage vertoont een goede hechting aan glas maar heeft ook nagenoeg dezelfde uitzettingscoëfficiënt. Naar verluidt was de ontdekking van het chroomijzer een toevalstreffer. Nat. Lab directeur Gilles Holst merkte bij een bezoek aan een glasblazerij op, dat sommige glasblazers moeite hadden om het werkstuk van de glasblazerspijp los te krijgen. Deze pijpen hadden een chroomijzeren einde!. Zie ook lampkoeling. Bij de later ontwikkelde watergekoelde zendlampen vormt de koperen anode een deel van de geëvacueerde ballon van de lamp. De anode moest aan het glazen deel van de ballon worden gelast. Een directe lasverbinding tussen koper en glas is niet mogelijk. Hiervoor werd het koper eerst aan een flens van chroomijzer gelast die dan weer met het glasdeel van de ballon werd verbonden. Ook de koperen doorvoeren voor de gloeidraad en het rooster door de glasballon werden op deze wijze gemaakt. Zendlampen van dit type maakte het reeds in het midden van de jaren ’20 van de vorige eeuw mogelijk om zenders met een vermogen van enkele tientallen kilowatts te bouwen. Voor de Omroep betekende dit het einde van de pioniersfase.
Latere buislamp fabrikanten uit de pioniers fase:Heussen en Erbee Begin 1920 zijn er naast de Philips en Pope lampen nog tweetal buisvormige laagvacuüm lamp-detectoren in de handel geweest . Beide hadden een cilindrisch elektroden systeem. De Arnhemse lichtlampen fabriek Heussen bracht het type LVB (11a,b,c). Het tweede type werd geadverteerd onder de naam ERBEE. Hetgeen stond voor Radio Bussum zijnde de firma die de lamp in de handel bracht. De lampen werden naar verluidt gefabriceerd door de reeds eerder genoemde gloeilampen fabriek Holland te Utrecht (12a,b).
Tabel: Geselecteerde historische triode-lampen uit de Collecties van Beeld & Geluid.
Inv. nr. Vindpl. 3.09 Omschrijving Documentatie Bijlage 08377CM 10A4 RadioTron (Cunningham) B&G 08247-08377CM 1 Geen 12A5 Electron Relay (Moorhead) Reg Am-Jap 2 08253CM 10A4 Philips Ideezet Buislmast mei 2010 3a/b geen Grote doos 1-6 Telefunken EVN171 B&G lampen in dozen 4 2803 Holland-Genie B&G-Holland 5 08247CM 10A4 Proefl Alard Melior B&G 08247-08377CM 1 10078 12A5 Philips nr.14 Buislmast mei 2010 3a/b 9075 12A5 Philips-Bal Buislmast mei 2010 3a/b 08248-08249CM Philips proeflamp Reg Philipsproef 3c 8260-8261CM 10ª4 Philips bajonet B&G 8260-8261CM
Reg Philips Bajonet 6
6 Geen 10ª4 Pope bajonet B&G Popebajonet Reg Bal 7 8 9079 12ª5 Pope-Bal Buislampen*; Reg Bal 8 9081 12A5 Heussen Buislampen*; Reg Heussen 9 9084 12ª5 Erbee Buislampen*; Reg Erbee 10 8262CM Philips Generatorlamp. B&G 8262CM 11 5368 Philips zendlamp. Z III B&G 5368 12 8782CM Experimentele zendlamp met waterkoeling B&G 8782CM 13 8239 (4.10) 11B4 Watergekoelde zendlamp MA12-15 -
*Map “Buislampen”
1) Wij gebruiken “lampen “ en “buizen” door elkaar. De eerste ontvanglampen hadden evenals gloeilampen een wolfram gloeidraad die bij stroomdoorgang oplichtte. Ter vermindering van de gloeistroom construeerde men later lampen met gloeidraden die de benodigde elektronen emissie reeds bij een veel lagere temperatuur vertoonden en dus nog nauwelijks nog licht verspreidden. Men ging van “buizen”spreken. Voor zendlampen voor groot vermogen bleven lichtgevende gloeidraden in gebruik.
2) Voor het insmelt metaal werd lange tijd platina gebruikt. De uitzettingscoëfficiënt hiervan is gelijk aan die van glas. Philips gebruikte hiervoor een ijzerlegering met een koperen mantel. Dit metaal (“fecuma”) heeft een rode kleur en geeft een duidelijke aanwijzing naar het fabrikaat. De overige Nederlandse fabrikanten uit die tijd (Pope, Heussen ) gebruikten platina (met het uiterlijk van blank metaal). 3) De constructie van de Philips (en de Bal-) lampen was eenvoudiger. In tegenstelling tot Cunningham e.d. werden zowel de einden van de gloeidraad als mede de topsteun voor de gloeidraad door dezelfde kneep gedragen. De gloeidraad- en de anode-rooster kneep konden nu apart worden gemonteerd om pas daarna in elkaar te worden geschoven 4) De eerste radiolampen werden vervaardigd door gloeilampfabrieken. Het vacuüm pompen geschiedde met een installatie zoals die ook voor gloeilampen werd gebruikt.. Het vacuüm was laag; er bleven luchtresten in de lamp achter. De luchtresten hechtten zich aan de metaaldelen van het elektrode systeem waardoor het vacuüm toenam en de eigenschappen van de lamp veranderden. Dit werd ondervangen door een propje asbest in de lamp aan te brengen. De aan het asbest gehechte lucht kon met het vlammetje van b.v. een sigaren aansteker worden vrij gemaakt Laagvacuüm lampen werkten als detector bij een relatief lage anodespanning en waren gevoelig. Dit was een aantrekkelijk punt. Philips pompte de lampen eerst hoogvacuüm.Het vacuüm werd weer verlaagd door het invoeren van argon. Laagvacuümlampen met argon waren constanter. “Laagvacuüm” en “hoogvacuüm” zijn begrippen die vaak nogal wat verwarring zaaien. Laagvacuüm lampen die met opzet zo zijn gemaakt om gunstige detectie eigenschappen te verkrijgen hebben een vacuüm van circa 2,5.10minus 2 mm kwik. Bij de Philips Idz’s werd dit in de vorm van argon na het hoogvacuüm pompen van de lamp ingebracht. Laagvacuüm lampen die op een eenvoudige gloeilampen installatie werden vervaardigd hadden vermoedelijk ook een dergelijk vacuüm. Dit type lampen functioneerden bij anode spanningen van 25 tot 30 volt. Bij hogere spanningen begon de lamp door ionisatie van het gas te “blauwen” De werking was dan niet goed meer en leed de lamp bovendien schade door bombardement van de gloeidraad door gas ionen . In een goede hoogvacuüm lamp spelen ionen in principe geen rol en functioneert de lamp alleen door elektronen emissie. Het vacuüm is dan tenminste 10.minus 5 mm kwik of beter. 5) Er moet overigens wel duidelijk worden vastgesteld dat Bal’s demonstratie groot respect verdient! Van de technologie van het gebruik van lampen in ontvangschakelingen was mede door toedoen van de militaire toepassingen hier destijds nog weinig bekend geworden. Het feit dat Bal er ook in was geslaagd om een werkende “terugkoppeling” aan te brengen verhoogt de waarde van zijn demonstratie des te meer.
6) Een tweede exemplaar berust bij het Museum Jan Corver te Budel.
Referenties. (1) Pieter.M.Bakker, “Hanso Idzerda, Grondlegger van de Omroep” Aether nr.93 p.18 (oktober 2009) (2) Pieter M.Bakker, “Over de herkomst van de eerste Nederlandse radiolampen” Radio Historisch Tijdschrift
jrg.21 nr.4 p.100-103 (nov.1998)
(3) Amerkaans Patent 1.552.606 Ingediend 4-11-1921 Verleend 8-9-1925. Uitvinders: Gilles Holst en Ekko
Oosterhuis Philips Gloeilampenfabrieken te Eindhoven. ‘Electron-discharge device’
(4) P.C.Tolk, ‘Verslag der proefnemingen’ december 1917-april 1919 p.10: (Museum voor communicatie) (5) “PAoBL op z’n praatstoel!” VUKA Nieuws jrg.2 nr.6 p.114 15 juni 1936) (6) Maandblad voor telefonie en telegrafie jrg.3 nr.10 p.322 (1 april 1917) Vragenrubriek. J.C(orver) ‘Op uw
vraag betreffende gebruik van een Forest-audion wordt nader teruggekomen.’ De vraag was van G.R. te D . NVVR ledenlijst 17 maart 1918 vermeldt G.B.C.A.Roes El.techn. student Singel 91 Dordrecht.
(7) J.Corver, “De eerste lampen in amateurhanden” Radio Bulletin 1954 nr.1 p. (8) De Telegraaf 10 april 1999 (9a) Pieter M.Bakker, Peter den Boer en Frans Driesens, “De ontwikkeling van de Philips en de Philips-Ideezet
buislampen” Radio Historisch Tijdsschrift jrg. 32 nr.2 p.69 (juni 2009)
(9b) H.H.S. à Steringa Idzerda, Radio 1929-1919-1914’ in ‘Vijf jaar radio, uitg. Engers & Faber Amsterdam z.j. (1924-1929) p.87-112. (10a) C, ‘Van de jaarbeurs. Draadlooze telefonie in Nederland’ RN jrg.2 nr.4 p.98 (1 april 1919). (10b) RE jrg.7 nr.11 p.217 (15 maart 1929) “Tien jaar omroep in Nederland” (10c) Ir. J.P.Heyboer, “Zendbuizen “. Amsterdam 1946 (11a) A.Mulder, “De drie electrodenbuis in opkomst 2. Matthias Heussen en het audion”
