VCL11 & VY2 - Ersatz im DKE

 

Für viele Radiosammler zählt der DKE (Deutscher Klein-Empfänger), wie auch die verschiedenen VE-Modelle, als Pflicht-Sammelstück. Wie auch bei der End- und Gleichrichterröhre beim VE sind auch beim DKE die Röhren heiß gesuchte Mangelware. Die Ausfallrate der VCL11 wie auch der VY2 scheint hoch zu sein. Emissionsschwäche und Fadenbruch kommen häufig vor, bei der VY2 ist oft das Katoden-Anschlussbändchen in der Röhre abgeschmolzen, als Folge von Kurzschluss durch defekten Elko, fehlendem Schutzwiderstand und viel zu starker Absicherung. Wegen der Knappheit der Röhren VCL11 und VY2 stellt sich die Frage nach brauchbaren Ersatzröhren. Nachfolgend wird untersucht und beschrieben, welche möglichst gut erhältlichen Röhren als Ersatz geeignet sind und welche Maßnahmen zu deren Anpassung erforderlich sind.

Ausgangslage: alle Tests wurden an einem Gerät ausgeführt, welches original in der Schaltung „DKE38 normal“ ausgeführt ist, mit Siebdrossel und festem Katodenwiderstand. 

Hierzu wurden obligatorisch folgende Änderungen vorgenommen:
Es wurde der Strombegrenzungswiderstand R9 (470 Ω, 2W) eingebaut, der in jedem DKE nachträglich eingebaut werden muss, um die Katode der Gleichrichterröhre zu schützen und zu schonen.

Die Netzsicherung wurde auf 100 mA festgelegt für die original- V- Röhrenbestückung, für Röhren mit höherem Heizstrom wird sie entsprechend vergrößert.

Entsprechend einer vorausgegangenen Kondensator-Erneuerung wurden die C-Werte nach der Normreihe festgelegt.
Der gemeinsame Katodenwiderstand R6 wurde mit 322 Ω vorgefunden und gerundet nach Normreihe auf 330 Ω festgelegt. Dieser Widerstand blieb bei allen Tests erhalten. Die Anpassung der Endsysteme auf den Anodenstrom der VCL11 von 12 mA erfolgte durch Herabsetzung der Schirmgitterspannung mittels Vorwiderstand.

Weitere allgemeine Änderungen:

die Originalbeschaltung zum Gitter 1 des Endsystems ist nicht in jedem Fall sicher gegen Schwingneigung und der Gitterableitwiderstand R5 ist mit 1,5 MΩ zu hochohmig. Daher wurden R4, R5 und C5 sowohl in den Werten wie auch in der Anordnung geändert.

 Original Schaltung des DKE

 

Zu den alternativen Röhrensätzen:

Erste Wahl: UCL11 und UY2

Optisch unterscheiden sich die Röhren UCL11 und UY2 kaum von den Röhren VCL11 und VY2. Sie sind als Ersatz bestens geeignet und können „mechanisch“ direkt ausgetauscht werden. Elektrisch bestehen besonders bei der UCL11 große Unterschiede, die sich jedoch anpassen lassen. Die UCL11 ist gut erhältlich, leider ist die UY2 nicht so häufig zu finden. 

Anpassung Heizung

Zunächst sind die Heizdaten unterschiedlich. Die V- Röhren sind für einen 50 mA- Serien- Heizkreis ausgelegt, während die U- Röhren für 100 mA - Serienheizung vorgesehen sind. Man kann, wie schon zuvor die V- Röhren, auch die UCL11 und UY2 über einen Vorwiderstand an 230 V betreiben. Dieser muss entsprechend der untenstehenden Tabelle 1440 Ω haben und setzt 14,4 W Leistung in Wärme um, also nicht gerade wenig. Möglich wäre, zu dem vorhandenen Vorwiderstand noch einen weiteren Widerstand parallel zu schalten, um auf den geforderten Wert, bzw. auf 100 mA Heizstrom zu kommen. 

Heizkreis- Vorschaltkondensator statt Widerstand

Eleganter wäre aber, statt eines Widerstands einen Heizkreis- Vorschaltkondensator einzusetzen. Laut untenstehender Tabelle sind die UCL11 und UY2 über einen Kondensator von 1,49 µF an 230 V zu betreiben. Man setzt kleinere Kondensator- Werte zusammen, bis genau 100 mA Heizstrom erreicht sind, z. B. 1 + 0,47 + 0,02 µF. Alle (Teil-) Kondensatoren müssen natürlich für 230 V ~ ( Wechselspannung ) oder minimal 630 V Gleichspannung ausgelegt sein.

Parallel zu diesem Kondensator liegt ein hochohmiger Widerstand, damit dieser Kondensator beim Abschalten nach einigen Sekunden entladen wird. Für Werte um 1 µF sind ca. 5 MΩ geeignet, bei C- Werten gegen 5 µF sind 1 MΩ richtig. Damit werden Spannungsspitzen beim Aus- und Wiedereinschalten verhindert und damit man an einem gezogenen Gerätestecker keinen Stromschlag erhält. 

Weitere Informationen zu diesem Thema sind in dem Beitrag „Kondensatoren für Serienheizkreise“ zu finden. 

Wegen des größeren Heizstroms der U- Röhren soll eine max. 200 mA Netzsicherung eingesetzt werden.

Das Bild DKE38N1 zeigt den geänderten Heizkreis mit dem 1,49 µF Vorschaltkondensator C12. Falls der originale Heizwiderstand des DKE defekt ist und man den Widerstandsdraht vom Keramikkörper entfernt, kann man diesen sehr gut als Lötstützpunkt für die Vorschalt-Kondensatoren verwenden. 

  DKE mit UY2 und UCL11.

Würde die Bezeichnung nicht auf den Röhren stehen, könnte man fast glauben, es wären die original Röhren VY2 und VCL11. 
Der Keramikkörper des Heizwiderstands, nun ohne Widerstandsdraht, dient als Träger des 1,49 µF Heizkreis- Kondensators (orange), ein ausgesuchter 1,5 µF- Kondensator mit Minus-Toleranz.  

Anpassung Anodenstrom

auch wenn sich die UCL11 optisch nur wenig von der VCL11 unterscheidet, so besteht ein großer Unterschied in der Sprechleistung, was sich in entsprechend unterschiedlichen Anodenstrom auswirkt. Mit 45 mA ist der Arbeitspunkt- Anodenstrom der UCL11 fast vier mal so hoch wie jener der VCL11 von nur 12 mA.

Daher muss der Anodenstrom der UCL11 gedrosselt werden, was sich durch Herabsetzung der Schirmgitterspannung erreichen lässt.

Hierzu muss ein 150 kΩ ¼ W Widerstand R7 vor das Schirmgitter geschaltet und mit einem Elko C9 von 0,47...2,2 µF / 250 V abgeblockt werden, wie im Schaltbild DKE38N1 zu sehen ist. 

Zusammenfassung Umrüstung des DKE38 auf den Röhrensatz UCL11 und UY2:

• neuer Heizkreis- Vorwiderstand 1440 Ω 15 W oder Heizkreis- Kondensator (C12) 1,49 µF 230 V AC ~ oder 630 V DC,

• Widerstand R7 von 150 kΩ ¼ W vor das Schirmgitter der UCL11, abgeblockt mit C9, ca. 1 µF, 250 V,

• Strombegrenzungswiderstand R9 mit 470 Ω, ca. 2 W vor Anode UY2,

• Netzsicherung F2 maximal 200 mA

 

UY4 statt UY2

Die UY2 ist natürlich die optimale Gleichrichterröhre bei der Umrüstung des DKE auf U- Röhren. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass diese Röhre nur selten zu finden ist.

Dagegen war die UY4 weiter verbreitet und war auch nach vielen Jahren noch günstig erhältlich. Optisch passt sie gut zur UCL11, aber von Nachteil ist jedoch der 8-polige Außenkontaktsockel. Hier muss entweder ein Zwischenadapter vorgesehen werden oder man lötet an die Kontakte der UY4 starre Drähte und verbindet diese mit einen alten 5-pol Außenkontaktsockel. Ein Heizkreis- Vorwiderstand muss 1350 Ω 15 W haben oder ein Heizkreis- Kondensator (C12) muss 1,52 µF 230 V AC ~ oder 630 V DC haben. 

Ansonsten ist die UY4 wie die UY2 zu betreiben . 

DKE mit UY4 und UCL11.

Der Einfachheit halber wurde die UY4 mit starren Drähten an den Kontakten in einen 5-pol Außenkontaktsockel gelötet.

 

 

 

Noval- Miniatur- und Rimlock- DKE- Ersatzröhren

UCL81:

Die Auswahl wird größer und die Preise werden günstiger, wenn man modernere Röhren als DKE- Ersatzröhren verwendet.

Die elektrisch günstigste Ersatzröhre der VCL11 ist hier die UCL81, die über einen Zwischenadapter anstelle der VCL11 eingesetzt wird und zusammen mit einer Gleichrichterröhre der UY-Serie betrieben wird. Hierzu kommen die Typen UY41 und UY85 in die nähere Wahl, wie auch die in Frankreich verbreitete UY92. Auch diese Röhren werden über Zwischenadapter anstelle der VY2 betrieben. Natürlich wäre auch hier die UY2 und UY4 verwendbar.

Anpassung Heizung

Wie schon bei UCL11 und UY2 hat man auch hier einen 100 mA- Serien- Heizkreis. Ein Vorwiderstand für UCL81 und UY41 müsste 1,6 kΩ und 16 W haben, oder ein Vorschaltkondensator von 1,45 µF, für die UY85 sind es 1530 Ω und 1,47 µF, für die UY92 wären es 1,44 µF.

Anpassung Anodenstrom

Wie schon bei der UCL11 muss auch bei der UCL81 der Anodenstrom mittels eines 82 kΩ Schirmgitter- Vorwiderstands R7 auf die 12 mA der VCL11 verringert werden. Dieser Widerstand, wie auch der kleine Abblock-Elko C9 kann sehr zweckmäßig auf dem Adapter untergebracht werden.

Es zeigte sich, dass vor das Gitter 1 des Endsystems ein Gridstopper- Widerstand R8 erforderlich ist, da sonst wilde Schwingungen entstehen. Hierzu wurden 4,7 oder 5,6 kΩ auf dem Adapter eingebaut. In den xCL11er Röhren befindet sich dieser Widerstand schon in der Röhre ! 

Der Zwischenadapter der UCL81 besteht aus einem Stahlröhrensockel und einer Novalfassung mit metallischem Abschirmkragen. Novalfassung und Stahlröhrensockel sind so zueinander auszurichten, dass der Verbindungsweg des G1 der Vorstufentriode so kurz wie möglich ist, wie auch die Anodenverbindung des Endsystems.

Wenn man den Adapter besonders solide bauen möchte, kann man ggf. die Novalfassung über Abstandsbolzen mit dem Stahlröhrensockel fest verschrauben. 

Um die Lötfahne des G1 der Vorstufentriode wird ein Abschirmblech eingebaut, das kapazitive Verkopplung zur Ausgangsanode verhindern soll.

Damit dieses Blech auch mit dem Katodenanschluss verlötet werden konnte, umschließt es auch den Anschluss des G2 und ist außerdem mit dem Mittelröhrchen der Novalfassung und dem Abschirmkragen verlötet. Mit starren Drähten werden die entsprechenden Verbindungen hergestellt. 

Ansicht des Adapters von UCL81, PCL81 oder ECL81 auf VCL11, - oben die Noval- Fassung, unten der Y8A- Stahlröhrensockel. Vorn sieht man den 5,6 kΩ Gridstopper- Widerstand R8. Rechts im Hintergrund sieht man einen Teil des Abschirmblechs.

Rückseitige Ansicht des Adapters. Im Vordergrund sieht man den Schirmgitter- Abblock-Elko C9, dahinter das Abschirmblech.

Anordnung des Abschirmblechs

 

 DKE mit UY92 und UCL81, beide über Zwischenadapter

Statt der UY92 sind praktsich alle UY- Typen geeignet, z. B. UY2, UY4, UY41 oder UY85. Heizung wieder über Heizkreis- Kondensator (nach Tabelle) 

 

DKE mit 12X4 und PCL81 über Zwischenadapter 

PCL81: 

Röhren der P-Serie wurden speziell für TV- Geräte mit 300 mA- Serien- Heizkreisen entwickelt und fast nur in diesen eingesetzt. Da sie für Radiosammler eher uninteressant sind, erhält man sie günstig und in Mengen.

Die PCL81 entspricht außer den Heizdaten 12,6 V / 300 mA völlig der UCL81, daher muss auch eine Gleichrichterröhre mit ebenfalls 300 mA eingesetzt werden.

Hierzu sind praktsich alle Typen der PY-Serie geeignet. Die meisten davon sind Booster- Dioden, wie die PY80, PY81, PY83 oder PY88, ausnahmsweise davon ist die PY82 als Netz- Gleichrichterröhre ausgewiesen.

Wie die PCL81 wird auch die PY8x über einem Adapter am Platz der VY2 eingesetzt. Die Typen PY80 und PY82 haben den Vorteil, keine Kappe für die Katode zu haben.

Diese PY8x- Typen sind alle mehr oder weniger überdimensioniert, mit jeder könnte man mehrere DKEs parallel betreiben, nur gibt es keine nenneswert schwächeren PY- Gleichrichterröhren.
Hier zum Test stand die nicht ganz so überdimensionierte 12X4 zur Verfügung, eine 12,6V / 0,3A- Version der 6X4 = EZ90. Auch die amerikanischen Typen 12Z3 und 1-V sind geeignet.

Für den Röhrensatz PCL81 + 12X4 ist ein Heizkreis- Vorschaltkondensator von 4,18 µF erforderlich, (für andere Gleichrichterröhren siehe Tabelle, bzw. „Kondensatoren für Serienheizkreise“ ).
Hierzu mussten zu dem orangefarbenen 1,5 µF Kondensator noch einige Werte hinzugeschaltet werden (nicht im Bild). Unbedingt wichtig ist, die Sicherung auf 400 mA zuerhöhen !
Ansonsten entspricht die PCL81-Schaltung völlig der UCL81-Schaltung.

ECL81:
Die ECL81 entspricht außer den Heizdaten völlig ihren Schwestern PCL81 und UCL81. Da diese ECL81 nun zur 6,3 V- E-Serie gehört und einen Heizstrom von 0,6 A hat, ist ein Betrieb im Serienheizkreis nicht mehr möglich. Stattdessen ist ein Heiztrafo erforderlich, der die 6,3 V Heizspannung liefert. Dazu gehört nun auch eine Gleichrichterröhre der E-Serie, deren Heizung in Parallelschaltung mit der ECL81 betrieben wird.

Passend dazu sind Gleichrichterröhren kleinerer Leistung besonders geeignet, z. B. die EZ41 oder EZ90 = 6X4, deren beiden Anoden parallel geschaltet werden. Natürlich sind auch die EZ40 oder EZ80 brauchbar. Ein besonders Highlight wäre eine Einweggleichrichterröhre EY91, sofern man eine findet.

Der Heiztrafo muss den Heizstrom beider Röhren liefern können. 

 

 DKE mit EZ90 und ECL81 über Zwischenadapter 

ECL113:

auch die Rimlockröhre ECL113 ist gut als VCL11- Ersatz geeignet. Sie hat sogar den Vorteil, keinen Schirmgitter- Vorwiderstand und Abblock-Elko zu benötigen, denn das Schirmgitter liegt direkt an der Anodenspannung. Die am besten passende Gleichrichterröhre wäre hier die EZ41, ansonsten gilt alles, was auch für ECL81 gilt.

 ECL11:

ähnlich der UCL11 kann man auch die ECL11 als VCL11- Ersatz verwenden. Sie passt optisch sehr gut und kann direkt anstelle der VCL11 eingesetzt werden.

Wie schon bei den anderen ECL- Röhren ist auch hier ein Heiztrafo für die 6,3 V Heizspannung erforderlich, wie auch eine schon oben erwähnte Gleichrichterröhre der E-Serie.

Ein 100 kΩ ¼ W Schirmgitter-Vorwiderstand R7 mit Abblock-Elko C9 sorgt für die Anpassung des Anodenstroms.

 

Tabelle für alternative Röhrensätze mit Heizspannungen Uf_V, Ströme If_A, Vorwiderstand Rv_ in Ω und Leistung in Watt P-Rv_W oder Heizkreis- Kondensator Cv_ µF in µF.

VCL11- Ersatz	Uf_V Heizsp.	VY2- Ersatz	Uf_V Heizsp.	Uf_V gesamt	If A	Rv Ω	P-Rv W	Cv µF
UCL11	60	UY2	26	86	0,1	1440	14,4	1,49
UCL11	60	UY4	35	95	0,1	1350	13,50	1,52
UCL81	39	UY41	31	70	0,1	1600	16	1,453
UCL81	39	UY85	38	77	0,1	1530	15	1,47
UCL81	39	UY92	26	65	0,1	1650	16,5	1,44
PCL81	12,6	PY82	19	31,6	0,3	661	59,5	4,19
PCL81	12,6	12Z3	12,6	25,2	0,3	683	61,4	4,18
PCL81	12,6	1-V / 6Z3	6,3	18,9	0,3	704	63,3	4,17