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Publication number: DEP0010609MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 13. Oktober 1953 Biekaamnitgeiraadht am 11. Oktober 1956Registration day: October 13, 1953 Biekaamnitgeiraadht on October 11, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich, auf ein elektrisches Entladungsgefäß oder einie elektrische Entladungslampe mit Dampf- und/oder Gasfüllung und einer kalten Kathode, welche als Hohlzyliinder mit im Innern befindlichem Ring gestaltet ist, dessen zentrale Öffnung die stabförmige Anode mit geringem Abstand durchtreten läßt, insbesondere zur Erzeugung von Kippschwingungen. Solche elektrischen Entladungsgefäße sollen insbesondere in Elekta>Weidezaungeräten, Anwendung finden,, die den Weidezaun periodisch unter Spannung setzen. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß zwecks Erzielung einer weitgehenden. Kondensatorentladung die Löschspannung des elektrischen Bntladüngsgefäßes möglichst niedrig liegen, und zur Erzielung einer genügenden Leistung der Unterschied zwischen Zünd- und Löschspannung möglichst groß sein muß. Es sind bereits Entladungsröhren mit Gasfüllung und, kalter Kathode bekanntgeworden, bei denen, die Kathode· zylindrisch gestaltet ist und im Innern einen quer gestellten Ring trägt, dessen zentrale Öffnung die stabförmige Anode mit geringem Abstand durchtreten läßt. Der hierbei erzielte Unterschied zwischen Zünd- und Löschspannung und die¹ Senkung der Löschspannung ist jedoch für manche Zwecke, insbesondere bei Kippglimmentladungsgefäßen, für Weidezäune, nicht ausreichend, Auch läuft der EntladungsvorgangThe invention relates to an electrical discharge vessel or an electrical discharge lamp with vapor and / or gas filling and a cold cathode, which is designed as a hollow cylinder with a ring inside, the central opening of which allows the rod-shaped anode to pass through at a small distance, in particular for Generation of tilting vibrations. Such electrical discharge vessels are intended to be used in particular in electrical fence devices that periodically energize the fence. For this purpose it is necessary that in order to achieve an extensive. Capacitor discharge, the extinction voltage of the electrical discharge vessel must be as low as possible, and the difference between ignition and extinction voltage must be as large as possible in order to achieve sufficient power. Discharge tubes filled with gas and cold cathodes have already become known in which the cathode is cylindrical and has a transverse ring inside, the central opening of which allows the rod-shaped anode to pass through at a small distance. The difference in this case reached between ignition and extinction voltage and the ^one lowering the erase voltage is, however, for some purposes, especially when Kippglimmentladungsgefäßen, livestock fence posts, insufficient also runs the discharge process

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nicht schnell genug ab. Die bisher bekannten Kathoden waren nicht ausreichend zerstäubungsfest, und die Zündspannung zeigte nicht die erforderliche Teatnperatiirünabliängiigicait. . Die gestellten. Forderungen werden, bei der elektrischen, Entladungsrohre bzw. -lampe nach der Erfindung, die ebenfalls von einer ho-hlzylindrischen Kathode mit: im Innern, des Hoh.lzylind.ers befindlichem Ring Gebrauch macht, dessen, zentrale ίο Öffnung die stabförmige Anode mit geringem Abstand, durchtreten läßt, dadurch, erfüllt, daß dieser Ring aus einer besonders eingesetzten, inhomogen und. porös gesinterten Lochscheibe besteht, die in ihren Poren Aktivieirungsstoffe aufnehmen kann,. Dabei beträgt der Abstand zwischen der stabförmigen Anode und, der Öffnung in der Lochscheibe weniger als 2 mm. Durch die Ausbildung der Lochscheibe aus aimiem inhomogenen und porösen Material wird erreicht, daß die zunächst einsetzende Glimmentladung leichter in eine Bogenentladung umschlägt und, zugleich auch! die Löschspannu.ng erniedrigt ward. Zwar sind bei Entladungsröhren schon Elektroden aus gesintertem Metall bekanntgeworden, jedoch ohne daß auf eine Porosität besonderer Wert gelegt wurde. Man hat vielmehr durch Weiterbearbeitung, z. B. Walzen, und insbesondere durch aufgebrachte Überzüge für besondere Dichtheit solcher Elektroden gesorgt.not off fast enough. The previously known cathodes were not sufficiently resistant to sputtering, and the ignition voltage did not show the required performance. . The posed. Requirements are, with the electrical, discharge tubes or lamp after the Invention, which is also based on a wooden cylindrical Cathode with: inside, the hollow cylinder makes use of the ring located, its, central ίο opening the rod-shaped anode with a small distance, can pass through, fulfilled that this ring is made of a particularly used, inhomogeneous and. consists of porous sintered perforated disk, which can absorb activating substances in its pores. The distance between the rod-shaped anode and the opening in the perforated disk is less than 2 mm. Due to the formation of the perforated disk from aimiem inhomogeneous and porous material is achieved that the glow discharge that starts at first more easily into an arc discharge turns over and, at the same time! the erasing voltage was humiliated. It is true that discharge tubes already have electrodes made of sintered material Metal has become known, but without particular importance being attached to porosity. One has rather by further processing, e.g. B. rollers, and in particular by applied coatings for special tightness of such electrodes is ensured.

Die Inhomogenität und Porosität der vo'rgeschlagenen Kathodenlochscheibe wird beispielsweise dadurch erzielt, daß Metallpulver, vorzugsweise Nickelpulver, in bekannter Weise gepreßt und, gesintert wird, jedoch unterläßt man, jegliche Nacharbeit oder Überzüge, die die Porosität in Frage stellen könnten. Die Kathodenlochscheibe ist zweckmäßig etwa in halber Höhe des Kathodetiblechzylinders angeordnet und durch Ankörnungen des Blechzylinders gegen Verschieben in diesem festgelegt. Eine solche Befestigung der gesinterten Kathodenlochsoheibe ist einfach, und, schnell ausführbar, da ja ein Schweißen wegen der schlechten Schweißbarkeit eines Sinteirkörpers nicht in Frage kommt. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, die Kathodenlochscheibe auf beiden Scheiibenflächen durch Aufpinseln einer Caesium-Chlorid-Lösung zu aktivieren. Die Caesiium-Cblo'rid-Lösung seigert in den porösen Sinterkörper ein, so daß genügend, Aktivierungsstoff für mehr als ίο⁷ Zündungen zur Verfügung steht. Bei einer Kippglimm.la.mpe für eine Zündspannung von, 300 bis 350 Volt wird das Einbrennen der Lampe so lange durchgeführt, bis die Lampe an, 300 Volt nicht mehr zündet, andererseits aber die Zünd,-spannung 350 Volt nicht überschreitet. Zur Erzielung einer definierten; Zünd- und Löschspannung ist die genaue Zentrierung der Anode innerhalb der Öffnung der Kathodenlochscheiibe erforderlich. Zu diesem Zweck ist der Kathodenblechzylinder durch mindestens zwei Haltestützen an dem Lampenfuß befestigt. Als Anode ist vorteilhaft ein Nickeldraht oder -stift vorgesehen, der ebenfalls genau zentriert durch, die zentrale Öffnung der Kathodenlochscheibe hindurchgreift und eine glatte Oberfläche aufweist, so daß Zerstäubungs- j f und Spratzteilcheih, der Kathode sich, nicht an der Anode festsetzen und, etwa, den engen ringförmigen Spaltraum zwischen, der Bohrungswand der Kathodemschieibe und dem Anodenstift überbrücken und so etwa einen schädlichen, Kurzschluß her-, stellen können. Als Füllgas kann. Argon, mit einem Fülldruck von etwa 60 bis 150 Torr verwendet werden. Als günstig hat: sich bei einer Kippglimmlampe für eiraie Zündspannung von etwa 350 Volt ein Argon-Fülldruck von etwa 120 Torr¹ und für etwa 150 Volt Zündspannung ein Argon-Fülldruck von etwa 90 Torr erwiesen. Um bei jeder Blickrichtung auf die Glimmlampe erkennen zu können, ob- diese ordnungsgemäß arbeitet, ist der lichtdurchlässige Röhrenkolben, mattiert, damit durch die Reflexion des, mattierten Glaskolbens die Lichtausstrahlung der Entladungen, an jeder Stelle des Kolbens beobachtet werden kann.The inhomogeneity and porosity of the proposed cathode perforated disk is achieved, for example, in that metal powder, preferably nickel powder, is pressed and sintered in a known manner, but any reworking or coatings that could question the porosity are omitted. The perforated cathode disk is expediently arranged approximately at half the height of the cathode sheet cylinder and is secured against displacement in the sheet metal cylinder by means of grains in the sheet metal cylinder. Such a fastening of the sintered cathode hole plate is simple and can be carried out quickly, since welding is out of the question because of the poor weldability of a sintered body. It has proven to be particularly advantageous to activate the cathode perforated disk on both disk surfaces by brushing on a cesium chloride solution. The Cesiium-Cblo'rid solution segregates into the porous sintered body, so that sufficient activating substance is ^{available for more than ίο 7} ignitions. With a Kippglimm.la.mpe for an ignition voltage of .300 to 350 volts, the lamp is burned in until the lamp at .300 volts no longer ignites, but on the other hand the ignition voltage does not exceed 350 volts. To achieve a defined; The precise centering of the anode within the opening of the perforated cathode disk is necessary for the ignition and extinction voltage. For this purpose, the cathode sheet cylinder is attached to the lamp base by at least two holding supports. A nickel wire or pin is advantageously provided as the anode, which is also precisely centered through the central opening of the perforated cathode disk and has a smooth surface so that atomizing and spattering particles of the cathode do not stick to the anode and, for example, bridge the narrow annular gap between the bore wall of the cathode disk and the anode pin and thus produce a harmful short circuit. Can be used as filling gas. Argon, with a fill pressure of about 60 to 150 torr. The following has proven to be favorable in a glow lamp for an ignition voltage of approximately 350 volts, an argon filling pressure of approximately 120 Torr ¹ and an argon filling pressure of approximately 90 Torr for an ignition voltage of approximately 150 volts. In order to be able to see whether the glow lamp is working properly when looking at it, the translucent tube bulb is matted so that the light emission of the discharges can be observed at every point of the bulb through the reflection of the matted glass bulb.

In der Zeichnung¹ ist ein Ausführungsbeispiel iner elektrischen Entladungsröhre bzw. -lampe nach der Erfindung bei teilweise weggeschnittenem Glaskolben dargestellt.In the drawing ¹ , an embodiment of an electrical discharge tube or lamp according to the invention is shown with the glass bulb partially cut away.

Die Kathode 1 besteht aus einem Blechhohlzylinder¹ 2 und einer gesinterten Lochscheibe 3, die in den Hohlzylinder etwa bis in die Mitte des Zylinders hineingedrückt ist, so> daß sie dort in einer Radialebene des Zylinders angeordnet ist. In seiner Lage innerhalb des Blechzylinders 2 ist die Kathodenscheibe 3 durch Ankörnungen, 4 des Blechzyliinders oberhalb und unterhalb der Lage der Lochscheibe festgelegt, Die Kathodenlochscheibe 3 besteht aus gepreßtem und danach ge;-sintertem Nickelpulver von hoher Porosität und' Inhomogenität, In der Mitte weist die Lochscheibe 3 eine Öffnung 5 auf, durch welche der Anodenstift 6 hindurchgreift. Dieser besteht aus einem Nickeldraht von, glatter Oberfläche. Die Kathodenlochscheibe 3 ist mit einem Aktivierungsstoff versehen, indem auf beide Scheibenflächen eine Caesium-Chlorid-Lösung aufgetragen- ist. Infolge der Porosität der gesinterten Kathodenscheibe kann genügend Caesium-Chlorid: in, die Scheibe einseigern. Der Kathodenblechzylinder 2 ist durch zwei Haltestützen 7 an dem Röhrenfuß 8 befestigt und ist daher in. einer stabilen Lage gehalten. Der Anodenstift. 6 ist genau zentriert in der Mitte des Loches 5 der Kathodeinscheibe 3 angeordnet, um genau definierte Zünd- und Löschspannungen, zu erreichen. Der Ringabstand. zwischen dem Anodenstift 6 und der Ka.thod.ensch.eibe 3 ist zur Verringerung der Zündspannung nur sehr gering und beträgt weniger als etwa 2 mm. Die Röhre besitzt eine Füllung von reinem Argon, bei einem Fülldruck von etwa 6o' bis 150 Torr. Die Kippglimmröhre in der Zeichnung gibt die Abmessungen einer Lampe für eine Zündspannung von etwa 300 bis 350 Volt Gleichstrom wieder; bei dieser beträgt der Fülldruck vorzugsweise etwa 120 Torr. Der Glaskolben. 9 der Glimmröhre ist mattiert ausgeführt, wodurch, die Lichtausstrählung der Entladungen auf der Kolbenoberfläche derart reflektiert, wird, daß das ordnungsgemäßeThe cathode 1 consists of a sheet metal ^{hollow cylinder 1} 2 and a sintered perforated disk 3, which is pressed into the hollow cylinder approximately to the center of the cylinder, so that it is arranged there in a radial plane of the cylinder. In its position within the sheet metal cylinder 2, the cathode disk 3 is fixed by grains, 4 of the sheet metal cylinder above and below the position of the perforated disk the perforated disk 3 has an opening 5 through which the anode pin 6 extends. This consists of a nickel wire with a smooth surface. The cathode perforated disk 3 is provided with an activating substance in that a cesium chloride solution is applied to both disk surfaces. As a result of the porosity of the sintered cathode disk, enough cesium chloride can segregate into the disk. The cathode sheet cylinder 2 is fastened to the tubular foot 8 by two holding supports 7 and is therefore held in a stable position. The anode pin. 6 is arranged exactly centered in the middle of the hole 5 of the cathode disk 3 in order to achieve precisely defined ignition and extinguishing voltages. The ring spacing. between the anode pin 6 and the Ka.thod.ensch.beibe 3 is only very low to reduce the ignition voltage and is less than about 2 mm. The tube is filled with pure argon at a filling pressure of about 60 'to 150 Torr. The glow tube in the drawing shows the dimensions of a lamp for an ignition voltage of about 300 to 350 volts direct current; in this case the filling pressure is preferably about 120 Torr. The glass flask. 9 of the glow tube has a matt finish, which means that the light emitted by the discharges is reflected on the bulb surface in such a way that the correct

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Arbeiten der Röhre in jeder Blickrichtung beobachtet werden kann.Working of the tube can be observed in every viewing direction.

Solch© Kiippglimmrohren nach der Erfindung erfüllen die bei Verwendung in Elektro-Weidezaungeräten gestellten Forderungen. Sie nehmen bei einer Zündspannung von etwa 300 Volt eine Spitzenstromstärke von 50 Amp. und bei einer Entladungsdauer von 1 bis 0,1 ms und bei einer Impulsfrequenz von i/sec eine Leistung von. 0,5 Wsec auf. Die Röhren zeigen je nach Geräteart und Glimmröhreinabmessungen, praktisch konstante Zündspannungen zwischen 150 bis 300 Volt und besitzen eine Lebensdauer¹ über mindestens 2 · io⁶ bis mehr als. 3 · io⁷ Schaltungen.Such © Kiippglimmrohren according to the invention meet the requirements made when used in electric fence energizers. With an ignition voltage of around 300 volts, they have a peak current of 50 amps and, with a discharge duration of 1 to 0.1 ms and a pulse frequency of 1 / sec, an output of. 0.5 Wsec. Depending on the type of device and the dimensions of the glow tube, the tubes show practically constant ignition voltages between 150 and 300 volts and have a service life of ¹ over at least 2 · 10 ⁶ to more than. 3 · io ⁷ circuits.

Claims

Patent claims:

i. Electric discharge vessel or electric Discharge lamp with vapor and / or gas filling and a cathode, which is a hollow cylinder go with the ring inside is stalten, the central opening of which the rod-shaped anode pass through at a small distance lets, characterized in that this [ring made of a specially used, inhomogeneous and porous sintered perforated disk, which has activating substances in its pores can accommodate.

2. Discharge vessel or lamp according to claim i, characterized in: that the Cathode hole disk made of pressed and then sintered metal powder, preferably Nickel powder.

3. Discharge vessel or lamp according to claim 1 and 2 with a filling of pure argon, characterized in that the gas filling has a pressure of about 60 to 150T ¹ OTr '.

4. discharge vessel or lamp according to claim ι to 3, characterized in that the translucent tube bulb is frosted.

Considered publications:

U.S. Patent No. 2,414,450; Austrian patent specifications No. 163 793,035;

German patent application S 14914VIIIc / 2ig (Patent 906,731).

1 sheet of drawings