CN100505141C - 具有陶瓷放电管的金属卤素灯 - Google Patents

Abstract

一种金属卤素灯，具有陶瓷放电管(4)，其中放电管具有两个端部(6)，它们由堵塞封住，其中分别由一个导电引线(9、10)穿过每个堵塞(12)，其中在其引线上固定具有电极棒(16)的电极(15)，该电极突入到放电管的内部中，其中引线和电极统称为电极组件，所述电极组件包括两个构件，它们具有不同的直径而作为连接杆，其中一个较大的构件是铌制连接杆，而其中一个较小构件是由钼或钨制成的连接杆，它紧挨着所述较大的构件，并位于朝向放电管内部的一侧，该连接杆插入铌制连接杆的孔(21)中，其中所述较小构件直径与铌制连接杆直径之比在30%至65%之间且插入孔中的连接杆通过机械压制过程来固定。

Description

具有陶瓷放电管的金属卤素灯

技术领域

本发明涉及一种具有陶瓷放电管的金属卤素灯。特别是涉及功率为20瓦至400瓦的灯，优选为100瓦以上。该金属卤素灯的放电管具有两个端部，它们由堵塞封住，其中分别由一个导电引线穿过每个堵塞，其中在引线上固定一个具有一个电极棒的电极，该电极突入到放电管的内部中，其中引线和电极统称为电极组件。

背景技术

WO91/09416公开了一种高压放电灯，其中一条引线由具有较大直径的铌管组成且具有薄壁，而电极由直径较小的连接杆构成。所述直径之比至少为4：1。引线与电极之间的连接通过压缩形成，其中压缩作用这样进行：保留一通向铌管内部的通道，该铌管作为填充放电管的容器。该技术用于采用陶瓷放电管的高压钠灯已成为一种标准。

与此相反，具有陶瓷放电管的新型金属卤素灯不需要所述空间。相反，最好尽可能避免在电极组件区域的无用容积。由于这种原因，所述引线和相邻的连接杆具有相等大小的直径。在此所采用的连接技术通常是熔焊或钎焊，例如参见EP652587。但这种连接方式难于进行，会产生大量的废品，自然所需要的投资增大。另一方面要降低废品量需要另外追加大量费用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种上述类型的金属卤素灯，其电极组件的结构简单可靠，但尽管如此废品率很低。

本发明的目的通过一种金属卤素灯来实现。

具体而言，所述陶瓷放电管具有两个端部，它们由堵塞封住；其中分别由一个导电引线穿过每个堵塞，在所述引线上固定一个具有电极棒的电极，所述电极突入到放电管的内部中，引线和电极在下面共统称为电极组件。所述电极组件至少包括两个构件，它们用作不同的直径的连接杆，其中一个较大的构件是铌制连接杆，而其中一个较小构件是钼或钨制成的连接杆，该连接杆紧挨着所述较大的构件并位于朝向放电管内部的一侧，并且插入铌制连接杆的孔中，其中较小构件直径与铌制连接杆直径之比处于30％至65％之间，且插入孔中的连接杆通过机械压制过程来固定。也可以采用含高铌的合金(例如含有摩尔质量百分比至少为60％的铌的NbZr)或采用与铌的特性、如延展性类似的金属，优选地使用钽替代铌。

特别有益的优选方案由下文中给出。

优选所述机械压制过程通过压缩或夹紧来实现。在这种情况下通过压缩产生局部压力，而通过夹紧对孔壁的圆周产生挤压。

在一种优选实施例中，较小构件是钨制电极棒，它插入到铌制连接杆中。在这种情况下，它既可用于一个堵塞毛细管的长电极棒，也可作为短电极棒(不带堵塞毛细管)。

在另一种优选实施例中，所述较小构件是钼制连接杆，它作为引线的内部部分，而铌制连接杆是引线的外部部分。所述内部部分置于堵塞毛细管中，而外部部分设置在毛细管的端部。

一般所述孔的深度大约为0.8-2.5毫米，因此足以保持将要插入的连接杆。特别根据经验，所述孔的深度T是直径的3至5倍，特别是为连接杆直径D的4倍，即T＝4D。

为了更好地固定或定位小构件，建议孔毛细管直径与要插入的连接杆的直径相匹配。特别是孔大于通常的最大为0.04毫米、优选为0.01至0.025毫米的情况。

所述孔具有一圈壁。而在一实施例中，所述孔最好进行开缝并具有至少两个舌片。

本发明还涉及一种金属卤素灯的电极组件，所述金属卤素灯具有陶瓷放电管，其中，所述电极组件包括两个构件，它们用作不同的直径的连接杆，其中较大的构件是铌制连接杆，而小构件是钼或钨制连接杆，该连接杆插入铌制连接杆的孔中，其中较小构件的直径与铌制连接杆的直径之比在30％至65％之间，且插入孔中的连接杆通过机械压制过程进行固定。

本发明还涉及一种电极组件的制造方法，所述电极组件包括两个构件，它们用作不同直径的连接杆，其中较大的构件是铌制连接杆，而较小构件是钼或钨制连接杆，其中铌制连接杆具有一个承接较小构件的孔，其中较小构件的直径与铌制连接杆的直径之比在30％至65％之间，包括以下的步骤：

a)将较小的构件插入铌制连接杆中；

b)通过一个机械压制过程、尤其是压缩或夹紧将插入的连接杆固定在孔中。

尤其是涉及一种金属卤素灯，所述灯具有由氧化铝制成的陶瓷放电管，其中所述放电管具有两个端部，它们由陶瓷堵塞封住。必要时为两部分的导电引线真空密封地穿过所述陶瓷堵塞，与放电有关的所述导电引线可以包括一个内部部分和一个棒状外部部分。所述引线是一连接杆，它在堵塞的外部由玻璃焊剂密封。在引线上一个具有一个电极棒的电极固定在内部，所述电极突入到放电管的内部。所述电极可以具有一头件，它可设计成锥体、连接杆、成型件或螺旋线。此外，如果采用堵塞毛细管，那么可以在电极棒上设置填充用螺旋形灯丝。

灯的功率最好在70至400瓦之间，但其功率也可以再大些(1000瓦)，也可以再小些(到20瓦)。

所述堵塞可以是单件的，也可以是多件的。例如，在公知的方式中，所述堵塞毛细管由环状的堵塞件围住。

引线或其外部部分通常在处于堵塞中的长度上完全熔入玻璃焊剂中。重要的是，由于填充对铌的腐蚀作用，所述铌制连接杆完全由玻璃焊剂覆盖。

本发明的铌制引线具有一个孔，在该孔中钼或钨制连接杆插入放电侧。所述孔或设有一圈连续的壁或设有开有缝隙的壁。最好设有两个或多个缝隙。所述插入的连接杆的直径是铌制连接杆直径的30％至65％(包括边界值)。所述铌制连接杆的剩余壁厚这样选择：根据铌的材料特性，可以通过压制、例如通过压缩或加压对插入的连接杆进行纯机械固定(通过压配合固定)。在这里，所述孔与待插入的连接杆的直径匹配。优选的是孔直径比待插入的连接杆的直径大0.01至0.04毫米，特别是0.015至0.025毫米。所述连接杆的长度在这里并不重要。所述孔的深度约为1.3至2.5毫米，优选为1.5至2.0毫米，它与瓦数无关。

在第一种优选实施例中，所述引线设有具有一圈孔的铌制连接杆，因为孔容易可靠地形成并良好地固定待插入的连接杆。

在第二种实施例中，铌制连接杆没有开缝隙的孔，虽然其加工相对费事，但在特殊情况下，必要时对于大瓦数或重量大的待插入的连接杆而言，有利于较好的压缩。

由此可获得的固定如此可靠，以致于即使电极组件具有承载填充用螺旋形灯丝的长电极棒，也可以制成一体。完全消除了目前焊接的断裂原因。

附图说明

下面借助多个实施例对本发明作进一步说明。附图简要示出：

图1一个具有陶瓷放电管的金属卤素灯；

图2a和2b图1的灯的端部区域的细节；

图3—5一个电极组件的其它实施例。

具体实施方式

图1示意性示出的金属卤素灯的功率是150瓦。它包括限定灯轴线的圆柱形石英玻璃外灯管1，其两侧为压缩部分2和灯座部分3。当然，灯也可以一侧被封闭并例如具有螺口灯座。其轴向设置的由Al₂O₃-陶瓷制成的放电管4呈圆柱形或瓶腹形，并具有两个端部6。所述放电管借助于两个电流引线7固着在外灯管1中，其中所述电流引线通过箔件8与灯座部分3连接。电流引线7与引线9、10焊接，所述引线9、10分别装到放电管端部6上的端塞12中。所述端塞为纵向拉长的毛细管12(堵塞毛细管)。放电管的端部6和堵塞毛细管12例如彼此直接烧结。一个电极15设置在引线上的放电侧。

引线9、10分别为铌制连接杆，突入到毛细管12中，到达该毛细管长度的四分之一处。紧接于此，在毛细管12内一个加长的电极棒16向放电腔延伸，所述电极棒由钨制成并具有在其电极棒的放电侧端推入的螺旋形灯丝17。

放电管的填充物除了惰性点火气体如氩外由汞和金属卤素添加物组成。例如也可以使用不带汞的金属卤素填充物，其中最好可以选择特别是压力明显大于1.3巴的氙作为点火气体。

铌制连接杆9装入堵塞毛细管12中的深度约为3毫米并由玻璃焊剂19密封。在这种情况下重要的是，玻璃焊剂要完全覆盖住所述铌制连接杆，而且电极棒16的头部(1至2毫米)也由玻璃焊剂覆盖住。

图2示出了电极组件的细节，其中图2a是侧视图，而图2b是旋转90度的侧视图。直径为0.88毫米的带有槽口的铌制连接杆作为引线9。所述连接杆具有一深度为2毫米、直径为0.52毫米的孔。所述孔开设两个穿透槽口，因此由其壁形成两个舌片14。在所述孔中插入钨电极棒16并借助压缩作用(凹陷17)固定在那里。为了更清楚起见，所示出的电极棒16没有完全插入。所述压缩作用局部地在两个舌片14的两相对位置17上进行。电极棒16的直径为0.50毫米。所述电极棒位于堵塞毛细管中的部分由钼制填充用螺旋形灯丝10所包围，以减小无用容积。

图3示出了电极组件的另一实施例。直径为0.88毫米的铌制连接杆20用作引线9、10。所述连接杆具有一深度为2毫米、直径为0.42毫米的孔21。所述孔具有一圈壁22(图3a)。在所述孔中插入钨电极棒16(图3b)并借助压缩作用固定(图3c)。所述压缩作用局部地在壁的两相对位置17上进行并在那里留下两个加压位置24。电极棒16的直径为0.40毫米。所述电极棒位于堵塞毛细管中的部分由钼制填充用螺旋形灯丝23包围，以减小无用容积。

根据瓦数可以选择不同的所述铌制连接杆和所述电极棒的直径。通常电极棒直径与铌制连接杆直径之比在30％至65％的范围内，与其槽口或环绕孔无关。对于低瓦数最好取比例下限，而对于高瓦数最好取比例上限。在使用钼的另一实施例中，所述比值最好比使用钨时要高，即相对于钨要约高出30至50％。

图4示出了一不用堵塞毛细管的简化实施例。在图4a中示出了仅带有一个孔26的铌制连接杆25，而图4b示出了短的钨制连接杆作为电极棒被插入并被夹紧。

根据图5，所述压缩方法例如也是适合的，以便在作为引线外部部分的铌制连接杆30与作为引线内部部分的钼制连接芯杆31之间形成连接，这是由于在这里的直径尺寸差位于30％—65％之间的可用范围内。压扁凹陷用附图标记34表示。连接芯杆31配有填充用螺旋形灯丝33。

当然，在钼制连接芯杆31和钨电极棒32之间的连接可以用通常的方式借助焊接形成，这是由于电极棒与连接芯杆的尺寸差很小，通常约在70％—100％之间。

表1示出了其它瓦数下的不同比值。在这里给出了35瓦—400瓦灯的铌制连接杆的直径(DuNb)和电极棒的直径(DuS)，单位为毫米；以及电极棒与铌制连接杆的直径的百分比。在这些情况下，钨制连接杆用作电极棒。(一圈)孔的深度为2毫米。

表1

 

功率	35瓦	70瓦	150瓦	250瓦	400瓦	150瓦
							铌制连接杆直径DuNb(毫米)	0.61A	0.73	0.88	1.00	1.30	0.88
钨制电极棒直径Dus(毫米)	0.20	0.30	0.40	0.65	0.75	0.50
							Dus/DuNb比值	33％	41％	45％	65％8	58％	57％

Claims (11)

1.一种金属卤素灯，具有陶瓷放电管(4)，其中放电管具有两个端部(6)，它们由堵塞封住，其中分别由一个导电引线(9、10)穿过每个堵塞(12)，其中在引线上固定一个具有一个电极棒(16)的电极(15)，该电极突入到放电管的内部中，其中引线和电极统称为电极组件，其特征在于，所述电极组件包括两个构件，它们是具有不同直径的连接杆，其中一个较大的构件是铌制连接杆(9、10)，而其中一个较小构件是由钼或钨制成的连接杆，它紧挨着所述较大的构件，并位于朝向放电管内部的一侧，该连接杆插入铌制连接杆的孔(21)中，其中所述较小构件直径与铌制连接杆直径之比在30％至65％之间且插入孔中的连接杆通过机械压制过程来固定。

2.按权利要求1所述的金属卤素灯，其特征在于，所述机械压制过程通过压缩或夹紧来实现。

3.按权利要求1所述的金属卤素灯，其特征在于，所述较小构件是钨电极棒(27)。

4.按权利要求1所述的金属卤素灯，其特征在于，所述较小构件是钼制连接杆(31)，它作为引线的内部分。

5.按权利要求1所述的金属卤素灯，其特征在于，所述孔的深度为0.8至2.5毫米。

6.按权利要求1所述的金属卤素灯，其特征在于，孔(26)的直径与要插入的连接杆的直径匹配。

7.按权利要求1所述的金属卤素灯，其特征在于，孔(21)具有一圈壁(22)。

8.按权利要求1所述的金属卤素灯，其特征在于，所述孔被开缝并带有至少两个舌片。

9.一种金属卤素灯的电极组件，所述灯具有陶瓷放电管，其特征在于，所述电极组件包括两个构件，它们是具有不同直径的连接杆，其中较大的构件是铌制连接杆，而较小构件是钼或钨制成的连接杆，该连接杆插入铌制连接杆的孔中，其中所述较小构件的直径与铌制连接杆的直径之比在30％至65％之间且插入孔中的连接杆通过机械压制过程来固定。

10.电极组件的制造方法，其特征在于，所述电极组件包括两个构件，它们是具有不同直径的连接杆，其中较大的构件是铌制连接杆，而较小的构件是由钼或钨制成的连接杆，其中铌制连接杆具有承接较小的构件的孔，其中较小构件的直径与铌制连接杆的直径之比在30％至65％之间，包括以下的步骤：

a)将较小构件插入铌制连接杆中；

b)通过机械压制过程将插入的连接杆固定在所述孔中。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，所述压制过程通过压缩或夹紧来实现。

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