CN101273435A

CN101273435A - 放电灯

Info

Publication number: CN101273435A
Application number: CNA2006800354438A
Authority: CN
Inventors: 安东·阿尔布雷希特
Original assignee: PATRA Patent Treuhand Munich
Current assignee: PATRA Patent Treuhand Munich
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: US20090243486A1; RU2402835C2; KR20080046283A; WO2007036518A2; JP2009510681A; RU2008116689A; CN101273435B; DE102005046483A1; TW200739656A; WO2007036518A3

Abstract

公开了一种具有灯泡的放电灯、尤其是氙气高压放电灯或者水银高压放电灯，该灯泡具有两个彼此正相对设置的灯泡筒，所述灯泡筒分别支承具有电极支杆和电极头的电极，其中电极支杆通过熔融气密地被固定在灯泡筒的端部段中。根据本发明，灯泡筒具有至少两个支承结，用于支承至少分段地靠置到电极支杆上的电极。

Description

放电灯

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的放电灯和一种根据权利要求14的前序部分所述的用于制造这种放电灯的方法。

背景技术

根据本发明的放电灯原则上能被用在多种不同的灯类型中。但是，放电灯的主要应用领域在制造高瓦数的氙气高压放电灯和水银高压放电灯中。

这样的放电灯例如在本申请人的DE 30 29 824 A1中已公开。在两端插塞的高压灯中，彼此正相对设置的电极通过熔融而被气密固定在放电灯的灯容器的灯泡筒(Kolbenschaeften)中。这种电极基本上由电极头构成，该电极头例如通过焊接连接被固定在电极支杆上或者与电极支杆一体式地被构造。由于电极熔融的区域(尤其是在电极重量大的、高瓦数的高压放电灯中)遭受可以导致灯容器在该区域中折断的大负荷，所以已证明为必需的是，分别通过附加地施加到电极支杆上的支承元件(例如由石英玻璃构成的小支承辊)将朝向灯泡的灯泡筒端部中的电极支承在灯泡筒的内壁上。为此，在过渡至灯泡的灯泡筒上构造紧缩部，使得与灯泡的放电空间背离的侧具有位于内部的斜面，在位于内部的斜面上定位地靠置有小支承辊。小支承辊可在纵向方向上移动地设置在电极支杆上并且分别通过设置在熔融部与小支承辊之间的压力弹簧而倚着灯容器的斜面预张紧，使得通过小支承辊相对于灯泡筒支承电极。

这种放电灯的缺点一方面在于，由于需要压力弹簧和小支承辊，所以其制造是复杂的并且成本高，并且使得制造自动化变得困难。另一方面不利的是，例如在运输放电灯期间，在小支承辊与灯泡筒内壁之间出现大的力，这种力会导致玻璃表面的磨损和损坏，并且由此会导致灯在该区域中的稳定性降低直至灯折断。此外，不利的是沿着小支承辊的排气路径的横截面相对小，使得灯泡的冲洗过程和抽气过程变得困难。

发明内容

本发明所基于的任务在于，提出一种放电灯和一种用于制造这种放电灯的方法，其中相对于传统解决方案能够在装置技术方面的费用最小的情况下实现改进的电极保持。

该任务在放电灯方面通过权利要求1的特征组合来解决，而在用于制造这种放电灯的方法方面通过权利要求14的特征来解决。本发明的特别有利的实施方案在从属权利要求中予以描述。

根据本发明的放电灯具有带有两个彼此正相对设置的灯泡筒的灯泡，这两个灯泡筒分别支承具有电极支杆和电极头的电极，其中电极支杆通过熔融气密地固定在灯泡筒的端部段中。根据本发明，灯泡筒具有至少两个支承结，用于支承至少分段地靠置到电极支杆上的电极。由于通过支承结附加支承电极，所以这种解决方案相对于根据DE 30 29 824 A1所述的现有技术能够通过省去两个压力弹簧和小支承辊以及其装配来实现制造的显著简化。由于没有使用小支承辊，所以在运输放电灯期间没有出现灯泡筒内壁的损坏，该损坏会导致灯在该区域中的稳定性降低直至灯折断。此外有利的是沿着支承结的排气路径的横截面相对大，使得根据本发明使灯泡的冲洗过程和抽气过程变得容易。

根据一种特别优选的实施例，支承结通过向内部、朝向电极支杆变形的并且通过支承面靠置到电极支杆上的灯泡筒壁区域来构造。也就是说，支承结与灯泡筒一体式地构造并且由此在制造技术上简单地、以及可良好自动化地可引入灯泡筒中。

已证明为特别有利的是，支承结通过将灯泡筒局部加热到变形温度并且借助工具(例如杆)来挤压玻璃而被引入灯泡筒中。通过玻璃的热变形，支承结的支承面与电极支杆的轮廓匹配，使得至少分段地实现电极支杆的形状配合的保持。

优选地，支承结被构造为基本上圆柱状的压痕部。由于圆柱状的成形，在制造技术上有利地借助杆将支承结引入玻璃材料中，以及避免在支承结区域中的应力峰值。

在本发明的一种优选的实施例中，支承结在灯泡筒至灯泡的过渡区中被引入灯泡筒中。由于在轴向上与电极支杆的端部段的熔融部间隔地设置的支承结，实现有利的杠杆传动比和力比例，以及由此通过支承结尽可能减轻在机械上敏感的电极熔融部的负荷，并且实现显著改善的灯寿命。

支承结优选地被引入灯泡筒中，使得电极基本上沿着灯纵轴延伸。

在实施例中，灯泡筒分别具有两个彼此正相对设置的支承结。

根据特别优选的实施例，三个支承结分别被引入灯泡筒中。在这种情况下，支承结优选地彼此偏移120°地设置，使得电极支杆同心地定位在灯泡筒中并且被稳定地支承。

支承结优选地被构造为使得电极支杆在轴向上可沿着灯纵轴线移动地安装在灯泡筒中。由此，能够实现由于灯工作时的热膨胀而使电极纵向移动(活动支承)。此外，在一种优选的变形方案中，支承结被构造为使得以径向间隙将电极支杆安装在灯泡筒中。这例如通过借助制造设备的CNC(计算机数字控制)控制杆穿透进灯泡筒6、8中达预定深度来实现。此外，为了限定间隙可以利用玻璃和金属的不同的热膨胀系数，因为电极的金属在冷却时比灯玻璃更强烈地收缩，使得在适当选择玻璃种类的情况下形成在支承部中的限定的间隙。

在一种根据本发明的实施例中，灯泡筒在支承结的区域中设置有紧缩部。由于存在该紧缩部，所以对靠置到电极支杆上所需的、支承结穿透进灯泡筒中的深度被减小并且由此简化其引入。

根据一种根据本发明的实施例，紧缩部具有大致成U形的横截面。

已证明为特别有利的是，紧缩部借助成形辊来构造，并且紧接着将支承结引入紧缩部中。

根据本发明的用于制造放电灯的方法借助以下步骤来实现：

a)将电极引入灯泡筒中

b)将电极支杆熔融进灯泡筒的端部段

c)将至少两个支承结引入灯泡筒中，以及

d)冲洗以及填充灯泡。

对构造支承结所需的热量在此优选通过气体驱动的熔融燃烧器而被引入灯泡筒的玻璃材料中。

附图说明

以下根据优选实施例更为详细地阐述本发明。其中：

图1示出了根据实施例的具有三个支承结的本发明放电灯的示意图；

图2示出了图1中的放电灯的剖面图；

图3示出了具有两个支承结的根据实施例的本发明放电灯的示意图；

图4示出了图3中的放电灯的剖面图；

图5示出了根据实施例的具有紧缩部的本发明放电灯的示意图；

图6示出了图5中的放电灯的剖面图；以及

图7示出了图1中的放电灯在制造过程中的剖面图。

具体实施方式

以下根据氙气高压放电灯来阐述本发明，该氙气高压放电灯例如用于前大灯或者用于医学技术。但是，如开头已经提及的那样，根据本发明的放电灯绝不限于这样的灯类型。

图1示出了使用短电弧技术的、两端插塞的氙气高压放电灯1的示意图。氙气高压放电灯1具有由石英玻璃构成的灯泡2，该灯泡具有内腔4和两个正相对设置的灯泡筒6、8，这两个灯泡筒的敞开的端部段10、12分别通过熔融部14来密封并且设置有基座套16。两个正相对的电极18、20突出到内腔4中，在灯工作期间，在这两个电极之间形成气体放电。为此，在灯泡2的内腔4中包含有可电离的填充物，该填充物基本上由纯的氙气构成。电极18、20分别被实施为两部分，这两部分由用于供应电流的杆状电极支杆22、24和与之焊接的放电侧头部电极(阳极)26或头部电极(阴极)28组成。根据图1，其中一个电极头(阴极)28为了产生高温而被实施为锥状头部阴极，以便确保由于热发射和场发射(理查森(Richardson)方程式)而引起的所限定的电弧附着(Bogenansatz)和足够的电子流。图1中的另一电极头(阳极)26被实施为承受高的热负荷的筒状头部阳极，在该头部阳极中发射功率通过对电极大小确定足够的尺寸来改善。为了在放电容器2中保持电极18、20，这两个电极被插入到由石英玻璃构成的保持元件30，这些保持元件设置有轴向走向的通孔用于容纳电极支杆22、24，并且这些保持元件与灯泡筒6、8以及电极支杆22、24气密地熔融在一起。电极18、20的电极支杆22、24被导入通孔中，使得电极支杆22、24伸展至内腔并且在那里支承电极头26或28。在基座侧，为了电接触电极系统，电极支杆22、24通过未示出的管脚或者软线被连接到供给电压上。

根据本发明，为了附加地支承电极18、20，将支承结32引入灯泡筒6、8，使得支承结分段地位于电极支杆22、24上。由于通过支承结32来支承电极18、20，所以通过省去现有技术中所需的压力弹簧和小支承辊及其装配而实现了制造的显著简化。此外由于没有使用小支承辊，所以在运输放电灯1期间还不会出现灯泡筒内壁的损坏，这些损坏会导致灯1在该区域中的稳定性降低直至灯折断。此外，有利的是，沿着支承结32的排气路径的横截面相对大，使得根据本发明使灯泡2的冲洗过程和抽气过程变得容易。支承结32被引入到灯泡筒6、8至灯泡2的过渡区域中，使得由于距电极支杆22、24的端部段10、12的熔融部14的轴向距离而实现有利的杠杆传动比和力比例，并且由此通过支承结32实现尽可能减轻机械上敏感的电极熔融部14的负荷，以及实现显著改善的灯寿命。

根据示出图1中的剖面A-A的放大图的图2，三个彼此分别偏移120°设置的、位于共同的切平面中的支承结32被引入灯泡筒中。其中这些支承结32通过灯泡筒6、8的壁区域36被构造，这些壁区域36向内、朝向电极支杆22、24变形并且通过支承面34靠置到电极支杆22、24上。支承结32在此被引入到灯泡筒6、8中，使得电极18、20基本上沿着灯1的纵轴线38(参见图1)延伸。通过将灯泡筒6、8局部加热到变形温度并借助杆将玻璃挤压为基本上圆柱状的压痕部而将支承结32引入这些压痕部中。通过玻璃的热变形，支承结32的支承面34与电极支杆22、24的轮廓匹配，使得分段地实现电极18、20的形状配合的保持。支承结32被构造为使得电极支杆22、24在轴向上可沿着灯纵轴线38移动地安装在灯泡筒6、8中。通过这样的方式，能够实现由于灯工作时的热膨胀而使电极18、20纵向移动(活动支承)。在这种情况下，通过借助制造设备的CNC(计算机数字控制)控制杆穿透进灯泡筒6、8中的预定深度或者通过电极18、20的玻璃和金属的不同的热膨胀系数来实现间隙，因为电极18、20的金属在冷却时比灯玻璃更强烈地收缩，使得在适当选择玻璃种类的情况下形成在支承部中的所限定的间隙。

在图3中，示出了氙气高压放电灯40的另一实施例，氙气高压放电灯40与在图1和图2中所阐述的实施例的不同之处仅在于，两个彼此正相对设置的支承结32被分别引入灯泡筒6、8中。根据示出图3中的剖面B-B的放大图的图4，彼此正相对设置的支承结32大致成肾状地被构造，并且通过凹面支承面34与电极支杆22、24靠置，使得电极支杆22、24形状配合地通过结32同心地支承在灯泡筒6、8中。

图5示出氙气高压放电灯42的实施例，氙气高压放电灯42与在图1和2中所阐述的放电灯1的不同之处仅在于，灯泡筒6、8在支承结32的区域中设置有紧缩部44。根据示出图5的片段C的放大图的图6，紧缩部44在灯泡2与灯泡筒6、8之间被引入灯泡筒6、8中并且具有大致为U形的横截面。已证明为特别有利的是，紧缩部44借助成形辊来构造并且紧接着将支承结32引入紧缩部44中。由于存在紧缩部44，对靠置到电极支杆22、24上所需的、支承结32穿透进灯泡筒6、8中的深度被减小，并且由此简化其引入。

在图7中示出了图1中的高压放电灯在制造过程中的截面图。该高压放电灯在制造过程中通过灯泡筒6、8被插入设备50的两个保持棱柱46、48中并且在那固定位置。为了适配不同的放电灯大小，实施具有可调节的纵向距离的保持棱柱46、48。

以下示例性地根据主要的方法步骤阐述了高压放电灯1的制造。在第一工作步骤，被插入由石英玻璃构成的保持元件30中的电极18、20借助夹具52、54被引入固定在设备50中的高压放电灯1的灯泡筒6、8中，并且在那通过xy光学系统(未示出)来调整。紧接着，电极支杆22、24在灯泡筒6、8的端部段10、12中被熔融并且引入支承结32。为熔融电极支杆22、24所需的热输入通过绕灯纵轴线38旋转的、气体驱动的熔融燃烧器56被引入灯泡筒6、8的玻璃材料中。为构造支承结32所需的热输入通过可沿着灯纵轴线38移动的、气体驱动的熔融燃烧器58被引入灯泡筒6、8的玻璃材料中，其中支承结32在将相应灯泡筒6、8局部加热到变形温度之后通过借助熔融燃烧器58的杆(未示出)挤压玻璃而被引入灯泡筒6、8中。在紧接着的工作步骤中，灯泡2通过连接到排气管60的冲洗气体连接部62来冲洗，填充以高纯度的氙气和熔断排气管60。在根据图5和6的高压放电灯42的一种可替换的变形方案中，在引入支承结32之前，紧缩部44在灯泡2的区域中被引入灯泡筒6、8中，使得对靠置到电极支杆22、24上所需的、支承结32穿透进灯泡筒6、8中的深度被减小，并且由此显著简化其引入。

根据本发明的放电灯1、40、42并不限于所描述的支承结32的数目和布局，更确切地说可以使用多于两个或三个、例如四个分别围绕灯泡筒6、8的周围分布的支承结32。此外，结技术能被用于所有现有技术中公知的放电灯类型和基座类型。对于本发明重要的是，为了支承电极18、20而给灯泡筒6、8设置有支承结32，这些支承结至少分段地靠置到电极支杆22、24上。

公开了一种带有灯泡2的放电灯1、40、42、尤其是氙气高压放电灯或者水银高压放电灯，该灯泡具有两个彼此正相对设置的灯泡筒6、8，这两个灯泡筒分别支承具有电极支杆22、24和电极头26、28的电极18、20，其中电极支杆22、24通过熔融部14气密地被固定在灯泡筒6、8的端部段10、12中。根据本发明，灯泡筒6、8具有至少两个支承结32，用于支承至少分段地靠置到电极支杆22、24上的电极18、20。

Claims

1.一种放电灯(1，40，42)、尤其是氙气高压放电灯或者水银高压放电灯，该放电灯具有灯泡(2)，该灯泡具有两个彼此正相对设置的灯泡筒(6，8)，所述灯泡筒(6，8)分别支承具有电极支杆(22，24)和电极头(26，28)的电极(18，20)，其中电极支杆(22，24)通过熔融部(14)气密地被固定在灯泡筒(6，8)的端部段(10，12)中，其特征在于，灯泡筒(6，8)具有至少两个支承结(32)，用于支承至少分段地靠置到电极支杆(22，24)上的电极(18，20)。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其中支承结(32)通过灯泡筒(6，8)的壁区域(36)来构造，所述壁区域(36)向内、朝向电极支杆(22，24)变形并且通过支承面(34)靠置到电极支杆(22，24)上。

3.根据权利要求1或2所述的放电灯，其中，支承结(32)通过将灯泡筒(6，8)局部加热到变形温度并且借助工具、尤其是借助杆挤压玻璃而被引入灯泡筒(6，8)中。

4.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中支承结(32)被构造为基本上为圆柱状的压痕部。

5.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中支承结(32)被引入灯泡筒(6，8)至灯泡(2)的过渡区中。

6.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中，支承结(32)被引入灯泡筒(6，8)中，使得电极(18，20)基本上沿着灯纵轴线(38)延伸。

7.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中灯泡筒(6，8)分别具有两个彼此正相对设置的支承结(32)。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的放电灯，其中灯泡筒(6，8)分别具有三个支承结(32)。

9.根据权利要求8所述的放电灯，其中支承结(32)彼此偏移120°地被引入灯泡筒(6，8)中。

10.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中支承结(32)被构造为使得电极支杆(22，24)在轴向上可沿着灯纵轴线(38)移动地安装在灯泡筒(6，8)中。

11.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中支承结(32)被构造为使得电极支杆(22，24)带有径向间隙地安装在灯泡筒(6，8)中。

12.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中灯泡筒(6，8)在支承结(32)的区域中具有紧缩部(44)。

13.根据权利要求12所述的放电灯，其中紧缩部(44)具有大致为U形的横截面。

14.一种用于制造根据权利要求1至13中任一项所述的放电灯(1，40，42)、尤其是氙气高压放电灯或者水银高压放电灯的方法，该方法具有以下步骤：

a)将电极(18，20)引入灯泡筒(6，8)中；

b)将电极支杆(22，24)熔融进灯泡筒(6，8)的端部段(10，12)中；

c)将至少两个支承结(32)引入灯泡筒(6，8)中；以及

d)冲洗以及填充灯泡(2)。

15.根据权利要求14所述的方法，其中支承结(32)通过将灯泡筒(6，8)局部加热到变形温度并且借助工具、尤其是杆挤压玻璃而被引入灯泡筒(6，8)中。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中为了构造支承结(32)所需的热量通过气体驱动的熔融燃烧器(58)被引入灯泡筒(6，8)中。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中借助成形辊构造灯泡筒(6，8)的紧缩部(44)，紧接着支承结(32)被引入所述紧缩部中。