CN102414773A - 放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有两个相对电极(2，3)的放电灯(1)，至少在一个电极棒(32)的区域中具有灯轴(5)的缩小部段(9)，用于对相应的电极(3)进行对中心和导向。在电极棒(32)和缩小部段(9)的内侧之间布置了减震-导向元件，例如弹动的钢丝螺旋体(11)或者压制的膜片，或者上述两个元件，这种元件尤其是在被冲击和振动时改善了对电极(3)的导向和减震。因而可以减小在缩小部段(9)中的灯轴(5)被损坏的危险。

Description

放电灯

技术领域

本发明涉及一种放电灯。这样的灯例如用于光电技术方面的目的，如投影技术，半导体的曝光、利用UV射线进行硬化等等，但也用于一般的照明、舞台和建筑照明等等。

背景技术

这样的灯具有填充有-具有或者没有水银添加物和可能的其它填充添加物的-放电介质、例如惰性气体的放电容器。在放电容器内布置了两个相对的电极，它们分别通过一个与相应的电极同轴布置的灯轴(Lampenschaft)实现支承。在灯轴里也设有一个用于在外部电流接口和电极之间电连接的气密的电流引出线接头。灯轴的这种密封部段例如可以是借助于过渡玻璃的分级封接件(棒封接；英语“Graded Seal”)。但是其它的灯密封工艺、例如借助于膜片熔融封接件(Folieneinschmelzung)或者膜片压紧封接件(Folienquetschung)的膜片密封件也应用于这样的灯。

尤其是对于在千瓦或者几千瓦的范围中的较大功率的灯来说，由于电极增大的质量而对其持久气密的布局构成了一种挑战。在运输这样的灯时，已经可能由于冲击作用而使装有实心电极头的电极棒处出现振动，这种振动可能导致由过早地不密封或者灯破裂造成的灯轴损坏。在设计用于直流(DC)的灯的情况下，由于阳极特别需要作成实心的，这种问题在阳极侧的灯轴出尤为突出。附加地，实心电极头所必需的电极棒在灯的起动阶段期间或者断开之后，经受相对较大的温度变化负荷。这使得电极棒的对中心和导向变得复杂化，这是因为必须避免使机械的力或应力传递到灯轴上。否则的话可能产生应力断裂。

文献WO 2008/006759公开了一种短弧放电灯，在这种灯中，电极棒借助于在灯轴里的收缩部段对中心或导向。收缩部段狭窄但松动地包围住电极棒。因而在灯震动的时候，例如运输时，可能使电极棒的振动传递到收缩部段上，并导致损坏(固有谐振)。此外，通过电极棒交替的热膨胀可能在收缩部段中出现与灯轴内壁的摩擦并因此使其损坏。

发明内容

本发明的目的在于，给出了一种具有改进的电极布置的短弧放电灯。本发明的另一个方面是改善灯轴区域中的抗冲击-和抗振强度。

该目的通过一种短弧放电灯来实现，其具有：灯管包括包围放电介质的放电容器和两个分别在放电容器的相对端部上同轴延伸的灯轴；两个外部的电流输入部段，这些电流输入部段分别从灯轴中任一个起向外伸展；两个电极，它们分别包括一个电极棒和一个电极头，其中电极棒沿着灯轴这样布置，即使得两个电极头在放电容器里相对布置；在两个灯轴的每一个中的各一个密封部段，由此一方面在两个外部的电流输入部段之间、另一边在两个电极之间形成气密的电流引出线接头；在两个灯轴的每一个中的各一个缩小部段，其布置在相应的密封部段和属于电极的电极头之间，其中缩小部段紧密地包围电极棒，其特征在于，在灯轴的缩小部段和至少一个电极的电极棒之间布置了减震-导向元件。

在从属权利要求中体现了特别有利的设计方案。

发明者的研究表明：借助于在灯轴的缩小部段范围中围绕电极棒的减震-导向元件，可以明显地提高短弧放电灯的抗冲击-和抗振强度。

通过减震-导向元件，一方面在有冲击作用时实现对电极棒的减震，并因此提高灯轴的抗断裂强度。另一方面通过元件的形状和材料特性以及其测定适合的轴向延伸起到减震作用。同时追求的目标是，在灯震动的时候，使现有技术中电极棒的紧密受限的局部的冲击作用分布在一个较大的面积上，以便因此避免或者至少明显地减少对灯轴壁的损坏。因此减震-导向元件应该在足够的长度内、优选的是经过缩小部段的整个长度包围住电极棒。此外元件优选为旋转对称的。因而如果当温度变化时、例如在灯的起动循环期间，相对于灯轴的材料、例如石英玻璃来说电极棒的长度显著变化，也可以使电极棒良好地被导向。这时出现的在电极棒和灯轴壁之间的相对运动因此不再导致电极棒在灯轴壁上的摩擦和对其表面可能的损伤，而这种损伤会引起灯轴过早断裂。更确切地说，电极棒通过减震-导向元件进行导向，这就是说，在缩小部段中，在电极棒和灯轴壁之间不再发生直接的接触。

减震-导向元件首先布置在电极棒上并置于规定的位置上。然后将电极棒连同减震-导向元件装入灯轴中，并形成缩小部段。由于为此必须将灯轴的材料加热到软化温度，因此适合于减震-导向元件的尤其是具有足够高熔点的材料、也就是说例如钨或者钼。

优选将减震-导向元件设计为钢丝螺旋体，其至少沿着缩小部段的一个部分卷绕到电极棒上，或者以另外的方式安装、例如预先卷绕和套插在电极棒上。除此之外，优选地至少在钢丝螺旋体的两个相邻绕圈之间设有一个间距。因而可以在缩小灯轴时，灯轴的一些材料在绕圈之间穿过，并由此实现钢丝螺旋体的轴向固定。因此防止钢丝螺旋体在电极棒上滑动或者在热膨胀时与电极棒一起移动，这种滑动或者移动又可能会导致在灯轴壁上的不期望的摩擦，并因此引起其损伤。

可替换地，作为减震-导向元件也证明为适合的是一种膜片，其至少沿着缩小部段的一部分密封环状地包围住电极棒。为此使膜片或者围绕电极棒卷绕或者例如以密封环的形式被预制，并且在电极棒上移动。膜片优选地具有压花，例如小节(Noppung)或者类似物，这种压花在向着包围住膜片的灯轴壁的方向上凸起。因而实现，在缩小灯轴期间，凸起的压花可以伸入在加工阶段时加热和软化的灯轴壁材料中，并因此引起相比较和在钢丝螺旋体的情况下一样的轴向固定。为了改善减震效果可能有利的是，将补充的凸起安在向着电极棒的一侧。

附图说明

以下根据实施例对发明进行详细叙述。附图示出：

图1在纵向局部截面图中示出了根据本发明的用于DC运行的短弧放电灯，

图2在纵截面中示出了图1中的灯的缩小部段的截面放大图I，

图3在纵向局部截面图中示出了根据本发明的用于AC运行的短弧放电灯，

图4是在纵截面中示出了图3所示的灯的缩小部段的可替换的实施形式的截面放大图II。

具体实施方式

以下用相同的标号来表示相同的或者类型相同的特征。

图1在示意图中示出了根据本发明的短弧放电灯1的第一实施例，这种灯设计用于投影目的并且具有4000W的输出功率。这是指一种充有氙气的惰性气体短弧放电灯。灯1设计用于DC运行，并为此具有一个阴极2和一个阳极3。两个电极2，3以大约7mm的间距相对布置在由石英玻璃制成的、基本为椭圆体的放电容器4中，并且由此确定了灯的纵轴线A。阴极2和阴极3分别具有一个电极头21或31和一个电极棒22或32。电极头和电极棒在这里分别是相互插入的分开的部件，但也可以由一个唯一的部件制成。电极棒22，32伸展到各自一个基本为圆柱形的长灯轴5，6中。两个灯轴5，6同轴地设置在放电容器4的两端，并且在其相应的端部上设有管座外壳7，8。在管座外壳7，8下，两个灯轴5，6中的每一个各具有一个密封部段(图上看不到)，这个部段在这里设计成逐级封接件，也就是借助于过渡玻璃的分级封接件(英语：“Graded Seal”)。在密封部段和电极头21，31之间，分别设有一个缩小部段9，10，在这里灯轴的玻璃紧密包围住相应的电极棒，以便使两个电极2，3在灯1的水平位置上也保持同轴对准。以下也参考以放大图示出了缩小部段10的区域I的图2。在这个区域中在电极棒22上布置了由钨制成的钢丝螺旋体11，它起到减震-导向元件的作用。钢丝螺旋体11的绕圈布置在电极棒22的表面和紧密包围住该区域的灯轴6的内表面之间。钢丝螺旋体11的钢丝直径为0.6mm、螺距为1.6mm、长度L为24mm。钢丝螺旋体11的第一圈的内直径为5.35mm，其余的内直径为5.7mm。装配时将钢丝螺旋体11拧到外直径为5.5mm的电极棒22上。狭窄的第一圈在制造灯的这个阶段里保证了可靠地固定在电极棒上。除此之外钢丝螺旋体11的取向要使得较小的第一圈优选地位于背离电极头的端部上。因而其余的钢丝螺旋体在前面区域中在一定条件下可以较好地进行减震。然后将电极棒22连同钢丝螺旋体11装入在灯轴6中，并通过加热在此区域中的灯轴6，并接着“挤压”、也就是说将一个成型辊子压紧在旋转的灯轴上而形成缩小部段10。将少量热度适合的并因此有韧度的石英玻璃挤压在钢丝螺旋体11的各个绕圈之间，由此将钢丝螺旋体11至少轴向地固定在灯轴6的这个缩小部段10中。从而在灯工作中有热膨胀时，对于电极棒22形成一种轴向导向。因此避免了如同在现有技术中那样使电极棒在灯轴壁上摩擦。承受冲击时，通过大约14个绕圈来实现对电极棒22的减震，这些绕圈必要时将冲击分散到整个螺旋体上，并因此很大程度上防了灯轴的局部损坏。在位于对面的阳极侧的灯轴5中，这种关系是相应的。由于阳极头的质量较大，本发明的前述发明和有利的作用在此甚至特别突出。在两个灯轴5，6的端部处各伸出一个外部的电流输入部段15，16，它们在所应用的棒封接时，在此通过电极棒22，32的端部而形成。

冲击测试业已表明，借助于前面所述的钨螺旋体，可以使这种灯的抗断裂强度从通常直至大约40g(g＝重力加速度或者说重力场强度)提高到大约50g至60g之间。后者相应于在运输包装中的灯相对于大约从260cm至320cm的下落高度，相对而言至今典型的是从160cm至200cm。

灯轴的缩小部段里的壁厚在这两种下落情况下大约为3.8mm。

图3表示了一种根据本发明的短弧放电灯40的另一个实施例的示意图，该放电灯设计用于AC运行。由于这种原因，两个电极头41，42在此是相同的。图3所示的灯与图1的灯的其余的区别只是还在于，设置用于缩小部段的减震-导向元件的一种可替换的实施方式。因此以下也参见图4，图4在放大图中示出了缩小部段10的区域II。这是指一种成型为密封环的由钼制成的膜片44。在该膜片44中压有小节45，它们在向着灯轴6的环绕壁的方向上凸起。密封环44首先在电极棒22上移动，并且全都一起进入灯轴6中。在挤压缩小部段10时，灯轴6的被加热的石英玻璃在该区域中是柔软的，从而可以使小节45可以压入柄壁中一些。因而在轴向方向上实现和在前述具有钢丝螺旋体(图1和2)的情况中一样的固定。此外小节45可以在有冲击影响时对电极棒22进行减震。如果附带地冲压向着电极棒的方向上凸出的小节(未示出)，则还可以加强减震效果。

在断裂测试中，对于在缩小部段中具有形成小节的钼膜片的短弧放电灯来说，测定断裂强度为70g(冲击方向垂直于灯的纵轴线)，相应于落下高度大约为380cm。在灯轴的缩小部段中的壁厚，在这种情况下大约为3.7mm。

在缩小部段中利用弹动的钢丝螺旋体和膜片相组合体也许可以实现进一步的改善。

Claims (13)

1.一种放电灯(1)，具有

-灯管，所述灯管包括包围放电介质的放电容器(4)和两个分别在所述放电容器(4)相对端部上同轴伸展的灯轴(5，6)，

-两个外部的电流输入部段(15，16)，所述电流输入部段分别从所述灯轴(5，6)中任一个起向外伸展，

-两个电极(2，3)，所述电极分别包括一个电极棒(22，32)和一个电极头(21，31)，其中所述电极棒(22，32)沿着所述灯轴(5，6)这样布置，即使得所述两个电极头(21，31)在所述放电容器(4)里相对设置，

-在所述两个灯轴的每一个中的各一个密封部段，由此一方面在所述两个外部的电流输入部段之间、另一方面在所述两个电极之间形成气密的电流引出线接头，

-在所述两个灯轴(5，6)中每一个中的各一个缩小部段(9，10)，所述缩小部段布置在相应的密封部段和属于所述电极的所述电极头之间，其中所述缩小部段(9，10)紧密地包围所述电极棒(22，32)，

其特征在于，

-在所述灯轴(5，6)的所述缩小部段(9，10)和至少一个电极(2，3)的所述电极棒(22，32)之间布置了减震-导向元件(11)。

2.根据权利要求1所述的放电灯1，其中所述减震-导向元件设计为钢丝螺旋体(11)，所述钢丝螺旋体至少沿着所述缩小部段(9，10)的一部分布置在所述电极棒(22，32)上。

3.根据权利要求2所述的放电灯，其中至少在所述钢丝螺旋体的两个相邻绕圈之间设置相互的间距。

4.根据权利要求1所述的放电灯，其中所述减震-导向元件设计为膜片(44)，所述膜片至少沿着所述缩小部段(10)的一部分密封环状地包围所述电极棒(22)。

5.根据权利要求4所述的放电灯，其中所述膜片(44)具有压花，尤其是小节(45)。

6.根据权利要求5所述的放电灯，其中所述压花(45)在向着包围所述膜片(44)的所述轴壁的方向上凸起。

7.根据权利要求5或者6所述的放电灯，其中所述压花在向着所述电极棒的方向上凸起。

8.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中所述减震-导向元件由金属、尤其是钨或者钼制成。

9.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中所述减震-导向元件延伸经过所述缩小部段的整个长度。

10.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中所述减震-导向元件设计为由所述钢丝螺旋体和所述膜片形成的组合体。

11.根据上述权利要求中任一项所述的放电灯，其中所述密封部段设计为借助于过渡玻璃的分级封接件(逐级封接件；英语“Graded Seal”)。

12.根据权利要求11所述的放电灯，其中所述外部的电流输入部段(15，16)由所述电极棒(22，32)的端部构成。

13.根据权利要求1至10中任一项所述的放电灯，其中所述密封部段设计为膜片密封件，尤其是膜片熔融封接件或者膜片压紧封接件。

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