專利名稱：高強(qiáng)度放電燈的電極線圈及制造此電極線圈的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高強(qiáng)度放電(HID)燈的電極線圈及制造HID燈電極線圈的方法。
傳統(tǒng)上，電極線圈12采用雙螺旋方法制造或者通過反繞鎢絲形成第二層導(dǎo)線而構(gòu)成、所述第二層導(dǎo)線的繞線方向與第一層繞線方向相反。這種制造方法被證實(shí)尚未完善。
所述雙螺旋方法包括以下幾個(gè)步驟將初級(jí)鎢絲繞在一根初級(jí)鎢芯軸上，然后將雙螺旋鎢絲和初級(jí)軸繞在次級(jí)鉬芯軸上。雙螺旋燈絲經(jīng)過熱處理后，切到一定的長(zhǎng)度，再次熱處理。次級(jí)鉬芯軸被酸溶解并替之以鎢柄。雙螺旋電極線圈的實(shí)例如圖2所示。
一般說來，所述雙螺旋方法是效能價(jià)格合算的，因?yàn)樯a(chǎn)設(shè)備大部分自動(dòng)化。但是，鎢柄的插入會(huì)引起初級(jí)鎢芯軸的破裂，這是導(dǎo)致此種電極線圈被棄的最主要原因。
所述反繞方法包括以下步驟將鎢絲繞在可伸縮的鋼針上。在纏繞了預(yù)定的圈數(shù)或距離之后反向纏繞(比如從“左至右”方向改為“右至左”方向)，所述鎢絲纏繞在自身上面以形成第二層。隨后可能第一層有幾圈會(huì)暴露在外，將鋼針去除，用適當(dāng)?shù)姆绞綄⒕€圈定向，再將鎢柄插入其中。反繞電極線圈的實(shí)例如圖3所示。
雖然在鎢柄插入時(shí)，反繞方法出現(xiàn)的問題較雙螺旋方法少，但是反繞線圈不能很好保持其形狀，而且必須將不對(duì)稱的線圈正確地繞在鎢柄上這一過程增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。線圈的定向需另外加時(shí)且此類機(jī)器又很快到達(dá)到容量極限。
美國(guó)專利4105908公開了一種反繞雙螺旋電極。將纏繞在初級(jí)芯軸上的線圈圍繞次級(jí)芯軸纏繞并且反向纏繞在自身上面而形成兩層雙螺旋燈絲，如圖4示。然而生產(chǎn)這種電極線圈卻兼有以上所述兩種方法的問題。
美國(guó)專利2523033與生產(chǎn)電極線圈無關(guān)，但值得注意的是其公開了一種用雙層線圈的燈。這種燈所采用的一種燈絲在使用過程中會(huì)在軸向上伸縮。燈絲的彈簧部份吸收了伸縮的應(yīng)力。如圖5所示，彈簧內(nèi)引入線18比燈絲20粗，通過將小直徑的燈絲20的端部與大直徑的引入線18的端部對(duì)焊(22)而將引入線18連接到燈絲20。第一層導(dǎo)線24圍繞燈絲20纏繞。線2 4的直徑等于燈絲20與引入線18的半徑之差。第二層導(dǎo)線26以螺旋方式纏繞在第一層導(dǎo)線24和引入線18上。第一和第二層導(dǎo)線24和26的組合通過吸收一些機(jī)械張力而加固了對(duì)焊22。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種全新的方法來制造高強(qiáng)度放電燈的電極線圈，其中兩根重迭的導(dǎo)線以相同的方向纏繞在芯軸上、使得第二導(dǎo)線完全在第一導(dǎo)線外表面的螺旋形槽內(nèi)，而且由第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線繞起來的線圈大體上長(zhǎng)度相等。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種全新的方法來制造高強(qiáng)度放電燈的電極線圈，所述方法包括以下步驟將第一導(dǎo)線以第一方向緊密地纏繞在芯軸上以形成在外表面上有螺旋形槽的第一線圈；將第二導(dǎo)線以所述第一方向緊密地纏繞在該螺旋形槽內(nèi)以形成第二線圈，其中，第二導(dǎo)線的第一圈和最后一圈分別與第一導(dǎo)線的第一圈和最后一圈接觸，并且在溶解了所述芯軸并代之以鎢芯軸之后、使得鎢芯軸的自由端鄰近第一線圈的對(duì)應(yīng)端但與其隔開。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是為高強(qiáng)度放電燈提供一種全新的電極線圈，此電極線圈避免了先有技術(shù)的問題。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是為高強(qiáng)度放電燈提供一種全新的具有兩根重迭的導(dǎo)線的電極線圈，所述兩根重迭的導(dǎo)線以相同的方向纏繞、使得第二導(dǎo)線完全處在第一導(dǎo)線外表面的螺旋形槽內(nèi)，而且由所述兩根線繞起來的兩個(gè)線圈大體上長(zhǎng)度相等。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是為高強(qiáng)度放電燈提供一種全新的電極線圈，所述電極線圈具有第一導(dǎo)線，它以第一方向緊密地纏繞以形成外表面上有螺旋形槽的第一線圈；第二導(dǎo)線，它以所述第一方向緊密地纏繞在該螺旋形槽內(nèi)以形成第二線圈；以及鎢芯軸，它的自由端與所述第一線圈的相應(yīng)的端部鄰近但是與其隔開，其中所述第二導(dǎo)線的第一圈和最后一圈分別與所述第一導(dǎo)線的第一圈和最后一圈接觸。
圖2是傳統(tǒng)的雙螺旋電極線圈的示圖。
圖3是傳統(tǒng)的反繞型電極線圈的示圖。
圖4是已知的反繞型雙螺旋電極線圈的示圖。
圖5是已知的對(duì)焊加固技術(shù)的示圖。
圖6是本發(fā)明的電極線圈的實(shí)施例的截面圖。
圖7是帶有顯示本發(fā)明實(shí)施例的繞制線圈排列的虛線的示圖。
圖8是帶有顯示已知的反繞型電極線圈的繞制線圈排列的虛線的示圖。
請(qǐng)參考圖6，本發(fā)明的實(shí)施例是高強(qiáng)度放電燈的電極線圈。電極線圈30可以包括鎢芯軸32，后者的自由端34適合于設(shè)置在高強(qiáng)度放電燈管內(nèi)。第一導(dǎo)線36以第一方向繞在鎢芯軸32上(比如從左到右，如圖6所示的A方向)，而且第一導(dǎo)線36的每一圈38與第一導(dǎo)線的其它至少一圈38接觸。第一導(dǎo)線36形成其外表面帶有螺旋形槽的第一線圈40。鎢芯軸32的自由端34鄰近第一線圈40的對(duì)應(yīng)端部42但與其隔開，而鎢芯軸32的外表面接觸第一線圈40的內(nèi)表面。導(dǎo)線的“圈”僅圍繞所述芯軸延伸一次。
第二導(dǎo)線46以第一方向直接纏繞在第一導(dǎo)線36上，第二導(dǎo)線46完全處在第一線圈40外表面的螺旋形槽內(nèi)。第二導(dǎo)線46可以是與第一導(dǎo)線分開的第二根導(dǎo)線。第二導(dǎo)線46形成第二線圈48，后者的內(nèi)表面接觸第一線圈40的外表面。第一導(dǎo)線40和第二導(dǎo)線48可以具有基本上相同的長(zhǎng)度。也就是說，第二導(dǎo)線46的第一圈可以與第一導(dǎo)線36的第一圈接觸，第二導(dǎo)線46的最后一圈可以與第一導(dǎo)線36的最后一圈也接觸，如圖6所示。第二導(dǎo)線46的每一圈50可以與第一導(dǎo)線36的兩個(gè)圈38接觸并且可以與第二導(dǎo)線46的至少一個(gè)其他圈50接觸。
制造圖6電極線圈的方法可以包括以下步驟以第一方向?qū)⒌谝粚?dǎo)線36緊密地纏繞在芯軸(未示出，但其尺寸和形狀與柄32相似)上以形成其外表面帶有螺旋形槽的第一線圈40。此后，以所述第一方向?qū)⒌诙?dǎo)線46緊密地纏繞在所述螺旋形槽內(nèi)以形成第二線圈48，其中，第二導(dǎo)線46的第一圈與第一導(dǎo)線36的第一圈接觸、而且第二導(dǎo)線46的最后一圈與第一導(dǎo)線36的最后一圈接觸。然后去除所述芯軸并且代之以鎢芯軸32、使得鎢芯軸32的自由端34鄰近第一線圈40的對(duì)應(yīng)端部42但與其隔開。在纏繞第二導(dǎo)線46之后、替換所述芯軸之前，可以對(duì)第一和第二線圈40和48進(jìn)行熱處理，將它們切成所需長(zhǎng)度，之后再次對(duì)它們進(jìn)行熱處理。
這種繞制線圈排列的結(jié)果如圖7所示。如圖所示，在第二線圈48的全長(zhǎng)范圍內(nèi)，第二線圈4 8配合到第一線圈40外表面的螺旋形槽內(nèi)。相反，如圖8所示，以方向“A”纏繞的下層導(dǎo)線周期性地與以方向“B”纏繞的上層導(dǎo)線交叉、因此整根上層導(dǎo)線不在下層導(dǎo)線外表面的螺旋形槽內(nèi)。
本發(fā)明提供以下優(yōu)點(diǎn)與先有技術(shù)的雙層復(fù)繞導(dǎo)線相比，本發(fā)明的雙層復(fù)繞導(dǎo)線顯著地更加穩(wěn)定。一種更穩(wěn)定的復(fù)繞導(dǎo)線更容易處理并且在生產(chǎn)過程中更容易將鎢心插入由芯軸空出的位置。這種穩(wěn)定性減少生產(chǎn)時(shí)間并且減少不合格電極線圈的數(shù)量。
在其他實(shí)施例中，第二導(dǎo)線46可以具有與螺旋形槽相同的長(zhǎng)度，并且第一和第二導(dǎo)線36、46可以是具有相同半徑的鎢絲。第一導(dǎo)線36可以固定在鎢芯軸32上以防止散開，出于同樣目的第二導(dǎo)線也可以固定在第一導(dǎo)線36上。可以將第一和第二導(dǎo)線的端部磨平?？梢杂脗鹘y(tǒng)的方法除去所述芯軸、例如用酸溶解。
雖然在以上說明書和附圖
中已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)例，但是，在閱讀說明書和附圖時(shí)應(yīng)理解，本發(fā)明由以下的權(quán)利要求書定義。
權(quán)利要求
1.一種制造高強(qiáng)度放電(HID)燈的電極線圈的方法，所述方法包括以下幾個(gè)步驟將第一導(dǎo)線以第一方向緊密地纏繞在芯軸上以形成在外表面上有螺旋形槽的第一線圈；將第二導(dǎo)線以所述第一方向緊密地纏繞在所述螺旋形槽內(nèi)以形成第二線圈，其中，所述第二導(dǎo)線的第一圈與所述第一導(dǎo)線的第一圈接觸，而所述第二導(dǎo)線的最后一圈與所述第一導(dǎo)線的最后一圈接觸，以及以鎢芯軸代替所述芯軸、使得鎢芯軸的自由端鄰近所述第一線圈的對(duì)應(yīng)端但與其隔開，所述鎢芯軸以及所述第一和第二線圈組成高強(qiáng)度放電燈的電極線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第二導(dǎo)線具有與所述螺旋形槽相等的長(zhǎng)度并且完全處在所述螺旋形槽中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在繞完所述第二導(dǎo)線之后且替換所述芯軸之前還包括以下各步驟對(duì)所述第一和第二線圈進(jìn)行熱處理；將所述第一和第二線圈切成所需長(zhǎng)度；以及對(duì)所述切好的線圈進(jìn)行熱處理。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一和第二導(dǎo)線是具有相同半徑的鎢絲。
5.一種制造高強(qiáng)度放電(HID)燈的電極線圈的方法，所述方法包括以下幾個(gè)步驟將第一導(dǎo)線纏繞在芯軸上、使所述第一導(dǎo)線的第一圈之后的每一圈都與所述第一導(dǎo)線的前一圈接觸，以第一方向纏繞所述第一導(dǎo)線以形成其外表面上具有螺旋形槽的第一線圈；以所述第一方向?qū)⒌诙?dǎo)線直接纏繞在所述第一導(dǎo)線上所述螺旋形槽內(nèi)以形成第二線圈，所述第二導(dǎo)線的第一圈與所述第一導(dǎo)線的第一圈接觸，而所述第二導(dǎo)線的最后一圈與所述第一導(dǎo)線的最后一圈接觸；溶解所述芯軸；以及將鎢芯軸插入所述第一線圈內(nèi)、使得所述鎢芯軸的自由端鄰近所述第一線圈的對(duì)應(yīng)端部并且與其隔開，所述鎢芯軸的外表面與所述第一線圈的內(nèi)表面接觸，所述鎢芯軸與所述第一線圈和第二線圈形成高強(qiáng)度放電燈的電極線圈。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述第二導(dǎo)線具有與所述螺旋形槽相同的長(zhǎng)度并且完全處在所述螺旋形槽中。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于在纏繞所述第二導(dǎo)線之后且替換所述芯軸之前還包括以下各步驟對(duì)所述第一和第二線圈進(jìn)行熱處理；將所述第一和第二線圈切成所需長(zhǎng)度；以及對(duì)所述切好的線圈進(jìn)行熱處理。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包括拆下步驟將所述第一線圈固定在所述鎢芯軸上以及將所述第二線圈固定在所述第一線圈上。
9.如權(quán)利要示5所述的方法，其特征在于所述第二導(dǎo)線的所述第一圈之后的每一圈都與所述第二導(dǎo)線的前一圈接觸。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述第一和第二導(dǎo)線是具有相同半徑的鎢絲。
11.一種用于高強(qiáng)度放電燈的電極線圈，它包括鎢芯軸，它帶有適合于設(shè)置在高強(qiáng)度放電燈管中的自由端；在所述鎢芯軸上的第一線圈，所述第一線圈包括以第一方向纏繞的第一導(dǎo)線，所述第一導(dǎo)線的每一圈與所述第一導(dǎo)線的另一圈接觸，所述第一線圈外表面有螺旋形槽，所述鎢芯軸的所述自由端鄰近所述第一線圈的對(duì)應(yīng)端部并且與其隔開，所述鎢芯軸的外表面與所述第一導(dǎo)線內(nèi)表面接觸；以及所述第一線圈上的第二線圈，所述第二線圈包括以所述第一方向直接纏繞在所述第一導(dǎo)線上所述螺旋形槽內(nèi)的第二導(dǎo)線，所述第二導(dǎo)線的第一圈與所述第一導(dǎo)線的第一圈接觸、而所述第二導(dǎo)線的最后一圈與所述第一導(dǎo)線的最后一圈接觸。
12.如權(quán)利要求11所述的電極，其特征在于所述第二導(dǎo)線具有與所述螺旋形槽相同的長(zhǎng)度并且完全處在所述螺旋形槽中。
13.如權(quán)利要求11所述的電極，其特征在于所述第一線圈固定在所述鎢芯軸上并且所述第二線圈固定在所述第一線圈上。
14.如權(quán)利要求11所述的電極，其特征在于所述第二導(dǎo)線的每一圈都與所述第二導(dǎo)線的另一圈接觸。
15.如權(quán)利要求11所述的電極，其特征在于所述第一和第二導(dǎo)線包括具有相同半徑的鎢絲。
全文摘要
提供一種用于高強(qiáng)度放電燈的雙層電極線圈以及制造此種電極線圈的方法。通過正向繞制而不是反向繞制導(dǎo)線層的方法得到更穩(wěn)定的線圈層。第二層導(dǎo)線完全處在第一層導(dǎo)線外表面的螺旋形槽內(nèi)。這種配置特別穩(wěn)定并且容許在去除所述芯軸之后更快地插入電極柄。
文檔編號(hào)H01J61/073GK1407581SQ02127850
公開日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月2日
發(fā)明者C·A·亨廷頓, S·K·丹哈姆 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司