專利名稱：高壓放電燈中的電極單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓放電燈領(lǐng)域，具體地涉及用于將電功率連接到這種燈 的放電端部的電極。
背景技術(shù)：
已知多種電燈形式，它們的范圍從簡(jiǎn)單的由流過(guò)高電阻線圏的電流產(chǎn) 生光的白熾燈到其中電流經(jīng)過(guò)氣體繼而使氣體發(fā)光的其它設(shè)計(jì)。本發(fā)明特 別涉及高壓放電燈，這些燈通常利用囟化物蒸汽。通過(guò)讓電流經(jīng)過(guò)富含卣 化物氣體的氣氛，氣體原子中的電子躍遷導(dǎo)致發(fā)出各種不同波長(zhǎng)的光。
本發(fā)明涉及的這類高壓放電燈通常由陶瓷材料制成，因?yàn)樗鼈兙哂幸?br> 下有利特性，即容納鹵化物氣體，以及為經(jīng)過(guò)氣體的電流提供必要的電 隔離。另外，當(dāng)電流流過(guò)燈時(shí)，燈的部件易于變熱；眾所周知，陶資材料 在這種高溫下具有良好的彈性，并且是一種理想的材料。在利用陶瓷管保 持卣化物氣體的情況下，有必要提供用于使電流能夠進(jìn)入陶瓷燈的燈泡、 更具體地到達(dá)陶瓷燈中的放電電極端部的裝置。在放電燈的燈泡內(nèi)一般設(shè) 有兩個(gè)放電電極端部，且來(lái)自一個(gè)端部的放電通過(guò)氣體到達(dá)電路的另一端部。
通常，在陶瓷放電管的末端上設(shè)有兩個(gè)通道，這兩個(gè)通道具有貫穿的 中心孔，并且沿著這些中心孔提供電連接。這些延伸件或者突出的插頭提 供了導(dǎo)管，可在整個(gè)導(dǎo)管上設(shè)置導(dǎo)電介質(zhì)以將電流從電流源傳遞到放電端 部。進(jìn)一步有利的是利用金屬陶瓷材料來(lái)沿突出插頭的孔提供電連接，因 為這種材料通常具有與陶瓷放電管類似的溫度膨脹特性。即，當(dāng)管子處于 使用中且溫度升高時(shí)，如果金屬陶瓷棒被用作通向放電電極端部的電連接，那么它將以與陶瓷放電管相同的方式膨脹和收縮。這是特別有利的，因?yàn)?管子上的突出插頭一般都非常脆弱，如果電極的膨脹率或者膨脹程度大于 突出插頭，這會(huì)對(duì)突出插頭和管子造成損壞。
在放電燈的突出插頭中使用金屬陶瓷棒確實(shí)具有一些有利特性，但也 會(huì)引起其它的一些困難。需要提供至燈外部的金屬連接，以用于將驅(qū)動(dòng)電 子單元與燈本身連接?？梢詫⒔饘匐姌O材料焊接在金屬陶瓷棒上，但不幸 地是這存在導(dǎo)致該材料變脆的明顯缺陷，這通常會(huì)對(duì)燈的彈性產(chǎn)生影響。 幾種現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)開始嘗試通過(guò)各種不同的方式來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題。例如，
在EP 0 587 238中，在金屬電極和金屬陶瓷棒之間形成焊接點(diǎn)，然后將焊 接點(diǎn)置于放電燈的突出插頭內(nèi)。在將焊點(diǎn)置于突出插頭區(qū)域內(nèi)以減少易碎 的金屬陶瓷棒斷裂的機(jī)會(huì)的同時(shí)，不希望在突出插頭內(nèi)具有金屬材料。正 如在上文中已經(jīng)描述過(guò)的那樣，放電燈的末端上的突出插頭本身通常非常 脆弱，如果充當(dāng)電極的金屬變得過(guò)熱且快速膨脹，那么包含這種金屬材料 會(huì)造成損壞。另外，這種金屬電極通常被保持在突出插頭末端處的用于將 大氣包封在燈泡內(nèi)的密封件中，且如果金屬電極膨脹過(guò)大或者過(guò)快的話， 同樣會(huì)發(fā)生密封失效。而且密封件的長(zhǎng)度必須較大，而這會(huì)增加燈的長(zhǎng)度。 在曰本專利申請(qǐng)2001292763中提出了另一種技術(shù)。在該申請(qǐng)中，金屬 電極和金屬陶瓷棒之間的焊點(diǎn)并不保持在燈的突出插頭內(nèi)。相反地，焊點(diǎn) 位于突出插頭的外面，并且在焊接區(qū)域上方在突出插頭的末端處"i殳有另外 的附加加固構(gòu)件。同樣，需要適當(dāng)?shù)孛芊馔怀霾孱^末端處的整個(gè)區(qū)域，其 包括位于加固構(gòu)件和金屬陶瓷棒和金屬電極的末端之間的區(qū)域。而這同樣 意味著要增加燈的長(zhǎng)度，且密封件環(huán)繞電極的金屬部分，這在燈處于使用 中時(shí)會(huì)引起故障。另外，這種焊縫保護(hù)技術(shù)極其復(fù)雜，因?yàn)樗筇峁┝?外的加固構(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容
提出本發(fā)明是為了克服與金屬材料和金屬陶瓷棒之間的連接有關(guān)的困 難、以及因焊接引起的金屬陶瓷棒的脆化。另外，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，其具有額外的優(yōu)點(diǎn)，即能夠?qū)⒎烹婋姌O端部精確地放置在燈的 燈泡區(qū)域內(nèi)的希望位置上。在本發(fā)明中，借助如權(quán)利要求1所述的金屬陶 資棒和電極的組合單元來(lái)實(shí)現(xiàn)上述問(wèn)題和其它優(yōu)點(diǎn)。該金屬陶資棒和電極 的組合單元包括金屬陶瓷棒，其用于在其遠(yuǎn)端連接電極端部以用于高壓放 電燈。另外，電流供應(yīng)電極電連接在金屬陶瓷棒的近端上以便于外部電流 源與金屬陶瓷棒的電連接。電流供應(yīng)電極通常被構(gòu)造成包括中空管狀部分， 其被設(shè)置在金屬陶瓷棒的近端上方且將其環(huán)繞，具體地與所述近端形成物 理和電接觸。
優(yōu)選，電流供應(yīng)電極具有中空管狀部分，其內(nèi)徑近似等于金屬陶資棒 的外徑。顯然，通過(guò)在電極滑至金屬陶瓷棒的近端上方時(shí)形成緊密配合， 這促進(jìn)了電流供應(yīng)電極與金屬陶資棒之間的連接。另外，可以通過(guò)位于金 屬陶瓷棒的這一近端上的焊縫將金屬陶瓷棒和供應(yīng)電極安裝在一起。通過(guò) 將焊縫設(shè)置在金屬陶瓷棒的所述端上和使供應(yīng)電極的大部分沿其處的金屬 陶瓷棒的外表面延伸，金屬陶瓷棒的脆化區(qū)域通過(guò)電流供應(yīng)電極被內(nèi)在地 強(qiáng)化。另外，只有金屬陶瓷棒的所述端部被脆化，而大部分電流供應(yīng)電極 仍與未脆化的金屬陶瓷棒接觸。
可以在不提供焊縫的情況下使電流供應(yīng)電極與金屬陶瓷棒形成接觸。 在這種情況下，電流供應(yīng)電極設(shè)有其內(nèi)徑小于金屬陶資棒的外徑的中空管 狀部分。如果電流供應(yīng)電極的中空管狀部分被滑至金屬陶瓷棒的末端上方， 顯然，較小的管狀部分的擠壓力將形成與金屬陶資棒的緊密摩擦配合。其 最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法是相對(duì)于金屬陶瓷棒提高電流供應(yīng)電極的溫度，使電流 供應(yīng)電極膨脹，然后讓金屬陶瓷棒滑過(guò)中空管狀部分。在電流供應(yīng)電極冷 卻時(shí)，必然會(huì)環(huán)繞金屬陶瓷棒的近端進(jìn)行收縮，從而將這兩部分保持在一 起。這顯然會(huì)形成良好的電連接，且由于不進(jìn)行焊接而避免金屬陶資棒脆 化。
還可以向電流供應(yīng)電極的中空管狀部分的末端提供張口部分，其促進(jìn) 了金屬陶瓷棒滑入中空管狀部分。
進(jìn)一步有利地，電流供應(yīng)電極的中空管狀部分的外徑可被制成大于放電燈的突出插頭的孔的內(nèi)徑。如果電流供應(yīng)電極的外徑大于孔徑，則不能 將金屬部分滑入突出插頭的孔內(nèi)，且因此克服了因陶瓷突出插頭內(nèi)存在金 屬材料而形成的缺陷。另外，這內(nèi)在地形成了一種定位特性，因?yàn)閷?huì)知 道金屬陶瓷棒和緊固在其遠(yuǎn)端上的放電電極端部延伸出電流供應(yīng)電極的末 端的距離，且這可被用于將電極端部精確地設(shè)在放電燈的內(nèi)部燈泡中。
可以通過(guò)用簡(jiǎn)單巻起的導(dǎo)體條制成中空管狀部分來(lái)形成電流供應(yīng)電 極。另一優(yōu)選設(shè)計(jì)是用繞金屬陶瓷棒折疊的導(dǎo)體條形成中空管狀部分。然 后通過(guò)任意已知方法(例如焊接)將伸出金屬陶瓷棒的導(dǎo)體兩端緊固在一 起。供應(yīng)電極的這種設(shè)計(jì)形成可靠的定位系統(tǒng)，因?yàn)樯斐龅膶?dǎo)體部分顯然 不能方文入突出插頭的孔中。
電流供應(yīng)電極的其它設(shè)計(jì)包括巻繞的導(dǎo)線。所述巻繞的導(dǎo)線可根據(jù)需 要焊接或通過(guò)摩擦配合安裝在金屬陶瓷棒的近端上。巻繞的導(dǎo)線所帶來(lái)的
優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)致該電流導(dǎo)線移動(dòng)的任何接觸都將只能讓所述導(dǎo)線彎曲，而不 會(huì)將作用力傳給金屬陶瓷棒。
進(jìn)一步優(yōu)選，正如已在上文中稍微討論過(guò)的那樣，有利的是讓金屬陶 瓷棒具有已知長(zhǎng)度以便在金屬陶瓷棒和電流供應(yīng)電極形成為金屬陶資棒和 電極的組合單元，并且放電電極端部直接或者通過(guò)插入附加導(dǎo)電構(gòu)件而附 連在金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端上時(shí)，它將合適地裝入穿過(guò)放電燈的突出插頭以便 精確地將電極端部放置在內(nèi)部燈泡中。
優(yōu)選，金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端設(shè)有合適的抵接表面，電極端部可容易地附 連在該表面上。希望簡(jiǎn)單地將電極端部焊在金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端上，因?yàn)檫@ 個(gè)特殊焊點(diǎn)將在燈內(nèi)得到很好的保護(hù)。
上述問(wèn)題通過(guò)如權(quán)利要求10所述的高壓放電燈得到進(jìn)一步解決。這種 燈包括陶瓷放電管，其通常形成內(nèi)部燈泡區(qū)域。陶瓷放電管還設(shè)有至少一 個(gè)突出插頭形式的延伸件，其中在突出插頭的中間存在貫穿孔，以使燈的 內(nèi)部燈泡與外部相連。在突出插頭的孔內(nèi)設(shè)有上述的金屬陶瓷棒和電極的 組合單元。具體地，該組合單元被設(shè)置成供應(yīng)電極抵靠突出插頭的末端， 且只有金屬陶瓷棒和附連在其遠(yuǎn)端上的放電電極端部位于突出插頭的孔內(nèi)。另外，這使得放電電極端部被精確地設(shè)置在放電燈的內(nèi)部燈泡區(qū)域的 期望位置上。
在可選的實(shí)施例中，該單元可以在金屬陶瓷棒與電端部之間包括附加 的導(dǎo)電構(gòu)件。
優(yōu)選，通過(guò)氣密的熔結(jié)玻璃密封將金屬陶瓷棒和電極的組合單元保持 在突出插頭的孔內(nèi)。這必然導(dǎo)致燈的內(nèi)部空間得到密封以阻止所包封的材 料逸出。
優(yōu)選，金屬陶瓷棒和電極的組合單元中的電流供應(yīng)電極的外徑大于突 出插頭中的孔的內(nèi)徑。這意味著電流供應(yīng)電極不能凈M置在突出插頭的孔 內(nèi)，由此使組合單元獲得所需要的定位特性。
在權(quán)利要求15中給出了一種制造金屬陶瓷棒和電極的組合單元的方 法。首先是提供具有所需長(zhǎng)度和直徑的金屬陶瓷棒。給電流供應(yīng)電極設(shè)置 中空管狀部分，且將其滑至金屬陶瓷棒的近端上方。中空管狀部分的尺寸 使得它將與金屬陶瓷棒的近端形成物理和電接觸。
將供應(yīng)電極附連到金屬陶瓷棒上的優(yōu)選方法是使中空管狀部分具有與 金屬陶瓷棒的外徑近似相等的內(nèi)徑。在將電流供應(yīng)電極滑至金屬陶瓷棒的 近端上方時(shí)，可在金屬陶瓷棒的這一近端上進(jìn)行焊接以將該單元保持在一 起。
可用來(lái)制造該單元的另 一機(jī)構(gòu)是提供其中中空管狀部分的內(nèi)徑小于金 屬陶瓷棒的直徑的電流供應(yīng)電極。通過(guò)加熱電流供應(yīng)電極，材料通常會(huì)發(fā) 生膨脹。在發(fā)生膨脹之后，將中空管狀部分滑到金屬陶瓷棒的末端上，并 且它將在冷卻之后夾住金屬陶瓷棒的近端。這在供應(yīng)電極與金屬陶資棒之 間形成良好的摩擦配合，而不必在它們之間提供焊接。
在權(quán)利要求19中給出了形成放電燈的方法。首先是形成上述金屬陶乾 棒和電極的組合單元。然后將燈的放電電極端部附連在金屬陶資棒和電極 的組合單元中的金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端上。存在多種用于附連放電電極端部的 方法，例如可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的焊接步驟。形成陶瓷放電管，其中設(shè)有至少一 個(gè)突出插頭，所述插頭具有通向燈泡的內(nèi)部區(qū)域的孔。然后讓金屬陶資棒和電極的組合單元穿過(guò)突出插頭的孔，從而使得只有金屬陶瓷棒和放電電 極端部位于突出插頭和燈內(nèi)。電流供應(yīng)電極仍然位于突出插頭的孔的外面。
為了密封整個(gè)單元，在突出插頭的末端上形成熔結(jié)密封以將結(jié)合的金 屬陶瓷棒和供應(yīng)電極保持在合適位置上。
在金屬陶瓷棒和電極的組合單元的制造過(guò)程中，電流供應(yīng)電極的外徑 被選擇成大于突出插頭的孔的內(nèi)徑。這顯然意味著電流供應(yīng)電極不能穿過(guò) 突出插頭的孔。


圖1示出了放電燈的末端的一個(gè)實(shí)例，其中示出了結(jié)合的金屬陶乾棒 和電流供應(yīng)電極。在此實(shí)例中，供應(yīng)電極被焊接在金屬陶瓷棒上且伸出金
屬陶瓷棒的近端；
圖2示出了與圖1非常近似的設(shè)計(jì)，然而電流供應(yīng)電極未伸出金屬陶 瓷棒的末端；
圖3a和3b示出了電流供應(yīng)電極的另一實(shí)例的兩個(gè)視圖，電流供應(yīng)電 極在此被示出為環(huán)繞金屬陶瓷棒的近端彎曲的導(dǎo)體條；
圖4示出了一種實(shí)例，其中電流供應(yīng)電極的中空管狀部分小于金屬陶 瓷棒，且通過(guò)摩擦配合安裝在金屬陶瓷棒的近端上；
圖5示出了圖4所示的電流供應(yīng)電極與金屬陶瓷棒之間的另一種摩擦 配合，然而該電流供應(yīng)電極被示出在中空管狀部分上具有張口的下端，以 改善電流供應(yīng)電極在金屬陶瓷棒上方的安裝；以及
圖6示出了其中通過(guò)巻繞導(dǎo)線提供電流供應(yīng)電極的實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
圖l示出了高壓放電燈l中的電連接的一個(gè)實(shí)例。具體地，圖l示出 了高壓放電燈1的一個(gè)電極，其從燈1的外部伸入形成于陶瓷放電管5內(nèi) 的內(nèi)部燈泡區(qū)域6，所述陶瓷放電管5構(gòu)成高壓放電燈1。 一般而言，高壓 放電燈1在本領(lǐng)域是眾所周知的，其包括燈泡區(qū)域6,在燈泡區(qū)域6內(nèi)包含有合適氣體，通過(guò)這些氣體形成放電且由此發(fā)光。高壓放電燈1的這個(gè) 方面不認(rèn)為是本發(fā)明中的限制，而實(shí)際上，任何一種放電燈l都容易受到 本發(fā)明教導(dǎo)的改進(jìn)和集成。
如圖1所示，陶瓷放電管5具有突出插頭3，其由陶瓷放電管5的延 伸部構(gòu)成，其中存在貫穿突出插頭3的孔4?？?在陶瓷放電管5的外部 與其內(nèi)部燈泡區(qū)域6之間形成流體接觸。具體是，突出插頭3被用來(lái)提供 從陶瓷放電管5的外部到置于內(nèi)部燈泡區(qū)域6內(nèi)的電極端部2的電連接。 電極端部2的特殊設(shè)計(jì)也不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)際上，本發(fā)明 的教導(dǎo)原則上可用于任何相關(guān)的放電電極端部2，且因此將不再就此進(jìn)行 更多的討論。然而，顯然必須形成與正在使用的電極端部2的電連接，且 如先前所描述的那樣，通過(guò)突出插頭3的孔4來(lái)提供這種電連接。
在使用中，高壓放電燈l易于變得非常熱。這樣，高壓放電燈l的各 組成部件將會(huì)因這種溫度升高而發(fā)生膨脹。正如在本領(lǐng)域眾所周知的那樣， 不同的材料具有不同的膨脹系數(shù)。這個(gè)特點(diǎn)非常重要，因?yàn)閷⒁ㄟ^(guò)突出 插頭3的孔4來(lái)提供電連接?？?通常不會(huì)特別寬，因此選來(lái)形成貫穿孔 4的電連接的材料必須是不會(huì)過(guò)度膨脹和對(duì)構(gòu)成突出插頭3的陶資材料造 成破壞的材料。
本發(fā)明涉及借助金屬陶瓷棒11來(lái)提供這種電連接。金屬陶瓷材料在本 領(lǐng)域是眾所周知的，且特別選擇金屬陶瓷并不認(rèn)為是本發(fā)明的限制性特性。 相反地，本發(fā)明涉及常見的陶瓷金屬棒11在提供貫穿突出插頭3的電連接 上的具體使用。使用金屬陶瓷棒ll的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是金屬陶瓷材料的膨脹系 數(shù)非常接近用來(lái)形成陶瓷放電管5和突出插頭3的陶瓷材料的膨脹系數(shù)。 這樣，當(dāng)使用高壓放電燈l時(shí)，金屬陶瓷棒11可能以與突出插頭3相同的 方式膨糾目同的量，從而避免任何可能的破壞突出插頭3的危險(xiǎn)。使用金 屬陶瓷材料的另一優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于高壓放電燈l中使用的卣化物氣體，它們 通常具有耐久性。
從圖1中可以看到，為了在燈罩(未示出)和高壓放電燈l之間形成 可靠電連接，金屬陶瓷棒11設(shè)有電流供應(yīng)電極12，其通常具有金屬特性。特別優(yōu)選的用于形成電流供應(yīng)電極12的材料為鈮、鉭、鉬、錸、鵠或它 們的合金。進(jìn)一步有利地，這些材料和合金中的某些通常可以讓氫氣通過(guò)。 如圖l所示，金屬陶瓷棒ll在其近端15處與電流供應(yīng)電極12附連。具體 地，電流供應(yīng)電極12被設(shè)在金屬陶瓷棒的近端15上方，形成金屬陶資棒 和電極的組合單元10。希望這種金屬陶瓷棒和電極的組合單元10被制造 和生產(chǎn)成用在高壓方文電燈1中的組合產(chǎn)品單元。
通過(guò)這種金屬陶瓷棒和電極的組合單元10能夠獲得明顯的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)?金屬陶瓷棒11和電流供應(yīng)電極12的獨(dú)立特征可根據(jù)將使用這種金屬陶乾 棒和電極的組合單元10的高壓放電燈1的細(xì)節(jié)來(lái)進(jìn)行修改。還能從圖1 中明顯看出的是，金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端14將被設(shè)置在高壓放電燈1內(nèi)，且通 常還將被設(shè)置在突出插頭3內(nèi)。在金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端14的端面上附連放電 電極端部2。電極端部2的這種附連可以借助任何公知技術(shù)來(lái)完成，且不 認(rèn)為是本發(fā)明的限制性特征。顯然，然后可將金屬陶瓷棒和電極的組合單 元10連同所附連的電極端部2 —同插入高壓放電燈1的突出插頭3的孔4 內(nèi)。 一旦已在突出插頭3內(nèi)，電極端部2則處于陶瓷放電管5的內(nèi)部燈泡 區(qū)域6內(nèi)的合適位置上，并提供與它的電連接。
金屬陶瓷棒和電極的組合單元10由長(zhǎng)度和橫截面尺寸已知的金屬陶 瓷棒11構(gòu)成。通常，金屬陶瓷棒ll具有圓形的橫截面，因?yàn)檫@將使得更 易于制造陶瓷放電管5和突出插頭3、以及金屬陶瓷棒ll本身。顯然，金 屬陶瓷棒11可以具有任何合適的橫截面形狀，只要它適于放在高壓放電燈 1的突出插頭3內(nèi)。電流供應(yīng)電極12被設(shè)置在金屬陶瓷棒的近端15上。 電流供應(yīng)電極12具有中空管狀部分13，其中此中空管狀部分13的橫截面 與金屬陶瓷棒11的橫截面相配。在圖1所示的實(shí)施例中，電流供應(yīng)電極 12的中空管狀部分13的內(nèi)徑等于或者略大于金屬陶瓷棒ll的外徑或者外 部尺寸。在假定具有這些相對(duì)尺寸的情況下，顯然能將電流供應(yīng)電極12 滑到金屬陶瓷棒的近端15上，從而形成金屬陶瓷棒和電極的組合單元IO。 盡管如上述那樣通過(guò)摩擦配合將電流供應(yīng)電極12安裝在金屬陶資棒11的 外部就可以足夠地可靠，進(jìn)一步有利的通過(guò)焊縫21來(lái)改善這種安裝。顯然，將金屬陶瓷棒和電流供應(yīng)電極12焊接在一起將形成完全可靠的金屬陶瓷 棒和電極的組合單元10。
然而，金屬陶瓷材料在受到焊接處理之后通常會(huì)明顯變脆。這對(duì)高壓 放電燈1特別不利，因?yàn)檫@種燈1在使用過(guò)程中常常會(huì)受到一些作用力和 碰撞。施加在高壓放電燈1的電極區(qū)域上的一種主要作用力是將放電燈1 ^tA和取出燈罩時(shí)的彎曲作用力。本發(fā)明通過(guò)將焊縫21設(shè)在遠(yuǎn)離突出插頭 3的末端的位置上來(lái)克服金屬陶瓷棒11在焊接后變脆的缺點(diǎn)。施加到如圖 1所示的高壓放電燈1中的金屬陶資棒和電極的組合單元10上的彎曲力矩 將主要作用在金屬陶瓷棒11離開突出插頭3的孔4的那個(gè)點(diǎn)上，這對(duì)于本 領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。然而，由于所形成的焊縫21與該位置相 隔一定距離，作用在金屬陶瓷棒11上的任何轉(zhuǎn)動(dòng)力矩將不會(huì)干擾金屬陶資 棒ll的變脆區(qū)域，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。這樣，在使用或運(yùn)輸過(guò)程中， 設(shè)有本發(fā)明的金屬陶瓷棒和電極的組合單元10的高壓放電燈1將不會(huì)遭受 金屬陶瓷棒ll的脆性斷裂。
如從圖1中進(jìn)一步看出的那樣，可以利用以下事實(shí)，即電流供應(yīng)電 極12滑到金屬陶瓷棒的近端15上以改善電撫改電端部2在陶資放電管5 的內(nèi)部燈泡區(qū)域6內(nèi)的定位。通常，電極端部2的尺寸是已知的，陶資放 電管5的突出插頭3也是這樣。因此，假設(shè)突出插頭3的末端與放電電極 端部2的期望位置之間的距離已知，那么能夠?qū)饘偬召Y棒和電極的組合 單元10進(jìn)行修改以便自動(dòng)地將電極端部2設(shè)在這個(gè)位置上。從圖1中可以 看到，電流供應(yīng)電極12的外徑可以被選擇成大于突出插頭3的孔4的內(nèi)徑。 如果電流供應(yīng)電極12、具體地其中空管狀部分13的外徑大于孔4的直徑， 則不能使電流供應(yīng)電極12滑入孔4內(nèi)。實(shí)質(zhì)上，這具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)?這意味著金屬陶瓷棒11的材料將會(huì)是金屬陶瓷棒和電極的組合單元10在 突出插頭13的孔4內(nèi)的唯一材料。這樣，孔4內(nèi)不存在金屬材料(諸如電 流供應(yīng)電極12的金屬材料)，因此在使用中，金屬的電流供應(yīng)電極12可 發(fā)生膨脹卻不會(huì)破壞突出插頭3。
在假定金屬陶瓷棒和電極的組合單元10具有上述結(jié)構(gòu)、具體地其中電流供應(yīng)電極12的外徑大于突出插頭3的孔4的結(jié)構(gòu)的情況下，可以將金屬 陶瓷棒11的長(zhǎng)度選擇成適于自動(dòng)定位電極端部2。通過(guò)將金屬陶資棒11 的長(zhǎng)度選擇成金屬陶瓷棒11的未被電流供應(yīng)電極12的中空管狀部分13 覆蓋的那部分長(zhǎng)度加上電極端部2的長(zhǎng)度將自動(dòng)等于從突出插頭3的末端 到電極端部2的期望位置的正確長(zhǎng)度，可以明顯改善高壓放電燈1的制造。 即，圖1所示的金屬陶瓷棒和電極的組合單元10至少具有下列兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)
1. 金屬陶f(shuō):棒ll與電流供應(yīng)電極12之間的焊縫21與金屬陶資 棒11上的旋轉(zhuǎn)作用力施加點(diǎn)相隔一定距離。這個(gè)位置被認(rèn)為 是金屬陶瓷棒11上的從突出插頭3的孔4伸出的那點(diǎn)。
2. 金屬陶瓷棒和電極的組合單元10自動(dòng)地將電極端部2定位在 陶瓷放電管5的內(nèi)部燈泡區(qū)域6的期望位置上。
圖1所示的包括金屬陶瓷棒和電極的組合單元10的高壓放電燈1僅需 要將金屬陶瓷棒和電極的組合單元10滑入突出插頭3直至電流供應(yīng)電極 12抵靠突出插頭3，然后將金屬陶瓷棒和電極的組合單元10附連到高壓放 電燈1上。如圖1所示，在突出插頭3的末端上提供氣密的熔結(jié)玻璃密封 20P此熔結(jié)密封20將金屬陶瓷棒和電極的組合單元10保持在合適位置上， 并且為突出插頭3的末端提供氣密密封。熔結(jié)玻璃密封20的使用還意味著 在使用高壓放電燈1時(shí)，熔結(jié)密封20也將以與陶瓷放電管5相同的速率膨 脹。如圖l所示，熔結(jié)密封20還在突出插頭3的內(nèi)表面與金屬陶資棒ll 之間沿突出插頭3的孔4部分延伸。這還改善了氣密密封及其機(jī)械強(qiáng)度。
圖2示出了高壓放電燈1內(nèi)的本發(fā)明的金屬陶瓷棒和電極的組合單元 IO的另一實(shí)例。此另一實(shí)例與圖l所示的實(shí)例大體相同，然而，電流供應(yīng) 電極12未伸出金屬陶瓷棒11的末端。在某些環(huán)境下，不希望如圖l所示 那樣讓電流供應(yīng)電極12伸出金屬陶瓷棒11的末端。圖2所示的實(shí)例僅示 出電流供應(yīng)電極12可以只是在金屬陶瓷棒11的相關(guān)部分上延伸的中空管 狀部分13，以使金屬陶瓷棒和電極的組合單元10獲得所需要的定位特征。 焊縫21同樣被設(shè)在金屬陶瓷棒11上的一定距離處，其遠(yuǎn)離高壓放電燈1 的突出插頭3的末端。圖l和2所示的實(shí)例具有相同的優(yōu)點(diǎn)，且區(qū)別僅在于在圖2所示的實(shí)例中，電流供應(yīng)電極12不會(huì)伸出金屬陶瓷棒ll的末。
圖3a示出了如何形成用于金屬陶瓷棒和電極的組合單元10的電流供 應(yīng)電極12的另一實(shí)例。在圖1和2所示的實(shí)例中，電流供應(yīng)電極12通常 由拉制成合適構(gòu)造以形成中空管狀部分13的金屬材料形成。實(shí)際上，最簡(jiǎn) 單地通過(guò)拉制導(dǎo)電材料19來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3a和3b所示的實(shí)例使用了繞金屬陶 瓷棒近端15自體彎曲的導(dǎo)體條16。由此形成環(huán)繞金屬陶瓷棒的近端15的 外表面的中空管狀部分13,而且還提供了導(dǎo)體條的兩端17。在圖3a中， 電流供應(yīng)電極12被示成可看到導(dǎo)體條的重疊末端17。可以利用任何一種 技術(shù)來(lái)緊固壓在一起的導(dǎo)體條的相鄰末端17,且具體地，進(jìn)行簡(jiǎn)單焊接就 足夠了。
圖3b示出了金屬陶瓷棒近端15的俯視圖，其中在所述近端的周圍繞 有此實(shí)例的電流供應(yīng)電極12。此時(shí)，導(dǎo)體條的末端17明顯伸出金屬陶資 棒ll，且能夠被用作一種改進(jìn)的定位工具，其用于金屬陶資棒和電極的組 合單元10被置于突出插頭3的孔4內(nèi)的時(shí)候。如圖3a所示，導(dǎo)體條的末 端17的底面將抵靠突出插頭3的末端，且這可被用作對(duì)金屬陶資棒和電極
上。希望在金屬陶瓷棒ll的這一端上設(shè)置另一焊縫21以使由這種焊縫引 起的脆化同樣與突出插頭3的末端上的點(diǎn)相隔一定距離，這可從該實(shí)例中 明顯看出。顯然，這因此以與在圖l和2示出的上述實(shí)例相同的方式改善 了單元的抗損能力。在所有的其它方面，圖3a和3b示出的實(shí)例與圖l和 2示出的實(shí)例相同。
在圖4中示出了金屬陶瓷棒和電極的組合單元10的另一實(shí)例。在此實(shí) 例中，使用了其中中空管狀部分13略小于金屬陶瓷棒11的末端的電流供 應(yīng)電極12，而不是使用具有其尺寸等于或者略大于金屬陶瓷棒11的中空 管狀部分13的電流供應(yīng)電極12。這可在圖4中清楚地看到，其中中空管 狀部分13的直徑小于金屬陶瓷棒11的外徑。為了制造這種金屬陶資棒和 電極的組合單元10，對(duì)電流供應(yīng)電極12進(jìn)行加熱以使其膨脹。 一旦電流供應(yīng)電極12已充分膨脹，則將中空管狀部分13滑到金屬陶資棒近端15 上方。在電流供應(yīng)電極12已經(jīng)冷卻之后，其將縮回到其原始尺寸，且因此 將通過(guò)摩擦與金屬陶瓷棒近端15保持在一起。由所放置的電流供應(yīng)電極 12引起的作用在金屬陶瓷棒11上的擠壓力顯然將會(huì)形成足夠的摩擦配合， 且因此將阻止金屬陶瓷棒和電極的組合單元10輕易分解。另外，金屬陶資 材料對(duì)于這種擠壓力特別有彈性，且因此將不受電流供應(yīng)電極12的影響。 這種提#屬陶瓷棒和電極的組合單元10的技術(shù)是有利的，因?yàn)樗沟貌?必在金屬陶瓷棒與電流供應(yīng)電極12之間進(jìn)行焊接。如上所述，焊接技術(shù)導(dǎo) 致金屬陶瓷棒11明顯變脆，而在金屬陶瓷棒和電極的組合單元10的這個(gè) 實(shí)例中，則通過(guò)省去這一步驟避免了對(duì)金屬陶瓷棒ll的弱化。
此實(shí)例的摩擦配合的金屬陶瓷棒和電極的組合單元10仍然能夠表現(xiàn) 出與其中提供焊縫21的圖l-3所示的實(shí)例相同的有利特性。如果形成電 流供應(yīng)電極12的材料的厚度足以使環(huán)繞金屬陶瓷棒近端15的中空管狀部 分13的外徑大于突出插頭3的孔4的直徑，則將形成電極端部2的固有位 置特性。即，電流供應(yīng)電極12將不能安放在突出插頭3的孔4內(nèi)，且因此 能夠被用來(lái)將金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端14上的電極端部2設(shè)置在內(nèi)部燈泡區(qū)域6 內(nèi)的合適點(diǎn)上。在所有的其它方面，圖4所示的實(shí)例與圖l-3所示的實(shí)例 相同。
圖5所示的另一有利實(shí)例與圖4所示的實(shí)例非常類似。該實(shí)例與圖4 和在上文中描述的實(shí)例之間的區(qū)別僅在于安裝在金屬陶資棒的近端15 上方的電流供應(yīng)電極12的末端略微向外張開。通過(guò)向電流供應(yīng)電極12提 供張口部分30,不僅在電流供應(yīng)電極12受熱膨脹時(shí)電極12在金屬陶乾棒 近端15上的放置將得到改善，而且張口末端30將改善阻止電流供應(yīng)電極 12iiA突出插頭3的孔4。這在圖5中能夠容易地看出。
圖6示出了電流供應(yīng)電極12的另一實(shí)例。先前的圖1-5所示實(shí)例中 的電流供應(yīng)電極12基于導(dǎo)體條16或管狀導(dǎo)體材料19的使用。圖6中的實(shí) 例則利用巻繞導(dǎo)線18。巻繞導(dǎo)線18可通,擦配合安裝在金屬陶f(shuō):棒11 的末端(如圖6所示)，或者通過(guò)圖l-3所示的相同方式被焊接在所述末端上。使用巻繞導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)在于電流供應(yīng)電極12的不環(huán)繞金屬陶覺(jué)棒 11的那部分將具有不會(huì)轉(zhuǎn)給金屬陶瓷棒11的柔性。施加在電流供應(yīng)電極 12的這一部分上的任何作用力將使電流供應(yīng)電極12發(fā)生彎曲，同時(shí)僅將 減弱的作用力傳給金屬陶瓷棒11。
如上所述，本發(fā)明涉及金屬陶瓷棒和電極的組合單元10及其制造方 法。通過(guò)制造該獨(dú)立單元，能夠輕易地修改高壓放電燈1中的電接觸。希 望利用上述技術(shù)中的任一種單獨(dú)地制造金屬陶瓷棒和電極的組合單元10 ， 以便在將該單元集成到高壓放電燈1內(nèi)之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)制。 一旦已經(jīng)制成 金屬陶瓷棒和電極的組合單元10，則可將電極端部2附連在遠(yuǎn)端14上， 然后可將其放入高壓放電燈1。將金屬陶瓷棒和電極的組合單元10和電極 端部2穿過(guò)突出插頭3的孔4，直至電流供應(yīng)電極12抵靠突出插頭3的末 端。此時(shí)，電極端部2顯然將會(huì)處于陶瓷放電管5的內(nèi)部燈泡區(qū)域6內(nèi)的 合適位置上。在向內(nèi)部燈泡區(qū)域6填充合適的化學(xué)填充物之后，通過(guò)熔結(jié) 玻璃密封20將金屬陶瓷棒和電極的組合單元10附連在高壓放電燈1上。 該熔結(jié)玻璃密封20設(shè)在突出插頭3的末端上，且另外將形成阻止卣化物氣 體逃逸的氣密密封。此時(shí)，高壓放電管l被制成，且在被用于燈罩中之前 密封到外部包裝內(nèi)。
上面給出的對(duì)實(shí)例和附圖的描述不希望對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍形成限 制。另外，希望來(lái)自所給實(shí)例中的任一個(gè)的特征能夠被用于提供其中能看 到所有優(yōu)點(diǎn)的金屬陶瓷棒和電極的組合單元10。例如，巻繞導(dǎo)線18可以 與焊縫21 —同使用或者不與之一同使用，焊縫21也可以與膨脹的摩擦配 合的電流供應(yīng)電極12結(jié)合。實(shí)際上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到各實(shí)例中的 各個(gè)特征都涉及用于高壓放電燈1的金屬陶瓷棒和電極的組合單元10的生 產(chǎn)，且因此在有利的情況下任何特征均可^f皮交換和更換。本發(fā)明的完整保 護(hù)范圍由所提交的權(quán)利要求給出。參考數(shù)字
1 高壓放電燈
2 電極端部 3突出插頭
4 (3)的孔
5 陶乾放電管
6 內(nèi)部燈泡區(qū)域
10金屬陶資棒+電極的組合單元
11金屬陶瓷棒
12電流供應(yīng)電極
13中空管狀部分
14金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端
15金屬陶瓷棒的近端
16導(dǎo)體條
17 (16)的末端
18巻繞導(dǎo)線
19巻起的導(dǎo)電片
20氣密的熔結(jié)密封玻璃密封
21焊縫
30供應(yīng)電極的張口部分
權(quán)利要求
1. 一種用于高壓放電燈(1)的金屬陶瓷棒和電極的組合單元(10)，其包括金屬陶瓷棒(11)，其用于在其遠(yuǎn)端(14)與所述高壓放電燈(1)的電極端部(2)相連；以及電流供應(yīng)電極(12)，其用于與所述金屬陶瓷棒(11)形成電連接，其中所述電流供應(yīng)電極(12)形成有中空管狀部分(13)，其以與所述金屬陶瓷棒的近端(15)形成物理和電接觸的方式設(shè)置在所述金屬陶瓷棒的近端(15)周圍。
2. 如權(quán)利要求1所述的單元(10 ),其中所述電流供應(yīng)電極(12 ) 的中空管狀部分(13)的內(nèi)徑近似等于所述金屬陶瓷棒(11)的外徑，其 中進(jìn)一步地通過(guò)位于所述金屬陶瓷棒的近端(15)處的焊縫(21)將所述 金屬陶瓷棒(11)和所述電流供應(yīng)電極(12)固定在一起。
3. 如權(quán)利要求1所述的單元(10 )，其中所述電流供應(yīng)電極(12 ) 的中空管狀部分(13)的內(nèi)徑略小于所述金屬陶瓷棒(11)的外徑，以便 借助由所述中空管狀部分(13)形成的擠壓力將所述金屬陶瓷棒(11)和 所述電流供應(yīng)電極(12)固定在一起。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的單元(10)，其中安裝在所述 金屬陶瓷棒的近端(15)上的所述電流供應(yīng)電極(12 )的中空管狀部分(13 ) 的末端設(shè)有張口部分(30 ),以改善電流供應(yīng)電極在金屬陶瓷棒的近端(15 ) 上的放置。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的單元(10)，其中所述中空管 狀部分(13)的外徑被選擇成大于其中將放入所述單元(10)的高壓放電 燈(1)的突出插頭(3)的孔(4)的內(nèi)徑。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的單元(10),其中由環(huán)繞所述 金屬陶瓷棒(11)折疊以由此形成中空管狀部分(13)的導(dǎo)體條(16)提 供所述電流供應(yīng)電極(12)，且其中所述導(dǎo)體條的兩相鄰末端(17)通過(guò)夾緊或焊接緊固在一起。
7. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的單元(10)，其中由構(gòu)成所 述中空管狀部分(13)的巻繞導(dǎo)線(18)提供所述電流供應(yīng)電極(12)。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的單元(10),其中所述金屬陶 瓷棒(11)的長(zhǎng)度使得所述金屬陶瓷棒(11)的未被所述電流供應(yīng)電極(12 ) 覆蓋的那部分的長(zhǎng)度足以穿過(guò)所述突出插頭(3)的孔(4)。
9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的單元(10)，其中所述金屬陶 瓷棒(11)具有一定長(zhǎng)度，且其遠(yuǎn)端(14)限定出M表面，所述接合表 面用于附連所述電極端部(2)或者用于具有預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的附加導(dǎo)電構(gòu)件。
10. —種高壓放電燈(1)，其包括形成內(nèi)部燈泡區(qū)域(6)的陶瓷放電管(5),其中，所述陶瓷放電管 (5)還包括一個(gè)或多個(gè)中空延伸件形狀的突出插頭(3)，其中所述突出 插頭(3)的中空延伸件的孔(4)直接接觸所述陶瓷放電管(5)的內(nèi)部燈 泡區(qū)域(6);如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的金屬陶瓷棒和電極的組合單元(10 )， 其被置于所述突出插頭(3)的孔(4)內(nèi)，其中所述金屬陶瓷棒的近端(15) 和電流供應(yīng)電極(12)位于所述陶瓷放電管(5)的外部，具體地位于所述 突出插頭(3)的外部，從而使得只有所述金屬陶瓷棒(11) ii^所述突出 插頭(3)的孔(4);以及放電電極端部(2)，其與所述金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端(14)相連且被設(shè)置 在所述內(nèi)部燈泡區(qū)域(6)中。
11. 如權(quán)利要求10所述的燈(1)，其中所述單元可在所述金屬陶 乾棒和所述電極端部之間包括附加導(dǎo)電構(gòu)件。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的燈(1)，其中所述金屬陶資棒和 電極的組合單元(10)通過(guò)氣密的熔結(jié)密封玻璃密封(20)被保持在所述 突出插頭(3)的孔(4)內(nèi)。
13. 如權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的燈，其中所述電流供應(yīng)電 極(12)具有比所述突出插頭(3)的孔(4)的內(nèi)徑大的外徑，且完全位于所述孔(4)的外部。
14. 如權(quán)利要求13的燈，其中所述金屬陶瓷棒(11)的長(zhǎng)度或所 述金屬陶瓷棒(11)和具有預(yù)定長(zhǎng)度的附加導(dǎo)電構(gòu)件的長(zhǎng)度使得，其遠(yuǎn)端(14 )以及與"M目連的放電電極端部(2 )能夠通過(guò)所述電流供應(yīng)電極(12 ) 被精確地設(shè)置在所述陶資放電管(5)內(nèi)，其中所述電流供應(yīng)電極(12)太 寬以致于不能裝入所述突出插頭(3)的孑L (4)內(nèi)，且因此用作所述金屬 陶瓷棒(11)插入長(zhǎng)度的限定機(jī)構(gòu)。
15. —種用于形成用于高壓放電燈(1)的金屬陶瓷棒和電極的組合 單元(10)的方法，其包括以下步驟提供具有所需長(zhǎng)度和直徑的金屬陶瓷棒(11)，以及 將電流供應(yīng)電極(12)放置在所述金屬陶瓷棒的近端(15)上，其中 所述電流供應(yīng)電極(12)設(shè)有中空管狀部分(13)，其用于安裝在所 述金屬陶瓷棒(11)的外表面周圍，且與之形成電接觸。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述電流供應(yīng)電極(12)的 中空管狀部分(13)的內(nèi)徑近似等于所述金屬陶瓷棒(11)的外徑，且所 述電流供應(yīng)電極(12)被滑到所述金屬陶乾棒的近端(15)上方，以及將所述金屬陶瓷棒(11)和電流供應(yīng)電極(12)焊接在一起以形成位 于所述金屬陶瓷棒的近端(15)處的焊縫(21)。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述電流供應(yīng)電極(12)的 中空管狀部分(13)的內(nèi)徑略小于所述金屬陶瓷棒(11)的外徑，以及在將所述電流供應(yīng)電極(12)放到金屬陶瓷棒(11)上方之前，相對(duì) 于所述金屬陶瓷棒提高所述電流供應(yīng)電極(12)的溫度，由此使其充分膨 脹以允許將其滑至所述金屬陶瓷棒的近端(15)上方，以便在所述電流供 應(yīng)電極(12)冷卻收縮之后，所述金屬陶瓷棒(11)和電流供應(yīng)電極(12) 借助因所述電流供應(yīng)電極(12 )的較小直徑而形成的擠壓力被固定在一起。
18. —種形成高壓放電燈(1)的方法，其包括以下步驟 形成如權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的金屬陶瓷棒和電極的組合單元(10);將放電電極端部(2)附連在所述金屬陶瓷棒和電極的組合單元(10)的遠(yuǎn)端上；形成包括內(nèi)部燈泡區(qū)域(6)的陶瓷放電管(5)，其中所述陶資放電管(5)還包括一個(gè)或多個(gè)中空延伸件形狀的突出插頭(3)，其中所述突出插頭(3)的中空延伸件的孔(4)直接接觸所述陶瓷放電管(5)的內(nèi)部燈泡區(qū)域(6);以及將所述金屬陶瓷棒和電極的組合單元(10)置于所述突出插頭(3)的孔(4)內(nèi)，其中所述金屬陶瓷棒的近端(15)和電流供應(yīng)電極(12)位于所述陶瓷放電管(5)的外部，所述孔(4)的相鄰末端僅包含所述金屬陶
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括以下步驟在所述突出插頭(3)的末端形成氣密的熔結(jié)密封(20)以便密封所述陶瓷》文電管(5)的內(nèi)部。
20. 如^3L利要求18或19所述的方法，其中所述電流供應(yīng)電極(12)的外徑大于所述突出插頭(3)的孔(4)的內(nèi)徑。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述金屬陶瓷棒(11)和放電電極端部(2)的長(zhǎng)度被選擇成當(dāng)它們位于所述突出插頭(3)內(nèi)時(shí)，借助所述電流供應(yīng)電極(12)使所述金屬陶瓷棒的遠(yuǎn)端(14)和放電電極端部(2)位于所需要的位置，其中所述電流供應(yīng)電極(12)太寬以致于不能裝入所述突出插頭(3)的孑L (4)內(nèi)。
全文摘要
一種用于高壓放電燈的金屬陶瓷棒和電極的組合單元，其包括用于在其遠(yuǎn)端與高壓放電燈的電極端部連接的金屬陶瓷棒，和用于與金屬陶瓷棒形成電連接的電流供應(yīng)電極。電流供應(yīng)電極形成有中空管狀部分，所述中空管狀部分以與金屬陶瓷棒的近端形成物理和電接觸的方式被設(shè)置在金屬陶瓷棒的近端周圍。
文檔編號(hào)H01J61/06GK101488437SQ200910002080
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者C·弗萊肯, J·D·胡克, R·吉恩斯, W·沙夫 申請(qǐng)人:福羅威爾國(guó)際照明(控股)有限公司