專利名稱:電燈的制作方法
本發(fā)明涉及一種電燈，其中包括
一個(gè)玻璃燈殼，其SiO2的含量至少為95%(重量)，其中裝有一套放電元件;
金屬箔，各有兩個(gè)主要表面，表面的四周分別被箔的第一端和第二端所限定，并被從第一端到第二端的兩個(gè)側(cè)邊所限定;
金屬箔的第一端接在一根相應(yīng)的內(nèi)部電流導(dǎo)線上，導(dǎo)線的另一端延伸至放電元件;金屬箔的第二端接在一根相應(yīng)的外部電流導(dǎo)線上;
采用真空密封的方法，將金屬箔在第一端和第二端之間封在燈殼的玻璃中;
金屬箔的兩個(gè)主要表面在兩端的側(cè)邊處會(huì)合，構(gòu)成一個(gè)銳角夾角，其中的一個(gè)主要表面在側(cè)邊的橫向上有一段外凸弧面。
這種燈見于美國(guó)專利3，571，889號(hào)(G.E.1971-3-23)。
由于SiO2的含量至少為95%(重量)的玻璃的加工溫度很高，裝在玻璃燈殼中的導(dǎo)電元件就必須用高熔點(diǎn)的金屬(例如鉬和鎢)制造，這類金屬，以及以其中的一種為主構(gòu)成的物體，都具有比玻璃高的多的熱膨脹系數(shù)。只有把這類金屬制成箔形，使它的厚度很小，并且在其兩端加工成刀刃的形狀(傾斜簿邊)，才能夠使玻璃和金屬在真空密封的狀態(tài)下連接在一起。
上述的美國(guó)書指出金屬箔的兩個(gè)主要表面沿側(cè)邊會(huì)合構(gòu)成的夾角α最大不得超過5°。另外，根據(jù)這項(xiàng)書，金屬箔的寬度(即兩個(gè)側(cè)邊之間的距離)必須至少是最大厚度(即兩個(gè)主要表面之間的最大距離)的100倍。這個(gè)比值在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)被認(rèn)為是必須的。請(qǐng)參閱英國(guó)書第551，136號(hào)(西門子電氣照明和供電設(shè)備有限公司，1943年2月9日)。根據(jù)這項(xiàng)專利規(guī)定，這個(gè)比值至少為100，最好是接近200。
金屬箔的最大厚度一般在10～120μm之間，其中大多數(shù)在30～100μm之間。受到這樣的厚度的限制，結(jié)果使箔的寬度必須至少約為3mm，最大約為10mm。在一般的情況下，電燈中的有效空間限制了金屬箔的寬度。由于上述結(jié)果，考慮到對(duì)夾角α的要求和寬度與厚度的比值，就限定了箔的最大厚度。特別是當(dāng)燈殼中的有效空間很小，因而使箔的寬度很窄的時(shí)候，結(jié)果就會(huì)使其厚度非常之薄。由于箔的斷面面積很小，箔中的電流密度就可能達(dá)到很高的程度，結(jié)果使相當(dāng)大的一部分能量在箔中耗費(fèi)，從而使該處不適當(dāng)?shù)厣吡藴囟?，并且降低了燈的效率?br> 另外，由于采用薄型金屬箔，在金屬箔和內(nèi)部或外部電流導(dǎo)線進(jìn)行焊接時(shí)，會(huì)由于箔的熔化造成斷裂。當(dāng)箔被封入燈殼的玻璃之中時(shí)，由于一般是采用夾模進(jìn)行這項(xiàng)操作，也容易發(fā)生斷裂。例如由于薄箔在焊接區(qū)發(fā)生脆化這樣的事實(shí)，就容易造成斷裂。按照美國(guó)說明書的規(guī)定，在金屬箔的加工期間，在焊接接頭處增加了一層涂層，這層涂層可以保護(hù)箔體，使它在加工主要表面的外凸弧面和銳角側(cè)邊時(shí)不會(huì)受腐蝕劑的侵蝕，從而減少了因焊接斷裂的危險(xiǎn)程度。但是，由于增加了涂層工序，并且在腐蝕完畢以后還要將涂層除掉，結(jié)果就增加了成本。
由于金屬箔很薄，所以很難加工;在裝配燈時(shí)，含有這樣的金屬箔的構(gòu)件也很難加工，這是由于這種金屬箔很脆弱的緣固。
本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的電燈，由于電燈的金屬箔的特有的形狀，使得在同樣的電流強(qiáng)度條件下，其電流密度低于現(xiàn)有種類的箔的電流密度。不論是在機(jī)械性能還是電氣性能方面，都適合于和內(nèi)、外電流導(dǎo)線焊成接頭，也不需要為此采取特別的保護(hù)措施。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是這樣達(dá)到的，在開頭的段落中所描述的那種燈由于在金屬箔的主要表面上有一段外凸弧面，而在沿著側(cè)邊且與側(cè)邊垂直的方向上又彎出了一段內(nèi)凹弧面。
在使一個(gè)金屬箔的兩個(gè)主要表面之間在側(cè)邊處保持銳角α的同時(shí)，如果在具有外凸弧面的主要表面上沿著側(cè)邊又彎出一段內(nèi)凹弧面，這片箔片的厚度就可以在距離側(cè)邊只有一小段距離處明顯增厚。一片厚度已經(jīng)確定的箔片在離開側(cè)邊一段距離的地方就可以形成一個(gè)相當(dāng)大的厚度。由于α角是銳角，當(dāng)在金屬箔的周圍進(jìn)行密封的時(shí)候，電燈殼的玻璃就可以與箔的形狀匹配。
如果在兩個(gè)主要表面上各有一段外凸弧面，并且在沿著側(cè)邊的方向上有一段內(nèi)凹弧面，那么金屬箔在距離側(cè)邊的某一距離內(nèi)就可以形成更大的厚度。
尤其是當(dāng)燈殼中只能容納一個(gè)寬度很窄的箔片(例如1至2mm)時(shí)，出于機(jī)械強(qiáng)度(為了防止由于在壓封工序中因承受張力發(fā)生斷裂)，耐熱性能(為了防止在焊接過程中熔化)，導(dǎo)電性(為了防止由于電阻高而產(chǎn)生大耗電量)以及剛度(為了改進(jìn)包括金屬箔在內(nèi)的電流導(dǎo)線的加工性能)方面的等等原因，金屬箔的最大厚度不得小于寬度的0.01倍。即分別應(yīng)為10和20μm或更大。由于本發(fā)明所采取的措施，金屬箔的寬度與最大厚度的比可以大大小于100。例如，現(xiàn)已證實(shí)，當(dāng)金屬箔的寬度為1000μm，最大厚度為100μm時(shí)，就可以使“寬度”與“最大厚度”的比為10，由于金屬箔的厚度大，一根外部和(或)內(nèi)部電流導(dǎo)線就可以很容易地焊在箔上。
可以用一條金屬扁條做原料制成金屬箔。還有另一種方法，就是用金屬絲做原料，將其中的一段壓平制成扁條。在后一種情況下，未壓扁的一段金屬絲就可以作為一段內(nèi)部或外部電流導(dǎo)線使用。這樣就不必再進(jìn)行焊接。
金屬扁條可以采用電化學(xué)的方法進(jìn)行腐蝕加工成箔。此時(shí)應(yīng)將金屬扁條浸入腐蝕槽(例如在水中含有30%至50%〔重量〕的氫氧化鈉溶液)，與一個(gè)電極相對(duì)，該電極的表面應(yīng)當(dāng)是準(zhǔn)備在金屬箔上形成的主要表面的鏡象。也可以將金屬扁條放置在兩個(gè)電極之間，同時(shí)加工兩個(gè)主要表面的弧面。此時(shí)，應(yīng)將金屬扁條接到一個(gè)電源的陽極，而將兩個(gè)電極接到電源的陰極。通常采用一個(gè)幾伏的電源即足以夠用。在金屬條和電極之間的距離為最小的區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度和腐蝕率則為最大。結(jié)果就可以使腐蝕率在金屬條的整個(gè)寬度(由一個(gè)側(cè)邊到另一個(gè)側(cè)邊)上有所不同，因而可以制成所需形狀的箔片。
金屬箔一般主要是含鎢和鉬。例如是鉬含量為1%(重量)的Y2O3。在箔上可以鍍上一層金屬膜，例如鉭和鉻。
放電元件可以是一條金屬絲。例如，裝在鹵素氣體中的金屬絲。放電元件還可以是一對(duì)電極，將其裝在可電離的氣體中。氣體中可以含有一種金屬，例如汞，或含有稀有氣體，例如氙，還可以含有其他金屬的鹵化物，例如鈉、鉈、銦及稀土金屬的鹵化物。有時(shí)候也可以用一種稀有氣體作為起動(dòng)氣體。此時(shí)，伸出燈殼中的一段內(nèi)部導(dǎo)線的端部即可作為一個(gè)電極。當(dāng)然，也可以在內(nèi)部導(dǎo)線上裝上一個(gè)電極體。還可以采用裝在一種可電離的氣體中的電場(chǎng)集中器作為放電元件，在這種情況下，電燈要由一個(gè)高頻電源供電。在燈殼的外面還可以再罩一層外殼。
現(xiàn)將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的電燈的實(shí)施例進(jìn)行說明。在附圖中
圖1是一個(gè)高壓氣體放電燈的側(cè)視圖;
圖2是圖1中金屬箔的Ⅱ-Ⅱ剖面示意圖;
圖3是圖2的另一種式樣;
圖4是現(xiàn)有金屬箔的類似剖面圖。
在圖1中，一對(duì)電極2裝在一個(gè)SiO2的含量至少為95%(重量)的玻璃外殼1中，作為放件元件。電極2分別焊在內(nèi)部電流導(dǎo)線10上。金屬箔3的第1端6接在內(nèi)部電流導(dǎo)線10的一端，它的第二端7連接在外部電流導(dǎo)線11的一端。在它的第一端6和第二端7之間，采用真空密封的方式，封在燈殼的玻璃之中。在圖中，電板2和金屬箔3都同樣采用每側(cè)一個(gè)的對(duì)稱方式放置。然而，電極和金屬箔還可以采用另一種方式，即兩者并排放置。在電燈泡中裝入可電離的介質(zhì)，例如含汞、氬、NaI、ScI、和ThI4等。
金屬箔3各有兩個(gè)主要表面4(和5，參見圖2)。它的四周分別是金屬箔的第一端6和第二端7，以及從第一端到第二端的側(cè)邊8。主要表面4(和5)沿著側(cè)邊8會(huì)合形成銳角夾角α，并在側(cè)邊的橫向上形成一個(gè)外凸弧面。在與側(cè)邊8垂直的方向上，主要表面4還有一段內(nèi)凹弧面。
在與側(cè)邊垂直的剖面圖中，根據(jù)本發(fā)明的電燈的金屬箔可以采用多種形式之中的一種。例如，它可以是由一個(gè)內(nèi)凹弧面沿著側(cè)邊過渡成為外凸弧面的形狀。外凸弧面位于兩個(gè)側(cè)邊的中間部分。圖2所示就是這樣的一種形狀。按照本發(fā)明的電燈中的金屬箔的寬度與最大厚度的比應(yīng)小于100，但一般都小于80，各別的小于50，例如，大約為10。應(yīng)該注意到，由于金屬箔沿著側(cè)邊有一段內(nèi)凹弧面，其厚度達(dá)到規(guī)定值的距離要比只有一個(gè)外凸弧面、但在側(cè)邊有相同的夾角α的現(xiàn)有金屬箔的同樣的距離小。因此，具有內(nèi)凹弧面的金屬箔，即使其寬度與最大厚度的比為100，同現(xiàn)有的金屬箔相比，斷面面積較大，電流密度較小，已經(jīng)優(yōu)于后者。
為了明確起見，在圖2以及圖3和圖4中，金屬箔的最大厚度t采用了比寬度大4倍的比例尺繪出。每片金屬箔3的主要表面4和5沿著兩個(gè)側(cè)邊8各有一段內(nèi)凹弧面13，并且平滑地過渡為外凸弧面12，外凸弧面位于兩個(gè)側(cè)邊8的中間部位。主要表面4和5會(huì)合構(gòu)成銳角夾角α，例如，一個(gè)最大不超過5°的夾角。金屬箔的最大厚度t為100μm，寬度W為1000μm。
另一種形狀的金屬箔的斷面形狀是在兩個(gè)側(cè)邊中間的一段主要表面呈平坦?fàn)顟B(tài)，由此向著兩個(gè)側(cè)邊各有一段外凸弧面，并在靠近邊的部位有一段內(nèi)凹弧面。在圖3中，每個(gè)對(duì)應(yīng)的部位用一個(gè)比圖2大20的標(biāo)號(hào)標(biāo)注。沿著兩個(gè)側(cè)邊28，兩個(gè)主要表面有一段內(nèi)凹弧面33，然后逐漸過渡成為一段外凸弧面32。在兩段外凸弧面32之間，在側(cè)邊28的中間部位，有一段平直區(qū)段35。
另外一種金屬箔的斷面形狀是由圖2和圖3衍變而成。即分別從圖2的8-8之間或圖3的28-28之間連接一條直線，由這條直線定出一個(gè)非曲面的第二表面，而金屬箔的第一主要表面則為4和24;即一個(gè)主要表面的走勢(shì)如圖2或圖3所示，而另一個(gè)主要表面是平直的。
圖4所示是現(xiàn)有金屬箔的與側(cè)邊48垂直的剖面圖，主要表面44和45沿著側(cè)邊48的橫向形成一個(gè)外凸弧面。
將圖2、圖3與圖4相比可以發(fā)現(xiàn)，兩者的寬度與最大厚度的比值有很大的差異，因而在機(jī)械強(qiáng)度上、在對(duì)于瞬時(shí)局部熱負(fù)載的耐力方面，在電流密度和在相同的電流流過金屬箔的電損耗方面，以及在剛度上都有很大的差異。
雖然根據(jù)本發(fā)明的電燈金屬箔厚度較大，但它們卻可以在燈殼玻璃中妥善設(shè)置。在制造圖1所示的電燈過程中，帶有電流導(dǎo)線10和11的金屬箔3已被推入電燈殼1的細(xì)管中，封裝箔3的玻璃可以被推向金屬箔。例如，可以將管段加熱，使它們?nèi)鄯笤谙鄳?yīng)的金屬箔的周圍，還可以用夾模將玻璃緊壓在金屬箔上。夾模可以從圖中剖面的上、下兩方接近金屬箔，金屬箔的形狀可以使玻璃與金屬箔的表面相匹配，并且可以用真空密封的方式把金屬箔在6和7之間封裝起來。
權(quán)利要求
1、一種電燈，其中包括
一個(gè)玻璃燈殼，其SiO2的含量至少為95%(重量)，其中裝有一放電元件；
金屬箔，各有兩個(gè)主要表面分別被第一端和第二端限定，并被從第一端到第二端的兩個(gè)側(cè)邊限定；
金屬箔的第一端接在一根相應(yīng)的內(nèi)部電流導(dǎo)線上，導(dǎo)線的另一端延伸至放電元件；金屬箔的第二端接在一根相應(yīng)的外部電流導(dǎo)線上；
采用真空密封的方法，將金屬箔在第一端和第二端之間封在燈殼的玻璃中；
金屬箔的兩個(gè)主要表面在兩端的側(cè)邊處會(huì)合，構(gòu)成一個(gè)銳角夾角，一個(gè)主要表面在側(cè)邊的橫向上有一段外凸弧面；
該電燈的特征在于具有外凸弧面的主要表面與側(cè)邊垂直的方向上又形成一個(gè)內(nèi)凹弧面。
2、權(quán)利要求
1中的一種電燈，其特征在于兩個(gè)主要表面在與側(cè)邊垂直的方向上各有一段外凸弧面，并且沿著側(cè)邊內(nèi)凹。
3、權(quán)利要求
1中的一種電燈，其特征在于金屬箔的主要表面的內(nèi)凹弧面過渡成為外凸弧面，并在兩側(cè)邊之間的中間有一段平坦區(qū)段。
4、權(quán)利要求
2中的一種電燈，其特征在于金屬箔的主要表面的內(nèi)凹弧面過渡成為外凸弧面，并在兩側(cè)邊之間的中間限定一段平坦區(qū)段。
5、權(quán)利要求
1或2中的一種電燈，其特征在于兩側(cè)邊之間的距離與主要表面之間的最大距離的比值小于80。
專利摘要
具有導(dǎo)電元件(11、3、10)的電燈。導(dǎo)電元件的一部分是金屬箔3。金屬箔3的兩端有側(cè)邊(8)，其主要表面(4、5)在側(cè)邊處會(huì)合，構(gòu)成一個(gè)銳角。至少有一個(gè)主要表面在與側(cè)邊(8)垂直的方向上有一個(gè)外凸弧面(12)，并且沿著側(cè)邊(8)有一段內(nèi)凹弧面(13)。因此，金屬箔(3)的寬度與厚度的比值(w/t)很小，從而具有較高的剛度和較大的強(qiáng)度，較低的電流密度，并且具有和一根內(nèi)部和/或外部電流導(dǎo)線(分別為10和11)形成良好的機(jī)械或電氣接觸的本領(lǐng)。
文檔編號(hào)H01K1/38GK86101883SQ86101883
公開日1986年10月8日 申請(qǐng)日期1986年3月22日
發(fā)明者庫斯·吉斯伯特, 海南·格迪夫里杜斯·亨里庫斯·康斯塔蒂斯 申請(qǐng)人:菲利普白熾燈有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan