專利名稱：放電燈的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造放電燈的方法。
背景技術(shù)：
放電燈具有封閉的并且包含放電氣體的放電容器。相應(yīng)地，用于制造放電燈的方 法包括引入放電氣體并且封閉放電容器。 已知的是，在放電氣體氣氛下將放電容器部件在真空爐中接合并且封閉。在形成 放電氣體氣氛之前，將包含放電容器部件的真空爐排空，以便從爐中去除不希望的氣體和 從放電容器部件中去除吸附物。 此外已知的是，首先借助抽吸管將放電容器抽空并且隨后填充以放電氣體。在填 充之后通常通過熔融將抽吸管封閉；必要時去除突出的部分。 DE 101 47 727 Al示出了用于接合放電容器部件并且填充接合后的放電容器的 連續(xù)式加熱爐。在此，放電容器部件被引入具有放電氣體的氣氛中，在該氣氛中接合并且在 此也被封閉。 DE 102 25 612 Al示出了一種用于接合和封閉放電容器部件的室。包括放電容器 部件的室在此用放電氣體在適度超壓下沖灌，使得放電容器部件被放電氣體環(huán)繞沖洗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種在放電容器的填充和封閉方面有利的、用于制造放電燈 的方法。 本發(fā)明涉及一種用于制造放電燈的方法，其具有如下步驟在第一氣體構(gòu)成的環(huán) 境中接合放電燈的敞開的放電容器并且用第一氣體填充該放電容器，其特征在于包括后續(xù) 的步驟通過與放電容器的外部環(huán)境分離的輸送容積將第二氣體添加到接合后的放電容器 內(nèi)的第一氣體中。 優(yōu)選的擴(kuò)展方案是從屬權(quán)利要求的主題并且在下面同樣將更為詳細(xì)地進(jìn)行闡述。
本發(fā)明所基于的考慮是通過抽吸管對放電容器進(jìn)行抽空和填充與高的開銷相聯(lián) 系為了抽空，需要一定的時間，為了達(dá)到所希望的純凈度必須使用極大的抽吸功率，相應(yīng) 的設(shè)備是復(fù)雜的并且因此昂貴。恰好在大的放電容器的情況下，例如在用于具有大的對角 線的平面輻射器的情況下，由于放電容器的大的內(nèi)表面(吸附物會吸附在該內(nèi)表面上)所 以難以保證所希望的純凈度。此外，在抽空的情況下一些放電燈會破裂。 此外，本發(fā)明受如下思想啟發(fā)放電容器部件的接合(即連接)和放電容器以氣體 的填充可以同時進(jìn)行。 最后，本發(fā)明基于如下認(rèn)識在相應(yīng)地在放電氣體氣氛中被填充和封閉的放電容 器的情況下，例如在連續(xù)式加熱爐中在氖/氙氣氛下接合放電容器部件的情況下，放電氣 體的一部分通常泄漏到周圍環(huán)境中并且于是損失掉。這在經(jīng)濟(jì)上是不利的，因為通常用于 放電氣體的氣體中的一些氣體(譬如氙氣)顯著地影響制造方法的成本。此外，放電氣體
3會具有一些成分，這些成分由于其他原因應(yīng)避免泄漏到周圍環(huán)境中(例如在化學(xué)上活性非 常強(qiáng)的、對環(huán)境有害的和/或有毒的氣體的情況下)。未引入放電容器中的氣體的捕獲和回 送需要附加的設(shè)備開銷，該開銷可能是極高的。 如所提到的那樣，放電氣體通常具有多種成分，例如氦、氖、氬和氙。本發(fā)明的構(gòu)思 現(xiàn)在是將最終對于放電氣體所希望的成分劃分成第一氣體和第二氣體，并且首先在第一氣 體構(gòu)成的環(huán)境中填充敞開的放電容器。最后，在放電容器接合并且至少部分封閉之后，放電 氣體通過有針對性地將第二氣體引入放電容器中來補足。 針對第二填充步驟使用輸送容積，該輸送容積與放電容器的周圍環(huán)境分離，即并 不獨自地形成周圍環(huán)境。在此，并不使用放電容器的內(nèi)部與放電容器的整個周圍環(huán)境的交 換，而是將第二氣體限定在確定的容積并且由此有針對性地使用。周圍環(huán)境在此理解為放 電容器的外部的周圍環(huán)境，而不是放電容器內(nèi)的放電室?？紤]的是(對此還分別進(jìn)一步介 紹)通過用于第二氣體的管路來輸送和將該管路與放電容器的相應(yīng)的填充開口相連，以 及將用第二氣體填充的單獨的容積安置在放電容器中，用于以后在完全封閉放電容器之后 通過該容積的打開來混合兩種氣體。在第一情況下，輸送容積在放電容器之外但僅僅是其 周圍環(huán)境的一小部分并且與其余的周圍環(huán)境分離。在第二情況下，輸送容積在放電容器中 并且已由此并且通過另外的限制裝置與外部的周圍環(huán)境分離。在這兩種情況下涉及的是， 有針對性地并且不是太大量地使用第二氣體，或者在避免散布到周圍環(huán)境中的情況下使用 第二氣體。 通過在第一填充步驟之后的接合，盡管優(yōu)選但非必須地將該放電容器完全氣密地 密封。這樣，在封閉之后也可能在放電容器壁上保留有比較小的孔，通過該孔引入第二氣 體。然而，為此也可以將該孔又打開?？商孢x地，放電容器可以被密封并且已經(jīng)包含具有第 二氣體的單獨的容積。 總之，借助本發(fā)明于是避免了在放電容器的整個周圍環(huán)境中、例如在連續(xù)式加熱 爐中填充第二氣體的步驟。 相應(yīng)有利的是，將放電氣體的比較有利的或者化學(xué)上沒有顧慮的成分添加到第一 氣體(將其他成分添加到第二氣體)。 由于第二氣體的損失或者傳播可以保持較小或者甚至可以被避免，所以可能也可 以省去必要時對第二氣體的成分的費事的回收。 于是本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)有針對性地將確定的放電氣體成分借助第二氣體來引入。也
就是說，第二氣體和第一氣體根據(jù)本發(fā)明應(yīng)區(qū)分，尤其是有利于填充在放電容器的整個環(huán)
境中或者來自放電容器的整個環(huán)境的成分應(yīng)當(dāng)完全或者至少基本上與第一氣體關(guān)聯(lián)，而相
應(yīng)地其中有針對性地引入是特別有利的其他成分尤其是與第二氣體關(guān)聯(lián)。這根據(jù)放電氣體
成分的分壓也可以量化為優(yōu)選的是，第二氣體具有如下成分，其在放電氣體中的分壓至少
70%由第二氣體引起，更為優(yōu)選的是至少90%或者甚至98%由第二氣體引起。換言之放
電氣體應(yīng)包含至少一種成分，其基本上或者實際僅僅歸因于填充第二氣體的步驟。 在接合之前放電容器的優(yōu)選比較大的開口允許對放電容器順利地填充以第一氣
體或者甚至用第一氣體沖洗(尤其是在尚分開的放電容器部件的情況下)。通過用第一氣
體對放電容器進(jìn)行這樣的沖洗，放電容器可以被凈化并且此外可以去除其他污物(包括不
希望的氣體形式的污物)。在此可以省去如在真空爐中的情況那樣費事地使該室排空。
如果放電容器在氣氛下完全封閉，則該氣體的成分在放電容器中的分壓與在封閉 時氣體的溫度有關(guān)。如果對于放電氣體的確定的成分要避免由此引起的制造公差，則這些 成分可以添加到第二氣體。 優(yōu)選地，連續(xù)式加熱爐用于第一填充步驟，并且在此第一氣體在連續(xù)式加熱爐中 也用于凈化放電容器以及也用于清除污物。對此，在連續(xù)式加熱爐中建立第一氣體圍繞放 電容器的流動。根據(jù)放電氣體成分在第一氣體和第二氣體上的分布，(即使在高的流量的 情況下)可能也不必對第一氣體進(jìn)行回收。 此外，連續(xù)式加熱爐不必如基于批次工作的爐那樣不斷地從冷卻狀態(tài)被加熱，這 費時且耗能(尤其是在用于大燈的大的爐的情況下)。 放電氣體可能包含如下成分其使得借助光譜學(xué)對放電氣體進(jìn)行分析變得困難或 者甚至阻止了這種分析。不應(yīng)被一同分析的放電氣體成分可以借助第二氣體引入放電容器 中。在一個擴(kuò)展方案中，于是在放電容器至少部分封閉之后并且在引入第二氣體之前對放 電容器中的第一氣體進(jìn)行譜分析。例如，在本上下文中在氙氣/氖氣混合物的情況下，氙氣 可以通過第二氣體引入。氖氣也如其他輕的稀有氣體一樣具有比氙氣明顯更高的激發(fā)能， 使得污物可以通過對放電輻射的光譜分析來檢測。由于比較低的激發(fā)能，氙氣在此通常會 產(chǎn)生干擾。 這樣的光譜學(xué)檢查例如可以借助在爐外部的輔助電極(例如簡單的金屬條)并且 在第一填充步驟之后通過點燃局部放電來進(jìn)行。輔助電極隨后可以又被取下，使得其并不 干擾其他的制造過程并且在制成的燈上并不存在。 在一個可能的實施形式中，第二氣體通過填充噴管引入放電容器中。填充噴管例 如可以在封閉放電容器之前已靠置在放電容器部件上，并且在該步驟之前或者之后優(yōu)選還 封閉填充噴管。然而可替選地，噴管也可以設(shè)置在放電容器的在封閉之后保留的孔上并且 通過該孔引入第二氣體。接著，該噴管例如可以與放電容器熔融。填充噴管隨后可以在第 二填充步驟之前打開，例如被裂開。 在本發(fā)明的另一特別的實施形式中，在第一填充步驟和接合中，帶有第二氣體的 安瓿(Ampulle)封入放電容器中并且隨后被打開。以此方式可能精確地控制引入放電容器 中的第二氣體的量。 安瓿例如可以借助激光或者其他電磁波來裂開。如果安瓿被打開，則第二氣體與 第一氣體混合以便形成放電氣體。 優(yōu)選地，安瓿容納在放電容器的邊緣處。如果安瓿在發(fā)光區(qū)域之外，則其并不干擾 由放電燈發(fā)出的光。此外，尤其是在放電燈的邊緣處可能的是，容納安瓿使得其并不在空間 上限制放電。優(yōu)選地，在相同的區(qū)域中或者與安瓿的容納部相鄰地存在未涂覆的放電容器 窗、尤其是發(fā)光材料層中的開口 ，以便執(zhí)行所提及的診斷。 原則上，第一氣體可以被回收。然而，根據(jù)本發(fā)明的雙級處理恰好允許執(zhí)行這種氣 體的填充過程作為第二步驟，使得第一氣體可以簡單且有利地被丟棄。 尤其是，本發(fā)明針對所謂的平面輻射器的制造，其中放電容器平面地構(gòu)建并且與 厚度相比較大規(guī)格地構(gòu)建。通常，平面輻射器的大的側(cè)通過兩個基本上平面平行的板形成。 這些板在此可以被結(jié)構(gòu)化，并且盡管名稱為"平面輻射器"然而并非必須是嚴(yán)格詞意上平面 的。
此外，本發(fā)明尤其是針對介電阻擋放電燈的制造。在此，用于維持放電的功率通過與放電氣體介電分離的電極以電容方式耦合輸入到放電氣體中。


以下將參照實施例更為詳細(xì)地闡述本發(fā)明。所公開的各特征在不同于所示的組合
中對于本發(fā)明而言也可以是重要的。
其中 圖1示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的連續(xù)式加熱爐。
圖2示出了具有補充部分的圖1中的連續(xù)式加熱爐。
圖3示出了放電容器，其經(jīng)歷了根據(jù)本發(fā)明的制造方法的一部分。
圖4示出了對于圖3的一種替選可能性的示意性視圖。
具體實施例方式
圖1示出了用于將放電容器部件2接合成放電容器3的連續(xù)式加熱爐1。放電容器部件2在附圖中在傳送帶4上從右向左通過連續(xù)式加熱爐1的開口 5引入連續(xù)式加熱爐中，并且將接合后的放電容器3通過開口 6從爐1中運輸出來。 放電容器部件2對應(yīng)于制成的放電容器3的蓋(上部)和底部(下部)。放電容器3對于介電阻擋的平面輻射器是確定的。處于外部的電極或者其接觸部以已知的方式在隨后的方法步驟中被安置(未示出)。 放電容器部件2在引入該爐1中之前已經(jīng)經(jīng)歷了已知的凈化和處理步驟(未示出)；這樣例如事先用發(fā)光材料和部分用反射層涂覆放電容器的內(nèi)側(cè)。 連續(xù)式加熱爐1具有加熱元件7用于爐內(nèi)部的加熱。氣體輸送裝置8設(shè)置有其他的加熱元件9。爐內(nèi)部通過加熱元件7和通過經(jīng)氣體輸送裝置8引入的并且借助加熱元件9加熱的第一氣體來加熱。 為了接合最初尚分開的放電容器部件2，在它們之間設(shè)置SF6玻璃件作為間隔保
持器。通過在連續(xù)式加熱爐1中的高的溫度，使這些SF6玻璃件軟化并且上部的放電容器
部件2下降到下部的放電容器部件2上。放電容器部件2的邊緣設(shè)置有玻璃焊劑，其在連
續(xù)式加熱爐1中融化并且通過該玻璃焊劑使放電容器部件2氣密地彼此接合。 在實際填充之前，放電容器部件或者接合的放電容器以已知的方式凈化和沖洗，
以便去除殘留濕氣和可能的有機(jī)材料(如溶劑或者粘合劑成分)的殘留成分。 爐內(nèi)部通過氣體輸送裝置8灌進(jìn)第一氣體(氦氣/氖氣混合物)。在此，氦氣/氖
氣混合物以足夠的壓力來引入，以便保證通過連續(xù)式加熱爐的爐內(nèi)部和開口 5和6的持續(xù)
的氣流。在最初尚分開的放電容器部件2之間除了存在SF6玻璃件之外在連續(xù)式加熱爐中
僅僅存在通過氣體輸送裝置8引入的第一氣體。 一旦SF6玻璃件變軟，則在上部的放電容
器部件2下降到下部的放電容器部件2上時封入第一氣體。 圖2示出了圖1的連續(xù)式加熱爐，補充有氣體吸除管路10和泵11。在此，第一氣體尤其是流入氣體吸除管路10中。被吸除的惰性氣體于是以已知的方式回收(未示出)。
在DE 101 47 727 Al中詳細(xì)說明了使用具有多個爐室的連續(xù)式加熱爐的制造方法，在這些爐室中執(zhí)行不同的工作步驟。為了更好的理解，對該文獻(xiàn)進(jìn)行參考。
圖3從上方示出了所描述的接合后的放電容器3之一 。該放電容器氣密地封入He/Ne混合物；該放電容器還包含兩個在外部邊緣上容納的安瓿12，它們設(shè)置在側(cè)向的更小的通道中并且在截面上為圓形。安瓿本身和放電容器3的沿著其容納安瓿的內(nèi)側(cè)并未(如放電容器3的內(nèi)表面的其余部分那樣)以發(fā)光材料或者反射層涂覆。此外，圖3示出了在兩個安瓿通道之間在橫截面上更大的通道，這些通道形成了實際的放電容積并且在現(xiàn)有技術(shù)中在其他地方已經(jīng)進(jìn)行了描述。 優(yōu)選地，為了打開安瓿使用IR激光器。例如也可以使用微波。在任何情況下，可以通過將能量耦合輸入到安瓿的部分區(qū)域中來產(chǎn)生溫度梯度，該溫度梯度由于材料應(yīng)力而導(dǎo)致破裂。為此例如以金屬涂覆部分區(qū)域，例如安瓿尖端。 放電容器寬40cm，長70cm并且內(nèi)部平均高0. 3cm，然而局部也高達(dá)0. 55cm(內(nèi)部凈高)。安瓿具有石英構(gòu)成的lmm厚的壁，67cm長并且具有3mm的內(nèi)直徑。在安瓿12內(nèi)(在室溫下)10bar的氙氣壓力的情況下，當(dāng)安瓿通過激光入射來打開并且氙氣分布在放電容器3中時，在放電容器3內(nèi)形成0. lbar的氙氣分壓(在室溫下)。 在打開安瓿之前檢查He/Ne混合物的發(fā)射光譜。這樣可以確定污物并且避免生產(chǎn)進(jìn)一步的有缺陷的放電燈。 圖4繪出了借助填充噴管13的第二填充步驟的另一變形方案。填充噴管通過密封裝置14引入填充容積15中，并且在填充噴管的設(shè)置在該填充容積15中的端部上封閉。填充噴管13的另外的端部匯入左邊示意性繪制的放電容器16中。 填充容積15通過第一閥17與氣體出口相連并且通過第二閥18與氣體入口相連。填充容積還具有所表示的加熱裝置19。填充容積15是用于填充的另一裝置的組成部分，即不是連續(xù)式加熱爐的組成部分，并且以在此所繪出的方式包圍填充噴管13。填充噴管13的外部區(qū)域和填充容積15的內(nèi)部通過在使用兩個閥17、18和氣體入口及氣體出口情況下的沖洗步驟來凈化?？蛇x地，在關(guān)閉第二閥并且打開第一閥的情況下也可以為了凈化目的而被抽空。 填充噴管13通過未示出的機(jī)械裝置(至填充容積15中的穿通裝置)或者通過IR激光照射或者微波照射到金屬涂層上在其端部上被打開，以便將第二氣體引入放電容器的內(nèi)部，該第二氣體事先通過氣體入口弓I入填充容積15中。在此，設(shè)置氣體壓力，在打開填充噴管13之后該氣體壓力在放電容器中引起所希望的放電氣體混合。 當(dāng)?shù)诙畛洳襟E結(jié)束之后，填充噴管13可以通過借助火焰熔融和拔出以在燈技術(shù)中通常已知的所謂的抽吸桿(Pumpstengeln)的方式來縮短并且封閉。優(yōu)選地，填充噴管由與構(gòu)成放電容器的蓋玻璃相同的玻璃材料構(gòu)成。 替代前面參照圖3所描述的安瓿技術(shù)，可以以所說明的方式執(zhí)行第二填充步驟。兩個變形方案的第一填充步驟相同。
權(quán)利要求
一種用于制造放電燈的方法，具有以下步驟在由第一氣體構(gòu)成的周圍環(huán)境(1)中對放電燈的敞開的放電容器(2，3，16)進(jìn)行接合并且以第一氣體填充放電容器，其特征在于包括后續(xù)的步驟通過與放電容器(3)的周圍環(huán)境分離的輸送容積(12，15)將第二氣體添加到接合后的放電容器(3)中的第一氣體中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中放電容器(2，3，16)的接合和以第一氣體的填充在 連續(xù)式加熱爐(1)中進(jìn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中放電容器(2，3)被第一氣體環(huán)流。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在封閉放電容器(3， 16)之后并且在 引入第二氣體之前對放電容器(3， 16)中的第一氣體進(jìn)行光譜分析。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中第二氣體通過填充噴管引入放電容器 (16)中。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中放電容器(2，3)在填充以第一氣體之 后完全封閉并且包含帶有第二氣體的安瓿(12)，其中隨后打開安瓿(12)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中安瓿(12)通過電磁波打開。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中安瓿(12)容納在放電容器(2， 3)的邊緣處。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中放電燈是平面輻射器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種借助兩級填充過程來制造放電燈的方法。
文檔編號H01J9/395GK101765898SQ200780100103
公開日2010年6月30日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者弗蘭克·福爾科默, 洛塔爾·希茨施克 申請人:奧斯蘭姆有限公司