專利名稱：用于放電燈的電極和放電燈以及用于制造電極的方法
用于放電燈的電極和放電燈以及用于制造電極的方法本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于放電燈的電極以及一種帶有至少一個這種電極的放電燈，以及一種用于制造這種電極的方法。
I.
背景技術(shù)：
這種電極例如在WO 2005/096334中公開。WO 2005/096334描述了一種高壓放電燈，其具有由石英玻璃構(gòu)成的放電容器以及兩個類似的電極用于在放電容器的內(nèi)部空間中產(chǎn)生氣體放電。電極分別由金屬銷釘構(gòu)成，該金屬銷釘具有由螺旋體纏繞的區(qū)段。兩個電極的該區(qū)段分別伸到放電容器的密封端部中并且嵌入在放電容器的石英玻璃中。螺旋體配備有固定裝置，其防止螺旋體沿著電極的金屬銷釘滑動。
II.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種電極，其可以更簡單地制造并且保證了螺旋體在電極銷釘上的良好附著。此外，本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種用于這種電極的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的電極以及通過具有權(quán)利要求13 的特征的方法來解決。本發(fā)明的特別有利的實施形式在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行描述。
根據(jù)本發(fā)明的電極具有金屬銷釘，其帶有由金屬線所構(gòu)成的螺旋體所纏繞的區(qū)段，其中螺旋體的金屬線被扁平化。通過螺旋體的金屬線的扁平化，在金屬線中構(gòu)建了機(jī)械應(yīng)力，其在螺旋體線卷繞到金屬銷釘上時保持并且引起螺旋體壓緊到金屬銷釘上。該壓緊產(chǎn)生了無間隙并且緊緊地靠置到金屬銷釘上的螺旋體。無需其他的固定裝置和諸如焊接的加工步驟來防止螺旋體在金屬銷釘上的滑動。根據(jù)其中螺旋體設(shè)置在金屬銷釘?shù)闹胁繀^(qū)段上的一個實施形式，該螺旋體保證了在放電容器材料中不會構(gòu)建由電極材料和放電容器材料的不同熱膨脹系數(shù)導(dǎo)致的裂縫，該裂縫會導(dǎo)致燈的過早故障。在其中螺旋體至少設(shè)置在金屬銷釘?shù)亩瞬可系牧硪粚嵤┬问街?，該螺旋體保證了從金屬銷釘?shù)乃龆瞬康纳帷?br> 螺旋體的金屬線優(yōu)選在其總長度上扁平化地構(gòu)建，以便保證螺旋體的所有匝都緊緊并且無間隙地靠置在電極的金屬銷釘上。螺旋體的內(nèi)部直徑或者螺旋體的單個匝的內(nèi)部直徑對應(yīng)于螺旋體纏繞在其上的金屬銷釘區(qū)段的厚度，以便能夠?qū)崿F(xiàn)螺旋體無間隙地位于該區(qū)段上。
有利的是，螺旋體的金屬線是鎢線或者鉬線。由此，電極可以使用在熱學(xué)上負(fù)荷非常高的放電燈中，尤其是使用在高壓放電燈中，因為鎢和鉬具有非常高的熔融溫度。根據(jù)其中螺旋體設(shè)置在金屬銷釘?shù)闹虚g區(qū)段上的一個實施形式，鉬線此外具有優(yōu)點，即鉬線構(gòu)成的螺旋體可以起吸氣劑作用，并且鉬箔熔接物可以保護(hù)高壓放電燈的放電容器的密封端部免受放電容器中的起腐蝕性作用的材料的影響。
上述螺旋體卷繞到其上的電極的金屬銷釘優(yōu)選是鎢銷釘，以便于可以在熱學(xué)上負(fù)荷非常高的放電燈中、尤其是高壓放電燈中使用該電極。
螺旋體的金屬線的厚度優(yōu)選在10微米到1000微米的范圍中。
電極的金屬銷釘?shù)暮穸葍?yōu)選在0. 10毫米到2. 00毫米的范圍中。這種金屬銷釘厚度與高壓放電燈的電極的電流承載能力一致。
有利的是，螺旋體的螺距系數(shù)S和螺旋體的芯系數(shù)(Kernfaktor) K在1. O到10. O 的值域中，其中螺距系數(shù)S由螺旋體的兩個相鄰的匝之間的距離L和螺旋體線的厚度D計算為S= (L+D)/D，并且芯系數(shù)K由螺旋體線的芯直徑Dl和厚度D計算為K = D1/D。術(shù)語芯直徑表示螺旋體線纏繞到其上的銷釘?shù)闹睆健?br> 在

圖1至4中繪出的本發(fā)明的實施例中，比較大的螺距系數(shù)是有利的，因為由于相對大的螺距系數(shù)，螺旋體的匝彼此遠(yuǎn)離，使得在將放電燈的放電容器密封時，變軟的放電容器材料可以滲入螺旋體的相鄰的匝之間并且潤濕電極的表面。此外，該螺旋體由于其大的螺距系數(shù)而具有小的熱容量，使得放電容器材料在環(huán)繞螺旋體流動時較緩慢地冷卻并且由此實現(xiàn)良好的密封。設(shè)置在螺旋體的端部上的第一匝和最后的匝可以出于加工技術(shù)的原因而具有較小的螺距系數(shù)。
在圖5至圖8中繪出的本發(fā)明的實施例中，螺旋體的螺距系數(shù)和芯系數(shù)構(gòu)建為使得保證了從電極的放電側(cè)端部的良好散熱。
根據(jù)在圖1至4中繪出的實施例的電極特別好地適于使用在具有由石英玻璃構(gòu)成的放電容器的放電燈中。在此，尤其涉及高壓放電燈，并且優(yōu)選涉及具有無汞填充物的鹵素-金屬蒸汽高壓放電燈。后者由于其高的起動電流而需要帶有高電流承載能力的比較厚的電極，這些電極此外必須由耐受高溫的金屬例如鎢構(gòu)成。由于鎢和石英玻璃的非常不同的熱膨脹系數(shù)以及因為比較厚的電極，因此上面描述的、在帶有無汞填充物的鹵素-金屬蒸汽高壓放電燈的情況下在放電容器中由于形成裂縫而過早燈故障的問題特別嚴(yán)重。根據(jù)本發(fā)明的電極的金屬銷釘?shù)囊月菪w纏繞的區(qū)段嵌入在放電容器的密封端部的放電容器材料中，以便于通過鉬箔熔接物在密封端部中建立至外部饋電裝置的電接觸。借助于在根據(jù)本發(fā)明的電極上的螺旋體，也在最后提及的燈類型情況下避免了由于在放電容器中形成裂縫而導(dǎo)致的過早燈故障。
根據(jù)圖5至圖8中繪出的本發(fā)明實施例的電極可以使用在不同類型的高壓放電燈中。尤其，這些電極的使用并不局限于具有由石英玻璃構(gòu)成的放電容器的高壓放電燈，而是這些電極也可以使用在具有由透光陶瓷構(gòu)成的放電容器的高壓放電燈中。相應(yīng)的例子在圖 5中示意性示出。
上述放電燈的電極的根據(jù)本發(fā)明的制造方法的特征在于，在根據(jù)本發(fā)明的制造方法的步驟中以扁平化的金屬線纏繞電極的金屬銷釘或者金屬銷釘?shù)膮^(qū)段，以形成如下螺旋體，該螺旋體緊緊地并且無間隙地設(shè)置在電極的金屬銷釘或者金屬銷釘?shù)膮^(qū)段上。通過螺旋體線的根據(jù)本發(fā)明的扁平化，在螺旋體的金屬線中建立機(jī)械應(yīng)力，該應(yīng)力在卷繞到電極的金屬銷釘上時保持并且引起螺旋體的匝壓緊到金屬銷釘上。由此，無需另外的固定裝置來將螺旋體固定在電極的金屬銷釘上。尤其，省去了諸如將螺旋體焊接在金屬銷釘上或者將金屬銷釘壓入到螺旋體中的加工步驟。因此，根據(jù)本發(fā)明的制造方法也避免了通過焊接螺旋體導(dǎo)致的電極的局部損傷以及螺旋體結(jié)構(gòu)的變化?？傊ㄟ^本發(fā)明簡化了電極的加工方法。
III.優(yōu)選實施例的描述 下面借助優(yōu)選實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。其中 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電極， 圖2示出了圖1中繪出的電極的區(qū)段的放大視圖， 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電極， 圖4示出了具有在圖3中繪出的電極的高壓放電燈的、由石英玻璃構(gòu)成的放電容器的密封端部， 圖5示出了具有根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的電極的高壓放電燈的、由透光陶瓷構(gòu)成的放電容器的密封端部， 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的電極， 圖7示出了具有根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的電極的高壓放電燈的、由石英玻璃構(gòu)成的放電容器的密封端部， 圖8示出了具有根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的電極的高壓放電燈的、由石英玻璃構(gòu)成的放電容器的密封端部， 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的電極， 圖10示出了圖9中繪出的電極的區(qū)段的放大視圖 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的電極。
圖4示出了具有根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電極的用于機(jī)動車大燈的高壓放電燈的兩側(cè)密封的、由石英玻璃構(gòu)成的放電容器1的借助鉬箔密封來封閉的端部11，其包括引導(dǎo)通過放電容器1的封閉端部11的饋電裝置。該燈尤其是電功耗為35瓦的無汞鹵素-金屬蒸汽高壓放電燈。在放電容器1的內(nèi)部空間10中設(shè)置有可離子化的填充物，其由氙和以下金屬的鹵化物構(gòu)成鈉、鈧、鋅和銦。放電容器的容積為24mm3。
饋電裝置具有氣密地嵌入在放電容器1的封閉端部11中的鉬箔2。鉬箔2具有 6. 5mm的長度，2mm的寬度和25 μ m的厚度。鉬箔2的背離放電容器1的內(nèi)部空間10的端部與鉬線3焊接，該鉬線3從放電容器1的密封的端部11中伸出。鉬箔2的朝向放電容器 1的內(nèi)部空間10的端部與鎢銷釘4焊接，該鎢銷釘形成高壓放電燈的兩個電極之一并且伸到放電空間10中。鎢銷釘4的長度為7. 5mm,并且其厚度或者其直徑Dl = 0. 30mm。鎢銷釘4和鉬箔2之間的交疊為1. 30mm士0. 15mm。在鎢銷釘4上在中間設(shè)置有螺旋體5’，使得其與鎢銷釘4的兩個端部的距離分別為2. 25mm。螺旋體5’的長度為3mm。該螺旋體由扁平化的鎢線50構(gòu)成，其最大線厚度或者最大厚度D = 60 μ m。在垂直于扁平化部500的方向上，螺旋體線50的厚度較小。螺旋體5’的內(nèi)直徑對應(yīng)于鎢銷釘4的直徑或者厚度。螺旋體5’的兩個相鄰匝的間隔為340 μ m。由此，螺旋體5’的螺距系數(shù)S為6. 67。螺旋體5’ 的芯系數(shù)K由芯直徑(其在此對應(yīng)于鎢銷釘4的直徑Dl)和螺旋體線的最大厚度D計算為 K = 5。螺旋體5’根據(jù)本發(fā)明的第二實施例如在圖4中示意性地示出的那樣僅僅在設(shè)置在放電容器1的封閉端部11中的鎢銷釘4的區(qū)段或者電極的區(qū)段上延伸，該區(qū)段并不與鉬箔2交疊。螺旋體5’與鉬箔2的間隔為0. 95mm。但是，螺旋體5’也可以伸到放電空間10 中。由此并不損害其作用。放電容器1的其他的并未被繪出的封閉端部與端部11相同地構(gòu)建。尤其，其同樣具有如在圖1或3中所示的電極。兩個鎢銷釘4或者電極的伸到放電容器1的內(nèi)部空間10中的端部的間隔為4. 2mm。這兩個電極彼此對置地設(shè)置在放電容器1 的縱軸線上。
在圖1中放大地示出了根據(jù)第一實施例的電極。電極由鎢銷釘4和螺旋體5構(gòu)成， 螺旋體卷繞到鎢銷釘4上。如上面已經(jīng)闡述的那樣，螺旋體5僅僅在鎢銷釘4的設(shè)置在中間的區(qū)段上延伸。螺旋體5由扁平化的鎢線50構(gòu)成。圖2示出了螺旋體5的一匝的放大的細(xì)節(jié)視圖，其帶有示意性示出的螺旋體線50的扁平化部500。除了螺旋體5的第一匝51 和最后匝52之外，兩個相鄰匝之間的間隔L為340μπι。螺旋體的螺距系數(shù)S由間隔L和螺旋體線直徑D計算為S= (L+D)/D。因此，除了螺旋體5的第一匝和最后匝之外，螺旋體5 的螺距系數(shù)為6. 67或者667%并且其芯系數(shù)K為5。
以至少在其長度的一部分上被平坦化的鎢線50纏繞按照通常的粉末冶金加工步驟和拉絲方法制造的鎢銷釘4，用于制造根據(jù)本發(fā)明的電極。同樣可以將前面提及的通常的粉末冶金加工步驟和拉絲方法用于制造鎢線50。使用對于制造簡單螺旋纏繞 (gewendelten)的燈絲而言通常的繞制方法，用于將鎢線50卷繞到鎢銷釘4上。
在圖3中示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電極。該實施例與第一優(yōu)選實施例的不同僅僅在于螺旋體5’。在螺旋體5’的情況下，第一匝和最后的匝也與其相應(yīng)的相鄰匝間隔340 μ m地來設(shè)置，使得螺旋體5’連續(xù)地具有6. 67或者667%的螺距系數(shù)。在所有其他細(xì)節(jié)中，螺旋體5和5’ 一致并且由此電極一致。
根據(jù)在圖4中繪出的實施例的高壓放電燈還具有外燈泡，該外燈泡在放電空間10 的區(qū)域中圍繞放電容器1，以及具有燈頭。這些細(xì)節(jié)例如在EP 1 465 237 A2中進(jìn)行了描述和繪出。
在圖5中繪出了具有根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的電極的高壓放電燈的、由透光的氧化鋁陶瓷構(gòu)成的放電容器的密封端部。電極的端部件51借助玻璃焊劑52密封在陶瓷毛細(xì)管53中。金屬銷釘M連接到端部件51上，該金屬銷釘被由鎢線構(gòu)成的螺旋體55纏繞。 螺旋體55包括第一繞組55a，其設(shè)置在金屬銷釘M的放電側(cè)的端部上，并且具有大約6匝。 附加地，螺旋體55包括第二繞組55b，其環(huán)繞金屬銷釘M的在陶瓷毛細(xì)管53中伸展的區(qū)段并且具有大約30匝。金屬銷釘M的連接到端部件51上的端部和第二繞組55b的相應(yīng)端部同樣嵌入在玻璃焊劑52中。螺旋體55的繞組55a、5^通過螺旋體線55c互相連接。 螺旋體線55c至少在第一繞組5 或者第二繞組55b的區(qū)域中扁平化地構(gòu)建，以保證螺旋體55無間隙地設(shè)置在金屬銷釘M上。優(yōu)選的是，螺旋體線55c在兩個繞組55a、55b的區(qū)域中扁平化地構(gòu)建。金屬銷釘M的設(shè)置在陶瓷毛細(xì)管53中的較厚的區(qū)段由鉬構(gòu)成，該區(qū)段被第二繞組5 環(huán)繞。金屬銷釘M的伸到放電容器的放電空間56中的較薄的區(qū)段由鎢構(gòu)成，該區(qū)段被第一繞組5 環(huán)繞。螺旋體線55c的直徑或者厚度在0. 15mm至0. 19mm的范圍中。螺旋體55的芯系數(shù)或者其繞組55a、55b的芯系數(shù)在0. 2到0. 5的范圍中。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的電極。該電極由鎢銷釘4和兩個螺旋體5，， 構(gòu)成，這些螺旋體圍繞鎢銷釘4的兩個端部來繞制。螺旋體5”分別由扁平化的鎢線構(gòu)成， 鎢線圍繞鎢銷釘4的相應(yīng)端部來繞制。該電極例如可以替代在圖5中繪出的金屬銷釘M 和螺旋體陽而使用在高壓放電燈中的由陶瓷構(gòu)成的放電容器中。
在圖7中繪出了具有根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的電極的高壓放電燈的、由石英玻璃構(gòu)成的放電容器1的密封端部11。在放電容器的密封端部11中氣密地熔接有鉬箔2。鉬箔2的背離放電容器1的放電空間10的端部與由鉬構(gòu)成的饋電裝置3連接。鉬箔2的朝向放電空間10的端部與鎢銷釘4連接，該鎢銷釘具有伸到放電空間10中的端部。鎢銷釘4 的伸到放電空間10中的端部以由鎢線構(gòu)成的螺旋體5”’來纏繞。螺旋體5”’的鎢線構(gòu)建為扁平化的線。扁平化的螺旋體線具有在0. 17mm至0.40mm的范圍中的厚度，并且螺旋體5”’的芯系數(shù)在0. 3到0. 6的范圍中。螺旋體5”’的各匝以小的間隔圍繞鎢銷釘4的放電側(cè)的端部來繞制，并且螺旋體5”’的螺距系數(shù)因此接近1。鎢銷釘4和螺旋體5”’形成高壓放電燈的氣體放電電極。螺旋體5”’用于從氣體放電電極的放電側(cè)端部的散熱。
在圖8中繪出了具有根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的電極的高壓放電燈的、由石英玻璃構(gòu)成的放電容器的密封端部11。在放電容器1的密封端部11中氣密地熔接有鉬箔2。鉬箔2的背離放電容器的放電空間10的端部與由鉬構(gòu)成的饋電裝置3連接。鉬箔2的朝著放電空間10的端部與鎢銷釘4連接，鎢銷釘具有伸到放電空間10中的端部。鎢銷釘4的伸到放電空間10中的端部以由鎢線構(gòu)成的螺旋體5””來纏繞。螺旋體5””的鎢線構(gòu)建為扁平化的線。扁平化的螺旋體線具有在0. 3mm到0. 6mm的范圍中的厚度，并且螺旋體5”” 的芯系數(shù)在0. 35到0. 8的范圍中。螺旋體5””的各匝以小的間隔圍繞鎢銷釘4的伸到放電空間10中的端部繞制成兩層，并且螺旋體5””的螺距系數(shù)因此接近1。鎢銷釘4和螺旋體5””形成用于高壓放電燈的氣體放電電極。螺旋體5””用于從氣體放電電極的放電側(cè)端部的散熱。
在圖9和圖10中示意性并且放大地示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的電極。該電極與在圖1和圖2中繪出的根據(jù)第一實施例的電極的不同僅僅在于卷繞到鎢銷釘4上之后螺旋體線50的扁平化部500的取向。因此，在圖9和10中對于彼此對應(yīng)的電極部分使用與圖1和圖2中相同的附圖標(biāo)記。根據(jù)本發(fā)明的第七實施例，螺旋體線50的扁平化部500 取向為使得其離開鎢銷釘4。
在圖11中示意性并且放大地示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的電極。該電極與在圖3中繪出的根據(jù)第二實施例的電極的不同僅僅在于卷繞到鎢銷釘4上之后螺旋體線的扁平化部的取向。因此，在圖11中對于彼此對應(yīng)的電極部分使用與圖3中相同的附圖標(biāo)記。 根據(jù)本發(fā)明的第八實施例，螺旋體線的扁平化部取向為使得其離開鎢銷釘4并且背離鎢銷釘4。
本發(fā)明并不局限于上面進(jìn)一步闡述的實施例。例如，根據(jù)第一、第二、第七或者第八實施例的螺旋體5或者5’也可以替代由扁平化的鎢線50制成地由扁平化的鉬線制成， 以便實現(xiàn)上面描述的吸氣劑作用。此外，螺旋體5或5’的匝可以比在上述實施例中所描述的情況彼此更緊或者更寬地設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種用于放電燈的電極，其中該電極具有金屬銷釘(4巧4)，所述金屬銷釘具有由螺旋體(5，5’，5”，5”’，5””，55)纏繞的區(qū)段，該螺旋體由金屬線(50，55c)構(gòu)成，其特征在于， 金屬線(50,55c)被扁平化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中螺旋體(5，5’，5”，5”’，5””，55)的金屬線(50， 55c)至少在其長度的一部分上被扁平化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電極，其中金屬線(50，55c)是鎢線或者鉬線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的電極，其中金屬銷釘(4)是鎢銷釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的電極，其中金屬線(50，55c)的厚度在10微米至 1000微米的范圍中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的電極，其中金屬銷釘0，54)的厚度在0.1毫米至 2.0毫米的范圍中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的電極，其中螺旋體(5，5’，5”，5”’，5””，55)的芯系數(shù)和螺距系數(shù)在1.0到10. 0的值域中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的電極，其中螺旋體(5，5’，5”，5”’，5””，55)的內(nèi)直徑至少沿著其長度延伸的一部分對應(yīng)于金屬銷釘區(qū)段的厚度。
9.一種放電燈，其具有根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的至少一個電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的放電燈，其具有由石英玻璃構(gòu)成的放電容器(1)，其中所述至少一個電極伸到放電容器(1)的密封的端部(11)中，并且所述至少一個電極的金屬銷釘 (4)的被螺旋體(5，5’，，5”’，5””)纏繞的區(qū)段至少在其長度的一部分上嵌入在放電容器 (1)的密封端部(11)的石英玻璃中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放電燈，其構(gòu)建為帶有無汞填充物的高壓放電燈。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的放電燈，其中螺旋體(5”，5”’，5””，55)設(shè)置在所述至少一個電極的放電側(cè)的端部上。
13.一種用于制造放電燈的電極的方法，其中電極具有金屬銷釘0，54)，其特征在于，在制造方法期間以扁平化的金屬線(50，55c)纏繞金屬銷釘0，54)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中金屬銷釘(4)是鎢銷釘。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中金屬線(50，55c)是鎢線或者鉬線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于放電燈、尤其是高壓放電燈的電極，其中該電極具有金屬銷釘(4)，該金屬銷釘具有由螺旋體(5)纏繞的區(qū)段，該螺旋體由金屬線(50)構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，金屬線(50)被扁平化，以便保證螺旋體(5)緊緊靠置地、無間隙地設(shè)置在金屬銷釘(4)上。此外，本發(fā)明還涉及一種具有這種電極的放電燈以及這種電極的制造方法。
文檔編號H01J61/36GK102187427SQ200980140934
公開日2011年9月14日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者斯特凡·赫內(nèi), 曼弗雷德·克默 申請人:奧斯蘭姆有限公司