专利名称：放电灯的制造方法
技术领域：
本发明涉及放电灯的制造方法。放电灯通常具有一个容纳气态放电介质的放电容器。就是说，放电灯的制造方法必须包括给放电容器填充这种充填气并封闭放电容器的步骤。
本说明书的出发点在于，在密封后，至少尽可能地完成了放电灯，因而该制造方法在已封闭放电容器的情况下被视为至少基本上结束了。当然，这没有排除在封闭放电容器后如还要给基本上完成的放电灯装配电极、涂覆反射层并与装配装置连接或以其它方式进行继续加工中。但是，权利要求意义上的制造方法在放电容器封闭时已被视为完成了。
本发明的目标尤其是为介电阻尼放电而设计的放电灯并因而主要是所谓的平面辐射器。在平面辐射器中，放电容器是扁平的并且与厚度相比有较大的尺寸，它具有两个大致平面平行的板。在这里，严格地讲，所述板不一定是平面的，它也可以有结构。平面辐射器对显示器和监视器的背景照明来说是有意义的。
从此技术领域中，还知道了这样的制造方法，即将放电容器抽空并将其装入所谓的真空炉。在这里，真空炉是一个可被抽真空并被加热的室。就象在传统抽吸管解决方案中那样，通过抽吸排除不需要的气体和吸附物，以保持成品放电灯的充填气尽可能纯净。
抽吸管解决方案及类似方式与放电容器几何形状的限制有关。由于真空炉技术成本，真空炉法的成本高昂，此外，真空炉法比较费时。
本发明的目的在于放电灯的制造方法，其中将放电灯的放电容器充满充填气并随后将其密封，其特征是，在含充填气并基本上处于常压下的室内，进行放电容器的充填和密封。
本发明基于以下认识，即与利用抽吸管或类似装置的解决方案相比，选择在相应设计的室内进行充填步骤和密封步骤。尤其是，它们提供了同时处理相当多件的放电容器的可能性。此外，不存在针对用抽吸管连接件进行的抽吸填充步骤的和对放电容器抽吸管连接件密封得到优化的放电容器结构的边界条件。或者，人们可以尽可能自由地设计放电容器并且只要考虑为封闭而彼此相连的放电容器部件的操作或密封所需的其它步骤。
另一方面，发明人的出发点是，真空炉意味着设备成本以及加工时间的不必要的花费。
根据本发明，取而代之地使用了一个室，在室中，充填放电容器的气体处于常压下，即大致处于大气压下。因此，该室不需要抽真空。而是通过冲洗室或通过用闸或类似装置给放电容器充气来排除不需要的残留气体。通过取消炉子的高真空密封封闭、取消负压所需的厚实并因而热惰性的室壁和抽真空步骤，由此明显使得该制造方法变得经济并缩短了。因此，在大表面部中，室壁厚度最好至多为8mm，更好地是至多为5mm，最佳地是至多为2mm。此外，当然能出现型材结构。
最好规定，该室是可加热的，或者说它在通常意义上是炉子。通过加热，可以排除吸附物和放电容器某成分所含的杂质并且还可以开始如以下将详细说明的其它加工步骤。尤其是，放电容器密封可能需要加热。最好可以完全加热该室。
另外，该室可以是敞开的，或者说，不一定彻底将其封闭起来。例如，持久气流可以流过其中，所述气流防止了杂质经室的留置开口而进入或者使该室的充填气中的杂质含量保持足够低。
但要特别声明的是，即便该室可被密封或者在放电容器的充填步骤及封闭时可封闭该室，也可实现本发明。
在本发明的一个优选设计方案中，可借助一输送装置使放电容器经过该室，在这里，放电容器当然可以停在该室内。在真空炉的情况下，为了卸料或再装料，必须经常麻烦地打开真空室，在此一般要用一个其放电容器尚未封闭的支座来更换设置于真空炉内的且用于已充填并密封好的放电容器的支座。而在本发明中，由于取消了室抽真空并因而消除了高真空密封封闭措施，所以可以简化并或许连续或几乎连续地使放电容器穿过该室。
尤其可以将该室整合到一个部分或完全自动化的生产线中，这条生产线也可以被一台相同的输送装置来使用。
另外，也可以在充填或封闭前，在多个室内进行以下详细说明的方法步骤，这些室分别从结构上和/或在气氛和温度方面适应于某个步骤。
为了排除有机杂质如在所谓的玻璃焊料或发光材料层和反射层中的玻璃焊料，可以有利地在充填前在含氧气氛如空气中加热放电容器。在这里，可使这种气氛持久流动，以便送走被排除的杂质。
另外，可以在充填前和或许在含氧环境中加热后，用惰气冲洗该放电容器。另外，除了真正的放电气体外，或者说除了在放电时从技术上利用其发光的气体(在此也可以是放电混合气)外，混合气在充填时也可含有其它气体，尤其是惰气。放电气体最好为氙气。所添加的惰气例如可以是氖气或氦气。尤其是，除了放电气体外，可以存在其它气体，这种气体相对放电气体显示出彭宁效应，即通过自身刺激来促进放电气体电离。在放电气体为氙气情况下，这种情况也适用于氖气。另外，可以添加缓冲气体，它的作用是，在放电气体和或许彭宁气体的预定的目标分气压下，获得理想的总气体。此外，必须在充填时一直调整分气压和总气压，以使它们在放电灯的预期工作温度下达到目标值。对放电气体为氖气来说，最好选择80毫巴-350毫巴且优选为90毫巴-210毫巴并最佳为100毫巴-160毫巴的分气压(相对室温)。
还可以规定，将惰气制冻装置和/或惰气收集器连接到其中用含惰气的充填气来填充该室上，以便能再利用至少部分的昂贵惰气。为了不必将惰气制冷装置设计得过大或为了在没有这种制冷装置的情况下限制惰气用量，在密封放电容器后应立即切断惰气流。在此情况下，也可以转换到另一个更经济的气体或气流。它最好是空气。
总之，为了尽可能减小压力并且尽可能均匀地分布温度及精确地控制温度，流入室内的气体大致具有在此刻存在的放电容器温度。这意味着，温度差随应视实际放电容器温度地尽可能不大于+/-100K并最好不大于+/-50K。
不过，除了上述的有一个经过多个特定室的输送装置的本发明实施例外，还优选这样一个特别简单的实施例，其中在同一个室内进行加热、冲洗、充填及密封放电容器所需的方法步骤。因而，该室甚至不必一定包括输送装置。或者说，它可能不是连续工作的，而是分批进行充填和排空。
因此，在这种室的情况下，就象在真空炉时那样，必需使室部彼此分开，以便充填并排空室内部。因而，在室封闭时相互抵靠的室部区域最好配备有一条真空通道，当打开及封闭该室时，可通过该真空通道抽空抵靠面。抽真空首先用于使杂质远离室内(类似于吸尘器)，其次可以使一个室部压在另一室部上，第三，可由此获得有效的密封功能。即，真空通道能够在其到达室内前抽出可从外部进入的杂质。另一方面，它产生了在室内的气体的反向流动，这还防止了杂质进入。为此，也可将该真空通道连接到惰气收集器或制冷装置上。
图1表示根据本发明的放电灯制造设备的第一实施例。
图2是一个可选的第二实施例的原理草图。
在输送装置1上，例如示出了五个正输送的平面辐射器放电容器，在这里，右边的四个处于尚未封闭的状态。图1示出了每个平面辐射器的靠上的且包括一框架的盖板被大致抬离靠下的底板。这是通过本身已知但未示出的方式方法并通过中间加入SF6玻璃片来进行的，所述玻璃片在两个板之间产生了足够大的间距。左边的放电容器是密封的，因为它已完全经历了如图所示的加工过程。或者说，输送装置从右向左输送。
至于平面辐射器放电容器的结构细节，援引同一申请人的以下早期专利申请WO 02/27761及WO 02/27759。对本文重要的只是，右边四个灯的放电容器都是敞开的，而左边的放电容器是封闭的。
如图1所示，首先将放电容器送入敞开到这样程度的室2，即放电容器5可以不必为此操作封闭装置地进出室2。当然，也可以设置一封闭装置。无论如何，室2内存在正常的大气压。
经过用6表示的电加热器预热的干燥空气经过一条在图上部示出的流入通道8流入室2中。同时，室2包括一个用于内腔电加热器7，从而用干燥的热空气来冲洗室2内的放电容器5并因而加热它。因为空气含氧气，所以除了第一次冲洗清洗放电容器内部外，可以通过这个加工步骤尤其排出在放电容器中的粘合剂。废气经过在图下部示出的出口9流出。
在此加工步骤后，放电容器5移入下一个室3内，该室的结构与第一室2完全一样，但是在此例子中，它在输送方向上被设计得稍微短一些。在此室内，用惰气，在这里是氖气(Ne)，来冲洗放电容器且尤其是放电容器内部。通过基本符合先前设计的并配备有一电加热器11的入口10输入氖气并通过一出口12排出它。室3本身可通过加热器18来加热。它具有在输入室2和杂质敏感室4之间的闸门的功能。
然后，输送装置1继续把放电容器5送入第三室4中，它又具有入口13和出口14，此外，它在很大程度上也对应于前两个室。入口13具有电加热器15；另外，室4具有一用于内腔的电加热器16。
在此室内，首先用如由51.2体积％的氦气、12.8体积％的氖气及36体积％的氙气构成的混合气冲洗放电容器并在常压下进行充填。同时，通过电加热器15预热混合气并且还通过内腔加热器16把放电容器5的温度提高到这种程度，即它最终达到530℃。在此温度下，使盖板始终靠上的SF6部分变得如此柔软，以致盖板下沉。同时，已经为密封被装在盖板上的框架而设的并涂于底板上玻璃焊料(厂商DMC2的501018型)被软化，以至可以在两板之间获得紧密粘接。由此一来，在两板之间的充填气被封在放电容器5中，随后，可以使放电容器5移出室4并或许进行进一步加工。
如果使用其它封闭温度如470℃，则为了在放电灯工作温度下获得相同的氙气分压，必须使用另一个比率，例如53.4％的氦气、13.3％的氖气及33.3％的氙气。
室4的出口14通向一个惰气制冷装置17，在那里可重新获得用于室内混合气的惰气。在工作结束时，在室4内转换到空气。在间断分批生产的情况下，也可每次在密封后进行这种转换。
总之，放电容器包括从室2到室4地持在升高温度下，其中该温度首先在室4内升高到如此程度，即这两块板相互连接。因为电预热，获得了其温度大致即精确到20K地匹配于放电容器5的各自温度的总气压，以保持温度分布均匀并保持放电容器5没有压力。另外，为了缓慢且均匀地冷却放电容器5，还可以在室4的下游设置另一个室，它在这里没有被画出来。
所有的室2、3、4都在常压下工作并且没有真正地与外界隔绝。此外，因闸门功能而把室3抽真空。当然，人们尽量避免因打开和用于放电容器5的总气体的过度损耗。这尤其适用于室4。或许，也可以设置开口挡板或其它封闭装置，为了使放电容器5经过，它们被打开并随后重新封闭。
图2是原理草图，它涉及唯一一个用于图1所示加工过程的室19。在室19内，相应的气体和混合气以类似于图1的方式被输入和输出，其中为室19及气体供应设置设置了相应的加热器。但这里，在同一室19内相继进行加工步骤，而在加工步骤之间相应地冲洗室19，以保证气体更换。
因此，室19不必配备有一输送装置，而是分批进行填充和排空。为此，一个上室盖20被抬离一下室部21，其中图2只示意地并局部地示出了室盖20及下室部21。室19的形状可以分别适应于要加工的放电容器的形状以及批量大小。
在第二实施例中，图2所示的真空通道22是重要的，通过该真空通道给一个在上室盖22和下室部21之间的抵靠面加载。由此一来，将室盖20紧压在下室部21上。
另外，当它由室内(图2的右边)产生一股沿着抵靠面23通向真空通道22的余气流时，真空通道22具有与吸尘器相似的清洁功能，所述余气流抵制了杂质(气态或其它形式的)进入室内。另外，通过真空通道22截获并排出从外面沿抵靠面23进入的杂质。
最后，尤其是在刚打开室19及封闭室19的最后阶段内，真空通道具有保持抵靠面23及其周围没有微粒的作用。因此，真空通道22是封闭装置、密封及杂质截留部的组合体。
对于室19来说，就象对图1的室2、3、4那样，可采用很薄的壁厚，因为室不承受负压。在这里，最好为室19的大表面部分拟定1.5mm数量级的壁厚。
权利要求
1.放电灯的制造方法，其中用一种充填气充填该放电灯的一个放电容器(5)并随后进行封闭，其特征在于，在一个室(4，19)内进行放电容器(5)的所述充填及密封，在该室中含有所述充填气并且大致存在常压。
2.如权利要求1所述的方法，其中，室(4，19)是可加热的(16)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，室(4)是敞开的。
4.如先前权利要求之一所述的方法，其中，放电容器(5)通过一输送装置(1)经过室(4)。
5.如权利要求4所述的方法，其中，放电容器(5)经过多个分别单独匹配于一个所指定的方法步骤的室(2，3，4)。
6.如先前权利要求之一并至少如权利要求2所述的方法，其中，在充填前，在含氧气氛(2)中加热放电容器(5)。
7.如先前权利要求之一所述的方法，其中，在充填前并或许在含氧环境(2)中加热后，用惰气冲洗放电容器(5)。
8.如先前权利要求之一所述的方法，其中，用充填气(4)充填放电容器(5)，除了为发光设的放电气体外，所述充填气还含有提高内部压力的缓冲气。
9.如先前权利要求之一所述的方法，其中，用充填气(4)充填放电容器(5)，除为发光而设的放电气体外，所述充填气还含有相对放电气体有彭宁效应的惰气。
10.如先前权利要求之一所述的方法，其中，为发光而设的放电气体为氙气，而以这样的氙气分气压来充填放电容器(5)，即在室温下，该放电容器含有80毫巴-350毫巴的氙气分气压。
11.如先前权利要求之一所述的方法，其中，一个惰气制冷装置(17)或惰气收集器被连接到被用于填充所述充填气的室(4，19)上，所述充填气具有为发光而设的放电气体。
12.如先前权利要求之一所述的方法，其中，在封闭放电容器(5)后，切断惰性气流。
13.如权利要求12所述的方法，其中，在封闭放电容器(5)后，转换成更经济的气体。
14.如先前权利要求之一并至少如权利要求2或3所述的方法，其中，为发光而设的含放电气体的充填气和或许被送入室(4)中的气体以这样的温度流入，即它基本上等于此时存在的的放电容器温度。
15.如先前权利要求之一所述的方法，其中，至少室(4，19)的绝大部分具有8毫米或小于8毫米的壁厚。
16.如权利要求1-3、6-15之一所述的方法，其中，在同一室(19)内加热、冲洗、充填并封闭放电容器(5)。
17.如权利要求16所述的方法，其中，可通过分开两个室部(20，21)来打开室(19)，可以通过一条真空通道(22)给在两个室部(20，21)之间的抵靠面(23)施加压力。
18.如先前权利要求之一所述的方法，其中，根据介电阻尼放电来设计放电容器(5)。
19.如先前权利要求之一所述的方法，其中，该放电灯是一具有放电容器(5)的平面辐射器，放电容器(5)具有两个大致平面平行的放电容器板。
全文摘要
本发明涉及新颖的放电灯的制造方法，其中在常压下在一个室4内给放电容器5填充所需的充填气。
文档编号H01J9/38GK1409349SQ0214239
公开日2003年4月9日 申请日期2002年9月27日 优先权日2001年9月27日
发明者L·希茨施克, F·沃尔科默 申请人:电灯专利信托有限公司