高压放电灯中的电极单元的制作方法

专利名称：高压放电灯中的电极单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压放电灯领域，具体地涉及用于将电功率连接到这种灯 的放电端部的电极。
背景技术：
已知多种电灯形式，它们的范围从简单的由流过高电阻线圏的电流产 生光的白炽灯到其中电流经过气体继而使气体发光的其它设计。本发明特 别涉及高压放电灯，这些灯通常利用囟化物蒸汽。通过让电流经过富含卣 化物气体的气氛，气体原子中的电子跃迁导致发出各种不同波长的光。
本发明涉及的这类高压放电灯通常由陶瓷材料制成，因为它们具有以
下有利特性，即容纳卤化物气体，以及为经过气体的电流提供必要的电 隔离。另外，当电流流过灯时，灯的部件易于变热；众所周知，陶资材料 在这种高温下具有良好的弹性，并且是一种理想的材料。在利用陶瓷管保 持卣化物气体的情况下，有必要提供用于使电流能够进入陶瓷灯的灯泡、 更具体地到达陶瓷灯中的放电电极端部的装置。在放电灯的灯泡内一般设 有两个放电电极端部，且来自一个端部的放电通过气体到达电路的另一端部。
通常，在陶瓷放电管的末端上设有两个通道，这两个通道具有贯穿的 中心孔，并且沿着这些中心孔提供电连接。这些延伸件或者突出的插头提 供了导管，可在整个导管上设置导电介质以将电流从电流源传递到放电端 部。进一步有利的是利用金属陶瓷材料来沿突出插头的孔提供电连接，因 为这种材料通常具有与陶瓷放电管类似的温度膨胀特性。即，当管子处于 使用中且温度升高时，如果金属陶瓷棒被用作通向放电电极端部的电连接，那么它将以与陶瓷放电管相同的方式膨胀和收缩。这是特别有利的，因为 管子上的突出插头一般都非常脆弱，如果电极的膨胀率或者膨胀程度大于 突出插头，这会对突出插头和管子造成损坏。
在放电灯的突出插头中使用金属陶瓷棒确实具有一些有利特性，但也 会引起其它的一些困难。需要提供至灯外部的金属连接，以用于将驱动电 子单元与灯本身连接。可以将金属电极材料焊接在金属陶瓷棒上，但不幸 地是这存在导致该材料变脆的明显缺陷，这通常会对灯的弹性产生影响。 几种现有技术已经开始尝试通过各种不同的方式来克服这个问题。例如，
在EP 0 587 238中，在金属电极和金属陶瓷棒之间形成焊接点，然后将焊 接点置于放电灯的突出插头内。在将焊点置于突出插头区域内以减少易碎 的金属陶瓷棒断裂的机会的同时，不希望在突出插头内具有金属材料。正 如在上文中已经描述过的那样，放电灯的末端上的突出插头本身通常非常 脆弱，如果充当电极的金属变得过热且快速膨胀，那么包含这种金属材料 会造成损坏。另外，这种金属电极通常被保持在突出插头末端处的用于将 大气包封在灯泡内的密封件中，且如果金属电极膨胀过大或者过快的话， 同样会发生密封失效。而且密封件的长度必须较大，而这会增加灯的长度。 在曰本专利申请2001292763中提出了另一种技术。在该申请中，金属 电极和金属陶瓷棒之间的焊点并不保持在灯的突出插头内。相反地，焊点 位于突出插头的外面，并且在焊接区域上方在突出插头的末端处"i殳有另外 的附加加固构件。同样，需要适当地密封突出插头末端处的整个区域，其 包括位于加固构件和金属陶瓷棒和金属电极的末端之间的区域。而这同样 意味着要增加灯的长度，且密封件环绕电极的金属部分，这在灯处于使用 中时会引起故障。另外，这种焊缝保护技术极其复杂，因为它要求提供另 外的加固构件。

发明内容
提出本发明是为了克服与金属材料和金属陶瓷棒之间的连接有关的困 难、以及因焊接引起的金属陶瓷棒的脆化。另外，本发明提供了一种简单的结构，其具有额外的优点，即能够将放电电极端部精确地放置在灯的 灯泡区域内的希望位置上。在本发明中，借助如权利要求1所述的金属陶 资棒和电极的组合单元来实现上述问题和其它优点。该金属陶资棒和电极 的组合单元包括金属陶瓷棒，其用于在其远端连接电极端部以用于高压放 电灯。另外，电流供应电极电连接在金属陶瓷棒的近端上以便于外部电流 源与金属陶瓷棒的电连接。电流供应电极通常被构造成包括中空管状部分， 其被设置在金属陶瓷棒的近端上方且将其环绕，具体地与所述近端形成物 理和电接触。
优选，电流供应电极具有中空管状部分，其内径近似等于金属陶资棒 的外径。显然，通过在电极滑至金属陶瓷棒的近端上方时形成紧密配合， 这促进了电流供应电极与金属陶资棒之间的连接。另外，可以通过位于金 属陶瓷棒的这一近端上的焊缝将金属陶瓷棒和供应电极安装在一起。通过 将焊缝设置在金属陶瓷棒的所述端上和使供应电极的大部分沿其处的金属 陶瓷棒的外表面延伸，金属陶瓷棒的脆化区域通过电流供应电极被内在地 强化。另外，只有金属陶瓷棒的所述端部被脆化，而大部分电流供应电极 仍与未脆化的金属陶瓷棒接触。
可以在不提供焊缝的情况下使电流供应电极与金属陶瓷棒形成接触。 在这种情况下，电流供应电极设有其内径小于金属陶资棒的外径的中空管 状部分。如果电流供应电极的中空管状部分被滑至金属陶瓷棒的末端上方， 显然，较小的管状部分的挤压力将形成与金属陶资棒的紧密摩擦配合。其 最简单的实现方法是相对于金属陶瓷棒提高电流供应电极的温度，使电流 供应电极膨胀，然后让金属陶瓷棒滑过中空管状部分。在电流供应电极冷 却时，必然会环绕金属陶瓷棒的近端进行收缩，从而将这两部分保持在一 起。这显然会形成良好的电连接，且由于不进行焊接而避免金属陶资棒脆 化。
还可以向电流供应电极的中空管状部分的末端提供张口部分，其促进 了金属陶瓷棒滑入中空管状部分。
进一步有利地，电流供应电极的中空管状部分的外径可被制成大于放电灯的突出插头的孔的内径。如果电流供应电极的外径大于孔径，则不能 将金属部分滑入突出插头的孔内，且因此克服了因陶瓷突出插头内存在金 属材料而形成的缺陷。另外，这内在地形成了一种定位特性，因为将会知 道金属陶瓷棒和紧固在其远端上的放电电极端部延伸出电流供应电极的末 端的距离，且这可被用于将电极端部精确地设在放电灯的内部灯泡中。
可以通过用简单巻起的导体条制成中空管状部分来形成电流供应电 极。另一优选设计是用绕金属陶瓷棒折叠的导体条形成中空管状部分。然 后通过任意已知方法(例如焊接)将伸出金属陶瓷棒的导体两端紧固在一 起。供应电极的这种设计形成可靠的定位系统，因为伸出的导体部分显然 不能方文入突出插头的孔中。
电流供应电极的其它设计包括巻绕的导线。所述巻绕的导线可根据需 要焊接或通过摩擦配合安装在金属陶瓷棒的近端上。巻绕的导线所带来的
优点是导致该电流导线移动的任何接触都将只能让所述导线弯曲，而不 会将作用力传给金属陶瓷棒。
进一步优选，正如已在上文中稍微讨论过的那样，有利的是让金属陶 瓷棒具有已知长度以便在金属陶瓷棒和电流供应电极形成为金属陶资棒和 电极的組合单元，并且放电电极端部直接或者通过插入附加导电构件而附 连在金属陶瓷棒的远端上时，它将合适地装入穿过放电灯的突出插头以便 精确地将电极端部放置在内部灯泡中。
优选，金属陶瓷棒的远端设有合适的抵接表面，电极端部可容易地附 连在该表面上。希望简单地将电极端部焊在金属陶瓷棒的远端上，因为这 个特殊焊点将在灯内得到很好的保护。
上述问题通过如权利要求10所述的高压放电灯得到进一步解决。这种 灯包括陶瓷放电管，其通常形成内部灯泡区域。陶瓷放电管还设有至少一 个突出插头形式的延伸件，其中在突出插头的中间存在贯穿孔，以使灯的 内部灯泡与外部相连。在突出插头的孔内设有上述的金属陶瓷棒和电极的 组合单元。具体地，该组合单元被设置成供应电极抵靠突出插头的末端， 且只有金属陶瓷棒和附连在其远端上的放电电极端部位于突出插头的孔内。另外，这使得放电电极端部被精确地设置在放电灯的内部灯泡区域的 期望位置上。
在可选的实施例中，该单元可以在金属陶瓷棒与电端部之间包括附加 的导电构件。
优选，通过气密的熔结玻璃密封将金属陶瓷棒和电极的组合单元保持 在突出插头的孔内。这必然导致灯的内部空间得到密封以阻止所包封的材 料逸出。
优选，金属陶瓷棒和电极的组合单元中的电流供应电极的外径大于突 出插头中的孔的内径。这意味着电流供应电极不能净M置在突出插头的孔 内，由此使组合单元获得所需要的定位特性。
在权利要求15中给出了一种制造金属陶瓷棒和电极的组合单元的方 法。首先是提供具有所需长度和直径的金属陶瓷棒。给电流供应电极设置 中空管状部分，且将其滑至金属陶瓷棒的近端上方。中空管状部分的尺寸 使得它将与金属陶瓷棒的近端形成物理和电接触。
将供应电极附连到金属陶瓷棒上的优选方法是使中空管状部分具有与 金属陶瓷棒的外径近似相等的内径。在将电流供应电极滑至金属陶瓷棒的 近端上方时，可在金属陶瓷棒的这一近端上进行焊接以将该单元保持在一 起。
可用来制造该单元的另 一机构是提供其中中空管状部分的内径小于金 属陶瓷棒的直径的电流供应电极。通过加热电流供应电极，材料通常会发 生膨胀。在发生膨胀之后，将中空管状部分滑到金属陶瓷棒的末端上，并 且它将在冷却之后夹住金属陶瓷棒的近端。这在供应电极与金属陶资棒之 间形成良好的摩擦配合，而不必在它们之间提供焊接。
在权利要求19中给出了形成放电灯的方法。首先是形成上述金属陶乾 棒和电极的组合单元。然后将灯的放电电极端部附连在金属陶资棒和电极 的组合单元中的金属陶瓷棒的远端上。存在多种用于附连放电电极端部的 方法，例如可以进行简单的焊接步骤。形成陶瓷放电管，其中设有至少一 个突出插头，所述插头具有通向灯泡的内部区域的孔。然后让金属陶资棒和电极的组合单元穿过突出插头的孔，从而使得只有金属陶瓷棒和放电电 极端部位于突出插头和灯内。电流供应电极仍然位于突出插头的孔的外面。
为了密封整个单元，在突出插头的末端上形成熔结密封以将结合的金 属陶瓷棒和供应电极保持在合适位置上。
在金属陶瓷棒和电极的组合单元的制造过程中，电流供应电极的外径 被选择成大于突出插头的孔的内径。这显然意味着电流供应电极不能穿过 突出插头的孔。


图1示出了放电灯的末端的一个实例，其中示出了结合的金属陶乾棒 和电流供应电极。在此实例中，供应电极被焊接在金属陶瓷棒上且伸出金
属陶瓷棒的近端；
图2示出了与图1非常近似的设计，然而电流供应电极未伸出金属陶 瓷棒的末端；
图3a和3b示出了电流供应电极的另一实例的两个视图，电流供应电 极在此被示出为环绕金属陶瓷棒的近端弯曲的导体条；
图4示出了一种实例，其中电流供应电极的中空管状部分小于金属陶 瓷棒，且通过摩擦配合安装在金属陶瓷棒的近端上；
图5示出了图4所示的电流供应电极与金属陶瓷棒之间的另一种摩擦 配合，然而该电流供应电极被示出在中空管状部分上具有张口的下端，以 改善电流供应电极在金属陶瓷棒上方的安装；以及
图6示出了其中通过巻绕导线提供电流供应电极的实例。
具体实施例方式
图l示出了高压放电灯l中的电连接的一个实例。具体地，图l示出 了高压放电灯1的一个电极，其从灯1的外部伸入形成于陶瓷放电管5内 的内部灯泡区域6，所述陶瓷放电管5构成高压放电灯1。 一般而言，高压 放电灯1在本领域是众所周知的，其包括灯泡区域6,在灯泡区域6内包含有合适气体，通过这些气体形成放电且由此发光。高压放电灯1的这个 方面不认为是本发明中的限制，而实际上，任何一种放电灯l都容易受到 本发明教导的改进和集成。
如图1所示，陶瓷放电管5具有突出插头3，其由陶瓷放电管5的延 伸部构成，其中存在贯穿突出插头3的孔4。孔4在陶瓷放电管5的外部 与其内部灯泡区域6之间形成流体接触。具体是，突出插头3被用来提供 从陶瓷放电管5的外部到置于内部灯泡区域6内的电极端部2的电连接。 电极端部2的特殊设计也不应被认为是对本发明的限制。实际上，本发明 的教导原则上可用于任何相关的放电电极端部2，且因此将不再就此进行 更多的讨论。然而，显然必须形成与正在使用的电极端部2的电连接，且 如先前所描述的那样，通过突出插头3的孔4来提供这种电连接。
在使用中，高压放电灯l易于变得非常热。这样，高压放电灯l的各 组成部件将会因这种温度升高而发生膨胀。正如在本领域众所周知的那样， 不同的材料具有不同的膨胀系数。这个特点非常重要，因为将要通过突出 插头3的孔4来提供电连接。孔4通常不会特别宽，因此选来形成贯穿孔 4的电连接的材料必须是不会过度膨胀和对构成突出插头3的陶资材料造 成破坏的材料。
本发明涉及借助金属陶瓷棒11来提供这种电连接。金属陶瓷材料在本 领域是众所周知的，且特别选择金属陶瓷并不认为是本发明的限制性特性。 相反地，本发明涉及常见的陶瓷金属棒11在提供贯穿突出插头3的电连接 上的具体使用。使用金属陶瓷棒ll的一个优点是金属陶瓷材料的膨胀系 数非常接近用来形成陶瓷放电管5和突出插头3的陶瓷材料的膨胀系数。 这样，当使用高压放电灯l时，金属陶瓷棒11可能以与突出插头3相同的 方式膨糾目同的量，从而避免任何可能的破坏突出插头3的危险。使用金 属陶瓷材料的另一优点是对于高压放电灯l中使用的卣化物气体，它们 通常具有耐久性。
从图1中可以看到，为了在灯罩(未示出)和高压放电灯l之间形成 可靠电连接，金属陶瓷棒11设有电流供应电极12，其通常具有金属特性。特别优选的用于形成电流供应电极12的材料为铌、钽、钼、铼、鵠或它 们的合金。进一步有利地，这些材料和合金中的某些通常可以让氢气通过。 如图l所示，金属陶瓷棒ll在其近端15处与电流供应电极12附连。具体 地，电流供应电极12被设在金属陶瓷棒的近端15上方，形成金属陶资棒 和电极的组合单元10。希望这种金属陶瓷棒和电极的组合单元10被制造 和生产成用在高压方文电灯1中的组合产品单元。
通过这种金属陶瓷棒和电极的组合单元10能够获得明显的优点，因为 金属陶瓷棒11和电流供应电极12的独立特征可根据将使用这种金属陶乾 棒和电极的组合单元10的高压放电灯1的细节来进行修改。还能从图1 中明显看出的是，金属陶瓷棒的远端14将被设置在高压放电灯1内，且通 常还将被设置在突出插头3内。在金属陶瓷棒的远端14的端面上附连放电 电极端部2。电极端部2的这种附连可以借助任何公知技术来完成，且不 认为是本发明的限制性特征。显然，然后可将金属陶瓷棒和电极的组合单 元10连同所附连的电极端部2 —同插入高压放电灯1的突出插头3的孔4 内。 一旦已在突出插头3内，电极端部2则处于陶瓷放电管5的内部灯泡 区域6内的合适位置上，并提供与它的电连接。
金属陶瓷棒和电极的组合单元10由长度和横截面尺寸已知的金属陶 瓷棒11构成。通常，金属陶瓷棒ll具有圆形的横截面，因为这将使得更 易于制造陶瓷放电管5和突出插头3、以及金属陶瓷棒ll本身。显然，金 属陶瓷棒11可以具有任何合适的横截面形状，只要它适于放在高压放电灯 1的突出插头3内。电流供应电极12被设置在金属陶瓷棒的近端15上。 电流供应电极12具有中空管状部分13，其中此中空管状部分13的横截面 与金属陶瓷棒11的横截面相配。在图1所示的实施例中，电流供应电极 12的中空管状部分13的内径等于或者略大于金属陶瓷棒ll的外径或者外 部尺寸。在假定具有这些相对尺寸的情况下，显然能将电流供应电极12 滑到金属陶瓷棒的近端15上，从而形成金属陶瓷棒和电极的组合单元IO。 尽管如上述那样通过摩擦配合将电流供应电极12安装在金属陶资棒11的 外部就可以足够地可靠，进一步有利的通过焊缝21来改善这种安装。显然，将金属陶瓷棒和电流供应电极12焊接在一起将形成完全可靠的金属陶瓷 棒和电极的组合单元10。
然而，金属陶瓷材料在受到焊接处理之后通常会明显变脆。这对高压 放电灯1特别不利，因为这种灯1在使用过程中常常会受到一些作用力和 碰撞。施加在高压放电灯1的电极区域上的一种主要作用力是将放电灯1 ^tA和取出灯罩时的弯曲作用力。本发明通过将焊缝21设在远离突出插头 3的末端的位置上来克服金属陶瓷棒11在焊接后变脆的缺点。施加到如图 1所示的高压放电灯1中的金属陶资棒和电极的组合单元10上的弯曲力矩 将主要作用在金属陶瓷棒11离开突出插头3的孔4的那个点上，这对于本 领域技术人员而言是显而易见的。然而，由于所形成的焊缝21与该位置相 隔一定距离，作用在金属陶瓷棒11上的任何转动力矩将不会干扰金属陶资 棒ll的变脆区域，因为这个区域远离旋转点。这样，在使用或运输过程中， 设有本发明的金属陶瓷棒和电极的组合单元10的高压放电灯1将不会遭受 金属陶瓷棒ll的脆性断裂。
如从图1中进一步看出的那样，可以利用以下事实，即电流供应电 极12滑到金属陶瓷棒的近端15上以改善电抚改电端部2在陶资放电管5 的内部灯泡区域6内的定位。通常，电极端部2的尺寸是已知的，陶资放 电管5的突出插头3也是这样。因此，假设突出插头3的末端与放电电极 端部2的期望位置之间的距离已知，那么能够对金属陶资棒和电极的组合 单元10进行修改以便自动地将电极端部2设在这个位置上。从图1中可以 看到，电流供应电极12的外径可以被选择成大于突出插头3的孔4的内径。 如果电流供应电极12、具体地其中空管状部分13的外径大于孔4的直径， 则不能使电流供应电极12滑入孔4内。实质上，这具有明显的优点，因为 这意味着金属陶瓷棒11的材料将会是金属陶瓷棒和电极的组合单元10在 突出插头13的孔4内的唯一材料。这样，孔4内不存在金属材料(诸如电 流供应电极12的金属材料)，因此在使用中，金属的电流供应电极12可 发生膨胀却不会破坏突出插头3。
在假定金属陶瓷棒和电极的组合单元10具有上述结构、具体地其中电流供应电极12的外径大于突出插头3的孔4的结构的情况下，可以将金属 陶瓷棒11的长度选择成适于自动定位电极端部2。通过将金属陶资棒11 的长度选择成金属陶瓷棒11的未被电流供应电极12的中空管状部分13 覆盖的那部分长度加上电极端部2的长度将自动等于从突出插头3的末端 到电极端部2的期望位置的正确长度，可以明显改善高压放电灯1的制造。 即，图1所示的金属陶瓷棒和电极的组合单元10至少具有下列两个优点
1. 金属陶f:棒ll与电流供应电极12之间的焊缝21与金属陶资 棒11上的旋转作用力施加点相隔一定距离。这个位置被认为 是金属陶瓷棒11上的从突出插头3的孔4伸出的那点。
2. 金属陶瓷棒和电极的组合单元10自动地将电极端部2定位在 陶瓷放电管5的内部灯泡区域6的期望位置上。
图1所示的包括金属陶瓷棒和电极的组合单元10的高压放电灯1仅需 要将金属陶瓷棒和电极的组合单元10滑入突出插头3直至电流供应电极 12抵靠突出插头3，然后将金属陶瓷棒和电极的组合单元10附连到高压放 电灯1上。如图1所示，在突出插头3的末端上提供气密的熔结玻璃密封 20P此熔结密封20将金属陶瓷棒和电极的組合单元10保持在合适位置上， 并且为突出插头3的末端提供气密密封。熔结玻璃密封20的使用还意味着 在使用高压放电灯1时，熔结密封20也将以与陶瓷放电管5相同的速率膨 胀。如图l所示，熔结密封20还在突出插头3的内表面与金属陶资棒ll 之间沿突出插头3的孔4部分延伸。这还改善了气密密封及其机械强度。
图2示出了高压放电灯1内的本发明的金属陶瓷棒和电极的组合单元 IO的另一实例。此另一实例与图l所示的实例大体相同，然而，电流供应 电极12未伸出金属陶瓷棒11的末端。在某些环境下，不希望如图l所示 那样让电流供应电极12伸出金属陶瓷棒11的末端。图2所示的实例仅示 出电流供应电极12可以只是在金属陶瓷棒11的相关部分上延伸的中空管 状部分13，以使金属陶瓷棒和电极的组合单元10获得所需要的定位特征。 焊缝21同样被设在金属陶瓷棒11上的一定距离处，其远离高压放电灯1 的突出插头3的末端。图l和2所示的实例具有相同的优点，且区别仅在于在图2所示的实例中，电流供应电极12不会伸出金属陶瓷棒ll的末。
图3a示出了如何形成用于金属陶瓷棒和电极的组合单元10的电流供 应电极12的另一实例。在图1和2所示的实例中，电流供应电极12通常 由拉制成合适构造以形成中空管状部分13的金属材料形成。实际上，最简 单地通过拉制导电材料19来实现。图3a和3b所示的实例使用了绕金属陶 瓷棒近端15自体弯曲的导体条16。由此形成环绕金属陶瓷棒的近端15的 外表面的中空管状部分13,而且还提供了导体条的两端17。在图3a中， 电流供应电极12被示成可看到导体条的重叠末端17。可以利用任何一种 技术来紧固压在一起的导体条的相邻末端17,且具体地，进行简单焊接就 足够了。
图3b示出了金属陶瓷棒近端15的俯视图，其中在所述近端的周围绕 有此实例的电流供应电极12。此时，导体条的末端17明显伸出金属陶资 棒ll，且能够被用作一种改进的定位工具，其用于金属陶资棒和电极的组 合单元10被置于突出插头3的孔4内的时候。如图3a所示，导体条的末 端17的底面将抵靠突出插头3的末端，且这可被用作对金属陶资棒和电极
上。希望在金属陶瓷棒ll的这一端上设置另一焊缝21以使由这种焊缝引 起的脆化同样与突出插头3的末端上的点相隔一定距离，这可从该实例中 明显看出。显然，这因此以与在图l和2示出的上述实例相同的方式改善 了单元的抗损能力。在所有的其它方面，图3a和3b示出的实例与图l和 2示出的实例相同。
在图4中示出了金属陶瓷棒和电极的组合单元10的另一实例。在此实 例中，使用了其中中空管状部分13略小于金属陶瓷棒11的末端的电流供 应电极12，而不是使用具有其尺寸等于或者略大于金属陶瓷棒11的中空 管状部分13的电流供应电极12。这可在图4中清楚地看到，其中中空管 状部分13的直径小于金属陶瓷棒11的外径。为了制造这种金属陶资棒和 电极的组合单元10，对电流供应电极12进行加热以使其膨胀。 一旦电流供应电极12已充分膨胀，则将中空管状部分13滑到金属陶资棒近端15 上方。在电流供应电极12已经冷却之后，其将缩回到其原始尺寸，且因此 将通过摩擦与金属陶瓷棒近端15保持在一起。由所放置的电流供应电极 12引起的作用在金属陶瓷棒11上的挤压力显然将会形成足够的摩擦配合， 且因此将阻止金属陶瓷棒和电极的组合单元10轻易分解。另外，金属陶资 材料对于这种挤压力特别有弹性，且因此将不受电流供应电极12的影响。 这种提#属陶瓷棒和电极的组合单元10的技术是有利的，因为它使得不 必在金属陶瓷棒与电流供应电极12之间进行焊接。如上所述，焊接技术导 致金属陶瓷棒11明显变脆，而在金属陶瓷棒和电极的组合单元10的这个 实例中，则通过省去这一步骤避免了对金属陶瓷棒ll的弱化。
此实例的摩擦配合的金属陶瓷棒和电极的组合单元10仍然能够表现 出与其中提供焊缝21的图l-3所示的实例相同的有利特性。如果形成电 流供应电极12的材料的厚度足以使环绕金属陶瓷棒近端15的中空管状部 分13的外径大于突出插头3的孔4的直径，则将形成电极端部2的固有位 置特性。即，电流供应电极12将不能安放在突出插头3的孔4内，且因此 能够被用来将金属陶瓷棒的远端14上的电极端部2设置在内部灯泡区域6 内的合适点上。在所有的其它方面，图4所示的实例与图l-3所示的实例 相同。
图5所示的另一有利实例与图4所示的实例非常类似。该实例与图4 和在上文中描述的实例之间的区别仅在于安装在金属陶资棒的近端15 上方的电流供应电极12的末端略微向外张开。通过向电流供应电极12提 供张口部分30,不仅在电流供应电极12受热膨胀时电极12在金属陶乾棒 近端15上的放置将得到改善，而且张口末端30将改善阻止电流供应电极 12iiA突出插头3的孔4。这在图5中能够容易地看出。
图6示出了电流供应电极12的另一实例。先前的图1-5所示实例中 的电流供应电极12基于导体条16或管状导体材料19的使用。图6中的实 例则利用巻绕导线18。巻绕导线18可通,擦配合安装在金属陶f:棒11 的末端(如图6所示)，或者通过图l-3所示的相同方式被焊接在所述末端上。使用巻绕导线的优点在于电流供应电极12的不环绕金属陶覺棒 11的那部分将具有不会转给金属陶瓷棒11的柔性。施加在电流供应电极 12的这一部分上的任何作用力将使电流供应电极12发生弯曲，同时仅将 减弱的作用力传给金属陶瓷棒11。
如上所述，本发明涉及金属陶瓷棒和电极的组合单元10及其制造方 法。通过制造该独立单元，能够轻易地修改高压放电灯1中的电接触。希 望利用上述技术中的任一种单独地制造金属陶瓷棒和电极的组合单元10 ， 以便在将该单元集成到高压放电灯1内之前对其进行预制。 一旦已经制成 金属陶瓷棒和电极的组合单元10，则可将电极端部2附连在远端14上， 然后可将其放入高压放电灯1。将金属陶瓷棒和电极的组合单元10和电极 端部2穿过突出插头3的孔4，直至电流供应电极12抵靠突出插头3的末 端。此时，电极端部2显然将会处于陶瓷放电管5的内部灯泡区域6内的 合适位置上。在向内部灯泡区域6填充合适的化学填充物之后，通过熔结 玻璃密封20将金属陶瓷棒和电极的组合单元10附连在高压放电灯1上。 该熔结玻璃密封20设在突出插头3的末端上，且另外将形成阻止卣化物气 体逃逸的气密密封。此时，高压放电管l被制成，且在被用于灯罩中之前 密封到外部包装内。
上面给出的对实例和附图的描述不希望对本发明的保护范围形成限 制。另外，希望来自所给实例中的任一个的特征能够被用于提供其中能看 到所有优点的金属陶瓷棒和电极的组合单元10。例如，巻绕导线18可以 与焊缝21 —同使用或者不与之一同使用，焊缝21也可以与膨胀的摩擦配 合的电流供应电极12结合。实际上，本领域技术人员将意识到各实例中的 各个特征都涉及用于高压放电灯1的金属陶瓷棒和电极的组合单元10的生 产，且因此在有利的情况下任何特征均可^f皮交换和更换。本发明的完整保 护范围由所提交的权利要求给出。参考数字
1 高压放电灯
2 电极端部 3突出插头
4 (3)的孔
5 陶乾放电管
6 内部灯泡区域
10金属陶资棒+电极的组合单元
11金属陶瓷棒
12电流供应电极
13中空管状部分
14金属陶瓷棒的远端
15金属陶瓷棒的近端
16导体条
17 (16)的末端
18巻绕导线
19巻起的导电片
20气密的熔结密封玻璃密封
21焊缝
30供应电极的张口部分
权利要求
1. 一种用于高压放电灯(1)的金属陶瓷棒和电极的组合单元(10)，其包括金属陶瓷棒(11)，其用于在其远端(14)与所述高压放电灯(1)的电极端部(2)相连；以及电流供应电极(12)，其用于与所述金属陶瓷棒(11)形成电连接，其中所述电流供应电极(12)形成有中空管状部分(13)，其以与所述金属陶瓷棒的近端(15)形成物理和电接触的方式设置在所述金属陶瓷棒的近端(15)周围。
2. 如权利要求1所述的单元(10 ),其中所述电流供应电极(12 ) 的中空管状部分(13)的内径近似等于所述金属陶瓷棒(11)的外径，其 中进一步地通过位于所述金属陶瓷棒的近端(15)处的焊缝(21)将所述 金属陶瓷棒(11)和所述电流供应电极(12)固定在一起。
3. 如权利要求1所述的单元(10 )，其中所述电流供应电极(12 ) 的中空管状部分(13)的内径略小于所述金属陶瓷棒(11)的外径，以便 借助由所述中空管状部分(13)形成的挤压力将所述金属陶瓷棒(11)和 所述电流供应电极(12)固定在一起。
4. 如前述权利要求中任一项所述的单元(10)，其中安装在所述 金属陶瓷棒的近端(15)上的所述电流供应电极(12 )的中空管状部分(13 ) 的末端设有张口部分(30 ),以改善电流供应电极在金属陶瓷棒的近端(15 ) 上的放置。
5. 如前述权利要求中任一项所述的单元(10)，其中所述中空管 状部分(13)的外径被选择成大于其中将放入所述单元(10)的高压放电 灯(1)的突出插头(3)的孔(4)的内径。
6. 如前述权利要求中任一项所述的单元(10),其中由环绕所述 金属陶瓷棒(11)折叠以由此形成中空管状部分(13)的导体条(16)提 供所述电流供应电极(12)，且其中所述导体条的两相邻末端(17)通过夹紧或焊接紧固在一起。
7. 如权利要求1-5中任一项所述的单元(10)，其中由构成所 述中空管状部分(13)的巻绕导线(18)提供所述电流供应电极(12)。
8. 如前述权利要求中任一项所述的单元(10),其中所述金属陶 瓷棒(11)的长度使得所述金属陶瓷棒(11)的未被所述电流供应电极(12 ) 覆盖的那部分的长度足以穿过所述突出插头(3)的孔(4)。
9. 如前述权利要求中任一项所述的单元(10)，其中所述金属陶 瓷棒(11)具有一定长度，且其远端(14)限定出M表面，所述接合表 面用于附连所述电极端部(2)或者用于具有预设长度的附加导电构件。
10. —种高压放电灯(1)，其包括形成内部灯泡区域(6)的陶瓷放电管(5),其中，所述陶瓷放电管 (5)还包括一个或多个中空延伸件形状的突出插头(3)，其中所述突出 插头(3)的中空延伸件的孔(4)直接接触所述陶瓷放电管(5)的内部灯 泡区域(6);如前述权利要求中任一项所述的金属陶瓷棒和电极的组合单元(10 )， 其被置于所述突出插头(3)的孔(4)内，其中所述金属陶瓷棒的近端(15) 和电流供应电极(12)位于所述陶瓷放电管(5)的外部，具体地位于所述 突出插头(3)的外部，从而使得只有所述金属陶瓷棒(11) ii^所述突出 插头(3)的孔(4);以及放电电极端部(2)，其与所述金属陶瓷棒的远端(14)相连且被设置 在所述内部灯泡区域(6)中。
11. 如权利要求10所述的灯(1)，其中所述单元可在所述金属陶 乾棒和所述电极端部之间包括附加导电构件。
12. 如权利要求10或11所述的灯(1)，其中所述金属陶资棒和 电极的组合单元(10)通过气密的熔结密封玻璃密封(20)被保持在所述 突出插头(3)的孔(4)内。
13. 如权利要求10-12中任一项所述的灯，其中所述电流供应电 极(12)具有比所述突出插头(3)的孔(4)的内径大的外径，且完全位于所述孔(4)的外部。
14. 如权利要求13的灯，其中所述金属陶瓷棒(11)的长度或所 述金属陶瓷棒(11)和具有预定长度的附加导电构件的长度使得，其远端(14 )以及与"M目连的放电电极端部(2 )能够通过所述电流供应电极(12 ) 被精确地设置在所述陶资放电管(5)内，其中所述电流供应电极(12)太 宽以致于不能装入所述突出插头(3)的孑L (4)内，且因此用作所述金属 陶瓷棒(11)插入长度的限定机构。
15. —种用于形成用于高压放电灯(1)的金属陶瓷棒和电极的组合 单元(10)的方法，其包括以下步骤提供具有所需长度和直径的金属陶瓷棒(11)，以及 将电流供应电极(12)放置在所述金属陶瓷棒的近端(15)上，其中 所述电流供应电极(12)设有中空管状部分(13)，其用于安装在所 述金属陶瓷棒(11)的外表面周围，且与之形成电接触。
16. 如权利要求15所述的方法，其中所述电流供应电极(12)的 中空管状部分(13)的内径近似等于所述金属陶瓷棒(11)的外径，且所 述电流供应电极(12)被滑到所述金属陶乾棒的近端(15)上方，以及将所述金属陶瓷棒(11)和电流供应电极(12)焊接在一起以形成位 于所述金属陶瓷棒的近端(15)处的焊缝(21)。
17. 如权利要求15所述的方法，其中所述电流供应电极(12)的 中空管状部分(13)的内径略小于所述金属陶瓷棒(11)的外径，以及在将所述电流供应电极(12)放到金属陶瓷棒(11)上方之前，相对 于所述金属陶瓷棒提高所述电流供应电极(12)的温度，由此使其充分膨 胀以允许将其滑至所述金属陶瓷棒的近端(15)上方，以便在所述电流供 应电极(12)冷却收缩之后，所述金属陶瓷棒(11)和电流供应电极(12) 借助因所述电流供应电极(12 )的较小直径而形成的挤压力被固定在一起。
18. —种形成高压放电灯(1)的方法，其包括以下步骤 形成如权利要求15-17中任一项所述的金属陶瓷棒和电极的组合单元(10);将放电电极端部(2)附连在所述金属陶瓷棒和电极的组合单元(10)的远端上；形成包括内部灯泡区域(6)的陶瓷放电管(5)，其中所述陶资放电管(5)还包括一个或多个中空延伸件形状的突出插头(3)，其中所述突出插头(3)的中空延伸件的孔(4)直接接触所述陶瓷放电管(5)的内部灯泡区域(6);以及将所述金属陶瓷棒和电极的组合单元(10)置于所述突出插头(3)的孔(4)内，其中所述金属陶瓷棒的近端(15)和电流供应电极(12)位于所述陶瓷放电管(5)的外部，所述孔(4)的相邻末端仅包含所述金属陶
19. 如权利要求18所述的方法，还包括以下步骤在所述突出插头(3)的末端形成气密的熔结密封(20)以便密封所述陶瓷》文电管(5)的内部。
20. 如^3L利要求18或19所述的方法，其中所述电流供应电极(12)的外径大于所述突出插头(3)的孔(4)的内径。
21. 如权利要求20所述的方法，其中所述金属陶瓷棒(11)和放电电极端部(2)的长度被选择成当它们位于所述突出插头(3)内时，借助所述电流供应电极(12)使所述金属陶瓷棒的远端(14)和放电电极端部(2)位于所需要的位置，其中所述电流供应电极(12)太宽以致于不能装入所述突出插头(3)的孑L (4)内。
全文摘要
一种用于高压放电灯的金属陶瓷棒和电极的组合单元，其包括用于在其远端与高压放电灯的电极端部连接的金属陶瓷棒，和用于与金属陶瓷棒形成电连接的电流供应电极。电流供应电极形成有中空管状部分，所述中空管状部分以与金属陶瓷棒的近端形成物理和电接触的方式被设置在金属陶瓷棒的近端周围。
文档编号H01J61/06GK101488437SQ200910002080
公开日2009年7月22日 申请日期2009年1月16日 优先权日2008年1月18日
发明者C·弗莱肯, J·D·胡克, R·吉恩斯, W·沙夫 申请人:福罗威尔国际照明(控股)有限公司