專利名稱：用氣體填充燈的方法及充有氣體的燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燈以及一種用氣體和/或其它物質(zhì)填充燈的方法，這種燈包括具有至少一個(gè)管狀頸部的石英玻璃外殼，由此包括電導(dǎo)體裝置的構(gòu)件插入并密封于所述管狀頸部中。這種方法公開于專利US-A-3205395中。
根據(jù)本發(fā)明的燈可以是使用燈絲的燈(例如鹵素?zé)?，或者是使用一對(duì)相對(duì)電極的燈(例如金屬鹵化物燈或高壓水銀燈)。這種燈可以具有充滿一種或多種氣體(例如Ar和/或Xe)和/或一種或多種物質(zhì)(例如Hg和/或金屬鹵化物)的石英玻璃外殼。
已知有各種用于使用所需氣體和/或所需其它物質(zhì)填充燈殼的方法。其中一種稱作尖管方法使用尖管(或排放管)，在分別通過(guò)插入所述構(gòu)件并將其密封于管狀頸部中而將外殼封閉之后，所述尖管將外殼的內(nèi)側(cè)與外側(cè)連接。在通過(guò)所述尖管填充外殼之后，通過(guò)密封操作而在靠近外殼處將尖管封閉，隨后將尖管的多余部分去除。另一種用于填充燈殼的已知方法稱作無(wú)尖方法，其不使用尖管。因此，在將所述構(gòu)件插入并密封于所述頸部之前，通過(guò)所述管頸部分來(lái)填充燈殼。在專利EP-A-1065698中對(duì)兩種填充方法進(jìn)行了描述。
在使用所謂尖管方法時(shí)，包括電導(dǎo)體裝置的構(gòu)件可以分別插入并密封于管狀部分中，由此易于實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的準(zhǔn)確定位。準(zhǔn)確定位對(duì)于實(shí)現(xiàn)燈的最佳光發(fā)射非常重要。填充操作將會(huì)在構(gòu)件的插入、定位及密封之后進(jìn)行，因此其不會(huì)干擾構(gòu)件的準(zhǔn)確定位。然而，在使用尖管方法時(shí)，尖管的一部分將會(huì)保留于外殼上，因而外殼壁將會(huì)包括不均勻度，從而就會(huì)干擾光的輻射并使得壁削弱。這樣就會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題，尤其是在緊湊型高壓燈中。
在使用所謂無(wú)尖方法時(shí)，燈殼可以具有最佳形狀而尖管的其余部分不會(huì)產(chǎn)生任何干擾。在通過(guò)插入所述構(gòu)件并將其密封于外殼的管狀部分中而使得外殼封閉之前，用所需氣體和/或其它物質(zhì)填充外殼。然而，密封操作必須在復(fù)雜的環(huán)境情況下進(jìn)行，如在密封操作期間來(lái)冷卻外殼從而將氣體或其它物質(zhì)保留于外殼中。
在必須將兩個(gè)構(gòu)件密封于兩個(gè)管狀頸部的情況下，通常是在向外殼填充氣體之前插入并密封其中一個(gè)構(gòu)件，而在所需氣體或其它物質(zhì)進(jìn)入外殼之后將另一個(gè)構(gòu)件插入并密封。實(shí)踐中，已經(jīng)出現(xiàn)在這種情況下難以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)構(gòu)件相對(duì)于彼此的準(zhǔn)確定位并且難以保持靠近頸部的球形部分的適當(dāng)內(nèi)部形狀。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用氣體和/或其它物質(zhì)填充燈的方法，由此填充操作發(fā)生于將所述構(gòu)件插入并密封于燈殼的管狀頸部之后。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，在密封操作期間，開口保持于所述構(gòu)件的外表面與所述管狀頸部的內(nèi)表面之間，以便將所述外殼的內(nèi)部空間與外部連接，在通過(guò)所述開口向外殼填充所需氣體和/或其它物質(zhì)之后將所述開口封閉。盡管開口延伸過(guò)構(gòu)件的長(zhǎng)度，但是通過(guò)在靠近包含氣體的外殼處只密封開口的一小部分并通過(guò)局部加熱石英玻璃的相關(guān)部分就足以封閉開口。
使用這種用于填充燈殼的方法就使得外殼沒(méi)有尖管的任何剩余部分。而且，在向外殼填充所需氣體和/或其它物質(zhì)之前，可以將一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件插入并密封于一個(gè)或多個(gè)管狀頸部中的準(zhǔn)確位置處，視具體情況而定。因此，還可以實(shí)現(xiàn)包含氣體和/或其他物質(zhì)的外殼空間內(nèi)表面的準(zhǔn)確預(yù)定形狀，這種形狀對(duì)于確保燈的最佳功能而言很重要。
優(yōu)選地，這種方法用于制造高壓放電燈，由此這種燈殼必須能夠承受高氣體壓力，由此兩個(gè)電極相對(duì)于彼此及相對(duì)于外殼的準(zhǔn)確定位必不可少以便實(shí)現(xiàn)最佳光發(fā)射。
優(yōu)選地，構(gòu)件包括密封于所述管狀頸部的石英玻璃主體，由此構(gòu)件包括用于供應(yīng)電力的適當(dāng)電導(dǎo)體裝置。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，構(gòu)件包括置入所述主體中的鉬箔導(dǎo)體、與所述箔導(dǎo)體連接并沿著一個(gè)方向在所述主體外側(cè)延伸的外部導(dǎo)體元件以及與所述箔導(dǎo)體連接并沿著相反方向在所述主體外側(cè)延伸的電極棒。在將構(gòu)件插入并密封于外殼的管狀頸部之后，電極棒定位于外殼內(nèi)側(cè)的預(yù)定位置中，外部導(dǎo)體元件與觸點(diǎn)連接以便向燈供應(yīng)電流。
這種密封操作可以通過(guò)加熱外殼的相關(guān)部分來(lái)進(jìn)行。因此，管狀頸部繞著構(gòu)件的主體收縮，并且主體與外殼的頸部這兩部分的石英玻璃材料熔合在一起。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，外殼帶有兩個(gè)管狀頸部，由此構(gòu)件插入并密封于每個(gè)管狀頸部中，從而所述開口存在于頸部之一中。優(yōu)選地，兩個(gè)管狀頸部在外殼的相對(duì)兩側(cè)指向相反方向。通過(guò)在一個(gè)操作中插入并隨后密封這兩個(gè)構(gòu)件，就可以實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)構(gòu)件相對(duì)于彼此及相對(duì)于外殼的準(zhǔn)確定位。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，除了形成所述開口的凹部部分之外，構(gòu)件包括與所述管狀頸部的基本為圓柱形的內(nèi)側(cè)相應(yīng)的基本為圓柱形的石英玻璃主體。
凹部部分可以提供于管狀頸部的內(nèi)表面中，但是優(yōu)選地，開口由位于所述構(gòu)件的外表面中的凹部形成，因?yàn)檫@種凹部易于生產(chǎn)。這種凹部可以是構(gòu)件主體的基本為圓柱形的外表面的平坦部分，但是優(yōu)選地，開口由位于所述主體的外表面中的槽形成。槽可以是沿軸向的直形槽，其可以通過(guò)研磨操作來(lái)進(jìn)行機(jī)加工。槽的寬度可以在0.1mm與1mm之間，深度可以在0.1mm與1mm之間。優(yōu)選地，兩個(gè)尺寸都在0.2mm與0.5mm之間。在密封操作過(guò)程中這個(gè)槽保持開放，由此構(gòu)件的石英玻璃材料與管狀頸部熔合。通過(guò)在稍后的階段中對(duì)管狀頸部進(jìn)一步局部加熱，在向外殼填充所需氣體和/或其它物質(zhì)之后，開口就可以通過(guò)石英玻璃材料的進(jìn)一步熔合而被封閉。
本發(fā)明還涉及一種充有氣體和/或其它物質(zhì)的燈，這種燈包括具有至少一個(gè)管狀頸部的石英玻璃外殼，由此包括電導(dǎo)體裝置的構(gòu)件已經(jīng)插入并密封于所述管狀頸部中，由此使得開口在密封操作期間保持于所述構(gòu)件的外表面與所述管狀頸部的內(nèi)表面之間，從而將所述外殼的內(nèi)部空間與外部連接，并由此使得在通過(guò)開口向外殼填充氣體和/或其它物質(zhì)之后所述開口已被封閉。
本發(fā)明還涉及一種包括電導(dǎo)體裝置的構(gòu)件，由此構(gòu)件包括石英玻璃主體、置入所述主體中的鉬箔導(dǎo)體、與所述箔導(dǎo)體連接并沿著一個(gè)軸向方向在所述主體外側(cè)延伸的外部導(dǎo)體元件以及與所述箔導(dǎo)體連接并沿著另一個(gè)軸向方向在所述主體外側(cè)延伸的電極棒，由此構(gòu)件的外表面帶有凹部以便在構(gòu)件插入并密封于管狀頸部中之后形成開口。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，主體基本為圓柱形，由此其圓柱形表面帶有延伸過(guò)其整個(gè)軸向長(zhǎng)度的凹部。
現(xiàn)在，參看附圖，將通過(guò)對(duì)高壓放電燈的實(shí)施例的描述而對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，其中


圖1是這個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖2是包括電導(dǎo)體裝置的構(gòu)件的側(cè)視圖；以及圖3是圖2中所示構(gòu)件的前視圖。
這些圖只是這個(gè)實(shí)施例的示意性表示，其中對(duì)一些尺寸并未按比例繪制以便更好地表示相關(guān)細(xì)節(jié)。
圖1中示出了透明外殼1，其由石英玻璃制成并且?guī)в兄行那蛐尾糠?和兩個(gè)管狀頸部3、4，這兩個(gè)管狀頸部3、4在球形部分2的兩側(cè)沿相對(duì)方向延伸。每個(gè)管狀頸部3、4帶有包括電導(dǎo)體裝置7、8、9的構(gòu)件5、6。
所述構(gòu)件5、6包括基本為圓柱形的石英玻璃的主體。鉬箔7完全置入基本為圓柱形的主體中。鉬箔7連接于在所述主體外側(cè)沿著一個(gè)軸向方向延伸的外部導(dǎo)體元件8上，而且箔7還連接于在構(gòu)件5、6的主體外側(cè)沿著另一個(gè)軸向方向延伸的電極9上。這兩個(gè)電極9在外殼1的球形部分2中延伸。
如圖1所示，兩個(gè)構(gòu)件5、6插入管狀頸部3、4中并隨后被密封。為了密封兩個(gè)構(gòu)件5、6，將管狀頸部3、4局部加熱至2000℃以上的溫度，由此管狀頸部3、4繞著構(gòu)件5、6的相關(guān)部分收縮，并且管狀頸部3、4的石英玻璃與構(gòu)件5、6的主體熔合在一起。
在這種密封操作之后，除了由位于構(gòu)件6的主體的外表面中的槽10形成的開口之外，外殼1的球形部分2中的空間被封閉。開口10的直徑可以在0.1mm與1mm之間，具體根據(jù)構(gòu)件6的直徑情況而變。圖2和3中按照兩種不同的視圖示出了帶有槽10的構(gòu)件6。
在需要的情況下，可以在密封操作之后通過(guò)開口10利用適當(dāng)氣體對(duì)外殼1的球形部分2的內(nèi)側(cè)進(jìn)行清潔。然后，可以對(duì)球形部分2中的空間進(jìn)行抽吸并且通過(guò)開口10利用所需氣體和/或其它物質(zhì)而對(duì)其進(jìn)行充填，隨后，該空間就可以通過(guò)封閉開口10而得以封閉。只有開口10的靠近所述空間的那部分必須被封閉，這可以通過(guò)局部加熱石英玻璃如使用激光束來(lái)實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行這種熱處理之前，可以將小件的石英玻璃放入開口中，以便易于封閉操作。
管狀頸部4可以制成比頸部3更長(zhǎng)，以便使其易于同抽吸與填充裝置連接。在充填球形部分2之后，可以將管狀頸部3、4的多余部分去除，從而使得外部導(dǎo)體元件8在外殼1的外側(cè)延伸。這些外部導(dǎo)體元件8可以用作觸點(diǎn)以便與處在待放置燈的配件中的電接觸裝置配合工作。外部導(dǎo)體元件8還可以與這些觸點(diǎn)連接。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，將被從管狀頸部3、4上去除的部分包括繞著所述構(gòu)件的部分，從而使得在成品燈中，構(gòu)件的一部分或兩個(gè)構(gòu)件都在形成燈泡的外殼的外側(cè)延伸。因此，燈的石英玻璃量得以最小化。
例如，外部導(dǎo)體元件8由鉬制成，而電極棒9可以由鎢制成。位于外部導(dǎo)體元件8與電極棒9之間的鉬箔7的厚度可以在0.02mm與0.05mm之間，寬度可以在1.5mm與5mm之間，長(zhǎng)度可以在7mm與20mm之間。盡管在材料的膨脹系數(shù)方面具有相當(dāng)大的差異，但是置入石英玻璃中的鉬箔7都是可以承受巨大溫度變化的導(dǎo)體。
上述實(shí)施例只是一個(gè)實(shí)例，還可以是包括其它類型燈如白熾燈的大量其它實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用氣體和/或其它物質(zhì)填充燈的方法，這種燈包括具有至少一個(gè)管狀頸部(3、4)的石英玻璃外殼(1)，由此包括電導(dǎo)體裝置(7、8、9)的構(gòu)件(5、6)插入并密封于所述管狀頸部(3、4)中，其特征在于，使得開口(10)在密封操作期間保持于所述構(gòu)件(6)的外表面與所述管狀頸部(4)的內(nèi)表面之間，從而將所述外殼(1)的內(nèi)部空間與外部連接，并且在通過(guò)所述開口(10)向外殼(1)填充氣體和/或其它物質(zhì)之后所述開口(10)被封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燈為高壓放電燈。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，構(gòu)件(5、6)包括密封于所述管狀頸部(3、4)中的石英玻璃主體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的方法，其特征在于，構(gòu)件(5、6)包括置入所述主體中的鉬箔導(dǎo)體(7)、與所述箔導(dǎo)體(7)連接并沿著一個(gè)方向在所述主體外側(cè)延伸的外部導(dǎo)體元件(8)、以及與所述箔導(dǎo)體(7)連接并沿著相反方向在所述主體外側(cè)延伸的電極棒(9)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，外殼(1)帶有兩個(gè)管狀頸部(3、4)，由此構(gòu)件(5、6)插入并密封于每個(gè)管狀頸部中，從而所述開口(10)存在于頸部(4)之一中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，除了形成所述開口(10)的凹部部分之外，構(gòu)件(5、6)包括與所述管狀頸部(3、4)的基本為圓柱形的內(nèi)側(cè)相應(yīng)的基本為圓柱形的石英玻璃主體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，開口(10)由位于所述構(gòu)件(6)的外表面中的凹部形成。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，開口(10)由位于所述構(gòu)件(6)的外表面中的槽形成。
9.一種充有氣體和/或其它物質(zhì)的燈，這種燈包括具有至少一個(gè)管狀頸部(3、4)的石英玻璃外殼(1)，由此構(gòu)件包括已經(jīng)插入并密封于所述管狀頸部(3、4)中的電導(dǎo)體裝置(7、8、9)，其特征在于，開口(10)在密封操作期間保持于所述構(gòu)件(6)的外表面與所述管狀頸部(4)的內(nèi)表面之間，從而將所述外殼(1)的內(nèi)部空間與外部連接，并且在已通過(guò)所述開口(10)向外殼(1)填充氣體和/或其它物質(zhì)之后所述開口(10)被封閉。
10.一種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的包括電導(dǎo)體裝置的構(gòu)件，其特征在于，構(gòu)件(6)包括石英玻璃主體、置入所述主體中的鉬箔導(dǎo)體(7)、與所述箔導(dǎo)體(7)連接并沿著一個(gè)軸向方向在所述主體外側(cè)延伸的外部導(dǎo)體元件(8)、以及與所述箔導(dǎo)體(7)連接并沿著另一個(gè)軸向方向在所述主體外側(cè)延伸的電極棒(9)，并且構(gòu)件(6)的外表面帶有凹部以便在構(gòu)件(6)插入并密封于管狀頸部(4)中之后形成開口(10)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的構(gòu)件，其特征在于，主體基本為圓柱形，并且其圓柱形表面帶有延伸過(guò)其整個(gè)軸向長(zhǎng)度的凹部(10)。
全文摘要
一種用氣體和/或其它物質(zhì)填充燈的方法，這種燈包括具有至少一個(gè)管狀頸部(3、4)的石英玻璃外殼(1)。包括電導(dǎo)體裝置(7、8、9)的構(gòu)件(5、6)插入并密封于所述管狀頸部(3、4)中。在密封操作期間，使得開口(10)保持于所述構(gòu)件(6)的外表面與所述管狀頸部(4)的內(nèi)表面之間，從而將所述外殼(1)的內(nèi)部空間與外部連接。在通過(guò)所述開口(10)向外殼(1)填充氣體和/或其它物質(zhì)之后，開口(10)被封閉。
文檔編號(hào)H01J61/36GK1745449SQ200380109282
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2003年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月27日
發(fā)明者J·F·米尤森, J·F·R·埃塞曼斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司