專利名稱：帶帽高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶帽電燈，包括含有以氣密方式加以封閉的燈管的光源，燈管有可電離的填充物，并設(shè)有彼此相對(duì)各有一個(gè)封口的第一和第二頸狀部分，通過(guò)該頸狀部分，一次和二次供電導(dǎo)線分別延伸到安裝在燈管內(nèi)的一對(duì)電極;
絕緣材料制的燈帽，該燈管借助其第一頸狀部分固定到燈帽，該燈帽具有接到一次供電導(dǎo)線的一次接觸部件，和二次接觸部件;
連接導(dǎo)體，它靠在燈管旁邊伸展到燈帽，并被接到二次供電導(dǎo)線和二次接觸部件;
該燈管具有大體上是同軸的管形外殼，其中充以空氣。
這種帶帽高壓放電燈是從DE41.12.911A1得知的。
在這種已知的燈中，外殼是玻璃鐘形氣室，它被安排在蓋住燈管和連接導(dǎo)線的位置上并被緊固在燈帽上。由于外殼的尺寸(其寬度及其長(zhǎng)度)及電燈使用期間的高溫關(guān)系，對(duì)緊固提出了高要求。因?yàn)樵摕舻臒裘笔怯珊铣蓸?shù)脂制成，所以先要用無(wú)機(jī)粘合劑把外殼獨(dú)立地固定在陶瓷坯體上。后者實(shí)際上具有高耐熱性，但也要求高溫固化。然后再把陶瓷坯體粘合到燈帽的合成樹(shù)脂部分。
為避免由于外殼的存在而使電燈壽命縮短，在燈帽上開(kāi)有若干通氣口。外殼是通過(guò)這些通氣口與外界敞開(kāi)連接，并產(chǎn)生冷卻燈管的對(duì)流氣流。
該已知的燈是比較重的(這對(duì)抵抗碰撞和振動(dòng)很重要)而且具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。該燈可用作車輛前燈。
從NL91.01.28OA可得知一種類似的燈。在這情況下燈帽上也開(kāi)有通氣口，使得外殼處在與外界敞開(kāi)連接中。該外殼具有邊框，合成樹(shù)脂環(huán)緊扣在其周圍，該環(huán)超聲地(ultrasonically)被接到合成樹(shù)脂燈帽。這包含有風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榛鶞?zhǔn)銷子存在于緊靠焊接頭，該銷子在插入車輛前燈期間用于準(zhǔn)確地確定該燈的位置，因而必須不被變形或移動(dòng)。
DE37.43612A1揭示了作為車輛前頭的高壓放電燈，其中抽空外殼以真空氣密方式密封燈管。在這外殼中加工壓緊密封口大大提高了燈的成本價(jià)格。燈的總長(zhǎng)度也增加，部分地因?yàn)槟骋谎b置必須存在于外殼內(nèi)用于調(diào)節(jié)在玻璃元件和金屬元件之間線性熱膨脹的差別。
從EP0.374.846A2和從US4.935.668可知充當(dāng)車輛前燈的封閉式高壓放電燈，分別軸向地和/或橫向地按裝在封閉的反光罩內(nèi)。燈管由以真空氣密方式封閉的保護(hù)罩圍繞。
從JP3-233.853A得知一種帶有如下外殼的高壓放電燈，該外殼以真空氣密方式密封，而懸掛封閉燈管的導(dǎo)線是從燈帽中伸到外面的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供類似本文開(kāi)頭段所提到的帶帽高壓放電燈它有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而且容易實(shí)現(xiàn)。
按照本發(fā)明，這一目的的達(dá)到，在于連接導(dǎo)體向外殼的外邊延伸而且該外殼事實(shí)上是園筒形并具有密封光源的狹窄部分。
按照本發(fā)明的帶蓋高壓放電燈的一個(gè)引人注目的方面是，該外殼在沒(méi)有同時(shí)圍繞連接導(dǎo)體的情況下把燈管包圍起來(lái)。這結(jié)果是，外殼能以任意所需間距包圍燈管，該間距可以小到非常小。其優(yōu)點(diǎn)是，細(xì)長(zhǎng)的外殼具有小的質(zhì)量并相應(yīng)地能在碰撞和振動(dòng)情況下易于保持在原位，這樣就有較好的抗碰撞和抗振性。外殼的質(zhì)量小不僅僅因?yàn)檫@外殼細(xì)長(zhǎng)，而且也因?yàn)樗容^短。這是因?yàn)檫B接導(dǎo)體不被包封，以致在連接導(dǎo)體和二次供電導(dǎo)線之間的連接件也處于外殼外部。
另一引起注意的方面是，該外殼不需要用半球形端加以封閉，而只是加以收縮而已。能非常容易并高度準(zhǔn)確地提供縮頸。
在第一實(shí)施例中，收縮部分包圍二次供電導(dǎo)線。然后得到收縮部分(例如)是因?yàn)楣茏邮蔷植考訜崛缓罄?，從而形成縮頸。
在第一實(shí)施例中，收縮部分包圍二次供電導(dǎo)線。然后得到收縮部分(例如)是因?yàn)楣茏邮蔷植考訜崛缓筇岢?，從而形成縮頸。按照本發(fā)明的燈外殼不需要有圍繞這二次供電導(dǎo)線的真空氣密封口。因此該外殼可與燈管分開(kāi)制造。進(jìn)入收縮部分的二次供電導(dǎo)線對(duì)準(zhǔn)外殼的中心并在其遠(yuǎn)離燈帽的一端使它和燈管分開(kāi)。收縮部分可以狹窄地包圍二次供電導(dǎo)線，但仍為其熱膨脹提供空間，以便在溫度上升情況下能避免外殼中的有害應(yīng)力。
本發(fā)明的另一引人注意的方面是，與不存在外殼的情況相比，該燈無(wú)需或幾乎無(wú)需另外加工?？砂言撏鈿?若這樣要求的話)作為一個(gè)元件簡(jiǎn)單地加到?jīng)]有這外殼的燈上。
燈管是電氣連接在其遠(yuǎn)離燈帽的一端，并用連接導(dǎo)體使它和外殼機(jī)械支承在一起。該連接導(dǎo)體(它具按需選擇的剛度)通過(guò)與二次供電導(dǎo)線之間的連接限定外殼沿其縱向上的可移性。這種可移置性在相反方向上由燈帽加以限制。該燈帽支撐外殼并直接地間接地通過(guò)燈管和連接導(dǎo)體的插入而使外殼處在適當(dāng)位置上。
在一良好的改型中，關(guān)于燈管長(zhǎng)度、外殼長(zhǎng)度和連接導(dǎo)體長(zhǎng)度的允差被提高了。盡管如此，在這改型中外殼沿軸向移動(dòng)的可能性還是按需加以限制。在這改型中，二次供電導(dǎo)線包括了用于外殼外部的外殼的支柱。良好的和方便的支柱是金屬套一類的支柱，該支柱圍繞所述導(dǎo)線并在支柱上(例如)通過(guò)焊接固定到二次供電導(dǎo)線。
由于本實(shí)施例的外殼是在其兩端被支撐，所以對(duì)這外殼來(lái)說(shuō)不需要有固定在燈帽上的勁度。只要外殼被燈帽部分(例如邊緣或一些凸出部分)包圍或外殼包圍燈帽部分就夠了。外殼的橫向和縱向定位可借助這些方法加以實(shí)現(xiàn)。
在進(jìn)行二次供電導(dǎo)線和連接導(dǎo)線之間的連接之前，可以在燈管周圍設(shè)置外殼，因?yàn)樗窃竭^(guò)這燈管的。在完成所述兩個(gè)導(dǎo)線之間的連接過(guò)程中先定位然后進(jìn)行連接，并盡可能提供支柱。
為避免作響，最好讓燈帽和外殼并且二次供電導(dǎo)線和外殼以適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合。事實(shí)上外殼幾乎可加以密封，因?yàn)橥ㄟ^(guò)外殼對(duì)流是不必要并且可能甚至是不想要的。
但是，如果在裝配帶帽高壓放電燈期間只有少量元件要連成一體，這多半是有利的。在一較佳實(shí)施例中，按照本發(fā)明的帶帽高壓放電燈配有帶收縮部分的外殼，它同燈管的頸狀部分結(jié)合。在制造本實(shí)施例期間，使大體上呈園筒形的玻璃管通過(guò)燈管周圍而此管的一部分被加熱以使它軟化。到那時(shí)軟化部分會(huì)皺縮或用工具朝頸狀部分加壓以便形成該收縮部分。用該方法形成與燈管的機(jī)械耦合。根據(jù)該操作是不必進(jìn)行真空氣密連接的。
當(dāng)外殼連到第一頸狀部分，例如連到該頸狀部分的開(kāi)口大體呈園筒形的管狀部分時(shí)，最好(例如)通過(guò)催促或使外殼能緊裹到所述園筒形管狀部分。燈帽可壓在外殼上用于固定燈管，或壓在燈管上或壓在外殼及燈管上。最有利是用機(jī)械方法將燈帽壓在具有比頸狀部分更大直徑的外殼上。另一方面，收縮部分可將外殼連到第二頸狀部分，例如連到其開(kāi)口大體呈園筒形的管狀部分。于是外殼也可以用燈帽加以支撐，例如象第一實(shí)施例中那樣。引人注目的一種改型具有用于和兩個(gè)頸狀部分當(dāng)中的每一個(gè)結(jié)合的收縮部分。于是光源及其外殼形成非常結(jié)實(shí)的單元。
第二實(shí)施例在其各種改型中具有在不進(jìn)行(真空氣密)熔化情況下便能得到良好機(jī)械結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)。在加工封口期間，必須使燈管局部軟化到相當(dāng)程度。那時(shí)可能會(huì)發(fā)生燈管損壞，這實(shí)際上應(yīng)加以避免。最好地使外殼能充滿空氣。這樣就避免了要讓外殼內(nèi)呈現(xiàn)不同氣體或真空時(shí)的必要的復(fù)雜制造步驟。
據(jù)發(fā)現(xiàn)，對(duì)燈管較低的最高溫度來(lái)說(shuō)，只要外殼狹窄地(例如)在所有側(cè)面上都以大約0.1mm(或其分?jǐn)?shù))的間隙封閉燈管，便有良好的作用?？晒┻x擇的范圍是，外殼可有零點(diǎn)幾mm(毫米)直到幾mm(例如6mm)的間隙。最好約為2mm的間隙，尤其是高達(dá)大約1.5mm。據(jù)發(fā)現(xiàn)，那時(shí)燈的流明輸出會(huì)高于沒(méi)有外殼或有風(fēng)冷外殼情況下的流明輸出(例如)如果除燈管的最高溫度以外的因素決定燈壽命的長(zhǎng)度的話這樣的流明輸出的增加可能是最好的。
大體上為園筒形、管狀外殼的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，該外殼不必在同燈管連接之前加以定形。距燈管的最寬部分(包圍放電空間的那部分)的窄間隙意味著當(dāng)要連到燈管時(shí)，外殼只需跨過(guò)一個(gè)很小的距離。
該外殼可以由(例如)石英玻璃或其他具有高熔點(diǎn)溫度的玻璃(例如按重量計(jì)SiO2含量為95%或更多的玻璃)制成。該外殼可以是有選擇地透過(guò)輻射或包括具有，例如，UV-吸收(紫外吸收)、IR-反射(紅外反射)、或彩色光透射等性能的涂層。
按照本發(fā)明的高壓放電燈可以含有(例如)象氙、氬之類可電離的稀有氣體，或稀有氣體的混合物，例如，在室溫下其壓力為幾個(gè)mbar(毫巴)直到幾個(gè)bar(巴)。此外該填充物可包括水銀和/或金屬囟化物。該燈可用作車輛前燈但也適合于其他用途例如，處在除水平位置以外的位置上，尤其是同軸地處于一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中，(例如反射器)。
燈帽可以包括(例如)合成樹(shù)脂，例如，熱塑性合成樹(shù)脂比如由聚醚酰亞胺、聚醚嗍
、聚苯撐硫、聚醚甲酮、聚氧化丙烯(polypropylene oxide)、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate)當(dāng)中選擇的樹(shù)酯。它可裝入粉末的或纖維的物質(zhì)(例如)白堊或玻璃。
按照本發(fā)明的帶帽高壓放電燈的實(shí)施例示于圖中，附圖中

圖1顯示本發(fā)明第一實(shí)施例部分被斷開(kāi)的側(cè)視圖;
圖2顯示圖1側(cè)視圖的一個(gè)改型;及圖3是光源及其外殼的第二實(shí)施例的側(cè)視圖。
在圖1中，帶帽高壓放電燈包括光源1及氣密封閉燈管1′，燈管包括可電離填充物以及彼此相對(duì)的一次(2)和二次(3)頸狀部分，各有一個(gè)封口，一次(4)和二次(5)供電導(dǎo)線穿過(guò)這些相應(yīng)的封口伸層到安裝在燈管的放電空間9內(nèi)的一對(duì)電極6。燈管以其第一頸狀部分2被固定到絕緣材料(例如合成樹(shù)脂)做的燈帽30上。為此目的，一個(gè)可能的方案是使用在EPO.478.058-A(PHN13.459)中所揭示的措施。該燈帽具有第一接觸部件35(接到一次供電導(dǎo)線4)以及第二接觸部件36。連接導(dǎo)體7靠在燈管1′旁邊延伸到燈帽30并接到二次供電導(dǎo)線5和第二接觸部件36。燈管1′具有充滿空氣的大體上同軸的管狀外殼20。
連接導(dǎo)體7在外殼20之外延伸，這外殼大體呈園筒形并具有圍繞光源1的收縮部分21。
二次供電導(dǎo)線5具有在外殼20外邊的外殼用的支柱22，圖中如實(shí)表現(xiàn)了在導(dǎo)線5上面經(jīng)過(guò)并在那上面與連接導(dǎo)體7焊接成一體的金屬套。
圖中的導(dǎo)體7沿?zé)艄?′的橫向?yàn)榻^緣體8(例如Al2O3或凍石)所包圍。然而，另一可選方案是，導(dǎo)體7可鍍以絕緣材料(例如鍍上一層ZrO2或Al2O3)或不予鍍敷。合成樹(shù)脂燈帽30具有絕緣材料(例如陶瓷材料)制成，它帶有邊框32的蓋子31，這蓋子31利用燈帽的(即在這燈帽的銷子37的)局部超聲變形加以固定。該外殼20一方面是通過(guò)燈帽(即通過(guò)其蓋子)，而另一方面是通過(guò)二次供電導(dǎo)線5和支柱22而對(duì)中并固定在應(yīng)有位置上，并由連接導(dǎo)體加以支撐。燈帽30具有置于邊框39內(nèi)部中心部位的第一接觸部件35，在邊框外側(cè)有環(huán)狀的第二接觸部件36。該燈帽配有能與接插件結(jié)合的接線柱38以便在此處形成卡口式連接。
在圖2中與圖1相同部件具有相同的標(biāo)號(hào)。外殼20′以大于圖1的間隙圍繞燈管。燈帽40具有殼體43，電纜從該殼體中伸到外面，它包括燈帽的第一和第二接觸部件45，46。在面對(duì)燈管的燈帽40的蓋子41內(nèi)，刻有螺槽42，外殼20′便是在其中通過(guò)連接導(dǎo)體7和二次供電導(dǎo)線5之間的連接保持封閉。
在一個(gè)實(shí)施例中，燈管包括可電離的水銀、稀有氣體和金屬囟化物填充物，例如，水銀、碘化鈉和碘化鈧，和氙，例如，在室溫下壓力為7巴的氙，同時(shí)在放電空間的區(qū)域，燈器具有6mm的最大外徑。在使用期間，該燈消耗35W的功率。該燈裝有選自具有不同內(nèi)徑(ID)和具有1mm壁厚系列的石英玻璃外殼。本實(shí)施例的這種燈在額定功率下工作于水平位置上。該燈管的光通量(φ)和最高溫度(Tmax)是被測(cè)量。與沒(méi)有外殼的相似的燈(Ex0)進(jìn)行了比較。比較結(jié)果列入表1。
表1EX I.D(mm) 0.5*[I.D.-6](mm) Tmax(℃) φ(lm)0--850300012288703300
2123890340038.71.35870350046.70.35850330056.10.058203000該表顯示最高溫度，在水平工作位置上，該溫度高于互聯(lián)電極的假想線而光通量取決于燈管在外殼內(nèi)時(shí)放電空間區(qū)域的間隙(0.5＊[I.D.-6]。
燈Ex1-4與Ex0相比，由于燈內(nèi)蒸氣壓力變得較高，其光通量的增加指出燈管在最高溫區(qū)域以下的區(qū)域，其最低溫度的上升。盡管沒(méi)有考慮到可能通過(guò)外殼對(duì)流的設(shè)施，燈Ex1和2內(nèi)燈管的最高溫度仍舊只有一點(diǎn)上升。這上升在中等壽命(例如幾千小時(shí))的燈中不算是缺點(diǎn)。對(duì)具有大約2mm或更小(尤其是1.5mm或更小)間隙的燈來(lái)說(shuō)，光通量更進(jìn)一步增加(對(duì)照Ex2和Ex3)，只要最高溫度變得比較低。這表明燈管溫度的高度均一性。在燈管上側(cè)的最高溫度變得比較接近于燈管下側(cè)的溫度。當(dāng)燈管僅加重?zé)嶝?fù)載時(shí)，光通量比沒(méi)有外殼的情況要高大約17%。在最高溫度基本未變的條件下，用零點(diǎn)幾mm(Ex4)的間隙能得到光通量相當(dāng)多的增加。用大約0.1mm或更小(Ex5)的非常小的間隙，能在低于Ex0的溫度下實(shí)現(xiàn)沒(méi)有變化的光通量。
這可能適用于必須有較長(zhǎng)壽命的燈。當(dāng)加強(qiáng)冷卻作用的時(shí)候，此燈的溫度已被均一化，正如從較低Tmax和恒等的光通量明顯地看到的那樣。
在圖3中，光源1具有與前面諸圖所示的相同標(biāo)號(hào)。大體上為園筒形外殼50通過(guò)其收縮部分52，51分別連到燈管1′的頸狀部分2，3，它只須跨過(guò)很小的距離便到達(dá)頸狀部分。在圖中，外殼50不僅通過(guò)收縮部分52直接同第一頸狀部分2的開(kāi)口大體呈園筒形的管狀部分2連接，而且通過(guò)收縮部分51直接同第二頸狀部分3連接。封口10存在于頸狀部分2中第二頸狀部分3實(shí)際上全部被相似的封口占用并只有小的、管狀部分3。緊接封口10的第一頸狀部分2具有開(kāi)口、大體上為園筒形的、管狀部分，使金屬套53附于這部分上就能在其上實(shí)現(xiàn)與燈帽的緊固?？墒牵暨@金屬套的尺寸不同，它會(huì)在外殼50的周圍扣住，或其管形延伸段，伸出收縮部分52的范圍之外。
在大氣壓力下，如果都不是真空氣密的連接或者在室溫，低于大氣壓的壓力下如果兩個(gè)耦合都是真空氣密的話，則用空氣充滿外殼50內(nèi)部的空間。在為達(dá)到耦合所需的玻璃加熱期間，由于空氣吸收熱量而使其已膨脹。在耦合完成以后，空氣冷卻下來(lái)的同時(shí)呈現(xiàn)低壓力。
權(quán)利要求
1.一種帶帽電燈，包括光源(1)和燈管(1′)，該燈管以氣密方式加以密封并具有可電離填充物以及彼此相對(duì)的第一(2)和第二(3)頸狀部分，各有一個(gè)封口，第一(4)和第二(5)供電導(dǎo)線分別通過(guò)該頸狀部分延伸到安裝在燈管內(nèi)的一對(duì)電極(6)；緣材料制的燈帽(30)，燈管(1′)以其第一頸狀部分(2)固定到該燈帽上，該燈帽具有接到第一供電導(dǎo)線(4)的第一接觸部件(35)和第二接觸部件(36)；連接導(dǎo)體(7)，它靠在燈管(1′)旁邊延伸到燈帽(30)并接到第二供電導(dǎo)線(5)和第二接觸部件(36)；燈管(1′)，它具有充滿空氣的大體上同軸的管狀外殼(20)；其特征在于連接導(dǎo)體(7)在外殼(20)的外邊延伸，這外殼大體上呈園筒形并具有圍繞光源(1)的收縮部分(21)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶帽高壓放電燈，其特征在于所述收縮部分(21)圍繞第二供電導(dǎo)線(5)。
3.如權(quán)利要求2所述的帶帽高壓放電燈，其特征在于第二供電導(dǎo)線(5)包括在外殼外邊供外殼(20)用的支柱(22)。
4.如權(quán)利要求1所述的帶帽高壓放電燈，其特征在于所述外殼(50)以其收縮部分(51)同燈管(1′)的頸狀部分(2，3)相耦合。
5.如權(quán)利要求4所述的帶帽高壓放電燈，其特征在于外殼(50)同第一頸狀部分(2)相耦合。
6.如權(quán)利要求4所述的帶帽高壓放電燈，其特征在于外殼(50)通過(guò)各自的收縮部分(51，52)同兩個(gè)頸狀部分(2，3)相耦合。
7.如權(quán)利要求4，5或6所述的帶帽高壓放電燈，其特征在于外殼(50)同頸狀部分(2，3)的開(kāi)口大體上為園筒形的管狀部分(2′，3′)相耦合。
8.如權(quán)利要求1，2，4或7所述的帶帽高壓放電燈，其特征在于外殼(20，50)在放電空間(9)的區(qū)域以小于2mm的間隙圍繞燈管(1′)。
全文摘要
帶帽高壓放電燈，包括有帶有固定到燈帽(30)的第一頸狀部分(2)的燈管(1′)的光源(1)。連接導(dǎo)體(7)靠在放電管旁延伸以連接第二供電導(dǎo)線(5)，導(dǎo)線(5)由第二頸狀部分(3)伸到帽的第二接觸部件(36)。燈管(1′)包含在管狀外殼(20)內(nèi)，該外殼充滿空氣并且沒(méi)有封閉連接導(dǎo)體(7)。外殼(20，50)具有圍繞第二供電導(dǎo)線(5)或頸狀(2，3)的收縮部分(21，52，51)。該外殼是加以維護(hù)的。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的燈，便于達(dá)到光的輸出或燈管溫度的最佳化。
文檔編號(hào)H01J61/12GK1087207SQ9310539
公開(kāi)日1994年5月25日 申請(qǐng)日期1993年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月11日
發(fā)明者M·韋斯滕邁耶, R·舍弗, L·U·E·康寧斯 申請(qǐng)人:菲利浦電子有限公司