高压放电灯中的电极杆保持装置的制作方法

文档序号:2934514阅读:152来源:国知局
专利名称:高压放电灯中的电极杆保持装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种高压放电灯,并且特别是涉及固定电极杆的问题。
背景技术
高压放电灯在通常由石英玻璃构成的放电容器中包含电极杆,在这些电极杆之间 点燃并且维持放电来产生光。通常,电极杆具有加厚的电极头。这种灯不仅用于产生可见 光,而且例如也用作UV辐射器,这在下面在术语“灯”中应当被一同包括。电极杆被保持在通常称为“灯柄”的放电容器端部区域中并且在那里被接触。在 设计和制造高压放电灯方面的许多技术标准中,目前电极杆在灯柄中的机械保持的稳定性 和可靠性不是主要的。

发明内容
本发明的任务是,提出一种带有改进的电极杆保持装置的高压放电灯和关联的制 造方法。根据本发明,设计了一种带有电极杆的高压放电灯,该电极杆保持在玻璃容器柄 中,该高压放电灯的特征在于金属管件,电极杆部分保持在该金属管件中并且该金属管件 保持在玻璃容器柄中,其中金属管件固定地与金属横向支承装置相连接,该横向支承装置 横向于电极杆的方向突出于金属管件。本发明还设计了 一种相应的制造方法。优选的扩展方案在从属权利要求中说明并且与以下具有各种特征的描述一同基 本上涉及本发明的两种类型,涉及灯以及涉及制造方法。本发明的基本思想在于一种沿着一定的轴向长度来安置电极杆的金属管件。术语 管件于是应当不同于现有技术中已知的(在电极杆轴线的方向上)扁平的固定盘,而是理 解为该管件具有比轴向长度明显更小的壁厚(横向于电极杆轴线)。轴向长度可以(然而 并非必须)长于外直径。此外,设计了管件的横向支承装置,即与管件固定相连的、并且横向于电极杆纵轴 线地突出于该管件的部件,该部件建立或者支持管件在灯柄中的固定。该横向支承装置于 是在一定程度上用作锚杆(Anker)并且可以相应地以各种方式实施,譬如实施为交叉形或 者星形的横向杆或者也可以根据现有技术实施为盘状物。优选的是,管件与电极杆一样是圆形的,其中当然其他横截面轮廓也是可能的。优 选的是,管件的横截面轮廓设计为,电极杆基本上形状匹配地配合到其中。这也并非是必须 如此。在不同横截面轮廓的情况下机械固定也可以实现,然而这通常没有优点。对于本发明重要的是,沿着轴向段机械支承电极杆。发明人已经确定,在电极杆和 固定盘之间的传统连接由于在两个部件之间的过渡区域的强负载而会导致可靠性问题。如已经由传统的盘固定装置已知的那样,电极杆优选也通过固定装置来电接触。 根据本发明的金属管于是优选电连接并且至少部分引导灯电流。
一种特别优选的连接技术通过将杆轴向地冷压入管件中来给出。通过省去外部的 热作用如在钎焊或者焊接情况中那样,可以避免由于高温导致所涉及的金属脆化,尤其是 电极杆脆化,或者其他的弱化。在相应匹配的情况下,可以通过挤压来建立机械和电学方面 良好的并且持久的连接。在此,可以增大电学上有效的接触面,然而对于机械配合,相关的尺寸公差可以通 过插入其中的膜件来补偿。在制造中,公差甚至可以被单独地测定并且通过相应地设置不 同数量的膜件(或者去除膜件)来单独地进行考虑。也在管件之外使用金属膜而并非仅仅在其中使用是有利的。在根据本发明的管件 周围可以设置或者缠绕膜,以便尤其是减缓或者消除由于不同的热膨胀系数而出现的对周 围玻璃的应力问题和摩擦问题。借助本发明,可以通过如下方式来实现进一步改进电极杆在根据本发明的管件 的附近(然而在该管件外部)略微变细。变细部在此应当总是比设置在电极杆的放电侧的 端部更靠近地设置在管件上。尤其是在具有重的电极杆和/或电极头的大功率的灯的情况 下,或者在较小的和中等的灯中在相对于电极杆及其稳定性而言比较结实的电极头部的情 况下,该变细部用于定位和集中弯曲运动。通过设置在管件之外并且由此设置在电极杆的 保持装置之外,在管件中的电极杆部分出现较小的或者不出现弯曲应力,并且尤其是包围 管件或者保持在管件中的玻璃部分出现较小的机械应力。替代地,电极杆在没有易碎的玻 璃部分承受负荷的自由区域中弯曲。管件又优选地保持在设置于灯泡中的玻璃圆柱体中,如上面所描述的那样可选地 在插入金属膜的情况下,其中玻璃圆柱体支承在灯泡上。已经提及的管件的横向支承装置 的盘形形状是优选的。在此,横向支承装置在最有利的情况中设置在所描述的玻璃圆柱体 的端部并且将该玻璃圆柱体朝其远离放电的端部封闭,即在该横向支承装置方面支承在灯 泡上。管件和盘在此固定地彼此连接,优选由相同材料构成并且例如被焊接、钎焊或者优选 一件式地制造。灯电流可以从外部以已知的方式通过金属膜、尤其是钼膜来输送。这些金属膜原 则上可以与电极杆本身相连,然而也可以与根据本发明的管件相连。由于盘的外环周较大, 所以这些金属膜优选设置在该盘上,使得灯电流从膜通过盘和管件引导至电极杆上。因为 盘和电极杆可以彼此接触,当然灯电流的一部分也可以在管件上流过。电极杆保持装置的进一步改进可以通过将电极杆在其远离放电的端部上的增厚 部来实现。由此,可以避免管件中朝向放电方向的轴向推移,因为增厚部可以支承在管件上 和/或盘上或者其他的横向支承装置上。这在由于在运输中或者在使用中的震动导致的轴 向作用的惯性力的情况下,尤其是在相对于电极杆而言较大的电极头的情况下和/或在大 功率的、带有相应地重的电极杆和电极头的灯的情况下,可以是重要的。用于电极杆、盘和根据本发明的管件优选的材料是钨和钼,并且钨用于电极头本 身。所提及的膜存在于电极杆和根据本发明的管件之间,只要存在,优选由钽构成,然而也 可以由钼或者钨构成。在管件之外的膜和用于从外部引导电流的膜由钼构成。本发明的特别有吸引力的应用可能性在于功率特别大的灯,如已经不时表明的那 样。在此优选是汞放电灯,其具有5巴(bar)或更大的工作压力,和/或以越来越优选的顺 序的、超过lkW、2kW、3kW、4kW和5kW的功率。


下面借助优选的实施例来阐述本发明,其中各个特征以其他组合对于本发明而言 也可以是重要的,并且涉及灯以及制造方法。附图示出了作为实施例的根据本发明的超高压放电灯的部分的示意性和部分剖 切的正视图。
具体实施例方式该附图示出了钨构成的垂直的电极杆1,其带有比较结实地设计的电极头2。电极杆1和电极头2 —同形成灯的阴极并且具有在0. 3kg量级中的总质量。在该附图中并未示 出的、除了较大的电极杆和略微偏差地成形的电极头之外类似地构建的阳极具有在Ikg量 级中的总质量。在此涉及一种用于在IXD屏幕制造中的半导体光刻或者曝光应用的工业UV灯,其 具有在20kW-25kW量级中的功率和在附图中仅仅部分地示出的具有大约为足球大小的空 心灯泡3。灯泡3过渡到空心圆柱体形的灯泡柄4中,该灯泡柄实际上垂直地继续向下伸,如 在图中所示的那样。灯泡3于是总体上在上部和下部被切断地示出。电极杆1保持在钼管件5中,该钼管件在其远离放电的区域中过渡到钼盘6中,该 钼盘支承在灯泡柄4的内壁上。管件5和盘6 —件式地实施。在此,电极杆1在电极头2安装之前在轴向方向上压入管件5中,其中根据个别情 况的尺寸公差将特定数目的钽膜件置于其间。这些膜件改进了机械匹配并且增大了电接触 面积,然而在图中并未进一步示出。附图通过略微增厚的线示出了钼膜缠绕物7,其径向地在根据本发明的管件5的 外部并且在该管件和围绕该管件的石英玻璃圆柱体8之间。电极杆1在其下部的、即远离放电的端部上增厚并且由此在轴向方向上支承在盘 6或者管件5上,其中增厚部用9表示。此外,该附图并未示出钼盘6以已知的方式在其外环周上与作为馈电装置的钼 膜件相连,这些钼膜件在灯泡柄4内并且在其中同样未示出的玻璃填充件之外向外引导, 并且形成气密的、但导电的连接解决方案。膜件以比较小的、直径在0. 5mm-lmm量级的焊点 来点焊。点焊过程意味着可忽略的热输入并且并不会导致脆化。原则上,在此也可以考虑 其他的焊接方法,譬如电阻焊。最后,该附图示出了几乎直接在管件5的朝向放电的端部上的电极杆1的变细部 10,该变细部用于尤其是电极头块导致的横向运动的弯曲部位,并且尤其设计用于防止石 英玻璃圆柱体8的折断。此外,在电极杆保持装置的区域中的钼部分和钨部分无需高温步骤地连接和接 合,并且由此相对于传统的灯非常容易延展,即不易受干扰影响。
权利要求
一种高压放电灯,其带有电极杆(1),该电极杆保持在玻璃容器柄(4)中,其特征在于金属管件(5),电极杆部分保持在该金属管件中并且该金属管件保持在玻璃容器柄(4)中,其中金属管件(5)固定地与金属横向支承装置(6)连接,该横向支承装置横向于电极杆(1)的方向突出于金属管件(5)。
2.根据权利要求1所述的灯,其中电极杆⑴轴向地插入管件(5)中并且在此与管件 (5)冷挤压。
3.根据权利要求2所述的灯,其中在电极杆⑴和管件(5)之间插入有金属膜。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的灯,其中管件(5)被玻璃(8)包围,并且在管件 (5)和玻璃(8)之间设置有金属膜(7)。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的灯,其中电极杆(1)在其轴向方向上看距离金 属管件(5)比距离放电侧的电极端部(2)更近的部位(10)处在金属管件之外变细。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的灯,其中横向支承装置是金属盘(6),该金属 盘与管件(5)的远离放电的端部固定连接。
7.根据权利要求6所述的灯,其中盘(6)以围绕管件(5)的玻璃圆柱体⑶封闭,并且 被支承在包围玻璃圆柱体(8)和盘(6)的灯泡(3,4)上。
8.根据权利要求6或7所述的灯,其中盘(6)与金属膜连接,该金属膜形成至盘(6)以 及通过该盘至电极杆(1)的馈电装置。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的灯,其中电极杆(1)在远离放电的端部(2)上 增厚。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的灯,其中电极杆(1)、管件(5)和必要时盘(6) 由选自钼和钨的至少一种元素构成,并且必要时在管件(5)和玻璃(8)之间的金属膜(7) 以及必要时作为至盘(6)的馈电装置的金属膜由钼构成,并且最后,必要时在电极杆(1)和 管件(5)之间的金属膜由选自钽、钼和钨的至少一种元素构成。
11.根据上述权利要求中的任一项所述的灯,该灯构建为具有至少5巴的工作压力的 汞放电灯。
12.根据上述权利要求中的任一项所述的灯,其具有至少lkW的电功率。
13.一种用于制造高压放电灯的方法,其中电极杆(1)固定在金属管件(5)中并且由此 固定在玻璃容器柄(4)中,其中金属管件(5)固定地与金属横向支承装置(6)连接,该横向 支承装置横向于电极杆(1)的方向突出于金属管件(5)。
14.根据权利要求13所述的方法,其中电极杆(1)轴向地在压力下并且在没有外部加 热的情况下压入管件(5)中,并且由此与该管件以机械方式和以电学方式连接。
15.根据权利要求13所述的方法,其中在电极杆(1)和管件(5)之间插入有金属膜。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的方法,用于制造根据权利要求2至12中 的任一项所述的放电灯。
全文摘要
本发明涉及一种用于超高压汞放电灯的、借助金属管件(5)和固定地与金属管件相连的金属盘(6)的、改进的电极杆(1)的保持装置。
文档编号H01J61/86GK101878517SQ200780101748
公开日2010年11月3日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年11月29日
发明者亚当·科托维奇 申请人:奥斯兰姆有限公司
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