专利名称：带帽高压放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及带帽电灯，包括含有以气密方式加以封闭的灯管的光源，灯管有可电离的填充物，并设有彼此相对各有一个封口的第一和第二颈状部分，通过该颈状部分，一次和二次供电导线分别延伸到安装在灯管内的一对电极;
绝缘材料制的灯帽，该灯管借助其第一颈状部分固定到灯帽，该灯帽具有接到一次供电导线的一次接触部件，和二次接触部件;
连接导体，它靠在灯管旁边伸展到灯帽，并被接到二次供电导线和二次接触部件;
该灯管具有大体上是同轴的管形外壳，其中充以空气。
这种带帽高压放电灯是从DE41.12.911A1得知的。
在这种已知的灯中，外壳是玻璃钟形气室，它被安排在盖住灯管和连接导线的位置上并被紧固在灯帽上。由于外壳的尺寸(其宽度及其长度)及电灯使用期间的高温关系，对紧固提出了高要求。因为该灯的灯帽是由合成树脂制成，所以先要用无机粘合剂把外壳独立地固定在陶瓷坯体上。后者实际上具有高耐热性，但也要求高温固化。然后再把陶瓷坯体粘合到灯帽的合成树脂部分。
为避免由于外壳的存在而使电灯寿命缩短，在灯帽上开有若干通气口。外壳是通过这些通气口与外界敞开连接，并产生冷却灯管的对流气流。
该已知的灯是比较重的(这对抵抗碰撞和振动很重要)而且具有比较复杂的结构。该灯可用作车辆前灯。
从NL91.01.28OA可得知一种类似的灯。在这情况下灯帽上也开有通气口，使得外壳处在与外界敞开连接中。该外壳具有边框，合成树脂环紧扣在其周围，该环超声地(ultrasonically)被接到合成树脂灯帽。这包含有风险，因为基准销子存在于紧靠焊接头，该销子在插入车辆前灯期间用于准确地确定该灯的位置，因而必须不被变形或移动。
DE37.43612A1揭示了作为车辆前头的高压放电灯，其中抽空外壳以真空气密方式密封灯管。在这外壳中加工压紧密封口大大提高了灯的成本价格。灯的总长度也增加，部分地因为某一装置必须存在于外壳内用于调节在玻璃元件和金属元件之间线性热膨胀的差别。
从EP0.374.846A2和从US4.935.668可知充当车辆前灯的封闭式高压放电灯，分别轴向地和/或横向地按装在封闭的反光罩内。灯管由以真空气密方式封闭的保护罩围绕。
从JP3-233.853A得知一种带有如下外壳的高压放电灯，该外壳以真空气密方式密封，而悬挂封闭灯管的导线是从灯帽中伸到外面的。
本发明的一个目的是提供类似本文开头段所提到的带帽高压放电灯它有简单的结构而且容易实现。
按照本发明，这一目的的达到，在于连接导体向外壳的外边延伸而且该外壳事实上是园筒形并具有密封光源的狭窄部分。
按照本发明的带盖高压放电灯的一个引人注目的方面是，该外壳在没有同时围绕连接导体的情况下把灯管包围起来。这结果是，外壳能以任意所需间距包围灯管，该间距可以小到非常小。其优点是，细长的外壳具有小的质量并相应地能在碰撞和振动情况下易于保持在原位，这样就有较好的抗碰撞和抗振性。外壳的质量小不仅仅因为这外壳细长，而且也因为它比较短。这是因为连接导体不被包封，以致在连接导体和二次供电导线之间的连接件也处于外壳外部。
另一引起注意的方面是，该外壳不需要用半球形端加以封闭，而只是加以收缩而已。能非常容易并高度准确地提供缩颈。
在第一实施例中，收缩部分包围二次供电导线。然后得到收缩部分(例如)是因为管子是局部加热然后拉出，从而形成缩颈。
在第一实施例中，收缩部分包围二次供电导线。然后得到收缩部分(例如)是因为管子是局部加热然后提出，从而形成缩颈。按照本发明的灯外壳不需要有围绕这二次供电导线的真空气密封口。因此该外壳可与灯管分开制造。进入收缩部分的二次供电导线对准外壳的中心并在其远离灯帽的一端使它和灯管分开。收缩部分可以狭窄地包围二次供电导线，但仍为其热膨胀提供空间，以便在温度上升情况下能避免外壳中的有害应力。
本发明的另一引人注意的方面是，与不存在外壳的情况相比，该灯无需或几乎无需另外加工。可把该外壳(若这样要求的话)作为一个元件简单地加到没有这外壳的灯上。
灯管是电气连接在其远离灯帽的一端，并用连接导体使它和外壳机械支承在一起。该连接导体(它具按需选择的刚度)通过与二次供电导线之间的连接限定外壳沿其纵向上的可移性。这种可移置性在相反方向上由灯帽加以限制。该灯帽支撑外壳并直接地间接地通过灯管和连接导体的插入而使外壳处在适当位置上。
在一良好的改型中，关于灯管长度、外壳长度和连接导体长度的允差被提高了。尽管如此，在这改型中外壳沿轴向移动的可能性还是按需加以限制。在这改型中，二次供电导线包括了用于外壳外部的外壳的支柱。良好的和方便的支柱是金属套一类的支柱，该支柱围绕所述导线并在支柱上(例如)通过焊接固定到二次供电导线。
由于本实施例的外壳是在其两端被支撑，所以对这外壳来说不需要有固定在灯帽上的劲度。只要外壳被灯帽部分(例如边缘或一些凸出部分)包围或外壳包围灯帽部分就够了。外壳的横向和纵向定位可借助这些方法加以实现。
在进行二次供电导线和连接导线之间的连接之前，可以在灯管周围设置外壳，因为它是越过这灯管的。在完成所述两个导线之间的连接过程中先定位然后进行连接，并尽可能提供支柱。
为避免作响，最好让灯帽和外壳并且二次供电导线和外壳以适当的方式结合。事实上外壳几乎可加以密封，因为通过外壳对流是不必要并且可能甚至是不想要的。
但是，如果在装配带帽高压放电灯期间只有少量元件要连成一体，这多半是有利的。在一较佳实施例中，按照本发明的带帽高压放电灯配有带收缩部分的外壳，它同灯管的颈状部分结合。在制造本实施例期间，使大体上呈园筒形的玻璃管通过灯管周围而此管的一部分被加热以使它软化。到那时软化部分会皱缩或用工具朝颈状部分加压以便形成该收缩部分。用该方法形成与灯管的机械耦合。根据该操作是不必进行真空气密连接的。
当外壳连到第一颈状部分，例如连到该颈状部分的开口大体呈园筒形的管状部分时，最好(例如)通过催促或使外壳能紧裹到所述园筒形管状部分。灯帽可压在外壳上用于固定灯管，或压在灯管上或压在外壳及灯管上。最有利是用机械方法将灯帽压在具有比颈状部分更大直径的外壳上。另一方面，收缩部分可将外壳连到第二颈状部分，例如连到其开口大体呈园筒形的管状部分。于是外壳也可以用灯帽加以支撑，例如象第一实施例中那样。引人注目的一种改型具有用于和两个颈状部分当中的每一个结合的收缩部分。于是光源及其外壳形成非常结实的单元。
第二实施例在其各种改型中具有在不进行(真空气密)熔化情况下便能得到良好机械结合的优点。在加工封口期间，必须使灯管局部软化到相当程度。那时可能会发生灯管损坏，这实际上应加以避免。最好地使外壳能充满空气。这样就避免了要让外壳内呈现不同气体或真空时的必要的复杂制造步骤。
据发现，对灯管较低的最高温度来说，只要外壳狭窄地(例如)在所有侧面上都以大约0.1mm(或其分数)的间隙封闭灯管，便有良好的作用。可供选择的范围是，外壳可有零点几mm(毫米)直到几mm(例如6mm)的间隙。最好约为2mm的间隙，尤其是高达大约1.5mm。据发现，那时灯的流明输出会高于没有外壳或有风冷外壳情况下的流明输出(例如)如果除灯管的最高温度以外的因素决定灯寿命的长度的话这样的流明输出的增加可能是最好的。
大体上为园筒形、管状外壳的一个优点是，该外壳不必在同灯管连接之前加以定形。距灯管的最宽部分(包围放电空间的那部分)的窄间隙意味着当要连到灯管时，外壳只需跨过一个很小的距离。
该外壳可以由(例如)石英玻璃或其他具有高熔点温度的玻璃(例如按重量计SiO2含量为95%或更多的玻璃)制成。该外壳可以是有选择地透过辐射或包括具有，例如，UV-吸收(紫外吸收)、IR-反射(红外反射)、或彩色光透射等性能的涂层。
按照本发明的高压放电灯可以含有(例如)象氙、氩之类可电离的稀有气体，或稀有气体的混合物，例如，在室温下其压力为几个mbar(毫巴)直到几个bar(巴)。此外该填充物可包括水银和/或金属囟化物。该灯可用作车辆前灯但也适合于其他用途例如，处在除水平位置以外的位置上，尤其是同轴地处于一个光学系统中，(例如反射器)。
灯帽可以包括(例如)合成树脂，例如，热塑性合成树脂比如由聚醚酰亚胺、聚醚嗍
、聚苯撑硫、聚醚甲酮、聚氧化丙烯(polypropylene oxide)、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate)当中选择的树酯。它可装入粉末的或纤维的物质(例如)白垩或玻璃。
按照本发明的带帽高压放电灯的实施例示于图中，附图中
图1显示本发明第一实施例部分被断开的侧视图;
图2显示图1侧视图的一个改型;及图3是光源及其外壳的第二实施例的侧视图。
在图1中，带帽高压放电灯包括光源1及气密封闭灯管1′，灯管包括可电离填充物以及彼此相对的一次(2)和二次(3)颈状部分，各有一个封口，一次(4)和二次(5)供电导线穿过这些相应的封口伸层到安装在灯管的放电空间9内的一对电极6。灯管以其第一颈状部分2被固定到绝缘材料(例如合成树脂)做的灯帽30上。为此目的，一个可能的方案是使用在EPO.478.058-A(PHN13.459)中所揭示的措施。该灯帽具有第一接触部件35(接到一次供电导线4)以及第二接触部件36。连接导体7靠在灯管1′旁边延伸到灯帽30并接到二次供电导线5和第二接触部件36。灯管1′具有充满空气的大体上同轴的管状外壳20。
连接导体7在外壳20之外延伸，这外壳大体呈园筒形并具有围绕光源1的收缩部分21。
二次供电导线5具有在外壳20外边的外壳用的支柱22，图中如实表现了在导线5上面经过并在那上面与连接导体7焊接成一体的金属套。
图中的导体7沿灯管1′的横向为绝缘体8(例如Al2O3或冻石)所包围。然而，另一可选方案是，导体7可镀以绝缘材料(例如镀上一层ZrO2或Al2O3)或不予镀敷。合成树脂灯帽30具有绝缘材料(例如陶瓷材料)制成，它带有边框32的盖子31，这盖子31利用灯帽的(即在这灯帽的销子37的)局部超声变形加以固定。该外壳20一方面是通过灯帽(即通过其盖子)，而另一方面是通过二次供电导线5和支柱22而对中并固定在应有位置上，并由连接导体加以支撑。灯帽30具有置于边框39内部中心部位的第一接触部件35，在边框外侧有环状的第二接触部件36。该灯帽配有能与接插件结合的接线柱38以便在此处形成卡口式连接。
在图2中与图1相同部件具有相同的标号。外壳20′以大于图1的间隙围绕灯管。灯帽40具有壳体43，电缆从该壳体中伸到外面，它包括灯帽的第一和第二接触部件45，46。在面对灯管的灯帽40的盖子41内，刻有螺槽42，外壳20′便是在其中通过连接导体7和二次供电导线5之间的连接保持封闭。
在一个实施例中，灯管包括可电离的水银、稀有气体和金属囟化物填充物，例如，水银、碘化钠和碘化钪，和氙，例如，在室温下压力为7巴的氙，同时在放电空间的区域，灯器具有6mm的最大外径。在使用期间，该灯消耗35W的功率。该灯装有选自具有不同内径(ID)和具有1mm壁厚系列的石英玻璃外壳。本实施例的这种灯在额定功率下工作于水平位置上。该灯管的光通量(φ)和最高温度(Tmax)是被测量。与没有外壳的相似的灯(Ex0)进行了比较。比较结果列入表1。
表1EX I.D(mm) 0.5*[I.D.-6](mm) Tmax(℃) φ(lm)0--850300012288703300
2123890340038.71.35870350046.70.35850330056.10.058203000该表显示最高温度，在水平工作位置上，该温度高于互联电极的假想线而光通量取决于灯管在外壳内时放电空间区域的间隙(0.5＊[I.D.-6]。
灯Ex1-4与Ex0相比，由于灯内蒸气压力变得较高，其光通量的增加指出灯管在最高温区域以下的区域，其最低温度的上升。尽管没有考虑到可能通过外壳对流的设施，灯Ex1和2内灯管的最高温度仍旧只有一点上升。这上升在中等寿命(例如几千小时)的灯中不算是缺点。对具有大约2mm或更小(尤其是1.5mm或更小)间隙的灯来说，光通量更进一步增加(对照Ex2和Ex3)，只要最高温度变得比较低。这表明灯管温度的高度均一性。在灯管上侧的最高温度变得比较接近于灯管下侧的温度。当灯管仅加重热负载时，光通量比没有外壳的情况要高大约17%。在最高温度基本未变的条件下，用零点几mm(Ex4)的间隙能得到光通量相当多的增加。用大约0.1mm或更小(Ex5)的非常小的间隙，能在低于Ex0的温度下实现没有变化的光通量。
这可能适用于必须有较长寿命的灯。当加强冷却作用的时候，此灯的温度已被均一化，正如从较低Tmax和恒等的光通量明显地看到的那样。
在图3中，光源1具有与前面诸图所示的相同标号。大体上为园筒形外壳50通过其收缩部分52，51分别连到灯管1′的颈状部分2，3，它只须跨过很小的距离便到达颈状部分。在图中，外壳50不仅通过收缩部分52直接同第一颈状部分2的开口大体呈园筒形的管状部分2连接，而且通过收缩部分51直接同第二颈状部分3连接。封口10存在于颈状部分2中第二颈状部分3实际上全部被相似的封口占用并只有小的、管状部分3。紧接封口10的第一颈状部分2具有开口、大体上为园筒形的、管状部分，使金属套53附于这部分上就能在其上实现与灯帽的紧固。可是，若这金属套的尺寸不同，它会在外壳50的周围扣住，或其管形延伸段，伸出收缩部分52的范围之外。
在大气压力下，如果都不是真空气密的连接或者在室温，低于大气压的压力下如果两个耦合都是真空气密的话，则用空气充满外壳50内部的空间。在为达到耦合所需的玻璃加热期间，由于空气吸收热量而使其已膨胀。在耦合完成以后，空气冷却下来的同时呈现低压力。
权利要求
1.一种带帽电灯，包括光源(1)和灯管(1′)，该灯管以气密方式加以密封并具有可电离填充物以及彼此相对的第一(2)和第二(3)颈状部分，各有一个封口，第一(4)和第二(5)供电导线分别通过该颈状部分延伸到安装在灯管内的一对电极(6)；缘材料制的灯帽(30)，灯管(1′)以其第一颈状部分(2)固定到该灯帽上，该灯帽具有接到第一供电导线(4)的第一接触部件(35)和第二接触部件(36)；连接导体(7)，它靠在灯管(1′)旁边延伸到灯帽(30)并接到第二供电导线(5)和第二接触部件(36)；灯管(1′)，它具有充满空气的大体上同轴的管状外壳(20)；其特征在于连接导体(7)在外壳(20)的外边延伸，这外壳大体上呈园筒形并具有围绕光源(1)的收缩部分(21)。
2.如权利要求1所述的带帽高压放电灯，其特征在于所述收缩部分(21)围绕第二供电导线(5)。
3.如权利要求2所述的带帽高压放电灯，其特征在于第二供电导线(5)包括在外壳外边供外壳(20)用的支柱(22)。
4.如权利要求1所述的带帽高压放电灯，其特征在于所述外壳(50)以其收缩部分(51)同灯管(1′)的颈状部分(2，3)相耦合。
5.如权利要求4所述的带帽高压放电灯，其特征在于外壳(50)同第一颈状部分(2)相耦合。
6.如权利要求4所述的带帽高压放电灯，其特征在于外壳(50)通过各自的收缩部分(51，52)同两个颈状部分(2，3)相耦合。
7.如权利要求4，5或6所述的带帽高压放电灯，其特征在于外壳(50)同颈状部分(2，3)的开口大体上为园筒形的管状部分(2′，3′)相耦合。
8.如权利要求1，2，4或7所述的带帽高压放电灯，其特征在于外壳(20，50)在放电空间(9)的区域以小于2mm的间隙围绕灯管(1′)。
全文摘要
带帽高压放电灯，包括有带有固定到灯帽(30)的第一颈状部分(2)的灯管(1′)的光源(1)。连接导体(7)靠在放电管旁延伸以连接第二供电导线(5)，导线(5)由第二颈状部分(3)伸到帽的第二接触部件(36)。灯管(1′)包含在管状外壳(20)内，该外壳充满空气并且没有封闭连接导体(7)。外壳(20，50)具有围绕第二供电导线(5)或颈状(2，3)的收缩部分(21，52，51)。该外壳是加以维护的。这种结构简单的灯，便于达到光的输出或灯管温度的最佳化。
文档编号H01J61/12GK1087207SQ9310539
公开日1994年5月25日 申请日期1993年5月8日 优先权日1992年5月11日
发明者M·韦斯滕迈耶, R·舍弗, L·U·E·康宁斯 申请人:菲利浦电子有限公司