专利名称：高强度放电灯的电极线圈及制造此电极线圈的方法
技术领域：
本发明涉及高强度放电(HID)灯的电极线圈及制造HID灯电极线圈的方法。
传统上，电极线圈12采用双螺旋方法制造或者通过反绕钨丝形成第二层导线而构成、所述第二层导线的绕线方向与第一层绕线方向相反。这种制造方法被证实尚未完善。
所述双螺旋方法包括以下几个步骤将初级钨丝绕在一根初级钨芯轴上，然后将双螺旋钨丝和初级轴绕在次级钼芯轴上。双螺旋灯丝经过热处理后，切到一定的长度，再次热处理。次级钼芯轴被酸溶解并替之以钨柄。双螺旋电极线圈的实例如图2所示。
一般说来，所述双螺旋方法是效能价格合算的，因为生产设备大部分自动化。但是，钨柄的插入会引起初级钨芯轴的破裂，这是导致此种电极线圈被弃的最主要原因。
所述反绕方法包括以下步骤将钨丝绕在可伸缩的钢针上。在缠绕了预定的圈数或距离之后反向缠绕(比如从“左至右”方向改为“右至左”方向)，所述钨丝缠绕在自身上面以形成第二层。随后可能第一层有几圈会暴露在外，将钢针去除，用适当的方式将线圈定向，再将钨柄插入其中。反绕电极线圈的实例如图3所示。
虽然在钨柄插入时，反绕方法出现的问题较双螺旋方法少，但是反绕线圈不能很好保持其形状，而且必须将不对称的线圈正确地绕在钨柄上这一过程增加了劳动强度。线圈的定向需另外加时且此类机器又很快到达到容量极限。
美国专利4105908公开了一种反绕双螺旋电极。将缠绕在初级芯轴上的线圈围绕次级芯轴缠绕并且反向缠绕在自身上面而形成两层双螺旋灯丝，如图4示。然而生产这种电极线圈却兼有以上所述两种方法的问题。
美国专利2523033与生产电极线圈无关，但值得注意的是其公开了一种用双层线圈的灯。这种灯所采用的一种灯丝在使用过程中会在轴向上伸缩。灯丝的弹簧部份吸收了伸缩的应力。如图5所示，弹簧内引入线18比灯丝20粗，通过将小直径的灯丝20的端部与大直径的引入线18的端部对焊(22)而将引入线18连接到灯丝20。第一层导线24围绕灯丝20缠绕。线2 4的直径等于灯丝20与引入线18的半径之差。第二层导线26以螺旋方式缠绕在第一层导线24和引入线18上。第一和第二层导线24和26的组合通过吸收一些机械张力而加固了对焊22。
本发明的另一个目的是提供一种全新的方法来制造高强度放电灯的电极线圈，其中两根重迭的导线以相同的方向缠绕在芯轴上、使得第二导线完全在第一导线外表面的螺旋形槽内，而且由第一导线和第二导线绕起来的线圈大体上长度相等。
本发明的再一个目的是提供一种全新的方法来制造高强度放电灯的电极线圈，所述方法包括以下步骤将第一导线以第一方向紧密地缠绕在芯轴上以形成在外表面上有螺旋形槽的第一线圈；将第二导线以所述第一方向紧密地缠绕在该螺旋形槽内以形成第二线圈，其中，第二导线的第一圈和最后一圈分别与第一导线的第一圈和最后一圈接触，并且在溶解了所述芯轴并代之以钨芯轴之后、使得钨芯轴的自由端邻近第一线圈的对应端但与其隔开。
本发明的另一个目的是为高强度放电灯提供一种全新的电极线圈，此电极线圈避免了先有技术的问题。
本发明的又一个目的是为高强度放电灯提供一种全新的具有两根重迭的导线的电极线圈，所述两根重迭的导线以相同的方向缠绕、使得第二导线完全处在第一导线外表面的螺旋形槽内，而且由所述两根线绕起来的两个线圈大体上长度相等。
本发明的再一个目的是为高强度放电灯提供一种全新的电极线圈，所述电极线圈具有第一导线，它以第一方向紧密地缠绕以形成外表面上有螺旋形槽的第一线圈；第二导线，它以所述第一方向紧密地缠绕在该螺旋形槽内以形成第二线圈；以及钨芯轴，它的自由端与所述第一线圈的相应的端部邻近但是与其隔开，其中所述第二导线的第一圈和最后一圈分别与所述第一导线的第一圈和最后一圈接触。
图2是传统的双螺旋电极线圈的示图。
图3是传统的反绕型电极线圈的示图。
图4是已知的反绕型双螺旋电极线圈的示图。
图5是已知的对焊加固技术的示图。
图6是本发明的电极线圈的实施例的截面图。
图7是带有显示本发明实施例的绕制线圈排列的虚线的示图。
图8是带有显示已知的反绕型电极线圈的绕制线圈排列的虚线的示图。
请参考图6，本发明的实施例是高强度放电灯的电极线圈。电极线圈30可以包括钨芯轴32，后者的自由端34适合于设置在高强度放电灯管内。第一导线36以第一方向绕在钨芯轴32上(比如从左到右，如图6所示的A方向)，而且第一导线36的每一圈38与第一导线的其它至少一圈38接触。第一导线36形成其外表面带有螺旋形槽的第一线圈40。钨芯轴32的自由端34邻近第一线圈40的对应端部42但与其隔开，而钨芯轴32的外表面接触第一线圈40的内表面。导线的“圈”仅围绕所述芯轴延伸一次。
第二导线46以第一方向直接缠绕在第一导线36上，第二导线46完全处在第一线圈40外表面的螺旋形槽内。第二导线46可以是与第一导线分开的第二根导线。第二导线46形成第二线圈48，后者的内表面接触第一线圈40的外表面。第一导线40和第二导线48可以具有基本上相同的长度。也就是说，第二导线46的第一圈可以与第一导线36的第一圈接触，第二导线46的最后一圈可以与第一导线36的最后一圈也接触，如图6所示。第二导线46的每一圈50可以与第一导线36的两个圈38接触并且可以与第二导线46的至少一个其他圈50接触。
制造图6电极线圈的方法可以包括以下步骤以第一方向将第一导线36紧密地缠绕在芯轴(未示出，但其尺寸和形状与柄32相似)上以形成其外表面带有螺旋形槽的第一线圈40。此后，以所述第一方向将第二导线46紧密地缠绕在所述螺旋形槽内以形成第二线圈48，其中，第二导线46的第一圈与第一导线36的第一圈接触、而且第二导线46的最后一圈与第一导线36的最后一圈接触。然后去除所述芯轴并且代之以钨芯轴32、使得钨芯轴32的自由端34邻近第一线圈40的对应端部42但与其隔开。在缠绕第二导线46之后、替换所述芯轴之前，可以对第一和第二线圈40和48进行热处理，将它们切成所需长度，之后再次对它们进行热处理。
这种绕制线圈排列的结果如图7所示。如图所示，在第二线圈48的全长范围内，第二线圈4 8配合到第一线圈40外表面的螺旋形槽内。相反，如图8所示，以方向“A”缠绕的下层导线周期性地与以方向“B”缠绕的上层导线交叉、因此整根上层导线不在下层导线外表面的螺旋形槽内。
本发明提供以下优点与先有技术的双层复绕导线相比，本发明的双层复绕导线显著地更加稳定。一种更稳定的复绕导线更容易处理并且在生产过程中更容易将钨心插入由芯轴空出的位置。这种稳定性减少生产时间并且减少不合格电极线圈的数量。
在其他实施例中，第二导线46可以具有与螺旋形槽相同的长度，并且第一和第二导线36、46可以是具有相同半径的钨丝。第一导线36可以固定在钨芯轴32上以防止散开，出于同样目的第二导线也可以固定在第一导线36上。可以将第一和第二导线的端部磨平。可以用传统的方法除去所述芯轴、例如用酸溶解。
虽然在以上说明书和附图
中已经描述了本发明的实例，但是，在阅读说明书和附图时应理解，本发明由以下的权利要求书定义。
权利要求
1.一种制造高强度放电(HID)灯的电极线圈的方法，所述方法包括以下几个步骤将第一导线以第一方向紧密地缠绕在芯轴上以形成在外表面上有螺旋形槽的第一线圈；将第二导线以所述第一方向紧密地缠绕在所述螺旋形槽内以形成第二线圈，其中，所述第二导线的第一圈与所述第一导线的第一圈接触，而所述第二导线的最后一圈与所述第一导线的最后一圈接触，以及以钨芯轴代替所述芯轴、使得钨芯轴的自由端邻近所述第一线圈的对应端但与其隔开，所述钨芯轴以及所述第一和第二线圈组成高强度放电灯的电极线圈。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二导线具有与所述螺旋形槽相等的长度并且完全处在所述螺旋形槽中。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于在绕完所述第二导线之后且替换所述芯轴之前还包括以下各步骤对所述第一和第二线圈进行热处理；将所述第一和第二线圈切成所需长度；以及对所述切好的线圈进行热处理。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一和第二导线是具有相同半径的钨丝。
5.一种制造高强度放电(HID)灯的电极线圈的方法，所述方法包括以下几个步骤将第一导线缠绕在芯轴上、使所述第一导线的第一圈之后的每一圈都与所述第一导线的前一圈接触，以第一方向缠绕所述第一导线以形成其外表面上具有螺旋形槽的第一线圈；以所述第一方向将第二导线直接缠绕在所述第一导线上所述螺旋形槽内以形成第二线圈，所述第二导线的第一圈与所述第一导线的第一圈接触，而所述第二导线的最后一圈与所述第一导线的最后一圈接触；溶解所述芯轴；以及将钨芯轴插入所述第一线圈内、使得所述钨芯轴的自由端邻近所述第一线圈的对应端部并且与其隔开，所述钨芯轴的外表面与所述第一线圈的内表面接触，所述钨芯轴与所述第一线圈和第二线圈形成高强度放电灯的电极线圈。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述第二导线具有与所述螺旋形槽相同的长度并且完全处在所述螺旋形槽中。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于在缠绕所述第二导线之后且替换所述芯轴之前还包括以下各步骤对所述第一和第二线圈进行热处理；将所述第一和第二线圈切成所需长度；以及对所述切好的线圈进行热处理。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于还包括拆下步骤将所述第一线圈固定在所述钨芯轴上以及将所述第二线圈固定在所述第一线圈上。
9.如权利要示5所述的方法，其特征在于所述第二导线的所述第一圈之后的每一圈都与所述第二导线的前一圈接触。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述第一和第二导线是具有相同半径的钨丝。
11.一种用于高强度放电灯的电极线圈，它包括钨芯轴，它带有适合于设置在高强度放电灯管中的自由端；在所述钨芯轴上的第一线圈，所述第一线圈包括以第一方向缠绕的第一导线，所述第一导线的每一圈与所述第一导线的另一圈接触，所述第一线圈外表面有螺旋形槽，所述钨芯轴的所述自由端邻近所述第一线圈的对应端部并且与其隔开，所述钨芯轴的外表面与所述第一导线内表面接触；以及所述第一线圈上的第二线圈，所述第二线圈包括以所述第一方向直接缠绕在所述第一导线上所述螺旋形槽内的第二导线，所述第二导线的第一圈与所述第一导线的第一圈接触、而所述第二导线的最后一圈与所述第一导线的最后一圈接触。
12.如权利要求11所述的电极，其特征在于所述第二导线具有与所述螺旋形槽相同的长度并且完全处在所述螺旋形槽中。
13.如权利要求11所述的电极，其特征在于所述第一线圈固定在所述钨芯轴上并且所述第二线圈固定在所述第一线圈上。
14.如权利要求11所述的电极，其特征在于所述第二导线的每一圈都与所述第二导线的另一圈接触。
15.如权利要求11所述的电极，其特征在于所述第一和第二导线包括具有相同半径的钨丝。
全文摘要
提供一种用于高强度放电灯的双层电极线圈以及制造此种电极线圈的方法。通过正向绕制而不是反向绕制导线层的方法得到更稳定的线圈层。第二层导线完全处在第一层导线外表面的螺旋形槽内。这种配置特别稳定并且容许在去除所述芯轴之后更快地插入电极柄。
文档编号H01J61/073GK1407581SQ02127850
公开日2003年4月2日 申请日期2002年8月2日 优先权日2001年8月2日
发明者C·A·亨廷顿, S·K·丹哈姆 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司