专利名称：用于电弧管－罩组件的支架的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种金属卤化物电弧放电灯，尤其涉及包括罩的灯。还尤其涉及一种用于电弧管-罩组件的支架。
背景技术：
金属卤化物电弧放电灯因为其高发光效能和长寿命，常常被用于商业应用。典型的金属卤化物电弧放电灯包括石英或熔融石英电弧管，其被密封在硼硅玻璃外壳中。电弧管，自身是密封的，具有密封在相对端的钨电极，并容纳有助于启动的填充材料，该填充材料包括汞，金属卤化物添加剂和稀有气体。在一些情况下，尤其在高瓦特数灯中，外壳被氮或另外的惰性气体填充得小于大气压力。在其它情况下，尤其是在低瓦特数灯中，外壳被抽空。
已经发现理想的是，给金属卤化物电弧放电灯提供一个罩，该罩包含一个通常的圆柱形的透光构件，例如石英，其能够耐受高工作温度。电弧管和罩被同轴安装在灯壳内，其中电弧管位于罩内。优选地，罩是一个在两端开口的管。在其它情况下，罩在一端开口，并在另一端具有一个半球形的结构。用于金属卤化物电弧放电灯的罩公开在1988年1月26日授予White等人的美国专利No.4721876；1989年12月19日授予Keeffe等人的美国专利No.4888517；1985年2月12日授予Fohl等人的美国专利No.4499396；1986年4月8日授予Fohl等人的美国专利No.4580989中。请参阅1981年7月28日授予Bechard等人的美国专利No.4281274。罩的支架被展示在2005年8月16日授予Williamson等人的美国专利No.6930443中。
罩对灯的工作有一些有益效果。在具有充气外壳的灯中，罩减少来自电弧管的对流热损耗，从而提高灯的发光输出和色温。在具有抽空的外壳的灯中，罩有助于均衡电弧管的温度。此外，罩有效地减少了钠损耗。如果电弧管破碎，罩作为一个密封设备可以提高灯的安全性；然而，罩的成本可能是不利的。
电弧管-罩组件的安装通常依靠各种基片来实现，例如图1，1a，1b所示的那些。虽然这些基片工作得很好，但是它们的制造和装配很困难，并且在电弧管非被动故障的情况下，还具有明显的密封问题，尤其是在碎片的处理中，其可能沿着灯的纵轴被喷出。
此外，在所要求的冲击试验期间，已有技术的支架有时允许电弧管充分的移动，从而导致试验的失败。
发明内容
因此，本发明的目的是克服已有技术的缺点。
本发明的另一个目的是提高金属卤化物电弧放电灯的工作性能。
本发明还有另一个目的，即提供一种电弧管-罩组件，其可以被探测或脉冲启动灯使用。
在本发明的一个方面，这些目的是通过用于电弧管-罩组件的支架实现的，该支架包括一个平面圆板，其具有许多间隔位于圆板外围的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少两个电弧管支架臂，其从所述圆板形成，并在相反的方向延伸，以把电弧管水平地安置在罩中；以及至少一个电弧管抓取臂，其位于所述相反方向，以把电弧管轴向地安置和保持在罩内。
在本发明的另一个方面，这些目的是通过用于放电灯的电弧管-罩组件实现的，该组件包括一个具有纵轴的圆柱形罩；一个电弧管，其沿纵轴方向同轴地安装在罩内，该电弧管包括一个空球体，其包括电弧发生和持续的介质和在空球体端部相对布置的密封区域，每个密封区域中安装一个电极，并具有包括至少一个凹座的扁平边；以及一个安装在罩的端部的平面圆板，该圆板具有许多间隔位于圆板外围的罩-支架臂，并在第一方向延伸，并和罩接触；至少两个电弧管支架臂，其从所述圆板形成，并在相反的方向延伸，以把电弧管水平地安置在罩中，该至少两个臂与密封区域的扁平边接合；以及至少一个电弧管抓取臂，其位于所述相反方向延伸，以把电弧管轴向地安置在罩内，该至少一个电弧管抓取臂与凹座接合。
进一步，在本发明的另一个方面，这些目的是通过提供一种电弧放电灯达到的，该电弧放电灯具有一个灯壳和一个电弧管-罩组件，其通过安装架安装在壳内；电导线，用于给电弧管提供电能；以及电弧管内的化学填充物，其在电弧管内形成电弧时产生光；其中为电弧管-罩组件提供了一个支架，该支架包括一个平面圆板，其具有许多间隔位于圆板外围的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少两个电弧管支架臂，其从所述圆板形成，并在相反的方向延伸，以把电弧管水平地安置在罩中；以及至少一个电弧管抓取臂，其位于所述相反方向延伸，以把电弧管轴向地安置在罩内。
这样构造的灯具有一个电弧管-罩组件，其中电弧管被水平地和同轴地安置在罩内，在某种意义上，可以经受得住要求的冲击试验，并且，又提供一种更有利的设计，在电弧管的非被动故障的情况下，可以消除平行于轴向的碎片的喷射。
图1是一种使用电弧管-罩组件的典型电弧放电灯的透视图；图1a是一种使用不同的电弧管-罩组件的不同的典型电弧放电灯的正视图；图1b是一种使用另一电弧管-罩组件的另一典型电弧放电灯的正视图；图2是根据本发明的一个方面的用于电弧管-罩组件的支架的透视图；图3是根据本发明的一个方面的电弧管-罩组件的正视图；图4是图3的组件的端视图；以及图5是图3的组件的相对侧的正视图。
具体实施例方式
为了更好的理解本发明，及其其它和进一步的目的，优势和能力，结合上述附图，参考下面公开的内容和所附权利要求。
现在更详细地参考附图，图1示出了一个典型的金属卤化物电弧放电灯10，其包括灯壳12和电弧管14，它们是通过安装框架16安装在壳内的。电弧管被安置在罩20内，罩20也是被单线安装框架16支撑的。电能通过基座22，灯杆24和电导线26和28被耦接到电弧管14。如已知的，电弧管容纳化学填充物或定量材料，以在其中电弧启动时，提供光。罩20包括由诸如石英的透光，耐热材料制成的圆柱形管。
如注意到的，在这个特定的实例中，在灯壳12内，安装框架16既支撑电弧管14又支撑罩20。安装框架16包括用带31附加在灯杆24上的金属支撑杆30。支撑杆在灯壳12的顶端接合向内的凸起32。支撑杆30在其中心部位平行于电弧管14和罩20的中心轴。安装装置16进一步包括上部夹40和下部夹42，其把电弧管14和罩20固定到支撑杆30上。夹40和42最好通过焊接附加在支撑杆30上。
电极组件以密封的方式被安置在电弧管14的压-封端43。每个电极组件包括一种合适材料的电极，如钨，并且在电弧管的内部，每个电极组件可以具有一个附加在其一端的线圈；一个附加在电极另一端的钼密封箔；以及一个附加在钼密封箔的相对端的内部导线，并且该内部导线延伸到电弧管的外部，以提供电连接到那里，如在现有技术中已知的一样。
图1a描述了一种不同的电弧管-罩安装装置，其中电弧管14a被安装在罩20a中。框架16a由多个导线元件和多个减振器40组成，其中减振器40在灯的顶部接合圆顶32a的内壁。本发明的支架可以和一个或多个导线框架一起使用；然而，在优选方式中，使用多个导线框架。
图1b示出了另一种用于电弧放电灯的电弧管/罩组件。在这里，电弧管164具有中心部分166和相对的压缩密封装置168，170，并通过一对环形安装元件150安装在圆柱形罩172内。形成在安装元件150上的突起160摩擦地接合压缩密封装置，并通过使用安装片154使电弧管/罩组件准备好被固定到支撑杆174。图1b所示的组件在每个环上应用两个安装片154；然而，如果使用图1所示的支撑装置，其中使用了一个支撑杆30，环只需具有一个安装片154。
虽然上述的所有已有技术的组件已经被使用并获得一些成功，但是，如上所述，还存在各种问题。
如由所要求的冲击试验集中体现的，这些问题中主要的是，在电弧管非被动故障的情况下，在余下的碎片中缺少坚固性，以及在处理过程中没有保持轴向位置。
如下所述，本发明解决了这些问题。
现在参见图2，其示出了用于电弧管-罩组件52(参见图3-5)的支架50，其包括一个平面圆板54，其具有许多间隔位于圆板外围的罩-支架臂56，并在第一方向58延伸；至少两个电弧管支架臂60，其在相反的方向62延伸，以把电弧管52a水平地安置在罩52b中；以及至少一个电弧管锁定片64，其在相反方向62延伸，以把电弧管52a轴向地安置在罩52b中。
平面圆板54上提供有多个通气孔82，其大小，在电弧管非被动故障的情况下，允许加压的气体排出，但是禁止与轴平行的电弧管碎片通过。
平面圆板54优选是金属的，并且在更优选的实施例中该圆板是不锈钢的。如果在灯的制造中使用磁性设备，该圆板可以是镀镍层的钢或磁性不锈钢，例如SS416。对于非磁性材料，优选的材料是304不锈钢。
图3-5更详细地示出了用于放电灯的电弧管-罩组件52。其中，该组件52包括一个由诸如石英的合适材料制成的圆柱形罩52b，其具有一个纵轴53，并具有一个电弧管52a，其沿着纵轴53同轴地安装在罩52b内。电弧管52a本身是由一个空球体70组成的，其包括一个电弧发生和持续的介质和在空球体70端部相对布置的密封区域43a，每个密封区域43a中安装一个电极44(只示出一个)，并具有包括至少一个凹座74的扁平边72，其中凹座74是由突起74a形成的。在优选实施例中，有两个凹座74和两个突起74a，它们间隔位于密封区域43a的每一边上。平面圆板54被安装在罩的端部，并具有与罩52b接触的罩-支架臂56，其间隔位于圆板的外围，并在第一方向58延伸。在本发明的一个优选实施例中，有三个成120°间隔分开的罩-支架臂56。
至少有两个电弧管支架臂60a，在相反的方向62，从平面圆板54延伸，以将电弧管52a水平地安置在罩52b内。该至少两个臂60a与密封区域43a的扁平边72接合，并且，当通过直接从平面圆板54冲压而制造该臂时，该臂不需要完全相同。例如，如图3所示，一个臂60可以是“T”形的，而在密封区域43a相反侧的臂60a可以是“L”形的。
“T”形臂60和“L”形臂60a，通过把冲压密封圈反向放置得非常接近密封区域的中心，从而提供了一种额外的好处，其中在密封区域的中心，电极引线200以钼带的手段被密封，如已知的。对电弧管密封装置所要求的试验被描述在ANSI78.389中，并需要一个对电弧管的冲击电流。已经发现过去至少一些密封故障是由密封中的过多裂缝导致的，其中裂缝是从电极引线的钼带开始的，然而试验已经强调了这种故障的现象在这里描述的电弧管-罩组件中没有发生。
在本发明的一个优选实施例中，如图5所示，臂60，60a以90°的角度从平面圆板54延伸，所以它们的整个表面与密封区域43a的平面区域72接合。
至少一个，以及优选两个电弧管锁定片64在相反的方向62延伸，以把电弧管52a同轴地安置在罩52b中，锁定片64的终端与突起74a接合。
两个相对放置的凸出耳80被提供在平面圆板54上，以通过焊接附加在框架16上，并被形成为以相对圆板54的平面90°的角度突出。优选的，耳80具有突起84，用于焊接附加到框架16上。已经发现，如果耳80是直的，在冲击试验的过程中，耳到框架的焊接有破裂的倾向。通过提供突起84和导线框架之间的紧密接合，突起84的附加消除了该问题，从而可得到稳固的焊接。
包括由通气孔82形成的辐板(webbing)消除了以壳圆顶破裂为特征的一类故障，例如图1a中所示的圆顶32a，在冲击试验的过程中，该设计已经进一步允许使用更短的罩，即，罩同轴延伸不超过密封区域，这样大大减少了组件的成本。
虽然已经示出并描述了目前对本发明的优选实施例考虑的是什么，但是很明显地，对本领域技术人员来说，在不脱离由本发明所附权利要求限定的范围内，这里可以进行各种变化和修改。
权利要求
1.一种用于电弧管-罩组件的支架，包括一个平面圆板，其具有许多间隔位于圆板外围的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少两个电弧管支架臂，其从所述圆板形成，并在相反的方向延伸，以把电弧管水平地安置在罩中；以及至少一个电弧管抓取臂，其在相反的方向延伸，以把电弧管轴向地安置在罩中。
2.权利要求1的支架，其中平面圆板包括用于附加到框架的凸出耳。
3.权利要求1的支架，其中该至少两个电弧管支架臂被形成为提供压力给电弧管的相对侧。
4.一种用于放电灯的电弧管-罩组件，该组件包括一个具有纵轴的圆柱形罩；一个电弧管，其沿纵轴同轴地安装在罩内，该电弧管包括一个空球体，其包括电弧发生和持续的介质和在空球体端部相对布置的密封区域，每个密封区域中安装一个电极，并具有包括至少一个凹座的扁平边；以及一个安装在罩的端部的平面圆板，该圆板具有许多间隔位于圆板外围的罩-支架臂，并在第一方向延伸，并和罩接触；至少两个电弧管支架臂，其从所述圆板形成，并在相反的方向延伸，以把电弧管水平地安置在罩中，该至少两个臂与密封区域的扁平边接合；以及至少一个电弧管抓取臂，其在相反的方向延伸，以把电弧管轴向地安置在罩中，该至少一个电弧管抓取臂与凹座接合。
5.在一种电弧放电灯中，具有一个灯壳和一个电弧管-罩组件，其通过安装框架安装在壳内；电导线，用于给电弧管提供电能；以及电弧管内的化学填充物，其在电弧管内形成电弧时产生光；其改进包括用于电弧管-罩组件的支架包括一个平面圆板，其具有许多间隔位于圆板外围的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少两个电弧管支架臂，其从所述圆板形成，并在相反的方向延伸，以把电弧管水平地安置在罩中；以及至少一个电弧管抓取臂，其在相反的方向延伸，以把电弧管轴向地安置在罩中。
6.权利要求5的电弧放电灯，其中平面圆板包括用于附加到框架的凸出耳。
7.权利要求5的电弧放电灯，其中该至少两个电弧管支架臂被形成为提供压力给电弧管的相对侧。
8.一种用于电弧管-罩组件的支架，包括一个平面圆板，其具有许多间隔位于圆板外围的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少两个电弧管支架臂，其在相反的方向延伸，以把电弧管水平地安置在罩中；以及至少一个电弧管锁定片，其在相反的方向延伸，以把电弧管轴向地安置在罩中。
9.权利要求8的支架，其中平面圆板上具有许多通气孔，其大小，在电弧管非被动故障的情况下，允许加压的气体排出，但是禁止与轴平行的电弧管碎片通过。
全文摘要
用于电弧管－罩组件(52)的支架(50)，包括一个平面圆板(54)，其具有许多间隔位于圆板外围的罩－支架臂(56)，并在第一方向(58)延伸。至少两个电弧管支架臂(60)在相反的方向(62)延伸，以把电弧管(52a)水平地安置在罩(52b)中；以及至少一个电弧管锁定片(64)在相反方向(62)延伸，以把电弧管(52a)轴向地安置在罩(52b)中。平面圆板(54)上提供有多个通气孔(82)，其大小，在电弧管非被动故障的情况下，允许加压的气体排出，但是禁止与轴平行的电弧管碎片通过。
文档编号H01J61/30GK1956139SQ20061014950
公开日2007年5月2日 申请日期2006年10月6日 优先权日2005年10月6日
发明者R·A·金斯顿, E·L·麦克库洛格, K·A·普罗沃斯特, E·F·韦纳 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司