专利名称：单端陶瓷放电灯的制作方法
单端陶乾放电灯
背景技术：
已公开了双端陶资放电灯，即其中电极从对置的侧1陶瓷放电容器
的灯。例如，美国专利5,721,465描述了一种带有圆柱形陶瓷体的氙气弧 光灯，椭圆形反射器模制到该陶瓷体中并且石英窗安^反射器对面。该 灯具有对置的电极 一个电极^^射器底座延伸到放电容器中，另一电极 从窗所位于的对面的侧(即发光端)延伸。相似的配置可以在美国专利 6，200，005， 6，285，131， 6,351,058， 6,597,087， 6,602,104和6,316,867中找 到。然而，这些灯的共同缺点是窗侧的电极和其安装结构妨碍了一部分光 从窗射出。
也公开了单端陶乾放电灯，例如其中电极从同一侧进入放电容器的 灯。例如，欧洲专利申请EP1 111 654 Al描述了几种单端配置。虽然示 出了带有用于改进光强度分布的、在圆顶中的整体透镜的一个实施例，但 是该放电容器并不另外地试图如在上面所述的双端灯中那样将电弧聚焦。 在美国专利公开2005/0211370和2005/0212433中示出了其他单端灯的例 子，它们描述了不同的电^L/毛细管配置，但也没有提供用于聚焦电弧的 装置。
发明内容
本发明的一个目的是消除现有技术中的缺陷。
本发明的另外的目的是提供一种具有整体光学表面的陶瓷放电灯。
本发明的另一目的是提供一种陶瓷放电灯，其并不具有妨碍所发射的 光的安装结构。
根据本发明的目的，提供了一种单端陶资放电灯，其包括由陶瓷材料 构成的放电容器。该放电容器具有杯状本体部分和柄。杯状本体部分关于 中央轴线旋转对称并且具有内表面、外表面、边缘和基座。柄M座向外 延伸并且具有两个电极组件。透射光的端帽密封到杯状本体部分的边缘 上。端帽和杯状本体部分将包含放电介质的放电腔包围。每个电极组件都具有电极尖端，该电极尖端伸入故电腔中；穿通部，其密封于柄中；以 及用于连接到电源的引线端。电极组件的电极尖端限定了电孤间隙。杯状 本体部分的内表面或者外表面中的至少一个包括光学表面，其中电弧间隙 位于光学表面的焦点处。
图1是本发明的单端陶资放电灯的陶乾放电容器的一个实施例的横 截面图。
图2是本发明的单端陶瓷放电灯的一个实施例的横截面图。
图3是通过图2中所示的灯的柄的线A-A的放大的横截面视图。
图4是图2中所示的灯的第一替选实施例的横截面图。
图5是图2中所示的灯的笫二替选实施例的橫截面图.
图6是图2中所示的灯的第三替选实施例的横截面图。
图7是通过图6中所示的灯的柄的线B-B的放大的横截面视图。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明以及本发明的其他目的、优点和能力，结合上 述附图来参照如下公开内容以及所附的权利要求。
图1是本发明的单端陶瓷放电灯的放电容器10的一个优选实施例的 横截面视图。该放电容器IO由陶瓷材料构成，优选由多晶氧化铝(PCA) 构成，然而可以使用其他陶瓷材料如钇铝石榴石、氮氧化铝或氮化铝。放 电容器10具有杯状(杯形的)本体部分5和从杯状本体部分5的基座23 向外延伸的柄11。杯状本体部分5关于中央轴线20旋转对称并且限定了 放电腔12。凸缘16从开口端21的边缘4向外延伸。所示凸缘16在内缘 具有槽口 14用于容纳并且密封到如图2中所示的透射光的端帽8。开口 3 设置在柄11中用于容纳如图2中所示的电M件。
杯状本体部分5在凸缘16和柄11之间的区域中具有基本上均匀的壁 厚度T.厚度T优选在0.3mm到2.0mm之间，更为优选地为0.8mm。紧 邻凸缘和柄的壁 Mt增厚可以是所希望的，以便增加放电容器的鲁棒性。
杯状本体部分5的内表面7或者外表面29中至少之一成形为光学表面，其可以被设计为反射和/或聚焦由电aut电所发射的光的一部分。优
选地，光学表面包括关于中央轴线20形成的旋转的抛物面，该抛物面旨
在用作抛物线反射器，用于将由放电所发射的光的至少一部分引导到杯状
本体部分5的开口端21外。该光学表面可以被抛光，以增强其反射性， 或者可以被涂敷以反射材料.根据照明应用所需的特定光学特征，光学表 面也可以形成为椭圆形反射器。例如，抛物线^^射器将用于形成更为均匀 的光束图案以进行泛光照明或者车辆前灯应用，而椭圆形及^射器用于将光 聚焦到光导体中或者用于投影应用。其他有用的光学表面包括圓锥曲线反 射器和球形>^射器。
优选的是，利用传统陶瓷模制工艺例如喷射模塑法、注凝成型 (gd-casting )或者等静压成型将放电容器成形为糾件(如所示的那样)。 然而，放电容器可以成形为多个陶瓷件，它们随后通过传统方法来M。 优选地，放电容器的陶瓷材料是不透明的，以便减小通过放电容器的壁从 灯射出的光的量。不是如对于其他放电灯所要求的那样使用半透明的或者 透明的陶瓷，而是能够将不透明的陶瓷用于放电容器，这降低了灯的制造 成本，因为可以使用低纯度的氧化铝粉末.
现在参照图2，其中示出了单端陶瓷灯的一个实施例的横截面图。所 示透射光的端帽8密封到杯状本体部分5的边缘4，因此包围放电腔12。 优选地，透射光的端帽8;lj^度在lmm量级的、扁平的、圆形的蓝宝石 窗。然而，也可以使用其他透明的或者半透明的陶瓷材料，例如多晶氧化 铝、石英或者氮氧化铝。端帽8还可以具有圆顶形(图4)或者透镜形(图 5),以进一步影响通过端帽出射的光的分布。端帽8可以借助如在现有技
fit)或者借助玻璃料材料而密封到边缘4上。在此实施例中，端帽8是位 于在凸缘16的内缘中成形的槽口 14中的扁平的、圆形的蓝宝石窗。该窗 于是通it^放电容器烧结期间不同的收缩而密封到凸缘上。当制造过程需 要将电极组件通it^t电容器的开口端21插入开口 3中时，于是优选使用 玻璃料材料来将窗密封到凸缘上。当电极尖端9朝着彼此成角度时，该插 入方法是特别有利的。在图4和5中示出了使用玻璃料或者共晶材料的其 他密封配置。虽然是优选的，但不是必须在开口端21的边缘4处形成凸 缘来密封到端帽8。例如，扁平的圆形蓝宝石窗可以借助共晶材料如现有 技术中已知的￥203-入1203直接密封到扁平环形的PCA边缘表面。
再次参照图2，柄11^座23向外延伸并且具有两个开口 3，它们让电极组件2通过。每个电极组件2典型地具有三个部分电极尖端9， 穿通部17以及用于将灯连接到电源(未示出)的引线端15。柄11优选 位于中央轴线20中心。图3中示出了通过线A-A的柄11的放大的横截 面。在该实施例中，柄11的横截面轮廓一般为椭圆形，然而可能的是使
楔形柄。
电极组件2的穿通部17在其相应的开口 3用玻璃料材料19密封。为 此优选的玻璃料材料是65%的Dy2(V10。/o的入1203-25%的Si02玻璃料 (重量百分比)。电极组件2可以由单独的部分组成，它们被焊接或者要 不然^在一起，或者电极组件可以成形为单个件，例如鵠丝或者钼丝。 图2中所示的电极尖端9具有焊接到尖端上的线團，该线闺形成电弧附着 点。然而，电极尖端9可以如图6中所示的那样没有线團地成形。在此实 施例中，内表面7和外表面29成形为抛物线反射器，电极尖端9之间的 出现电Wt电的间隙6近似位于内抛物面的焦点处。然而，在一些实施例 中，可能希望将电弧间隙设置在两个抛物面的焦点之间的中间位置处或者 甚至设置在外抛物面的焦点处。窄的电弧间隙是优选的，以便更好地利用 抛物线^^射器的光学特性。
放电介质容纳于放电腔12中。优选地，放电介质包含固体J^H" 25 和惰性气体例如氩气或者氙气。更为优选的是，固体填料25包含至少一 种金属卣化物例如NaI，以及Dyls、 Tm3、 HoI3、 TII和LiI的某种组合 物。金属卣化物痴阡也可以与少量汞组合。根据所需要的由灯发射的光的 频错，其他放电介质包括高压氙气或者汞。
在图4中所示的第一替选实施例中，单端陶瓷灯具有圆顶状端帽8，， 其通it^L璃料材料30密封到凸缘16，。玻璃料材料30包含在凹槽32中。 端帽8，延伸到凸缘16，的外缘并且密封到凸缘16，的顶面，而不是位于槽 口中.玻璃料材料30可以是传统的玻璃料如Dy203-Al203-Si02,或可以是 共晶材料如Y203-A1203。
在图5中所示的第二替选实施例中，端帽8"具有透镜部分38用于聚 焦由该灯发射的光.具有形成在端帽8"中的透镜对于其中需要将光聚焦 到光导例如光纤束中的应用而言是特别有利的。类似于图4中所示的实施 例，端帽8"延伸到凸缘16"的外缘。然而，玻璃料材料30包含于形成在 凸缘16"的外端部中的槽口 14，中。此外，杯状本体部分5的外表面29设 置有涂层27。该涂层可以是暗的、吸收光的涂层例如鴒/氧化铝金属陶瓷，
8其被设计用于进一步减小从灯的背部射出的光的量。涂层27也可以M 射性涂层，其设计用于将;5L^射回放电腔12，因此增加了从端帽8"射出 的光的量。反射性涂层也可以包含多层二色性涂层，其设计用于>^射可见 辐射并且让红外辐射通过并且射出灯的背部。在某些情况下也可能希望涂 层将红外辐射反射回放电容器内表面。这样的涂层必须特别是当灯在运行 时能够经受住放电容器内的环境，同时保持其反射特性。
在图6和7中所示的第三替选实施例中，柄ll，具有宽的单个开口 37, 其容纳陶瓷插入物35。在此实施例中，电极组件2，包含鴒丝或者鵠合金 丝，其直接密封到插入物35中而不需要玻璃料材料。这在图7中可以更 清楚地看到，图7是通过线B-B的柄11，的横截面。该柄配置允许在将电 极插入放电容器之前固定这些电极的取向。此外，允许电极尖端9，朝着彼 此形成角度以防止电弧沿电极组件向下移动。由于提高了固定电弧位置的 能力，可以实现更窄的电弧间隙6. —旦电极已固定在插入物35中，则 插入物35于是可以借助玻璃料材料或者无需玻璃料材料地密封在开口 37 中。该单端灯的实施例也示出有紧密配合的金属反射器40，该金属反射 器利用轴环42安装在柄ll，上。也没有使用固体填料。相反，放电腔12 仅仅包含气态填料如氙气。
已示出并且描述了目前应视为本发明的优选实施例的内容，然而对于 本领域技术人员而言明显的是，在不离开如所附权利要求限定的本发明的 范围的情况下可以进行各种改变和修改。
权利要求
1.一种单端陶瓷放电灯，包括由陶瓷材料构成的放电容器，该放电容器具有杯状本体部分和柄，该杯状本体部分关于中央轴线旋转对称并且具有内表面、外表面、边缘和基座，该柄从基座向外延伸并且具有两个电极组件；密封到杯状本体部分的边缘上的透射光的端帽，该端帽和杯状本体部分包围放电腔，该放电腔包含放电介质；每个电极组件具有伸入到放电腔中的电极尖端、密封在柄中的穿通部和用于连接到电源的引线端，电极组件的电极尖端限定电弧间隙；以及杯状本体部分的内表面或者外表面中的至少之一包括光学表面，其中电弧间隙位于光学表面的焦点处。
2. 根据权利要求l所述的放电灯，其中光学表面是抛物线反射器。
3. 根据权利要求1所述的放电灯，其中光学表面是椭圆反射器。
4. 根据权利要求1所述的放电灯，其中柄具有两个开口，每个开口 都容纳电极组件之一，并且电极组件的穿通部借助玻璃料材料密封在相应 的开口中。
5. 根据权利要求1所述的放电灯，其中柄具有单个开口以容纳陶瓷 插入物，并且电极组件被密封在陶瓷插入物中，该陶瓷插入物位于并且密 封于单个开口中。
6. 根据权利要求5所述的放电灯，其中电极组件的电极尖端朝着彼 此成角度。
7. 根据权利要求1所述的放电灯，其中透射光的端帽是圆顶形。
8. 根据权利要求1所述的放电灯，其中透射光的端帽具有透镜部分。
9. 根据权利要求1所述的放电灯，其中杯状本体部分的边缘具有凸 缘，该凸缘具有成形在内缘中的槽口用于容纳透射光的端帽。
10. 根据权利要求9所述的放电灯，其中透射光的端帽是扁平的、圆 形的蓝宝石窗，该窗通过it^配合密封到边缘。
11. 根据权利要求l所述的放电灯，其中杯状本体部分的边缘具有凸 缘，该凸缘具有成形在外缘上的槽口，该槽口包含将透射光的端帽密封到边缘的玻璃料材料.
12. 根据权利要求1所述的放电灯，其中杯状本体部分的边缘具有凸 缘，该凸缘具有凹槽，该凹槽包含将透射光的端帽密封到边缘的玻璃料材 料'
13. 根据权利要求1所述的放电灯，其中该灯具有安装在柄上的紧密 配合的金属反射器。
14. 根据权利要求1所述的放电灯，其中外表面具有涂层.
15. 根据权利要求14所述的放电灯，其中涂层是鵠-氧化铝金属陶瓷。
16. 根据权利要求14所述的放电灯，其中涂层是多层二色性涂层。
17. 根据权利要求1所述的放电灯，其中灯在内表面上具有反射性涂 层，并且内表面包括光学表面。
18. —种单端陶乾放电灯，包括由多晶氧化铝构成的放电容器，该放电容器具有杯状本体部分和柄， 该杯状本体部分关于中央轴线旋转对称并且具有边缘、基座和内反射表面，该内反射表面包括抛物线>^射器或者椭圆反射器，该杯状本体部分具 有在边缘和基座之间的区域中基本上均匀的壁厚，柄M座向外延伸并且 具有两个电^件；密封到杯状本体部分的边缘的蓝宝石窗，该窗和杯状本体部分包围放 电腔，该放电腔包^"故电^h质；以及每个电极组件具有伸入到放电腔中的电极尖端、密封在柄中的穿通部 和用于连接到电源的引线端，电极尖端限定电弧间隙，电弧间隙位于内反 射表面的焦点处。
19. 根据权利要求18所述的放电灯，其中壁厚为0.3mm到2.0mm。
20. 根据权利要求18所述的放电灯，其中壁厚为0.8 1加。
21. 根据权利要求18所述的放电灯，其中多晶氧化铝是不透明的.
22. 根据权利要求18所述的放电灯，其中柄具有两个开口，每个开 口容纳电极组件之一，并且电极组件的穿通部借助玻璃料材料密封在相应 的开口中。
23. 根据权利要求18所述的放电灯，其中柄具有单个开口以容纳陶 资插入物，并且电极组件密封在陶瓷插入物中，该陶瓷插入物位于并且密封在单个开口中。
24. 根据权利要求18所述的放电灯，其中放电容器的外表面具有包 括鵠/氧化铝金属陶瓷的涂层或者多层二色性涂层。
25. 根据权利要求18所述的放电灯，其中该灯具有在内哀Jt表面上 的^^射性涂层。
26. 根据权利要求18所述的放电灯，其中该灯具有安装在柄上的紧 密配合的金属反射器。
27. 根据权利要求18所述的放电灯，其中杯状本体部分的边缘具有 凸缘，该凸缘具有形成在用于容纳蓝宝石窗的内缘中的槽口，并且该蓝宝 石窗通过过盈配合密封到边缘。
28. 根据权利要求18所述的放电灯，其中电极尖端朝着彼此形成角度。
全文摘要
本发明描述了一种单端陶瓷放电灯，其具有整体光学表面例如抛物线反射器或者椭圆反射器。单端配置不需要双端灯中的安装结构，特别是在聚焦光束应用中该安装结构会干扰由灯发射的光。
文档编号F21S8/00GK101600899SQ200880003404
公开日2009年12月9日 申请日期2008年2月6日 优先权日2007年2月26日
发明者杰弗里·T·尼尔, 洛里·R·布罗克, 阿琳·黑克尔 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司