用于真空灯泡的自定心组件及真空灯泡的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及真空灯泡领域，并且更具体地涉及真空灯泡的组装领域。
【背景技术】
[0002] 真空灯泡通常为轴对称形状，并且包括基本为圆柱形的泡体。因此泡体的对称轴 定义了真空灯泡的对称轴。
[0003] 为了限制电弧的风险并在灯泡中获得分布良好的电磁场，组成这种真空灯泡的各 个元件如接头、挡板甚至灯罩都必须相对于泡体的对称轴满足同心度。灯泡元件和泡体的 同心问题特别存在于下述情况，即真空灯泡用于断路器而进行二次成型的情况。实际上，在 这种构造中，灯泡是否同心决定了绝缘二次成型的厚度，其转而直接影响断路器的介电性 能。
[0004] 在确保制造真空灯泡方面同心度仍是难点。实际上，真空灯泡的组装可能需要温 度上升周期，特别是考虑到焊接步骤。然而这些灯泡元件在温度上升时的热膨胀可产生关 于对称轴的错位。
[0005] 由于以上原因，不大幅增加真空灯泡的制造成本下难以在灯泡元件和泡体之间提 供良好的同心度。
[0006] 为了克服该缺点，已知的是采用中心定位系统来装备灯泡元件，该中心定位系统 适于将真空灯泡元件相对于该元件所装备的泡体的轴来对准中心。每个灯泡元件通过这种 中心定位系统而形成用于真空灯泡的自定心组件。
[0007] 这些对中定位系统可采用分布在元件外周的弹性薄片或压花的任一种形式，以使 这些弹性薄片或压花插入在元件和泡体之间，以使元件被中心定位。从而这种中心定位系 统在灯泡组装时尤其是在温度上升周期通过对靠泡体使元件固定就位。
[0008] 这种系统，即使其提供了真空灯泡元件的中心定位，然而也不完全令人满意。
[0009] 关于采用薄片，薄片会由于其形状而引起其电气耐压性的下降从而产生三相点， 并且其在元件中由穿孔方法而形成的情况下会留下小孔。这种薄片，当转移到待中心定位 的灯泡元件上时，通常需要扩张的步骤，如焊接，来设置到所述元件上。此外，这些薄片的定 位应当精确以保证待中心定位的各元件的中心定位一致。
[0010] 至于压花，其不具有弹性薄片的特性。因此需要其形状精确适于允许"热"中心定 位，以吸收由热膨胀引起的变形。除了这种大规模工程和调整需要，元件并非容纳在"冷"泡 体中的事实，对于加热周期前的所有传送操作而言是尤其棘手的，该传送操作将确保进行 中心定位。实际上，这些传送操作中的任何震动都可能引起中心偏离，而其并非总能通过压 花的热膨胀来纠正。
[0011] 由于所有这些原因，无论保留在弹性薄片和压花中，哪种类型的中心定位系统，其 都不能确保用包括这些中心定位系统的自定心组件来组装的真空灯泡具有所需的同心构 造。相应地，尽管使用这些中心定位系统，也有必要进行分类，以除去不符合要求的真空灯 泡。
【发明内容】
[0012] 本发明目的在于至少部分克服上述问题并且更具体的目的是提供自定心组件，其 中心定位系统同时允许"冷"元件中心定位或"热"元件中心定位，并且其与基于薄片的中 心定位系统不同，不会引起由所述组件装备的灯泡的电气耐压性下降。
[0013] 通过"冷"或"热"中心定位，本文以上和其余部分想要分别实现常温温度即10至 50°C的中心定位，以及高于400°C且优选在800°C-850°C温度量级的中心定位。
[0014] 基于该目标，本发明涉及用于真空灯泡的自定心组件，其包括
[0015]-灯泡元件，在将其安装至泡体部件时，相对至少一个泡体部件的轴线来中心定 位；
[0016] -中心定位系统，用于将灯泡元件相对于泡体部件的轴线来中心定位。
[0017]该系统包括至少一个线圈弹簧，其线圈沿弹簧的中心线分布，弹簧及其中心线相 配以使在泡体部件中安装灯泡元件时，弹簧的多个线圈通过与灯泡元件和泡体部件两者接 触而插入灯泡元件和泡体之间。
[0018] 这种自定心组件得益于线圈弹簧的固有弹性，并由此允许灯泡组件具有相对泡体 部件"冷"与"热"中心定位的元件。此外，灯泡元件的中心定位是相对稳定的，因为，其通 过插入在灯泡元件和泡体间的线圈在多个点提供了中心定位。以该方式，具有这种自定心 组件的真空灯泡在传输操作时不具有特别的风险，无论其是在温度上升周期前还是上升周 期后进行。此外，由于线圈弹簧的形状，任何与三相点有关的问题被避免，并且包括这种自 定心组件的灯泡没有与中心定位系统相关的电气耐压性的降低。
[0019] 此外，由于弹簧弹性以及沿弹簧所获得的中心定位，有可能减少与元件平均半径 偏差有关的公差。当然，由于灯泡元件和泡体间由线圈所提供的大量接触点，这种弹簧将允 许这些轴对称缺陷被补偿。这种放松对真空灯泡元件制造要求的可能性，由此能够降低真 空灯泡的制造成本。
[0020] 线圈弹簧的表示方式"弹簧的线圈"在本文以上和其余部分的意思为，弹簧形成一 个线圈的弹簧长度，即为弹簧在相对中心线的相同角度位置上的两个连续位置之间的弹簧 长度。更普遍的是，这样的一线圈对应着一个弹簧圈。
[0021] 中心线可以是曲线也可以是直线。
[0022] 中心线可以是圆圈的一段弧线，优选的是一个完整圆圈以形成一个环状弹簧。
[0023]具有这样的中心线，弹簧特别适于插入到轴对称的两个元件之间，例如泡体和灯 泡元件之间以使它们同心。
[0024] "圆圈的弧"在本文以上和其余部分的意思为，圆圈的一段圆弧的弧度角在10°至 360°之间，后者特别可以采取以下值：30°、45°、60°、90°、120°、150°、180°。
[0025]线圈是可以被分离的。
[0026] 由于线圈的这种特性，线圈可以各自独立形变，以更好地分布其间的张力，并且由 此更好地吸收灯泡元件和泡体之间可能产生的同心偏差。
[0027]该弹簧可为倾斜的线圈弹簧，各线圈具有Θ的倾斜角。
[0028]线圈的这种倾斜允许弹簧将修正灯泡的倾斜而承受的压力部分吸收。这样，即使 具有较高的同心偏差，弹簧也可能使灯泡元件相对泡体有合适的中心定位。
[0029] 倾斜线圈弹簧的"倾斜角"在本文以上和其余部分的意思为，形成在线圈和垂直于 弹簧轴线的平面之间的Θ角。从几何角度说，线圈的倾斜度由穿过线圈两端正中的直线以 及同一段线圈的中间点来定义，该中间点即为线圈的顶点，其与所述两端相对。倾斜角对于 本领域技术人员也可由以下方程来定义：
[0030]
[0031] 其中c为倾斜幅度（线圈顶点相对螺旋线圈的偏移的轴向距离），d为线圈直径。
[0032] 真空灯泡元件可包括配置成在弹簧插入灯泡元件和泡体部件时保持弹簧位置的 保持系统，所述保持系统优选为弹簧接收沟槽，其提供在灯泡元件中。
[0033] 由此，这种组件在组装灯泡时降低了移动弹簧的风险，由于弹簧的这种移动而引 起的离心风险也被降低。
[0034] 灯泡元件可从包括固定真空灯泡挡板、可移动真空灯泡挡板和真空灯泡罩的组中 选择。
[0035]自定心组件可进一步包括形成三相点挡板的各独立件。
[0036] 弹簧可采用融化温度低于灯泡元件材料融化温度的材料制成，由此弹簧可用作在 将灯泡元件安装到泡体部件时，将灯泡元件焊接至泡体部件的步骤中的填充材料。
[0037] 这种中心定位系统特别有利，因其同时提供了中心定位功能和将元件附加在泡体 中的功能。
[0038] 弹簧可由从以下组中选择的材料制成，该组包括铁、不锈钢、铜、银以及包括至少 一种以上金属的合金，弹簧优选地由铜-银合金制成。
[0039] 本发明也涉及一种真空灯泡，包括至少一个泡体且其特征在于其包括根据本发明 的自定心组件。
[0040] 这种灯泡可以被容易地组装，因为当通过根据本发明原理的中心定位系统被组装 时，包括它的各元件的至少一部分可被中心定位。
[0041] 泡体可包括保持系统，其构造成将弹簧固定，当其插入灯泡元件和泡体部件时，所 述保持系统优选地为一弹簧容纳沟槽，其提供在灯泡元件中。
[0042] 本发明也涉及一种将灯泡元件中心定位到泡体中的方法，其包括以下步骤：
[0043]-提供待中心定位的灯泡元件，
[0044]-提供线圈弹簧以和灯泡元件一起形成自定心组件，
[0045]-提供至少一个泡体部件，
[0046]-将自定心组件安装到一个泡体部件中，灯泡元件由弹簧相对于所述泡体部件中 心定位。
[0047] 这种方法允许将具有至少一部分元件的灯泡组件很好的中心定位，其中，其中心 定位根据本发明的原理实现。
【附图说明】
[0048] 本发明基于阅读示例性实施例的说明将被更好的理解，其仅以指示的方式给出而 不出于限制的目的，参考以下附图，其中：
[0049]-图1示意性的示出根据本发明的包括多个自定心组件的示例性真空灯泡的横截 面，