专利名称:工作在电力网电压下的白炽电灯泡的制作方法
本发明涉及工作在电力网电压下的白炽电灯泡，它包括-一个用真空密封方法密封的玻璃灯泡容器，它的一部分围成一个空腔(空腔中装有绕成螺旋形的灯丝)、并且在端部具有压紧的封口(该封口具有两个主表面)，所述玻璃至少含有95%的SiO2(按重量计)，-一片嵌入所述压紧封口中的、平行于该封口的主表面的金属薄片，该薄片的第一端被连接到从压紧封口伸出的外电流导线上，-一根内电流导线，它连接到所述灯丝上、并且从灯泡容器的空腔中伸进压紧封口，然后焊接到金属薄片的第二端上，所述内电流导线在压紧封口中是部分地与压紧封口的玻璃分离的。
英国专利2，072，416(PHN9719)公开了这样一种灯泡。
已知的灯泡在压紧封口内具有第二空腔，位于所述空腔中的内电流导线在第二空腔中的那部分四周是完全与压紧封口的玻璃分离的。所述第二空腔明显地具有以下特征，即，压紧封口的表面具有凸起部分、即褶皱，该褶皱与内电流导线成直角地延伸。其中设置着灯丝的灯泡容器的空腔通过一个窄槽与压紧封口中的第二空腔连通，这是因为在高温下已经形成压紧封口之后，内电流导线的收缩将在较大程度上超过压紧封口的玻璃的收缩。
由于其压紧封口的结构，已知的灯泡具有这样的特性，即，当灯丝断裂时所能形成的放电电弧(该电弧能够熔掉灯丝和内电流导线的碎片)将及时熄灭。因此，虽然在装配灯泡时不使用任何附加的另件，但是该灯泡依然具有一种装在内部的保险丝的功能。
因为所述灯泡往往用于不装备保险丝的光源中，所以白炽灯泡具有装在内部的保险丝是重要的。在灯泡缺少装在内部的保险丝的情况下，当在灯泡寿命终结、灯丝断裂后产生放电电弧时，通过该灯泡的电流可增加到这样的程度、以致于使灯泡爆炸或者使与该灯泡连接的设备的保险丝熔化。
已知的灯泡的一个缺点是它的结构使其制造是费时的，因为，由于只有通过窄槽才能从安装灯丝的空腔进入所述第二空腔的空间、故只能极困难地对压紧封口中的第二空腔进行清洗和排气。
另一个缺点是这种灯泡的制造需要产生明显不同的压紧封口的外形的各种压紧装置。因此，当制造不需要保险丝功能以及不需要或者必须不具有大偏差的压紧表面外形的灯泡时，必须在生产设备上安装其他压紧装置。
本发明的目的是消除这些缺点、并且提供一种具有如下结构的灯泡这种结构不仅能在不使用各种附加元件的情况下履行装在内部的保险丝的功能，而且能被简单地和快速地实现以及能够用各种标准的压紧装置来制造，这些压紧装置还能用于其他类型的灯泡、例如低压灯泡。
根据本发明，在开头一节中所描述的那种类型的灯泡中所以能达到这一目的者，是因为在内电流导线上方的压紧封口的各主表面具有一个凸起部分，该凸起部分从灯泡容器围成其空腔的部分伸到超过金属薄片的第二端的范围、并且具有等于内电流导线直径的某一倍数的宽度;还因为所述内电流导线具有至多大约200微米的导线厚度。
由于压紧封口的各主表面上的凸起部分，在所述内电流导线的任一侧的平行于所述各主表面的平面内存在一个空间;由于这个空间的结果，所述电流导线在所述两侧都是与压紧封口的玻璃分离的。在通过内电流导线的、与所述各主表面垂直的平面内，尽管有各凸起部分，玻璃一般仍然是与电流导线接触的。实验已经证明，这种几何结构导致当所述电弧熔掉灯丝的碎片和内电流导体后到达压紧封口时，该放电电弧即熄灭。
按照本发明的灯泡具有非常可靠的保险丝功能，却不需要任何用于实现所述功能的附加零件。此外，这种功能所要求的压紧封口的变化是很小的，因此各压紧装置能够用于很多类型的灯泡。该灯泡具有能够被快速和容易地实现的简单结构。在灯泡制造过程中，所述灯泡容器易于清洗和排气，即，比没有保险丝功能的普通灯泡以及根据开头一节中提到的书的灯泡更易于清洗和排气。关于这个问题可说明如下。
由于灯泡容器的玻璃的膨胀系数非常小，所以事实上具有比它大得多的膨胀系数的内电流导线不能以真空密封的方式嵌入在压紧封口中。沿着所述电流导线总是存在延伸到所述电流导线与所述金属薄片的焊点之外的窄槽。然而，该窄槽是如此地窄，以致使所述电流导线事实上接触压紧封口的玻璃。在传统的灯泡制造过程中，还必须从这个窄槽中去除挥发性物质成份。在根据上述英国书的灯泡的制造过程中，甚至还必须经由这样的槽对压紧封口中的第二空腔抽气。然而，在根据本发明的灯泡中，由于内电流导线两侧的通过金属薄片的平面内存在一个空间，所以在该平面内这个窄槽是比较宽的。借助具有仅仅6倍的放大倍数的放大镜，能够非常清楚地看到所述空间。
实验已经证明，根据本发明的措施导致灯泡容器中破坏压紧封口的气体压力的减小。毁坏性气体压力已经测得为30巴。然而，当灯泡工作在各种正常条件下，是达不到这样的压力的。尽管如此，值得重视，已经找到一种提高能够导致压紧封口破坏的气体压力的措施，这是因为它使灯泡具有比较大的安全范围和比较大的可容许的离散范围。所述措施在于在压紧封口的各主表面上设置一些凹陷区，这些凹陷区邻接灯泡容器的围成其空腔的那一部分以及所述各主表面的凸起部分。当具有比各主表面的表面低0.2毫米的各凹陷区时，发现毁坏性气体压力可增加到至少50巴。
根据本发明的措施对于具有小于1000瓦功率的各种电力网电压灯泡来说是特别重要的。更大功率的灯泡具有由如此厚度的金属导线构成的灯丝，以致使放电电弧不会把所述金属导线熔掉。因此，所述灯泡的碎片保持与可能形成的放电电弧串联连接的状态，从而限制了电弧电流。因此，在这样一些灯泡中不需要装在内部的保险丝。
为了实现在内电流导线的两侧形成一个空间，在压紧封口的各主表面上凸起部分必须具有相当大的宽度。该宽度与内电流导线的直径有关。当该内电流导线是双螺旋(C.C.)灯丝的绕成螺旋形的(C.C.)端部时，该凸起部分的最小宽度大于当该内电流导体是绕制灯丝的导线的直线端时该凸起部分的最小宽度。凸起部分的宽度应当是内电流导线直径的某一倍数，例如五倍或者更多倍。该凸起部分一般在所述各主表面上高出十分之几毫米，例如0.4或0.5毫米。
内电流导线可以是可螺旋形绕制的灯丝的一端。另一方面，内电流导线也可以是装入灯丝中或者环绕着灯丝装配的分立体。为了避免该内电流导线可能起一种能够维持放电电弧的电极的作用，所述电流导线具有至多约200微米的导线厚度。
根据本发明的灯泡可以具有两个压紧封口，其中的每一个中嵌入一片金属薄片，或者具有一个压紧封口，其中嵌入两片金属薄片。在这两种情况下，可以只在两根内电流导线中的一根的上方、或者在它们中的每一根的上方、在压紧封口(各压紧封口)的各主表面上存在相应的各凸起部分。
该灯泡可以具有含卤的填充气体。
应当指出，在联邦德国实用新型专利公告1952883中描述了一种白炽灯泡，在该灯泡中，在内电流导线的上方，压紧封口的各主表面具有两倍于所述导线的直径的宽度的凸起部分。在外电流导线的上方形成一个类似的凸起部分。这些凸起部分的共同目的在于当形成所述封口时避免金属薄片破裂。各凸起部分并不导致在内电流导线的两侧形成一个空间的原因在于所述凸起部分太窄而不能达到这个目的。正因为这个原因，所以对这种灯泡来说就得不到一种保险丝功能。此外，该内电流导线是很厚的导线，它象一个电极一样、使放电电弧得以维持。当发生故障的时候，由于在各内电流导线和灯丝的一些碎片上维持有放电电弧，所以电弧电流会增加到非常高的值因而使灯泡爆炸。
在附图中将示出根据本发明的电力网电压白炽灯泡的一个实施例。在这些附图中图1是灯泡的侧视图;
图2是示于图1中的灯泡旋转90°后的侧视图;
图3表示在图1中的Ⅲ-Ⅲ面上所取的横截面图。
在各图中，该灯泡具有一个玻璃灯泡容器，它处于真空密封状态。所述玻璃具有至少95%的SiO2含量(按重量计);所述玻璃由、例如石英玻璃构成。灯泡容器1的一部分2围成一个空腔3，绕成螺旋形的灯丝4被设置在该空腔中，并且在端部具有压紧封口5。图中所示的灯泡具有第二压紧封口6。压紧封口5具有两个主表面7和8。
金属薄片9(10)(例如由钼制成的)被嵌入压紧封口5(6)、这些金属薄片平行于主表面7和8。金属薄片9(10)在其第一端11与外电流导线12(13)(例如由钼制成)连接，该外电流导线伸出压紧封口5(6)。
内电流导线14(15)(即图中被连接到所述灯丝4并且从空腔3伸入压紧封口(6)的、所述双螺旋钨灯丝4的螺旋形肢状物)被焊接到金属薄片9(10)的第二端16上。内电流导线14在压紧封口5中是部分地与该封口的玻璃分离的。
在内电流导线14的上方、压紧封口5的主表面7和8具有凸起部分17和18，后者从灯泡容器1的围成空腔3的部分2伸到超过金属薄片9的第二端16的范围、并具有宽度W(图1)(即，一个横跨内电流导线14的尺寸)、该宽度是内电流导线14的直径的某一倍数。内电流导线14具有最大为200微米的导线厚度。
压紧封口5的主表面7和8具有凹陷区19、20、21和22，这些凹陷区与灯泡容器1的围成其空腔3的部分2以及所述主表面7和8的凸起部分17和18相邻接。
图1表明，内电流导线14在其两侧平行于主表面7和8的平面内具有由空腔3收缩而成的空间23(也参见图3)。
具有各附图中所示形状的灯泡在220伏电压下消耗500瓦功率。该灯泡具有压力为2.5巴的由氩气和1.5%CH Br构成的(按体积计)填充气体。各内电流导线由双螺旋灯丝的螺旋形肢状物构成、并且具有433微米的直径和121微米的导线厚度。
在压紧封口的两个主表面的每一个上、在内电流导线的上方设置具有宽度W为4毫米的凸起部分。该凸起部分在压紧封口的表面上突出大约0.4毫米。在各凸起部分的任一侧，存在具有大约0.2毫米深度的凹陷区。
在某一实验中，把所述灯丝的一半短路。该灯泡在150伏电压下工作了60秒钟，此后，把工作电压突然提高到260伏。该灯丝的非短路部分烧尽、并看到放电电弧。在所有情况下(28个灯泡)，该电弧在10毫秒之内熄灭。在没有根据本发明的措施的各灯泡中，在相同的各条件下、总是接着发生爆炸。在各试验灯泡中，金属薄片9的端部16和灯泡容器1的空腔3之间的距离可在从2.5毫米至6.5毫米的范围内变化。
打算使图中所示的那种类型的、但具有由灯丝(具有螺旋形灯丝)的直的肢状物构成的各内电流导线(导线直径164微米)的一些灯泡在工作电压为120伏时消耗500瓦功率。在正常工作期间，可借助激光使内电流导线或者灯丝熔化。那时所产生的放电电弧一到压紧封口即熄灭而不发生爆炸。
权利要求
1.一种工作在电力网电压下的白炽电灯泡，它包括-一个真空密封的玻璃灯泡容器，该容器的一部分围成其中装有绕成螺旋形的灯丝的空腔，该容器在端部有一个具有两个主表面的压紧封口，所述玻璃按重量计含有至少95%的SiO2，-一片嵌入所述压紧封口中的、平行于其主表面的金属薄片，该金属薄片在其第一端与伸出该压紧封口的外电流导线连接，-与所述灯丝连接并从该灯泡容器的空腔伸进压紧封口的内电流导线，该导线被焊接到所述金属薄片的第二端，所述内电流导线在压紧封口中是部分地与压紧封口的玻璃分离的，该灯泡的特征在于-所述压紧封口的所述主表面在所述内电流导线的上方具有一个凸起部分，该凸起部分从灯泡容器的围成其空腔的部分延伸到超过所述金属薄片的所述第二端的范围、并且具有等于所述内电流导线的直径的某一倍数的宽度，-所述内电流导线具有最大约200微米的导线厚度。
2.如权项1中所要求的电灯泡，其特征在于所述压紧封口的所述主表面具有一些与所述灯泡容器的围成其空腔的部分以及所述主表面的凸起部分相邻接的凹陷区。
专利摘要
工作在电力网电压的白炽电灯泡具有玻璃灯泡容器1，后者备有其中嵌入金属薄片9的压紧封口5，该薄片与延伸到灯丝4的内电流导线14连接。封口5的主表面7、8在内电流导线上方有凸起部分17、18，结果，在封口5中电流导线14的任一侧存在空间23。凹陷区19至22增加了抗抵灯泡容器1的压力的能力。如果内电流导线14有至多200微米的直径，则当灯泡容器中所能产生的放电电弧已到达压紧封口时，该电弧即熄灭。
文档编号H01K1/66GK87108029SQ87108029
公开日1988年6月8日 申请日期1987年11月25日
发明者利奥·法兰斯·玛丽亚·奥姆 申请人:菲利浦光灯制造公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan