專利名稱：用于電弧管－罩組件的支架的制作方法
技術領域：
本申請涉及一種金屬鹵化物電弧放電燈，尤其涉及包括罩的燈。還尤其涉及一種用于電弧管-罩組件的支架。
背景技術：
金屬鹵化物電弧放電燈因為其高發(fā)光效能和長壽命，常常被用于商業(yè)應用。典型的金屬鹵化物電弧放電燈包括石英或熔融石英電弧管，其被密封在硼硅玻璃外殼中。電弧管，自身是密封的，具有密封在相對端的鎢電極，并容納有助于啟動的填充材料，該填充材料包括汞，金屬鹵化物添加劑和稀有氣體。在一些情況下，尤其在高瓦特數(shù)燈中，外殼被氮或另外的惰性氣體填充得小于大氣壓力。在其它情況下，尤其是在低瓦特數(shù)燈中，外殼被抽空。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)理想的是，給金屬鹵化物電弧放電燈提供一個罩，該罩包含一個通常的圓柱形的透光構件，例如石英，其能夠耐受高工作溫度。電弧管和罩被同軸安裝在燈殼內(nèi)，其中電弧管位于罩內(nèi)。優(yōu)選地，罩是一個在兩端開口的管。在其它情況下，罩在一端開口，并在另一端具有一個半球形的結構。用于金屬鹵化物電弧放電燈的罩公開在1988年1月26日授予White等人的美國專利No.4721876；1989年12月19日授予Keeffe等人的美國專利No.4888517；1985年2月12日授予Fohl等人的美國專利No.4499396；1986年4月8日授予Fohl等人的美國專利No.4580989中。請參閱1981年7月28日授予Bechard等人的美國專利No.4281274。罩的支架被展示在2005年8月16日授予Williamson等人的美國專利No.6930443中。
罩對燈的工作有一些有益效果。在具有充氣外殼的燈中，罩減少來自電弧管的對流熱損耗，從而提高燈的發(fā)光輸出和色溫。在具有抽空的外殼的燈中，罩有助于均衡電弧管的溫度。此外，罩有效地減少了鈉損耗。如果電弧管破碎，罩作為一個密封設備可以提高燈的安全性；然而，罩的成本可能是不利的。
電弧管-罩組件的安裝通常依靠各種基片來實現(xiàn)，例如圖1，1a，1b所示的那些。雖然這些基片工作得很好，但是它們的制造和裝配很困難，并且在電弧管非被動故障的情況下，還具有明顯的密封問題，尤其是在碎片的處理中，其可能沿著燈的縱軸被噴出。
此外，在所要求的沖擊試驗期間，已有技術的支架有時允許電弧管充分的移動，從而導致試驗的失敗。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是克服已有技術的缺點。
本發(fā)明的另一個目的是提高金屬鹵化物電弧放電燈的工作性能。
本發(fā)明還有另一個目的，即提供一種電弧管-罩組件，其可以被探測或脈沖啟動燈使用。
在本發(fā)明的一個方面，這些目的是通過用于電弧管-罩組件的支架實現(xiàn)的，該支架包括一個平面圓板，其具有許多間隔位于圓板外圍的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少兩個電弧管支架臂，其從所述圓板形成，并在相反的方向延伸，以把電弧管水平地安置在罩中；以及至少一個電弧管抓取臂，其位于所述相反方向，以把電弧管軸向地安置和保持在罩內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個方面，這些目的是通過用于放電燈的電弧管-罩組件實現(xiàn)的，該組件包括一個具有縱軸的圓柱形罩；一個電弧管，其沿縱軸方向同軸地安裝在罩內(nèi)，該電弧管包括一個空球體，其包括電弧發(fā)生和持續(xù)的介質和在空球體端部相對布置的密封區(qū)域，每個密封區(qū)域中安裝一個電極，并具有包括至少一個凹座的扁平邊；以及一個安裝在罩的端部的平面圓板，該圓板具有許多間隔位于圓板外圍的罩-支架臂，并在第一方向延伸，并和罩接觸；至少兩個電弧管支架臂，其從所述圓板形成，并在相反的方向延伸，以把電弧管水平地安置在罩中，該至少兩個臂與密封區(qū)域的扁平邊接合；以及至少一個電弧管抓取臂，其位于所述相反方向延伸，以把電弧管軸向地安置在罩內(nèi)，該至少一個電弧管抓取臂與凹座接合。
進一步，在本發(fā)明的另一個方面，這些目的是通過提供一種電弧放電燈達到的，該電弧放電燈具有一個燈殼和一個電弧管-罩組件，其通過安裝架安裝在殼內(nèi)；電導線，用于給電弧管提供電能；以及電弧管內(nèi)的化學填充物，其在電弧管內(nèi)形成電弧時產(chǎn)生光；其中為電弧管-罩組件提供了一個支架，該支架包括一個平面圓板，其具有許多間隔位于圓板外圍的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少兩個電弧管支架臂，其從所述圓板形成，并在相反的方向延伸，以把電弧管水平地安置在罩中；以及至少一個電弧管抓取臂，其位于所述相反方向延伸，以把電弧管軸向地安置在罩內(nèi)。
這樣構造的燈具有一個電弧管-罩組件，其中電弧管被水平地和同軸地安置在罩內(nèi)，在某種意義上，可以經(jīng)受得住要求的沖擊試驗，并且，又提供一種更有利的設計，在電弧管的非被動故障的情況下，可以消除平行于軸向的碎片的噴射。


圖1是一種使用電弧管-罩組件的典型電弧放電燈的透視圖；圖1a是一種使用不同的電弧管-罩組件的不同的典型電弧放電燈的正視圖；圖1b是一種使用另一電弧管-罩組件的另一典型電弧放電燈的正視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用于電弧管-罩組件的支架的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的電弧管-罩組件的正視圖；圖4是圖3的組件的端視圖；以及圖5是圖3的組件的相對側的正視圖。
具體實施例方式
為了更好的理解本發(fā)明，及其其它和進一步的目的，優(yōu)勢和能力，結合上述附圖，參考下面公開的內(nèi)容和所附權利要求。
現(xiàn)在更詳細地參考附圖，圖1示出了一個典型的金屬鹵化物電弧放電燈10，其包括燈殼12和電弧管14，它們是通過安裝框架16安裝在殼內(nèi)的。電弧管被安置在罩20內(nèi)，罩20也是被單線安裝框架16支撐的。電能通過基座22，燈桿24和電導線26和28被耦接到電弧管14。如已知的，電弧管容納化學填充物或定量材料，以在其中電弧啟動時，提供光。罩20包括由諸如石英的透光，耐熱材料制成的圓柱形管。
如注意到的，在這個特定的實例中，在燈殼12內(nèi)，安裝框架16既支撐電弧管14又支撐罩20。安裝框架16包括用帶31附加在燈桿24上的金屬支撐桿30。支撐桿在燈殼12的頂端接合向內(nèi)的凸起32。支撐桿30在其中心部位平行于電弧管14和罩20的中心軸。安裝裝置16進一步包括上部夾40和下部夾42，其把電弧管14和罩20固定到支撐桿30上。夾40和42最好通過焊接附加在支撐桿30上。
電極組件以密封的方式被安置在電弧管14的壓-封端43。每個電極組件包括一種合適材料的電極，如鎢，并且在電弧管的內(nèi)部，每個電極組件可以具有一個附加在其一端的線圈；一個附加在電極另一端的鉬密封箔；以及一個附加在鉬密封箔的相對端的內(nèi)部導線，并且該內(nèi)部導線延伸到電弧管的外部，以提供電連接到那里，如在現(xiàn)有技術中已知的一樣。
圖1a描述了一種不同的電弧管-罩安裝裝置，其中電弧管14a被安裝在罩20a中。框架16a由多個導線元件和多個減振器40組成，其中減振器40在燈的頂部接合圓頂32a的內(nèi)壁。本發(fā)明的支架可以和一個或多個導線框架一起使用；然而，在優(yōu)選方式中，使用多個導線框架。
圖1b示出了另一種用于電弧放電燈的電弧管/罩組件。在這里，電弧管164具有中心部分166和相對的壓縮密封裝置168，170，并通過一對環(huán)形安裝元件150安裝在圓柱形罩172內(nèi)。形成在安裝元件150上的突起160摩擦地接合壓縮密封裝置，并通過使用安裝片154使電弧管/罩組件準備好被固定到支撐桿174。圖1b所示的組件在每個環(huán)上應用兩個安裝片154；然而，如果使用圖1所示的支撐裝置，其中使用了一個支撐桿30，環(huán)只需具有一個安裝片154。
雖然上述的所有已有技術的組件已經(jīng)被使用并獲得一些成功，但是，如上所述，還存在各種問題。
如由所要求的沖擊試驗集中體現(xiàn)的，這些問題中主要的是，在電弧管非被動故障的情況下，在余下的碎片中缺少堅固性，以及在處理過程中沒有保持軸向位置。
如下所述，本發(fā)明解決了這些問題。
現(xiàn)在參見圖2，其示出了用于電弧管-罩組件52(參見圖3-5)的支架50，其包括一個平面圓板54，其具有許多間隔位于圓板外圍的罩-支架臂56，并在第一方向58延伸；至少兩個電弧管支架臂60，其在相反的方向62延伸，以把電弧管52a水平地安置在罩52b中；以及至少一個電弧管鎖定片64，其在相反方向62延伸，以把電弧管52a軸向地安置在罩52b中。
平面圓板54上提供有多個通氣孔82，其大小，在電弧管非被動故障的情況下，允許加壓的氣體排出，但是禁止與軸平行的電弧管碎片通過。
平面圓板54優(yōu)選是金屬的，并且在更優(yōu)選的實施例中該圓板是不銹鋼的。如果在燈的制造中使用磁性設備，該圓板可以是鍍鎳層的鋼或磁性不銹鋼，例如SS416。對于非磁性材料，優(yōu)選的材料是304不銹鋼。
圖3-5更詳細地示出了用于放電燈的電弧管-罩組件52。其中，該組件52包括一個由諸如石英的合適材料制成的圓柱形罩52b，其具有一個縱軸53，并具有一個電弧管52a，其沿著縱軸53同軸地安裝在罩52b內(nèi)。電弧管52a本身是由一個空球體70組成的，其包括一個電弧發(fā)生和持續(xù)的介質和在空球體70端部相對布置的密封區(qū)域43a，每個密封區(qū)域43a中安裝一個電極44(只示出一個)，并具有包括至少一個凹座74的扁平邊72，其中凹座74是由突起74a形成的。在優(yōu)選實施例中，有兩個凹座74和兩個突起74a，它們間隔位于密封區(qū)域43a的每一邊上。平面圓板54被安裝在罩的端部，并具有與罩52b接觸的罩-支架臂56，其間隔位于圓板的外圍，并在第一方向58延伸。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，有三個成120°間隔分開的罩-支架臂56。
至少有兩個電弧管支架臂60a，在相反的方向62，從平面圓板54延伸，以將電弧管52a水平地安置在罩52b內(nèi)。該至少兩個臂60a與密封區(qū)域43a的扁平邊72接合，并且，當通過直接從平面圓板54沖壓而制造該臂時，該臂不需要完全相同。例如，如圖3所示，一個臂60可以是“T”形的，而在密封區(qū)域43a相反側的臂60a可以是“L”形的。
“T”形臂60和“L”形臂60a，通過把沖壓密封圈反向放置得非常接近密封區(qū)域的中心，從而提供了一種額外的好處，其中在密封區(qū)域的中心，電極引線200以鉬帶的手段被密封，如已知的。對電弧管密封裝置所要求的試驗被描述在ANSI78.389中，并需要一個對電弧管的沖擊電流。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過去至少一些密封故障是由密封中的過多裂縫導致的，其中裂縫是從電極引線的鉬帶開始的，然而試驗已經(jīng)強調(diào)了這種故障的現(xiàn)象在這里描述的電弧管-罩組件中沒有發(fā)生。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，如圖5所示，臂60，60a以90°的角度從平面圓板54延伸，所以它們的整個表面與密封區(qū)域43a的平面區(qū)域72接合。
至少一個，以及優(yōu)選兩個電弧管鎖定片64在相反的方向62延伸，以把電弧管52a同軸地安置在罩52b中，鎖定片64的終端與突起74a接合。
兩個相對放置的凸出耳80被提供在平面圓板54上，以通過焊接附加在框架16上，并被形成為以相對圓板54的平面90°的角度突出。優(yōu)選的，耳80具有突起84，用于焊接附加到框架16上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果耳80是直的，在沖擊試驗的過程中，耳到框架的焊接有破裂的傾向。通過提供突起84和導線框架之間的緊密接合，突起84的附加消除了該問題，從而可得到穩(wěn)固的焊接。
包括由通氣孔82形成的輻板(webbing)消除了以殼圓頂破裂為特征的一類故障，例如圖1a中所示的圓頂32a，在沖擊試驗的過程中，該設計已經(jīng)進一步允許使用更短的罩，即，罩同軸延伸不超過密封區(qū)域，這樣大大減少了組件的成本。
雖然已經(jīng)示出并描述了目前對本發(fā)明的優(yōu)選實施例考慮的是什么，但是很明顯地，對本領域技術人員來說，在不脫離由本發(fā)明所附權利要求限定的范圍內(nèi)，這里可以進行各種變化和修改。
權利要求
1.一種用于電弧管-罩組件的支架，包括一個平面圓板，其具有許多間隔位于圓板外圍的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少兩個電弧管支架臂，其從所述圓板形成，并在相反的方向延伸，以把電弧管水平地安置在罩中；以及至少一個電弧管抓取臂，其在相反的方向延伸，以把電弧管軸向地安置在罩中。
2.權利要求1的支架，其中平面圓板包括用于附加到框架的凸出耳。
3.權利要求1的支架，其中該至少兩個電弧管支架臂被形成為提供壓力給電弧管的相對側。
4.一種用于放電燈的電弧管-罩組件，該組件包括一個具有縱軸的圓柱形罩；一個電弧管，其沿縱軸同軸地安裝在罩內(nèi)，該電弧管包括一個空球體，其包括電弧發(fā)生和持續(xù)的介質和在空球體端部相對布置的密封區(qū)域，每個密封區(qū)域中安裝一個電極，并具有包括至少一個凹座的扁平邊；以及一個安裝在罩的端部的平面圓板，該圓板具有許多間隔位于圓板外圍的罩-支架臂，并在第一方向延伸，并和罩接觸；至少兩個電弧管支架臂，其從所述圓板形成，并在相反的方向延伸，以把電弧管水平地安置在罩中，該至少兩個臂與密封區(qū)域的扁平邊接合；以及至少一個電弧管抓取臂，其在相反的方向延伸，以把電弧管軸向地安置在罩中，該至少一個電弧管抓取臂與凹座接合。
5.在一種電弧放電燈中，具有一個燈殼和一個電弧管-罩組件，其通過安裝框架安裝在殼內(nèi)；電導線，用于給電弧管提供電能；以及電弧管內(nèi)的化學填充物，其在電弧管內(nèi)形成電弧時產(chǎn)生光；其改進包括用于電弧管-罩組件的支架包括一個平面圓板，其具有許多間隔位于圓板外圍的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少兩個電弧管支架臂，其從所述圓板形成，并在相反的方向延伸，以把電弧管水平地安置在罩中；以及至少一個電弧管抓取臂，其在相反的方向延伸，以把電弧管軸向地安置在罩中。
6.權利要求5的電弧放電燈，其中平面圓板包括用于附加到框架的凸出耳。
7.權利要求5的電弧放電燈，其中該至少兩個電弧管支架臂被形成為提供壓力給電弧管的相對側。
8.一種用于電弧管-罩組件的支架，包括一個平面圓板，其具有許多間隔位于圓板外圍的罩-支架臂，并在第一方向延伸；至少兩個電弧管支架臂，其在相反的方向延伸，以把電弧管水平地安置在罩中；以及至少一個電弧管鎖定片，其在相反的方向延伸，以把電弧管軸向地安置在罩中。
9.權利要求8的支架，其中平面圓板上具有許多通氣孔，其大小，在電弧管非被動故障的情況下，允許加壓的氣體排出，但是禁止與軸平行的電弧管碎片通過。
全文摘要
用于電弧管－罩組件(52)的支架(50)，包括一個平面圓板(54)，其具有許多間隔位于圓板外圍的罩－支架臂(56)，并在第一方向(58)延伸。至少兩個電弧管支架臂(60)在相反的方向(62)延伸，以把電弧管(52a)水平地安置在罩(52b)中；以及至少一個電弧管鎖定片(64)在相反方向(62)延伸，以把電弧管(52a)軸向地安置在罩(52b)中。平面圓板(54)上提供有多個通氣孔(82)，其大小，在電弧管非被動故障的情況下，允許加壓的氣體排出，但是禁止與軸平行的電弧管碎片通過。
文檔編號H01J61/30GK1956139SQ20061014950
公開日2007年5月2日 申請日期2006年10月6日 優(yōu)先權日2005年10月6日
發(fā)明者R·A·金斯頓, E·L·麥克庫洛格, K·A·普羅沃斯特, E·F·韋納 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司