專利名稱：高壓放電燈中的電極桿保持裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高壓放電燈，并且特別是涉及固定電極桿的問題。
背景技術：
高壓放電燈在通常由石英玻璃構成的放電容器中包含電極桿，在這些電極桿之間 點燃并且維持放電來產生光。通常，電極桿具有加厚的電極頭。這種燈不僅用于產生可見 光，而且例如也用作UV輻射器，這在下面在術語“燈”中應當被一同包括。電極桿被保持在通常稱為“燈柄”的放電容器端部區(qū)域中并且在那里被接觸。在 設計和制造高壓放電燈方面的許多技術標準中，目前電極桿在燈柄中的機械保持的穩(wěn)定性 和可靠性不是主要的。
發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是，提出一種帶有改進的電極桿保持裝置的高壓放電燈和關聯的制 造方法。根據本發(fā)明，設計了一種帶有電極桿的高壓放電燈，該電極桿保持在玻璃容器柄 中，該高壓放電燈的特征在于金屬管件，電極桿部分保持在該金屬管件中并且該金屬管件 保持在玻璃容器柄中，其中金屬管件固定地與金屬橫向支承裝置相連接，該橫向支承裝置 橫向于電極桿的方向突出于金屬管件。本發(fā)明還設計了 一種相應的制造方法。優(yōu)選的擴展方案在從屬權利要求中說明并且與以下具有各種特征的描述一同基 本上涉及本發(fā)明的兩種類型，涉及燈以及涉及制造方法。本發(fā)明的基本思想在于一種沿著一定的軸向長度來安置電極桿的金屬管件。術語 管件于是應當不同于現有技術中已知的(在電極桿軸線的方向上)扁平的固定盤，而是理 解為該管件具有比軸向長度明顯更小的壁厚(橫向于電極桿軸線)。軸向長度可以(然而 并非必須)長于外直徑。此外，設計了管件的橫向支承裝置，即與管件固定相連的、并且橫向于電極桿縱軸 線地突出于該管件的部件，該部件建立或者支持管件在燈柄中的固定。該橫向支承裝置于 是在一定程度上用作錨桿(Anker)并且可以相應地以各種方式實施，譬如實施為交叉形或 者星形的橫向桿或者也可以根據現有技術實施為盤狀物。優(yōu)選的是，管件與電極桿一樣是圓形的，其中當然其他橫截面輪廓也是可能的。優(yōu) 選的是，管件的橫截面輪廓設計為，電極桿基本上形狀匹配地配合到其中。這也并非是必須 如此。在不同橫截面輪廓的情況下機械固定也可以實現，然而這通常沒有優(yōu)點。對于本發(fā)明重要的是，沿著軸向段機械支承電極桿。發(fā)明人已經確定，在電極桿和 固定盤之間的傳統連接由于在兩個部件之間的過渡區(qū)域的強負載而會導致可靠性問題。如已經由傳統的盤固定裝置已知的那樣，電極桿優(yōu)選也通過固定裝置來電接觸。 根據本發(fā)明的金屬管于是優(yōu)選電連接并且至少部分引導燈電流。
一種特別優(yōu)選的連接技術通過將桿軸向地冷壓入管件中來給出。通過省去外部的 熱作用如在釬焊或者焊接情況中那樣，可以避免由于高溫導致所涉及的金屬脆化，尤其是 電極桿脆化，或者其他的弱化。在相應匹配的情況下，可以通過擠壓來建立機械和電學方面 良好的并且持久的連接。在此，可以增大電學上有效的接觸面，然而對于機械配合，相關的尺寸公差可以通 過插入其中的膜件來補償。在制造中，公差甚至可以被單獨地測定并且通過相應地設置不 同數量的膜件(或者去除膜件)來單獨地進行考慮。也在管件之外使用金屬膜而并非僅僅在其中使用是有利的。在根據本發(fā)明的管件 周圍可以設置或者纏繞膜，以便尤其是減緩或者消除由于不同的熱膨脹系數而出現的對周 圍玻璃的應力問題和摩擦問題。借助本發(fā)明，可以通過如下方式來實現進一步改進電極桿在根據本發(fā)明的管件 的附近(然而在該管件外部)略微變細。變細部在此應當總是比設置在電極桿的放電側的 端部更靠近地設置在管件上。尤其是在具有重的電極桿和/或電極頭的大功率的燈的情況 下，或者在較小的和中等的燈中在相對于電極桿及其穩(wěn)定性而言比較結實的電極頭部的情 況下，該變細部用于定位和集中彎曲運動。通過設置在管件之外并且由此設置在電極桿的 保持裝置之外，在管件中的電極桿部分出現較小的或者不出現彎曲應力，并且尤其是包圍 管件或者保持在管件中的玻璃部分出現較小的機械應力。替代地，電極桿在沒有易碎的玻 璃部分承受負荷的自由區(qū)域中彎曲。管件又優(yōu)選地保持在設置于燈泡中的玻璃圓柱體中，如上面所描述的那樣可選地 在插入金屬膜的情況下，其中玻璃圓柱體支承在燈泡上。已經提及的管件的橫向支承裝置 的盤形形狀是優(yōu)選的。在此，橫向支承裝置在最有利的情況中設置在所描述的玻璃圓柱體 的端部并且將該玻璃圓柱體朝其遠離放電的端部封閉，即在該橫向支承裝置方面支承在燈 泡上。管件和盤在此固定地彼此連接，優(yōu)選由相同材料構成并且例如被焊接、釬焊或者優(yōu)選 一件式地制造。燈電流可以從外部以已知的方式通過金屬膜、尤其是鉬膜來輸送。這些金屬膜原 則上可以與電極桿本身相連，然而也可以與根據本發(fā)明的管件相連。由于盤的外環(huán)周較大， 所以這些金屬膜優(yōu)選設置在該盤上，使得燈電流從膜通過盤和管件引導至電極桿上。因為 盤和電極桿可以彼此接觸，當然燈電流的一部分也可以在管件上流過。電極桿保持裝置的進一步改進可以通過將電極桿在其遠離放電的端部上的增厚 部來實現。由此，可以避免管件中朝向放電方向的軸向推移，因為增厚部可以支承在管件上 和/或盤上或者其他的橫向支承裝置上。這在由于在運輸中或者在使用中的震動導致的軸 向作用的慣性力的情況下，尤其是在相對于電極桿而言較大的電極頭的情況下和/或在大 功率的、帶有相應地重的電極桿和電極頭的燈的情況下，可以是重要的。用于電極桿、盤和根據本發(fā)明的管件優(yōu)選的材料是鎢和鉬，并且鎢用于電極頭本 身。所提及的膜存在于電極桿和根據本發(fā)明的管件之間，只要存在，優(yōu)選由鉭構成，然而也 可以由鉬或者鎢構成。在管件之外的膜和用于從外部引導電流的膜由鉬構成。本發(fā)明的特別有吸引力的應用可能性在于功率特別大的燈，如已經不時表明的那 樣。在此優(yōu)選是汞放電燈，其具有5巴(bar)或更大的工作壓力，和/或以越來越優(yōu)選的順 序的、超過lkW、2kW、3kW、4kW和5kW的功率。
下面借助優(yōu)選的實施例來闡述本發(fā)明，其中各個特征以其他組合對于本發(fā)明而言 也可以是重要的，并且涉及燈以及制造方法。附圖示出了作為實施例的根據本發(fā)明的超高壓放電燈的部分的示意性和部分剖 切的正視圖。
具體實施例方式該附圖示出了鎢構成的垂直的電極桿1，其帶有比較結實地設計的電極頭2。電極桿1和電極頭2 —同形成燈的陰極并且具有在0. 3kg量級中的總質量。在該附圖中并未示 出的、除了較大的電極桿和略微偏差地成形的電極頭之外類似地構建的陽極具有在Ikg量 級中的總質量。在此涉及一種用于在IXD屏幕制造中的半導體光刻或者曝光應用的工業(yè)UV燈，其 具有在20kW-25kW量級中的功率和在附圖中僅僅部分地示出的具有大約為足球大小的空 心燈泡3。燈泡3過渡到空心圓柱體形的燈泡柄4中，該燈泡柄實際上垂直地繼續(xù)向下伸，如 在圖中所示的那樣。燈泡3于是總體上在上部和下部被切斷地示出。電極桿1保持在鉬管件5中，該鉬管件在其遠離放電的區(qū)域中過渡到鉬盤6中，該 鉬盤支承在燈泡柄4的內壁上。管件5和盤6 —件式地實施。在此，電極桿1在電極頭2安裝之前在軸向方向上壓入管件5中，其中根據個別情 況的尺寸公差將特定數目的鉭膜件置于其間。這些膜件改進了機械匹配并且增大了電接觸 面積，然而在圖中并未進一步示出。附圖通過略微增厚的線示出了鉬膜纏繞物7，其徑向地在根據本發(fā)明的管件5的 外部并且在該管件和圍繞該管件的石英玻璃圓柱體8之間。電極桿1在其下部的、即遠離放電的端部上增厚并且由此在軸向方向上支承在盤 6或者管件5上，其中增厚部用9表示。此外，該附圖并未示出鉬盤6以已知的方式在其外環(huán)周上與作為饋電裝置的鉬 膜件相連，這些鉬膜件在燈泡柄4內并且在其中同樣未示出的玻璃填充件之外向外引導， 并且形成氣密的、但導電的連接解決方案。膜件以比較小的、直徑在0. 5mm-lmm量級的焊點 來點焊。點焊過程意味著可忽略的熱輸入并且并不會導致脆化。原則上，在此也可以考慮 其他的焊接方法，譬如電阻焊。最后，該附圖示出了幾乎直接在管件5的朝向放電的端部上的電極桿1的變細部 10，該變細部用于尤其是電極頭塊導致的橫向運動的彎曲部位，并且尤其設計用于防止石 英玻璃圓柱體8的折斷。此外，在電極桿保持裝置的區(qū)域中的鉬部分和鎢部分無需高溫步驟地連接和接 合，并且由此相對于傳統的燈非常容易延展，即不易受干擾影響。
權利要求
一種高壓放電燈，其帶有電極桿(1)，該電極桿保持在玻璃容器柄(4)中，其特征在于金屬管件(5)，電極桿部分保持在該金屬管件中并且該金屬管件保持在玻璃容器柄(4)中，其中金屬管件(5)固定地與金屬橫向支承裝置(6)連接，該橫向支承裝置橫向于電極桿(1)的方向突出于金屬管件(5)。
2.根據權利要求1所述的燈，其中電極桿⑴軸向地插入管件(5)中并且在此與管件 (5)冷擠壓。
3.根據權利要求2所述的燈，其中在電極桿⑴和管件(5)之間插入有金屬膜。
4.根據上述權利要求中的任一項所述的燈，其中管件(5)被玻璃(8)包圍，并且在管件 (5)和玻璃(8)之間設置有金屬膜(7)。
5.根據上述權利要求中的任一項所述的燈，其中電極桿(1)在其軸向方向上看距離金 屬管件(5)比距離放電側的電極端部(2)更近的部位(10)處在金屬管件之外變細。
6.根據上述權利要求中的任一項所述的燈，其中橫向支承裝置是金屬盤(6)，該金屬 盤與管件(5)的遠離放電的端部固定連接。
7.根據權利要求6所述的燈，其中盤(6)以圍繞管件(5)的玻璃圓柱體⑶封閉，并且 被支承在包圍玻璃圓柱體(8)和盤(6)的燈泡(3，4)上。
8.根據權利要求6或7所述的燈，其中盤(6)與金屬膜連接，該金屬膜形成至盤(6)以 及通過該盤至電極桿(1)的饋電裝置。
9.根據上述權利要求中的任一項所述的燈，其中電極桿(1)在遠離放電的端部(2)上 增厚。
10.根據上述權利要求中的任一項所述的燈，其中電極桿(1)、管件(5)和必要時盤(6) 由選自鉬和鎢的至少一種元素構成，并且必要時在管件(5)和玻璃(8)之間的金屬膜(7) 以及必要時作為至盤(6)的饋電裝置的金屬膜由鉬構成，并且最后，必要時在電極桿(1)和 管件(5)之間的金屬膜由選自鉭、鉬和鎢的至少一種元素構成。
11.根據上述權利要求中的任一項所述的燈，該燈構建為具有至少5巴的工作壓力的 汞放電燈。
12.根據上述權利要求中的任一項所述的燈，其具有至少lkW的電功率。
13.一種用于制造高壓放電燈的方法，其中電極桿(1)固定在金屬管件(5)中并且由此 固定在玻璃容器柄(4)中，其中金屬管件(5)固定地與金屬橫向支承裝置(6)連接，該橫向 支承裝置橫向于電極桿(1)的方向突出于金屬管件(5)。
14.根據權利要求13所述的方法，其中電極桿(1)軸向地在壓力下并且在沒有外部加 熱的情況下壓入管件(5)中，并且由此與該管件以機械方式和以電學方式連接。
15.根據權利要求13所述的方法，其中在電極桿(1)和管件(5)之間插入有金屬膜。
16.根據權利要求13至15中的任一項所述的方法，用于制造根據權利要求2至12中 的任一項所述的放電燈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于超高壓汞放電燈的、借助金屬管件(5)和固定地與金屬管件相連的金屬盤(6)的、改進的電極桿(1)的保持裝置。
文檔編號H01J61/86GK101878517SQ200780101748
公開日2010年11月3日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權日2007年11月29日
發(fā)明者亞當·科托維奇 申請人:奧斯蘭姆有限公司