制造放电管装置的方法和一种所述的放电管装置

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的制造放电管装置的 方法以及一种按权利要求17前序部分所述的放电管装置。

背景技术

本发明原则上适用于所有灯具上，在这样的灯具上放电管容纳在 外电罩或诸如此类的部件中。但是主要应用领域在于放电灯，该放电 灯由外电罩包围，该外电罩通过两个外电罩端部与放电管密封连接。 例如，在DE 10157868A1中公开了一种所述的放电管装置及其制造 方法。

通过首先在外电罩中插入放电管实现这种公知的放电管装置的制 造。外电罩具有两个外电罩端部，并且在加热后沿着第一外电罩端部 与放电管的法兰区域密封地焊接。然后通过仍然敞开的第二外电罩端 部在由放电管和外电罩限制的大致呈环形的空隙中进行气体交换。为 此借助泵吸/扫气过程通过第二外电罩端部将存在的气体抽出，并将一 种惰性气体如氩气泵入空隙中。在泵吸/扫气过程中将第二外电罩端部 与放电管融合，并且由此将放电管装置气密地封闭。加热外电罩端部 所需的热量输入相应地通过气焊实现。最后，将泵吸/扫气过程所需 的第二外电罩端部切断或者说切去头端。

前述解决方案的缺点在于，一方面，需要昂贵的泵吸/扫气过程用 于空隙中气体交换；另一方面，将第二外电罩端部切去头端造成额外 的装置技术上的费用及玻璃废料。产生的玻璃废料导致材料需求增 加，并且由此提高了放电管装置的制造成本。另外，气焊的燃烧气 体如CO2和H2O在气密地封闭第二外电罩端部之前可能到达空隙中， 这点也是不利的。这样，外电罩封闭和冷却之后，H2O可能作为冷凝 物沉淀在外电罩中。这种出现在外电罩中的液体在放电管装置的玻璃 上引起腐蚀，并且恶化颜稳定性以及灯使用寿命内地光通量特性。

发明内容

本发明的任务在于提供一种制造放电管装置的方法及一种放电管 装置，其中与传统的解决方案相比，在较低制造费用和利用规定的充 气的情况下实现简化的气体交换。

该任务在方法方面通过权利要求1的特征组合解决，并且在放电 管装置方面通过权利要求17的特征解决。本发明特别优选的实施方式 在从属权利要求中加以说明。

在按照本发明的制造用于灯具的放电管装置的方法中，在外电罩 中装入放电管，其中外电罩与放电管密封并且与之限制形成一个容纳 充气的空隙。按照本发明，空隙的扫气和紧接着的填充通过放电管实 现，而不是如在按照DE 10157868A1的现有技术中那样通过外电罩 得以实现。这样，在将外电罩封闭或者说设置在放电管上时产生的燃 烧气体不会留在空隙中。借助于按照本发明的方法可以可靠地去除可 能在空隙中的燃烧气体，其中这些燃烧气体在封闭第二外电罩端部时 侵入空隙中，并且借助按照本发明的方法可以为空隙进行规定的充 气。根据按本发明的方法的一种特别优选的变型方案，空隙的扫气通 过一个仍然敞开的外电罩端部实现。因为扫气气体从第一侧面经过放 电管流入空隙，并在另一侧面流出外电罩，这一变型方案实现了空隙 的彻底扫气，这样，相对于传统的解决方案省去了昂贵的泵吸/扫气过 程。另外，由于在第二外电罩端部封闭期间的彻底扫气，气焊的燃 烧气体不会到达空隙中。这样，可以用规定的充气、尤其是一种惰性 气体例如稀有气体或氮填充空隙。防止了具有前述缺点的外电罩焊接 和冷却后出现液体沉淀。因为可以取消用于分离第二外电罩端部的额 外工序，所以与按现有技术的方法相比，同样简化了放电管装置的制 造。这样避免了不必要的玻璃废料和与之相关的材料需求的增加。

空隙的扫气和填充尤其优选通过放电管的管状区段和放电管的通 入管状区段中的输入口实现。输入口优选作为外套孔设置在放电管 中。

在一种按照本发明的实施方式中，借助激光辐射或其它高能辐射 将输入口设置在放电管中。

优选这样将放电管设置在外电罩中，使输入口位于外电罩内部。

加热外电罩端部至变形温度后，借助工具使其变形并紧贴在放电 管上。由此就形成了容纳充气的气密的空隙。

为了在加热外电罩端部过程中实现均匀的热量输入，优选旋转外 电罩和/或放电管。

在一种优选的实施方式中，通过成型滚筒将外电罩端部滚压到放 电管上。这样，在外电罩端部和放电管之间实现了高质量的气密连接。

按照本发明的一种尤其优选的实施方式，密封第二外电罩端部后 气密地封闭输入口和/或管状区段。

在输入口的区域中加热外电罩至变形温度并借助工具通过挤压外 电罩封闭该输入口被证实为尤其有利。

在一种按照本发明的变型方案中，在输入口的区域中加热外电罩 至变形温度，并且将放电管至少部分抽成真空。在这种解决方案中， 由于充气压力和环境压力之间存在压力差，加热的区域有利地实现与 输入口的紧贴，并气密地密封输入口。

在一种作为替代方案的变型方案中，加热放电管到变形温度并且 借助挤压和/或熔化放电管封闭放电管的管状区段。

在本发明的另一种实施方式中，通过高能辐射、优选通过对扫气 气体具有或没有影响的激光辐射封闭输入口。

按照本发明的放电管装置具有一个外电罩，在该外电罩中装入一 个放电管，其中外电罩具有两个外电罩端部，外电罩通过这两个外电 罩端部与放电管密封并且与放电管限制形成一个容纳充气的气密封闭 的空隙。按照本发明，密封第二外电罩端部之前，通过放电管对空隙 进行扫气。

灯冷却之后，充气优选具有在大约50mbar至1500mbar的范围内 的压力。

放电管优选具有用于扫气和填充空隙的轴向孔和通入轴向孔的输 入口。

在一种优选的实施方式中，输入口是通入放电管的管状区段中的 外套孔。

附图说明

以下借助优选的实施例详细解释本发明。附图示出：

图1是放电管装置的按本发明的实施例的纵剖面图；

图2是图1的截取部分A的放大图；

图3是构成图1中放电管装置的第一方法步骤；

图4是构成图1中放电管装置的第二方法步骤；

图5是制造图1中放电管装置的第三方法步骤；

图6是制造图1中放电管装置的另一个方法步骤；

图7是通过滚压气密地封闭外套孔的第一种方法方案；

图8是借助低压封闭外套孔的第二种方法方案；

图9是借助挤压封闭放电管的第三种方法方案；

图10是借助高能辐射封闭外套孔的另一种方法方案；

图11是通过放电管中的两个外套孔对空隙进行扫气。

附图标记列表

1     放电管装置

2     外电罩

4     空心圆柱体

6     放电管

8     第一外电罩端部

10    第二外电罩端部

12    空隙

14    充气

16    输入口(外套孔)

17    输入口(外套孔)

18    灯管

181   灯管18的挤压密封件

182   灯管18的挤压密封件

20    夹持区段

22    夹持区段

26    管状夹持区段20的内腔

28    圆周壁

30    间壁区段

32    气焊

34    箭头

36    纵轴线

38    工具

40    成型滚筒

42    扫气气体

44    燃烧气体

46    空隙区段

48    边缘区域

50    区域

52    箭头

54    放电管区域

56    挤压

58    成型颚板

60    激光辐射

具体实施方式

以下借助于一种用于一端旋入灯座的放电灯的放电管装置、尤其 是用于汽车探照灯的卤素-金属蒸汽高压放电灯的放电管装置详细解 释本发明。如前已述，按本发明的方法的应用绝不限制在所述种类的 灯具上，这里只是举例说明。

图1示出了例如在一端旋入灯座的放电灯(图中未示出)中使用 的放电管装置1。放电管装置1具有一个外电罩2，它在原始状态(虚 线示出)中基本上具有空心圆柱体4的形状。在外电罩2中插入放电 管6，并且该放电管6通过外电罩2的两个外电罩端部8，10与外电罩 2气密地连接。这样，外电罩2和放电管6围成一个气密封闭的空隙 12用于容纳充气14。放电管6应用在图中所示的实施例中，它与传统 的结构方式的区别仅仅在于外电罩2的区域中的输入口16，输入口16 的功能在图3到10中详细说明。一种所述的放电管6主要包括两端借 助挤压密封件181，182密封的灯管18，在灯管18的内腔中设置包含 氙气和金属卤化物的可电离的填充物以及两个产生气体放电的电极， 并且灯管18的挤压密封件181，182在其外端部过渡到管状夹持区段 20，22中。在管状夹持区段20，22内部延伸着分别用于上述气体放 电电极中的其中一个的引线。管状夹持区段20，22用于连接外电罩2。 空隙12的扫气根据本发明通过放电管6、也就是说通过管状夹持区段 20，22中至少一个和至少一个通入管状夹持区段20，22中的输入口 16实现。通向空隙12的气体输送通过管状夹持区段20的内腔26和输 入口16实现。

图2示出了图1中截取部分A的放大图，尤其如图2所示，输入 口16是放电管6的圆周壁28中的外套孔，并且径向通入放电管6的 管状夹持区段20的内腔26。例如通过激光辐射将外套孔16加入放电 管6的圆周壁28中。在所示的实施例中，外套孔16与第一外电罩端 部8(图1中左边)的间壁区段30焊接，并且由此气密地封闭。

以下根据图3至图10并借助于主要的方法步骤举例说明放电管装 置1的制造。

根据单独示出图1中放电管6的图3，在第一工序中，例如借助激 光辐射将径向延伸的外套孔16加入放电管6的夹持区段20中。

图4示出了制造放电管装置1的第二方法步骤，如图4所示，然 后将放电管6装入外电罩2中，使放电管6的外套孔16位于外电罩2 的内部。然后加热第一外电罩端部8至变形温度。在所示的解决方案 中，通过示意示出的气焊32加热至变形温度，通过该气焊32加 热外电罩端部8的区域。另外可以借助于高能辐射例如通过激光辐射 实现加热。为了均匀地输入热量，如箭头34所示，在加热过程中围绕 放电管装置1的纵轴线36旋转外电罩2和放电管6。将第一外电罩端 部8加热至变形温度后，借助工具使外电罩端部8从虚线所示的原始 状态开始变形，并且由此使其贴靠在放电管6上。例如可以使用示意 示出的成型滚筒40作为工具38，通过成型滚筒40将第一外电罩端部 8在夹持区段20的区域中滚压到放电管6上并与之焊接。由此实现了 与放电管6的气密连接。

如图5所示，在下一方法步骤中，借助气焊32将仍然敞开的第 二外电罩端部10(图5中右边)加热到变形温度。第二外电罩端部10 的加热以及与放电管6的焊接基本上如已在图4中所说明的方式实 施。按照本发明，在密封第二外电罩端部10以及紧接着充气之前，通 过放电管6对空隙12进行扫气。为此，将扫气气体42导入放电管6 的轴向孔26中，并通过外套孔16进入由外电罩2和放电管6限制而 成的大致呈环形的空隙12中。因为扫气气体42通过放电管6也就是 通过管状夹持区段20和外套孔16流入空隙12中，并且由于敞开的第 二外电罩端部10可以在另一侧重新流出外电罩2，所以空隙12得以完 全扫气，并且实现了规定的气体交换，这样，与以往的解决方案相比， 可以省去昂贵的泵吸/扫气过程。

另外，由于在第二外电罩端部10的封闭过程中的扫气，气焊32 的示意示出的燃烧气体44不会进入空隙12中。这样，空隙12可以用 一种规定的扫气充气14填充。通过将扫气气体42导入外电罩2中进 一步改进在背向敞开的第二外电罩端部10的空隙区段46(图5中左 边)中的扫气。作为扫气气体42使用一种惰性气体，例如稀有气体、 氮或诸如此类的气体。由于使用惰性气体42，防止在外电罩封闭和冷 却后出现液体沉淀，这具有开头所述的缺点，并且防止设置在放电管6 的管状夹持区段20的内腔26中的钼引线(图中未示出)的氧化。因 为可以取消用于分离第二外电罩端部10的额外工序，基于外电罩端部 10的边缘区域48上的扫气实现焊接，所以与按照DE 10157868A1 的现有技术相比，同样简化了放电管装置1的制造。

加热第二外电罩端部10到变形温度后，按照图6借助成型滚筒40 使其紧贴在放电管6上，滚压到放电管6上并在那里焊接。由此第二 外电罩端部10与放电管6气密连接。

在下一方法步骤中，不透气地封闭由放电管和外电罩限制的环形 空隙12。另外气密地封闭外套孔16或管状夹持区段20。借助图7至 图10对此详细说明。

图7示出了用于封闭外套孔16的第一方法方案，按照图7，在外 套孔16的区域通过气焊32再次加热外电罩2至变形温度，如尤其 从图2中可以获知的，通过在箭头方向上借助成型滚筒40压紧外电罩 2封闭外套孔16(所谓的再滚压(Nachrollen))。也就是说，将外 套孔16通过第一外电罩端部8的间壁区段30进行封闭并且与其焊接。 这样，气密地密封用扫气气体42填充的空隙12。

作为上述方法步骤的替代方案，可以按照图8借助低压封闭外套 孔16。为此在外套孔16的区域50中加热外电罩2至变形温度，并将 放电管6也就是管状夹持区段20和外套孔16至少部分抽成真空(在 图8中通过箭头52表示)。由于充气的压力P1和环境压力P2之间存 在的压力差，当P1＜P2时，第一外电罩端部8的加热的区域50实现 与外套孔16的紧贴并且不透气地封闭该外套孔16(见图2)。

图9示出了用于气密地封闭空隙12的方法步骤的另一种变型方 案，按照图9，将放电管6在夹持区段20的区域中在第一外电罩端部 8未覆盖的放电管区域54中借助气焊32加热到变形温度并且通过 挤压/熔化封闭放电管6。通过成型颚板58实现挤压56，这样，压紧 放电管6的原来圆柱形的夹持区段20。通过挤压放电管6气密地封闭 管状夹持区段20并因此封闭空隙12。为了改进密封，可以在钼丝构成 的引线上进行成型，例如展平或压平。作为替代方案可以借助另一个 钼箔玻璃复合件如在靠近燃烧器的挤压密封件181，182中进行密封。 作为另一种替代方案可以在这一区域中借助玻璃焊剂或借助过渡玻璃 实现密封，其中过渡玻璃弥补了石英玻璃和金属的膨胀系数的差异， 并且由此实现更好的金属玻璃封接和密封。

图10示出了用于封闭放电管6的外套孔16的另一种方法方案， 根据图10通过高能辐射封闭外套孔16。为此在图示的实施例中使用激 光辐射60，激光辐射60从外面穿过外电罩2并且作用于外套孔16。 激光辐射引起在外套孔16的区域中的加热，并且由此导致其圆周壁28 (见图2)熔化。附加地通过扫气气体42的流入或者说流出可以影响 熔化。

有针对性的冷却放电管装置1之后，空隙12内的充气14例如具 有在大约50mbar至1500mbar的范围内的压力。

当然也可以将外套孔16设置在放电管6的对置的夹持区段22(见 图1)中。关键在于，外套孔16位于外电罩2内。在这种变型方案中， 第二外电罩端部10(图1中右边)在第一外电罩端部8封闭前与放电 管6焊接。最后按照在图7至图10中解释的方法步骤中的任一方法步 骤气密地封闭外套孔16或放电管6。

作为替代方案也可以通过两个管状夹持区段20和22以及其中设 置的输入口16和17实现空隙12。在这种情况下，扫气气体流经过第 一管状夹持区段20和输入口16到达空隙12中，并且然后通过另一个 在空隙12的内部设置在管状的第二夹持区段22中的输入口17流经管 状的第二夹持区段22。这样，扫气气体通过两个管状夹持区段20，22 和空隙12从密封的灯管18旁边流过。这一变型方案的优点是可以在 扫气和充气之前将外电罩2设置在放电管6上并封闭，并且尽管如此， 还是可以对空隙12进行完全扫气。空隙12的填充和输入口16，17的 封闭以和在其它实施例中相同的方式实现。

按照本发明的放电管装置1不局限于所述借助气焊32和成型滚 筒40进行的加热和焊接，更确切地说可以使用任何现有技术中公知的 实现外电罩2与放电管6气密封闭的连接技术。

公开了一种制造用于灯具的放电管装置1的方法和一种按照所述 方法制造的放电管装置1。放电管装置1具有一个外电罩2，在外电罩 2中装入一个放电管6，其中，外电罩2与放电管6密封并且与其限制 形成一个用于容纳充气14的气密封闭的空隙12。按照本发明通过放电 管6实现对空隙12的扫气和气体填充。