[发明专利]用在电灯中的电极

说明书

技术领域

本发明描述了一种用在电灯中的电极以及一种制造此类电极的方法。本发明还描述了一种电灯以及一种制造电灯的方法。

背景技术

在诸如气体放电灯或卤素灯之类的电灯中，电灯的主体常常由石英玻璃制成并且封闭灯头或具有填充物的腔室。在诸如高强度放电（HID）灯之类的电灯中，填充气体或填充物可以包括惰性气体以及各种金属盐。通常被嵌入在电灯的密封部分中的电极可能会由于在接通期间和电灯操作期间流经所述电极的高电流而变得非常热。所述热电极导致石英玻璃也变热。石英玻璃和电极金属引线的不同热膨胀系数意味着其在加热和冷却期间分别会在不同比率下膨胀和收缩。由于这些不同的膨胀和收缩比率导致的一个已知问题是出现在石英玻璃中的裂缝，这是因为石英玻璃的膨胀和收缩程度低于金属。在电灯的使用寿命期间，所述裂缝可能会变大。举例来说，若干小裂缝可能会蔓延并且以“小珠”的形式结合形成所述密封部分中的封闭区段。此外，一条或更多条小裂缝可能会发展成径向地向外延伸的裂缝，其被称作“径向延伸裂缝”或REC。小珠状裂缝也可能会发展成REC。这样的裂缝最终会导致电灯故障，或者在最坏情况下导致电灯爆炸。

已经投入了许多努力来找到一种针对由于密封部分中的裂缝而导致的电灯故障问题的解决方案，这是因为长使用寿命和性能可靠性是极为重要的因素，特别在被用于汽车用途的气体放电灯的情况中尤其是这样。一些努力描述了围绕将被封闭在所述密封部分中的区段内的电极缠绕线圈。这样的技术比较耗时并且昂贵，因此并不实用。在一种方法中，US 2007/0103081描述了一种被处理成使得裂缝大体上按照受控方式发展的电极。该文献教导了对电极进行处理，例如在电极中产生深坑或者围绕电极的主体产生深沟槽，以便刻意允许小珠状裂缝在电灯操作期间发展。但是观察表明，电极中的此类沟槽与很高的电极破裂比例有关联，甚至在制造过程中也是如此，因此这种类型的电极处理从延长电灯使用寿命以及合乎期望的产出率的角度来看不是特别有利。

其他方法是基于最小化电极主体与石英玻璃在所述密封部分中的接触。举例来说，WO 2008/032247描述了对电极进行处理，从而使得按照螺旋方式设置在围绕电极延伸的沟槽的侧面上的鬃状突起导致石英玻璃与电极在所述密封部分的关键部位分离，其中所述关键部分在电灯操作期间最容易经受极端温度。但是这种类型的电极也与不合期望的高故障率有关，从而导致较短的使用寿命和不合期望的低产出率。出现这种情况的原因在于，为了达到电灯中的惰性气体的必要的高压，在制造期间需要冷却步骤。通过例如把所述密封（或者整个电灯）浸入在液氮浴中而快速地实施冷却。这意味着在所述密封部分中，石英玻璃和电极都会接触，但是电极接触的程度更高。在电极接触时，轴向力被施加在电极上，这是由于在所述关键区段的任一侧的所述密封部分中的石英玻璃与电极之间的粘附而造成的。实际上，所述沟槽化区段在全部两端被牢固地保持，与此同时被迫收缩。电极主体中的相对较深的沟槽导致电极表现为有凹口的拉伸试样。这样常常会导致所述沟槽在冷却期间发展成电极主体中的裂缝或破裂，从而使得电灯无用。这方面同样适用于US 2007/0103081，这是因为电极主体中的任何深坑或沟槽都会增大在冷却期间发生故障的可能性。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的电极，其减少了前面概述的与使用寿命有关以及与生产有关的问题。

发明内容

所述目的是通过权利要求1的电极、权利要求7的制造所述电极的方法、根据权利要求10的电灯以及根据权利要求12的制造所述电灯的方法而实现的。

根据本发明，用在电灯中的电极包括封闭腔室的石英玻璃封套，所述电极包括用于延伸到所述腔室中的尖部以及用于嵌入在所述石英玻璃封套的密封部分中的底部，并且所述电极的特征在于，所述底部包括围绕电极主体设置的多条本质上平滑的凹进通道，并且其中通道的深度优选地是电极直径的至多百分之八（8%），更加优选地是至多百分之五（5%），并且最为优选地是至多百分之三（3%）。

在这里，“围绕电极主体设置”这一表达法应当被理解成意味着所述通道是围绕电极以圆周或螺旋方式设置的，而不是纵向设置。此外，被设置成围绕电极主体从而“缠绕”电极几次的通道在这一情境中被视为“多条通道”，这是因为当从沿着电灯的一侧的任一点看去时，所述电极看起来包括多条通道。术语“平滑”在这一情境中意味着所述通道底面没有任何“坑”或“洞”，从而所述通道底面本质上不会被任何此类凹陷或更深区域打断。