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CN101903972A - 用于高压放电灯的电极及其制造方法 - Google Patents

用于高压放电灯的电极及其制造方法 Download PDF

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CN101903972A
CN101903972A CN2008801220904A CN200880122090A CN101903972A CN 101903972 A CN101903972 A CN 101903972A CN 2008801220904 A CN2008801220904 A CN 2008801220904A CN 200880122090 A CN200880122090 A CN 200880122090A CN 101903972 A CN101903972 A CN 101903972A
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CN
China
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electrode
head
laser
pressure discharge
discharge lamp
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CN2008801220904A
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托马斯·德根哈德
于尔根·克勒雷尔
马蒂亚斯·伦茨
萨沙·皮尔茨
迪特尔·特里普克
卡伦·特韦斯滕
奥利弗·阿佩尔
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PATRA PATENT TREUHAND
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PATRA PATENT TREUHAND
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    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06—Main electrodes
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    • H01J61/0732—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the construction of the electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
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Abstract

所述电极(1)的特征在于复杂的造型，尤其是不对称的头部(3)。利用升华激光来制造所述电极(1)。

Description

用于高压放电灯的电极及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于根据权利要求1的前序部分所述的高压放电灯的电极。这种电极尤其是适合用于具有陶瓷放电容器的高压放电灯。
背景技术
WO 2005/062343公布了一种用于高压放电灯的电极，其中升华激光用于获得电极头部中的孔。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高压放电灯的电极，该电极具有优化的不对称的形状。本发明的另一个目的是给出一种允许简单地和成本低地制造复杂造型的用于高压放电灯的电极的方法。
所述目的通过权利要求1或者权利要求5所述的特征实现。
特别有利的构造可以在各个从属权利中得到。
根据本发明现在介绍一种由钨-材料或者其它如碳化钽(TaC)的耐高温材料制成并且具有优化的不对称形状的电极。
详细地，本发明涉及一种用于高压放电灯的电极，该电极以一体的方式由杆或者销切出，该电极具有作为第一部分的电极头和作为第二部分的柄部，其中电极具有借助于升华激光制成的不对称形状。
尤其是，头部能够制成为圆顶状的构造，其中切除了头部的侧壁表面。
另一个实施形式为，切除平行于柄部的纵轴线的球形部分，其中球形部分的切边尤其是与柄部的边缘的延长部分重合。
尤其是，头部能够形成为椭圆面或者抛物面。此外，头部和柄部之间的过渡部具有底切。
在优选的实施形式中，电极的柄部以柱形的方式设有纵向平行的槽。
本发明涉及一种用于高压放电灯的放电容器，该放电容器具有至少一个如上所述的电极。
所述电极优选应用在放电容器中，该放电容器由陶瓷材料制成，尤其是Al2O3，并且在一侧被密封。这种放电容器尤其是应用在高压放电灯中，尤其是具有金属卤化物填充物的高压放电灯。
此外，本发明还涉及一种用于借助于激光制造电极的方法，该方法具有以下步骤：
-提供由高熔点材料组成的圆柱形的杆或者销，所述高熔点材料尤其是钨、具有钨的合金或者碳化钽；
-通过众所周知的激光轰击使得杆的一个端部成球形；
-借助于升华激光对如此制成的实心的一体的电极进行精加工。
接下来详细叙述电极的形状。
这种形状例如为具有缺口的圆顶状的头部，或者具有环形的横向狭缝的圆顶状的头部。尤其是还能够以复杂的方式构造电极的柄部，尤其是该柄部以柱形的方式设有纵向凹槽。另一个优选的形状为具有蘑菇状的罩子的头部。
本发明的另一个观点是一种用于制造这种复杂形状的方法。对此重要的是利用升华激光来对电极进行成型。因此尤其是指具有高辐射密度的激光，所述高辐射密度至少足够用于使钨升华。
高辐射密度必须足够用于电极在加工和成型时从固态转化为气态。这能够为足够高功率的钕镱铝石榴石(Nd:YAG)激光或者二氧化碳(CO2)-激光。优选的观点是，该激光提供足够短的且最高1μs长的脉冲并且提供必需的能量密度，以便至少使钨升华。典型的重复率为5至50kHz。
这种电极特别适合于放置在陶瓷放电容器中的金属卤化物填充物。这种放电容器用于金属卤化物灯。
附图说明
接下来根据多个实施例详细地阐述本发明。附图示出：
图1-9示出用于高压放电灯的电极的不同实施形式；
图10示出具有这种电极的高压放电灯。
具体实施方式
图1示出电极1的一个实施例。该电极具有圆柱形的柄部2和球头3。球头的变圆通过借助于高功率的钕镱铝石榴石(Nd:YAG)激光(闪电符号)使其成球形来实现。电极以一体的方式由钨制成。
图2示出电极1的另一个实施例。在那里图2a示出实心的一体的由钨制成的电极1，该电极1原来与图1一样制成为球头-电极。然而该电极1还要借助于特殊的升华-激光进一步加工，该升华-激光使得对称的球头3在平行于柄部的两侧变窄为圆顶状，以使得切除侧面的壁件。保留了圆顶3′。放电侧的表面4还能够通过升华激光调整为特殊的弯曲。
在图2b中进一步加工图2a所述的电极。在此，借助于升华激光在圆顶3′的中心在横向于柄部的轴线上生成环形凹槽5。
在图2c中通过以下方式进一步加工图2a所述的电极，即借助于升华激光在圆顶3′的顶端生成狭缝6。
在图2d中通过以下方式进一步加工图2a所述的电极，即借助于升华激光在圆顶3′的顶端生成孔7。
在图3中示出用于具有圆柱形头部11的电极10的造型。在这里，电极同样一体地由实心材料制成。图3a示出如何借助于升华激光由原来的圆柱形销切出柄部12。升华激光在这里还能够用于根据图3b生成环形凹槽13。根据图3c还能够在头部生成横向狭缝14。尤其是，升华激光还能够用于为头部设置多个凹口16，参见图3e。
在图4a至4e中示出了图3的电极的相关联的横截面A--A至E--E。
在图5中示出实心的球头-电极20，该电极首先以与图1一样的方式制成。然后，然而还通过升华激光切除一侧的侧部，以使得球头21仅或者在一侧凸出柄部22，参见图5a，或者在一侧24上以比在另一侧26上更窄的方式凸出，参见图5b。
在图6中示出电极30，该电极30以与图1一样的方式一体地由杆制成。在此，根据球头的成型通过以下方式以不对称的方式实现另外的造型，也就是球头31构成为椭圆体或者类似物，即通过升华激光随后加工头部31，尤其是借助于“激光发射”和/或者通过在形成头部时将钨销定位在升华激光的下面。
图7示出由钨制成的实心的一体的销-电极35。该电极35由具有原有的恒定直径的钨-销或者杆制成。在此，在作为圆柱形头部的头部36上获得销的原有直径，然而在柄部37的区域中切出槽38，参见图7a。以纵向平行的方式在柄部切出四个槽38，以使得减小柄部的热容量。图7b示出柄部37的横截面。
图8示出类似于DE 202006004567中所述的球头-电极40。所述球头-电极40由实心的一体的杆加工成。在头部41上保持为杆的原有直径。头部以锥形截面42的方式朝柄部43的方向逐渐变细。实际的柄部43的直径明显小于头部41的最大直径。材料的切除在这里还能够根据本发明最好借助于升华激光实现。目前仅已知铣削的可能性。借助于升华激光进行加工的优点是，能够以更清洁的方式切割表面，以使得能够以无接触的方式加工电极并且造型能够以明显更精确的方式实现。相对于所有种类的热加工方法以及相对于机械方法和化学方法均存在所述优点。
图9示出电极50，该电极50同样也由图1的坯件通过进一步加工制成。在此，柄部51为圆柱形，头部52具有蘑菇罩的构造。头部的轮廓在横截面中为抛物线的。罩边缘53能够以直线的方向切出或者如图所示为弧形的。
图10示出用于高压放电灯的在一侧密封的放电容器60。该放电容器60优选由陶瓷制成。两个电极62延伸进入内部的容积61中并且类似于如图5所述为彼此不对称的。以前这种电极必须成本高地以机械的方式装配成或者由整块铣削成，参见DE-A 36 40 990。通过新的无接触的方法借助于升华激光使得能够精确地加工出大量三维的形状。在这里，电极的头部63至少大概具有椭圆体的构造，根据需求优化了该椭圆体的热容量。
用于借助于激光制造电极的方法具有以下步骤：
-提供由高熔点材料组成的圆柱形的杆或者销，所述高熔点材料尤其是钨、具有钨的合金或者碳化钽；
-通过众所周知的激光轰击使得杆的一个端部成球形；
-借助于升华激光对如此制成的实心的一体的电极进行精加工。
以类似于DE-A 42 03 973中的原理所述的方式使得成球形。

Claims (10)

1.一种用于高压放电灯的电极，所述电极由杆或者销以一体的方式切出并且具有作为第一部分的电极头和作为第二部分的柄部，其特征在于，所述电极具有借助于升华激光制成的不对称形状。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述头部构造为圆顶状，其中切除了所述头部的侧壁表面。
3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，平行于所述柄部的纵轴线的球形部分被切除，其中所述球形部分的切边尤其是与柄部边缘的延长部分重合。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述头部形成为椭圆体或者蛋圆体形。
5.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述电极的柄部以柱形的方式设有纵向平行的凹槽。
6.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述电极的头部以蘑菇罩的方式形成，尤其是所述头部的横截面为抛物线-截面。
7.一种用于高压放电灯的放电容器，所述放电容器具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的电极。
8.根据权利要求7所述的放电容器，其特征在于，所述放电容器由陶瓷材料制成，尤其是Al2O3，并且在一侧被密封。
9.一种高压放电灯，具有根据权利要求7和8中任一项所述的放电容器。
10.一种用于借助于激光制造电极的方法，所述方法具有以下步骤：
-提供由高熔点材料组成的圆柱形的杆或者销，所述高熔点材料尤其是钨、具有钨的合金或者碳化钽；
-通过激光轰击使得杆的一个端部成球形；
-借助于升华激光对所述如此制成的实心的一体的电极进行精加工。
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