СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ БАЛЛОНА РАЗРЯДНИКА ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ЛАМПЫ С ПАТРУБКОМ, В ЧАСТНОСТИ СО ШТЕНГЕЛЕМ Российский патент 2012 года по МПК H01J9/26 H01J61/32 

Область техники

Изобретение относится к способу соединения баллона разрядника газоразрядной лампы с патрубком, в частности со штенгелем.

Уровень техники

Из DE 10 2004 018 104 А1 известна газоразрядная лампа, содержащая баллон разрядника, по меньшей мере частично выполненный в виде винта. На этом баллоне разрядника в качестве штенгелей могут быть выполнены патрубки. Такие штенгели служат, с одной стороны, для установки источника Hg. Это может быть, например, шарик амальгамы.

Другая функция патрубка заключается в вакуумировании баллона разрядника и в наполнении его соответствующим газом-наполнителем через патрубок при изготовлении лампы. Другая функция, которую может выполнять патрубок, усматривается в том, что благодаря этому предоставляется возможность продувки баллона разрядника. Кроме того, патрубок благодаря достаточно большому поперечному сечению открывает хорошие возможности для доступа в баллон разрядника, например, для установки источника Hg.

Кроме того, из ЕР 1 282 153 А2 известен баллон разрядника для газоразрядной лампы. Внутренняя сторона баллона разрядника покрывается защитным и люминофорным слоями. Защитный слой нанесен непосредственно на внутреннюю сторону баллона разрядника и может быть, например, слоем AlonC.

Для установки патрубка, или штенгеля, на баллоне разрядника необходимо, чтобы в месте соединения на внутренней стороне баллона разрядника было произведено аккуратное стирание, так чтобы там больше не осталось защитного слоя. Дело в том, что именно в области соединения патрубка с баллоном разрядника материал защитного слоя способствует возможному появлению разрывов в спае со стеклом между патрубком и баллоном разрядника.

Поскольку из-за геометрии и исполнения баллона разрядника стирание возможно лишь в доступных местах, соединение между патрубком и разрядной лампой также может осуществляться лишь в некоторых специфических местах. Кроме того, стирание в месте прикрепления требует много времени и связано с дополнительной технологической операцией. Это удлиняет срок изготовления, и, кроме того, вследствие этого повышаются также издержки.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа, при котором баллон разрядника газоразрядной лампы мог бы быть просто и с малыми затратами соединен с патрубком во многих местах баллона разрядника. Это, в частности, должно обеспечиваться с учетом того, что появлению разрывов материала также можно противодействовать в самых разных местах.

Эта задача решается способом, содержащим признаки по п.1 формулы изобретения.

В способе согласно изобретению баллон разрядника газоразрядной лампы соединяется с отдельным патрубком. Баллон разрядника нагревается в предусмотренном месте соединения с патрубком, а материал баллона разрядника, размягченный в месте соединения, разрывается таким образом, что он прижимается к внутренней стороне патрубка, и в баллоне разрядника образуется сквозная дыра. Таким образом, размягченный материал баллона разрядника в месте соединения прижимается своей внешней стороной к внутренней стороне патрубка и соединяется с ней. Область соединения между баллоном разрядника и патрубком может быть образована во многих местах. Кроме того, может быть предотвращено появление разрывов материала в области соединения.

В частности, в том случае, если в месте соединения внутренняя сторона баллона разрядника снабжена защитным слоем, нет больше необходимости, чтобы перед соединением баллона разрядника с патрубком это место было очищено от материала защитного слоя. С помощью способа согласно изобретению теперь добиваются того, что даже в том случае, если такой защитный слой в области места соединения у баллона разрядника еще сохранился, он не попадает в явное место соединения с патрубком, и, следовательно, появление в области соединения разрывов, вызывавшихся прежде защитным слоем, может быть предотвращено.

Патрубок и баллон разрядника предпочтительно местами выполнены из стекла. В частности, в местах соединения предусмотрен вариант выполнения из стекла.

Таким образом, непосредственный контакт устанавливается только между очищенной от защитного слоя внутренней стороной патрубка и также очищенной от защитного слоя внешней стороной баллона разрядника.

Предпочтительно патрубок перед соединением с баллоном разрядника вначале устанавливается на некотором расстоянии от баллона разрядника, а конец патрубка, обращенный к баллону разрядника, нагревается. При этом расстояние выбирается таким образом, чтобы уже здесь не произошло нежелательного контакта обоих компонентов, пока патрубок в достаточной степени не нагрелся в соответствующем месте. Кроме того, расстояние в то же время настолько мало, что на этом этапе обработки внешняя сторона баллона разрядника в предусмотренном месте соединения с патрубком предпочтительно, по меньшей мере, немного нагревается.

Расстояние, устанавливаемое на этом этапе обработки между патрубком и баллоном разрядника, в частности, зависит от диаметра патрубка и/или мощности источника тепла, с помощью которого производится нагревание патрубка и/или баллона разрядника, и/или от диаметра баллона разрядника в месте прикрепления, т.е. в месте соединения, и/или от толщины стенки баллона разрядника в месте соединения.

Кроме того, на этом этапе обработки может происходить определенный нагрев патрубка без того, чтобы баллон разрядника нежелательным образом уже также оказывался под воздействием соответствующей температуры.

Патрубок перед контактированием с баллоном разрядника со своего конца, обращенного к внешним сторонам баллона разрядника, предпочтительно нагревается с помощью источника тепла, введенного в патрубок.

Именно при таком подходе может быть обеспечен очень точный и определенный нагрев переднего конца патрубка. Кроме того, при таком подходе воздействие температуры на конец патрубка может быть распределено на весьма точную и желательную длину.

Предпочтительно источник тепла для нагрева конца патрубка вводится в патрубок только на одну первую часть длины патрубка с конца, противоположного баллону разрядника. Таким образом, для нагрева конца патрубка, обращенного к баллону разрядника, устанавливается первая позиция для ввода источника тепла в патрубок, обеспечивающая определенный и точный нагрев концевой области патрубка.

Внешняя сторона баллона разрядника в месте соединения после нагрева конца патрубка, обращенного к баллону разрядника, предпочтительно нагревается определенным образом. В частности, в этой связи в результате нагрева внешней стороны баллона разрядника, при известных условиях уже произошедшего во время нагрева конца патрубка, происходит дополнительный нагрев. В частности, в этой связи внешняя сторона баллона разрядника нагревается таким образом, что установка и соединение материалов между патрубком и баллоном разрядника в месте соединения могут быть обеспечены надежно.

Предпочтительно патрубок вступает в контакт после нагрева конца патрубка, обращенного к баллону разрядника, и после дополнительного нагрева внешней стороны баллона разрядника в месте соединения.

В частности, на размягченный материал баллона разрядника после контактирования патрубка с баллоном разрядника в месте соединения подается газовый поток. Это происходит таким образом, что размягченный материал в месте соединения разрывается и прижимается к внутренней стороне патрубка. Именно поэтому особенно точным и надежным способом может достигаться то, что размягченный материал разрывается именно в этом направлении и положении, которые обеспечивают определенное прилегание внешней стороны материала к внутренней стороне патрубка.

Подача газового потока на размягченный материал баллона разрядника предпочтительно может осуществляться таким образом, что соответствующий газовый поток вдувается через баллон разрядника. Однако может быть также предусмотрено, чтобы через патрубок пропускался всасывающий газовый поток, с помощью которого обеспечивался бы разрыв размягченного материала баллона разрядника в направлении внутрь патрубка.

Благодаря такому подходу может обеспечиваться значительное ускорение процесса контактирования, а тем самым подача патрубка к соответственно нагретой внешней стороне баллона разрядника и последующее непосредственное продувание размягченного материала для получения дыры, с одной стороны, и прилегание, с другой. В частности, это может происходить весьма быстро и с внутренней увязкой, поскольку это происходит в ходе производственного процесса в одном и том же месте.

Внутренняя сторона баллона разрядника перед соединением с патрубком предпочтительно покрывается защитным и люминофорным слоями.

Особенно предпочтительной оказывается воротниковая укладка размягченного материала баллона разрядника с внутренней стороны конца патрубка. Именно благодаря этому может достигаться также особенно эффективное соединение в максимально возможной области поверхности. При нагревании переднего конца патрубка, обращенного к баллону разрядника, предпочтительно образуется утолщение, выпучивающееся вовнутрь, к внутренней стороне которого своей внешней стороной затем прилегает разрываемый материал баллона разрядника. Таким образом, в области соединения создается как бы своего рода сцепление за счет геометрии. Воротниковая структура в месте соединения баллона разрядника после прижатия к внутренней стороне патрубка определяется, в частности, также как воронкообразная. Утолщение на патрубке, образовавшееся на его переднем конце, в поперечном сечении имеет квазикруглую внутреннюю сторону, на которой затем формируется разорванный материал баллона разрядника. Таким образом, в одном из изображений поперечного сечения между патрубком и баллоном разрядника создается как бы сцепляемая структура.

Патрубок предпочтительно выполнен в качестве штенгеля. Он может быть также использован в качестве штенгеля, с помощью которого могут осуществляться вакуумирование и наполнение баллона разрядника газом-наполнителем. Однако точно также может быть предусмотрено, чтобы патрубок соединялся с баллоном разрядника на длительное время и использовался для установки источника Hg.

Для общего нагрева всех компонентов и соответствующих мест предпочтительно используется один единственный источник тепла. Последний в этом случае устанавливается в зависимости от прогрессивного способа изготовления соответственно в специально указанные и целесообразные положения.

Однако может быть также предусмотрено, чтобы были предусмотрены по меньшей мере два источника тепла, которые в этом случае предусмотрены для нагрева различных мест. В этом случае может быть предусмотрено, чтобы эти источники тепла осуществляли соответствующее нагревание выделенных мест одновременно или последовательно. По меньшей мере периодически может быть предусмотрено одновременное нагревание различных мест.

Предпочтительно в качестве источника тепла может быть использована горелка с открытым пламенем, например газовая горелка. Однако источник тепла может быть выполнен также в виде электрода или сопла плазменной горелки. В качестве источника тепла может быть также предусмотрен лазер. Здесь в этом случае нагрев может обеспечиваться введением вовнутрь патрубка. В этой связи предпочтительно, чтобы эмитируемое излучение лазера расширялось соответствующей оптикой и рассеивалось по передней кромке патрубка для одновременного локального нагрева всей кромки.

Однако может быть также предусмотрено, чтобы при использовании лазера в качестве источника тепла нагрев передней кромки патрубка, обращенной к баллону разрядника, и/или внешней стороны баллона разрядника в предусмотренном месте соединения осуществлялся снаружи.

Таким образом, особенно предпочтительно, чтобы соединение патрубка с баллоном разрядника происходило в любых местах баллона разрядника, поскольку больше нет необходимости в предварительном удалении защитного слоя баллона разрядника, нанесенного с внутренней стороны. Не в последнюю очередь, благодаря этому можно сократить время и затраты на изготовление. Кроме того, можно добиться реализации всего подхода с относительно экономичной конструкцией, поскольку в этом отношении способ также является весьма простым. Не в последнюю очередь, благодаря этому может быть снижен расход ртути, поскольку слой больше не приходится удалять.

Краткое описание чертежей

Ниже примеры выполнения изобретения более подробно поясняются со ссылкой на схематические чертежи, на которых:

фиг.1 изображает вид сбоку варианта выполнения разрядной лампы, изготовленной способом согласно изобретению;

фиг.2 - вид сбоку другого примера выполнения баллона разрядника для разрядной лампы, соединяемого с патрубком; и

фиг.3 - схематический разрез места соединения патрубка с баллоном разрядника.

Предпочтительный вариант выполнения изобретения

На фигурах одинаковые или функционально одинаковые элементы обозначаются одинаковыми позициями.

На фиг.1 на схематичном виде сбоку в качестве примера показан вариант выполнения разрядной лампы 1, выполненной в виде компактной люминесцентной лампы. Разрядная лампа 1 содержит закрытую колбу 1, охватывающую витой баллон 2 разрядника в виде спирали или винта. Баллон 2 разрядника с внутренней стороны покрыт защитным слоем, в частности слоем Alonc. На этот слой нанесен люминофорный слой.

Баллон 2 разрядника своими газонепроницаемыми закрытыми концами 2а и 2b заходит внутрь корпуса 3.

В корпусе 3 в специальном варианте выполнения газоразрядной лампы 1 может быть также установлен электронный рабочий прибор (не показан). Как закрытая колба 1, так и баллон 2 разрядника, жестко соединены с корпусом 3, причем для этого может быть предусмотрен, например, вспенивающийся клей и т.п.

На корпусе 3 закреплен цоколь 4, который может быть, например, винтовым цоколем.

В частности, баллон 2 разрядника состоит из двух соответствующих винтообразно витых деталей, так что получается как бы сдвоенный винт, причем навивание происходит вокруг оси А. Обе детали баллона 2 разрядника соединены друг с другом в месте 5.

В примере выполнения газоразрядной лампы 1 на конце 2а баллона 2 разрядника в виде патрубка установлен первый штенгель 6. В штенгеле 6 размещен источник Hg.

Кроме того, в качестве примера показан второй патрубок в качестве второго штенгеля 8, соединенного в месте 5 с баллоном 2 разрядника и как бы проходящего в осевом направлении внутри витков баллона 2 разрядника в вертикальном направлении.

В этом втором штенгеле 8 также может быть размещен источник Hg. Однако может быть предусмотрено, чтобы этот второй штенгель использовался для вакуумирования и наполнения баллона 2 разрядника газом-наполнителем, а после вакуумирования и наполнения баллона 2 разрядника снова отделялся от баллона 2 разрядника.

Как место установки второго патрубка 8, так и геометрия баллона 2 разрядника показаны на фиг.1 лишь в качестве примера.

Благодаря изобретению возможно, чтобы штенгель 8 даже тогда, когда защитный слой баллона 2 разрядника уже нанесен, мог соединяться с баллоном 2 разрядника как бы в любом месте. Это может осуществляться без стирания или удаления защитного слоя в предусмотренном месте соединения.

Наряду с показанным на фиг.1 винтообразным вариантом выполнения баллона 2 разрядника в этой связи может быть также предусмотрено, чтобы баллон 2 разрядника содержал по меньшей мере одну подобласть, выполненную U-образной. Для геометрии баллона 2 разрядника может быть также предусмотрено придание формы в виде многоугольной спирали.

На основе примера, изображенного на фиг.2, следует более подробно остановиться на соединении между штенгелем 8 и баллоном 2 разрядника, выполненными из стекла. На фиг.2 показан баллон 2 разрядника, который также имеет форму наподобие сдвоенного винта, причем в этом варианте выполнения концы 2а и 2b сориентированы не вертикально вниз, а направлены наискосок кнаружи. Кроме того, в изображении на фиг.2 показано, что электрод 9 через конец 2b заходит внутрь баллона 2 разрядника, причем другой электрод 10 через конец 2а баллона 2 разрядника заходит внутрь и тем самым в разрядное пространство баллона 2 разрядника. Соответствующие электроды имеются также в варианте выполнения на фиг.1, однако там они не обозначены.

Для соединения штенгеля 8 с баллоном 2 разрядника оба компонента сначала изготавливаются и подаются отдельно. Затем штенгель 8 устанавливается на расстоянии а от внешней стороны 11 баллона 2 разрядника в области желательного места 12 соединения. Затем в примере выполнения во внутреннюю полость 15 штенгеля 8 вводится источник 16 тепла, например газовая горелка. При этом ввод осуществляется через конец 14 штенгеля 8, противоположный баллону 2 разрядника, и, кроме того, только через первую деталь. Затем с помощью источника 16 тепла нагревается конец 13 штенгеля 8, обращенный к баллону 2 разрядника. При необходимости на этом этапе обработки слегка нагревается также внешняя сторона 11 в месте 12 соединения. Если кромка конца 13, обращенного к баллону 2 разрядника, также нагревается до желательной температуры, источник 16 тепла во внутренней полости 15 штенгеля 8 продвигается дальше в направлении конца 13, противоположного баллону 2 разрядника. В последующем внешняя сторона 11 в этом случае в месте 12 соединения продолжает нагреваться настолько, чтобы при подведении штенгеля 8 к внешней стороне 11 можно было обеспечить надежное соединение.

Как только как внешняя сторона 11, так и конец 13 будут нагреты соответственно, штенгель 8 подводится к внешней стороне 11 места 12 соединения.

Непосредственно после контактирования в примере выполнения внутри баллона 2 разрядника создается газовый поток, разрывающий размягченный материал баллона 2 в месте 12 соединения в направлении внутренней полости 15 штенгеля 8. В этой связи газовый поток может пропускаться, например, через отверстия на концах 2а и 2b. Необходимо указать на то, что на этой стадии производства электроды 9 и 10, показанные в качестве примера на фиг.2, пока еще отсутствуют, так что отверстия, доступные через концы 2а и 2b, имеются. В результате создания газового потока размягченный материал стенки баллона 2 разрядника разрывается в направлении внутренней стороны 17 штенгеля настолько, что размягченный материал своей внешней стороной 11 прижимается к внутренней стороне 17. Следовательно, при таком подходе можно воспрепятствовать тому, чтобы в области соединения между штенгелем 8 и баллоном 2 разрядника находился материал защитного слоя. Таким образом, может быть также предотвращено появление разрывов в области соединения, вызванных этим материалом защитного слоя в соответствии с уровнем техники.

Предусмотрено может быть также, чтобы продувание и тем самым разрыв материала стенки баллона 2 разрядника происходили только тогда, когда источник 16 тепла деактивирован. Однако предусмотрено может быть также, чтобы источник 16 тепла по меньшей мере временами еще оставался активным даже тогда, когда должно было происходить продувание газовым потоком для разрыва размягченного материала в месте 12 соединения.

Положение места 12 соединения, показанное на фиг.2, также является лишь примером и может быть предусмотрено и в других местах баллона 2 разрядника.

На фиг.3 в схематичном разрезе показан штенгель 8 в состоянии соединения с баллоном 2 разрядника. В результате нагрева переднего конца 13 там образуется утолщение 19, направленное вовнутрь. К его внутренней стороне 17 с геометрическим замыканием прижимается размягченный разорванный материал 20 баллона 2 разрядника. Кроме того, в результате разрыва материала стенки баллона 2 разрядника образуется сквозная дыра 18. Таким образом, как показано в разрезе на фиг.3, в месте 12 соединения разорванному материалу баллона 2 разрядника придается воротниковая форма. Приданную форму в этой связи можно также воспринимать как воронкообразную, причем из-за прижатия разорванного материала 20 к внутренней стороне 17 в области утолщения 19 происходит также как бы подпирание этого утолщения 19. Благодаря такой форме происходит как бы скрепление штенгеля 18 с баллоном 2 разрядника. Стрелкой Р показан пример направления течения газового потока в баллоне 2 разрядника, под силовым воздействием которого на размягченный материал стенки баллона 2 разрядника обеспечивается разрыв, а тем самым образование дыры 18.

Таким образом, во всей области соединения создается лишь один непосредственный контакт между внутренней стороной 17 и внешней стороной 11. Таким образом, защитный слой, образованный с внутренней стороны 21 баллона 2 разрядника, в этой непосредственной области соединения отсутствует.

Способ соединения баллона (2) разрядника газоразрядной лампы (1) с патрубком (6, 8) предусматривает нагревание баллона (2) разрядника в предусмотренном месте (12) соединения с патрубком (6, 8). При этом материал баллона (2) разрядника, размягченный в месте (12) соединения, разрывается таким образом, что он прижимается к внутренней стороне (17) патрубка (6, 8), и в баллоне (2) разрядника образуется сквозная дыра (18). Технический результат - упрощение соединения баллона разрядника газоразрядной лампы с патрубком во многих местах баллона с малыми затратами. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ соединения баллона (2) разрядника газоразрядной лампы (1) с патрубком (6, 8), отличающийся тем, что баллон (2) разрядника нагревают в предусмотренном месте (12) соединения с патрубком (6, 8), и материал баллона (2) разрядника, размягченный в месте (12) соединения, разрывается таким образом, что он прижимается к внутренней стороне (17) патрубка (6, 8), и в баллоне (2) разрядника образуется сквозное отверстие (18).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что патрубок (6, 8) перед соединением с баллоном разрядника устанавливают на некотором расстоянии от баллона (2) разрядника, и конец (13) патрубка (6, 8), обращенный к баллону (2) разрядника, нагревают.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что патрубок (6, 8) перед контактированием с баллоном (2) разрядника со своего конца, обращенного к внешней стороне (11) баллона (2) разрядника, нагревают с помощью источника (16) тепла, введенного во внутреннюю полость (15) патрубка (6, 8).

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что источник (16) тепла для нагрева конца (13) патрубка (6, 8) вводят в патрубок (6, 8) только на одну первую часть длины патрубка (6, 8) с конца (14), противоположного баллону (2) разрядника.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что внешнюю сторону (11) баллона (2) разрядника в месте (12) соединения после нагрева конца (13) патрубка (6, 8), обращенного к баллону (2) разрядника, нагревают, в частности, продолжают нагревать.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что источник (16) тепла после нагрева конца (13) патрубка (6, 8) для нагрева внешней стороны (11) баллона (2) разрядника вводят в патрубок (6, 8) на вторую часть длины, большую, чем первая часть длины.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что патрубок (6, 8) после нагрева конца (13), обращенного к баллону (2) разрядника, и после дополнительного нагрева внешней стороны (11) баллона (2) разрядника приводят в месте (12) соединения в контакт с баллоном (2) разрядника.

8. Способ по п.1 или 7, отличающийся тем, что на размягченный путем нагрева материал баллона (2) разрядника в месте (12) соединения газовый поток подают таким образом, чтобы размягченный материал разрывался и прижимался к внутренней стороне (17) патрубка (6, 8).

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что внутреннюю сторону (21) баллона разрядника (2) перед соединением с патрубком (6, 8) покрывают защитным слоем.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что размягченный материал баллона (2) разрядника прилегает к внутренней стороне (17) конца (13) патрубка (6, 8) в виде расширяющейся отбортовки.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что патрубок (6, 8) выполнен в качестве штенгеля.