Lámpara que comprende una envoltura (1) de vidrio de cuarzo que rodea la fuente luminosa de la lámpara,

en la que un conductor (8) eléctrico está al menos parcialmente incrustado en el material de vidrio de cuarzo de la envoltura (1), caracterizada porque al menos una parte de la superficie de dicha parte del conductor (8) está dotada de salientes (15) que forman una estructura a modo de cepillo en dicha superficie, por lo que la densidad de material en la estructura (15) a modo de cepillo es de entre el 20% y el 80%, a la que la estructura (15) a modo de cepillo tiene un potencial de deformación y flexibilidad mecánica que es sustancialmente superior al de una estructura sólida del mismo material

Lámpara que comprende un conductor incrustado en la envoltura de vidrio de cuarzo de la lámpara.

Campo de la invención

La invención se refiere a una lámpara que comprende una envoltura de vidrio de cuarzo que rodea la fuente luminosa de la lámpara, en la que un conductor eléctrico está al menos parcialmente incrustado en el material de vidrio de cuarzo de la envoltura. El conductor eléctrico puede ser una varilla de electrodo, aunque también otro elemento eléctricamente conductor que está incrustado en el material de vidrio de cuarzo de la envoltura de la lámpara, tal como una pieza en forma de varilla para aplicar energía eléctrica a una lámpara incandescente, por ejemplo, una lámpara de halógeno de alta potencia para cocinar o para aplicaciones de calentamiento industriales.

Antecedentes de la invención

Una lámpara de este tipo se da a conocer en el documento US-A-2001/0005117. Esta publicación describe una lámpara de descarga de alta tensión que comprende una envoltura de vidrio de cuarzo que encierra el espacio de descarga de la lámpara. La lámpara está dotada de dos partes selladas, una parte sellada en cada uno de los dos extremos de la envoltura de vidrio de cuarzo. Los extremos de dos varillas de electrodo se adentran en el espacio de descarga y una parte de cada varilla de electrodo está incrustada en una parte sellada de la envoltura de tal manera que las dos varillas de electrodo están ubicadas de manera coaxial una respecto a la otra. Los otros extremos de las dos varillas de electrodo están conectados a los extremos de elementos de lámina de molibdeno conductores con el fin de suministrar corriente eléctrica a las varillas de electrodo, elementos de lámina de molibdeno que también están incrustados en las partes selladas de la envoltura de vidrio de cuarzo de la lámpara. Los otros extremos de los elementos de lámina de molibdeno están conectados a hilos de salida que se extienden fuera de la envoltura de vidrio de cuarzo de la lámpara.

Las dos varillas de electrodo pueden ubicarse de manera coaxial en ambos extremos de la envoltura, aunque también de manera paralela entre sí y a una cierta distancia entre sí, mientras están incrustadas en la misma parte sellada de la envoltura de vidrio de cuarzo de la lámpara. La lámpara puede ser una lámpara de halogenuro metálico de xenón o cualquier otra lámpara de descarga eléctrica, en particular una lámpara HID (high-intensity discharge lamp, lámpara de descarga de alta intensidad), o cualquier otra lámpara que comprende una envoltura de vidrio de cuarzo, tal como una lámpara de halógeno. La lámpara puede ser una parte integral de una unidad que comprende una lámpara y un reflector.

Tales lámparas muestran una diferencia de los coeficientes de expansión del material conductor y el material de vidrio de cuarzo de la envoltura, en las que al menos una parte del conductor está incrustada en la parte sellada de la envoltura de la lámpara. Una diferencia de este tipo de los coeficientes de expansión provoca un elevado esfuerzo en los materiales de la lámpara cuando está en uso, particularmente en la fase de arranque, y el elevado esfuerzo puede dar como resultado un fallo temprano de la lámpara debido a una formación de fisuras o una explosión de la envoltura de la lámpara. Se conocen varias medidas con el fin de evitar fisuras en el vidrio de cuarzo como resultado de dicha diferencia de los coeficientes de expansión, tal como aplicar bobinas alrededor de las varillas de electrodo de la lámpara, o aplicar láminas envueltas alrededor de las varillas de electrodo. Una desventaja de estas medidas, la mayoría de las cuales requiere piezas adicionales en la lámpara, son los costes adicionales relativamente elevados.

La publicación US-B-6891332 describe una lámpara mediante la que la superficie del conductor y la superficie adyacente del material de vidrio de cuarzo se acoplan entre sí mediante pequeños salientes y cavidades. La rugosidad promedio de la superficie se ajusta de modo que sea de 3 µm o menos, reduciendo de este modo el riesgo de fisuras en cierta medida.

Objeto y sumario de la invención

Un objeto de la invención es proporcionar una lámpara en la que un conductor eléctrico está al menos parcialmente incrustado en el material de vidrio de cuarzo de la envoltura de la lámpara, reduciendo de este modo el riesgo de fisuras en el material de vidrio de cuarzo de la envoltura de la lámpara, al menos en ubicaciones predeterminadas en las que se desea una reducción de este tipo.

Con el fin de conseguir este objetivo, al menos una parte de la superficie de dicha parte del conductor está dotada de salientes que forman una estructura a modo de cepillo en dicha superficie, es decir, una estructura en la que partes del material del conductor se extienden hacia fuera y forman dichos salientes, por lo que la densidad de material en la estructura a modo de cepillo es de entre el 20% y el 80%, a la que la estructura a modo de cepillo tiene un potencial de deformación y flexibilidad mecánica que es sustancialmente superior al de una estructura sólida del mismo material. Los salientes pueden tener una longitud mucho mayor que la dimensión promedio de su sección transversal. Dicha parte de la superficie tiene un aspecto cerdoso o a modo de cepillo, emergiendo los salientes de la superficie del conductor como las cerdas o púas de un cepillo. La experiencia ha demostrado que una estructura a modo de cepillo de este tipo de la superficie del conductor incrustado evita, o al menos reduce, la generación de esfuerzo y fisuras en el material de vidrio de cuarzo circundante, en particular cuando el conductor se calienta rápidamente.

Esto se basa en la siguiente explicación. Aunque la estructura a modo de cepillo de la superficie del conductor estará aplanada en cierta medida cuando esté incrustada en el material de vidrio de cuarzo, habrá aún un cierto espacio pequeño entre las cerdas del cepillo con el fin de adecuarse a la expansión adicional del material del conductor cuando está calentándose. Hay un contacto directo entre el material del conductor y el material de vidrio de cuarzo, de modo que el conductor puede conducir su calor al vidrio de cuarzo. Por consiguiente, el calentamiento del conductor dará como resultado un calentamiento simultáneo del vidrio de cuarzo circundante, de modo que disminuye la diferencia de expansión entre el conductor y el vidrio de cuarzo circundante.

En una realización preferida, los salientes tienen una longitud promedio de entre 10 µm y 35 µm, preferiblemente entre 15 µm y 25 µm.

En una realización preferida, dicha parte de la superficie del conductor está dotada de uno o más rebajes, mientras que dichos salientes están ubicados en los bordes de dichos rebajes. Tales rebajes may pueden ser cavidades en la superficie del conductor, aunque preferiblemente son una o más ranuras en la superficie de dicha parte del conductor. La superficie del conductor puede tratarse entonces de tal manera que el material del conductor se extrae de los rebajes y vuelve a conformarse en los salientes a modo de cerda de la estructura a modo de cepillo en los bordes de los rebajes.

En una realización preferida, la estructura a modo de cepillo en la superficie del conductor se extiende en una o más zonas de anchura inferior a 25 µm, zonas que pueden extenderse a lo largo de los bordes de dichos rebajes. La zona o zonas pueden ser una banda helicoidal alrededor del conductor, o pueden comprender bandas más cortas en la superficie del conductor, o pueden ser regiones que tienen una forma diferente.

Dicha parte de la superficie del conductor se trata preferiblemente por medio de un haz láser mediante el que material del conductor se desprende localmente y forma salientes en la superficie del conductor. Se ha encontrado que tratando la superficie del conductor por medio de un haz láser de impulsos, el material del conductor se aleja después de haberse expuesto al láser, y al menos una parte de este material forma los salientes en la superficie del conductor.

En una realización preferida, el material del conductor es tungsteno o una aleación de tungsteno o tungsteno dopado. En otra realización preferida, el material del conductor es un metal diferente de tungsteno del grupo de metales refractarios tales como Mo, Ta, Re, In, en una calidad pura, dopada o aleada. Tales materiales, que se usan a menudo en lámparas, se incrustan en el material de vidrio de cuarzo de la envoltura de lámpara, y se ha visto que la estructura a modo de cepillo en tales materiales puede fabricarse en una operación simple y rápida...

1. Lámpara que comprende una envoltura (1) de vidrio de cuarzo que rodea la fuente luminosa de la lámpara, en la que un conductor (8) eléctrico está al menos parcialmente incrustado en el material de vidrio de cuarzo de la envoltura (1), caracterizada porque al menos una parte de la superficie de dicha parte del conductor (8) está dotada de salientes (15) que forman una estructura a modo de cepillo en dicha superficie, por lo que la densidad de material en la estructura (15) a modo de cepillo es de entre el 20% y el 80%, a la que la estructura (15) a modo de cepillo tiene un potencial de deformación y flexibilidad mecánica que es sustancialmente superior al de una estructura sólida del mismo material.

2. Lámpara según la reivindicación 1, caracterizada porque los salientes (15) tienen una longitud promedio de entre 10 µm y 35 µm, preferiblemente entre 15 µm y 25 µm.

3. Lámpara según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha parte de la superficie del conductor (8) está dotada de rebajes (14, 18), mientras que dichos salientes (15) están ubicados en los bordes de dichos rebajes (14, 18) que son preferiblemente una o más ranuras (14) en la superficie de dicha parte del conductor (8).

4. Lámpara según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la estructura (15) a modo de cepillo en la superficie del conductor (8) se extiende en una zona de anchura inferior a 25 µm.

5. Lámpara según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha parte de la superficie del conductor (8) se trata por medio de un haz láser mediante el que material del conductor (8) se desprende localmente y forma los salientes (15) en la superficie del conductor (8).

6. Lámpara según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material del conductor (8) es tungsteno o una aleación de tungsteno o tungsteno dopado.

7. Lámpara según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material del conductor (8) es un metal diferente de tungsteno del grupo de metales refractarios tales como Mo, Ta, Re, In, en una calidad pura, dopada o aleada.

8. Lámpara según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho conductor (8) es una varilla (8, 9) de electrodo que está parcialmente incrustada en el material de vidrio de cuarzo de la envoltura (1).

9. Lámpara según la reivindicación 8, caracterizada porque dicha lámpara es una lámpara de descarga de gas de alta presión, en la que la varilla (8, 9) de electrodo está incrustada en la parte (4, 5) sellada de la envoltura (1) de vidrio de cuarzo.

10. Procedimiento para fabricar una lámpara que comprende una envoltura de vidrio de cuarzo que rodea la fuente luminosa de la lámpara, en el que un conductor (8) eléctrico está al menos parcialmente incrustado en el material de vidrio de cuarzo de la envoltura (1), caracterizado porque al menos una parte de la superficie de dicha parte del conductor (8) se trata por medio de un haz láser mediante el que material del conductor (8) se desprende localmente y forma los salientes (15) en la superficie del conductor (8), de modo que la densidad de material en la estructura (15) a modo de cepillo es de entre el 20% y el 80%, a la que la estructura (15) a modo de cepillo tiene un potencial de deformación y flexibilidad mecánica que es sustancialmente superior al de una estructura sólida del mismo material.