CN1707745B - 制造灯的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种制造灯的方法和装置，以及一种根据所述方法制造的灯，其中通过用于发光机构的导入孔来实现对单侧封闭的灯管壳的填充。因此所述灯管壳的顶端可以是平滑的，而没有抽气尖端。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造灯尤其是单侧挤压的白炽灯的方法，一种用于实施这种方法的装置以及一种根据这种方法制造的灯。
背景技术
例如在DE 19623499A1中公开的这种方法例如用于制造卤素白炽灯。然而原则上，根据这种方法也可以制造其它结构形式的灯，比如放电灯。在这种公知的方法中，首先灯管壳在端面具有倒圆角的顶端，在所述顶端形成有轴向突出的抽气管连接件。另外通过向灯管壳吹入惰性气体来在模具内成型所述灯管壳，其中通过所述灯管壳的敞开的导入装置插入其上至少形成有螺旋灯丝和电流引线的支架。另外切断所述抽气管连接件的一部分以使抽气管可以置入到所形成的敞开的插管上。然后通过挤压气密封闭用于支架的所述导入孔和通过所述抽气管抽空由灯管壳所包封的内腔，以及填充包含有卤素的填充气体。然后在最后工序中熔化所述抽气管以封闭所述灯管壳，以及使两个电流引线突出于所述挤压。
在US-PS 4,756701中也描述了类似的方法，然而在所述方法中，在顶端区域的轮廓结构没有如根据DE 19623499A1的背景技术那样精确地实施。
在这些方案中，其缺点是：通过已熔化的抽气管总是在顶端区域形成轴向突起，即所谓的抽气尖端，其中所述抽气尖端在正面照明时可以引起阴影和干扰结构。另外其缺点是：这些公知的方法费用相对昂贵，因为必须先置入所述抽气管，再在紧接着的工作步骤中切断，以及封闭残留的抽气尖端。
发明内容
本发明的任务是：提供一种方法，以及一种用于实施这种方法的装置和一种灯，其消除了前述的缺点。
所述任务就方法而言通过按本发明的方法解决，就用于实施这种方法的装置而言按本发明的装置解决，以及就灯而言通过按本发明的灯解决。在一种按本发明的用于制造灯的方法中，所述灯具有灯管壳，发光机构和电流引线通过导入孔插入所述灯管壳内，其中通过挤压在所述导入孔的区域密封所述灯管壳，其中，在挤压前通过所述导入孔来实现所述灯管壳的填充，其中：所述填充和挤压在一个压力容器内实施；通过激光束的高能量射束来加热所述挤压区到成型温度；所述激光束扫过与所述挤压区相应的辐射轮廓；向所述导入孔和用于所述灯管壳的夹紧位置增加能量输入。
根据本发明，灯管壳的填充不是如背景技术那样通过专门置入的抽气管，而是通过本来已经存在的导入孔来实现，其中发光机构通过所述导入孔插入所述灯管壳中。通过这种方案，所述灯管壳的远离所述导入孔的顶端为没有抽气尖端的光滑平面，与传统方案相比，这可以明显改善正面照明。与根据类型的方法相比，灯的制造同样得以简化，因为可以没有分别用于形成和切断/熔接所述抽气管的工作步骤。
优选的是，在气密封闭的腔，尤其是压力容器内实施导入孔区域的填充和挤压，在所述压力容器内不仅设置有用于灯管壳的支架、发光机构而且设置有挤压装置。
然后所述填充可以通过利用填充气体浇注压力容器，或者通过适合的气体填充装置来实现。
如果通过高能量射束，比如激光束来对所述灯管壳的待挤压区进行加热，则所述方法可以进一步简化。所述激光器本身可以设置在所述腔/压力容器外面，其中所述激光束可以通过一个或多个激光窗射入容器内部。
根据待制造的灯，有利的是，可以从两侧或单侧射入激光束，其中至少在后一种情况，可以旋转所述灯以在两侧加热挤压区，而在前一种情况，对径向布置的平面同时进行加热。
如果通过借助于扫描器偏转激光斑点来形成预定的辐射轮廓，通过所述辐射轮廓可以对挤压区进行定向加热，则可以明显改善挤压密封的质量。例如如此调节所述辐射轮廓，即向导入孔，也就是灯管壳下边缘逐渐增加强度，以避免在这个区域的辐射损失。在通过灯夹具或类似物来保持所述灯管壳的情况下，优选的是也向所述灯夹具增加辐射强度以将通过所述夹具的辐射损失降至最低，这保证了对挤压区普遍且均匀的加热。
在卤素白炽灯中，所述灯体通常由石英玻璃形成，为使SiO2的生成(即SiO2蒸气的生成)降至最小，可以依赖于照射时间来降低激光功率。在加热中所形成的SiO2蒸气或石英烟优选例如借助于抽气管进行抽吸，所述抽气管对准所述灯容器的待加热区。
业已表明：300瓦和2500瓦之间的激光功率和2秒到20秒范围内的照射时间是足够的。
根据本发明的方法的一个重要应用领域在于制造所谓的反光灯，在所述反光灯中，所述灯管壳呈反光罩形状扩展且具有反射层，因为在封闭反光罩的顶端区域没有形成在根据传统方法制造的灯中不可避免地出现的抽气尖端。
附图说明
下面根据实施例参考附图来详细描述本发明。其示出：
图1根据本发明的方法制造的卤素白炽灯的正视图；
图2图1的卤素白炽灯的侧视图；
图3图1的卤素白炽灯的底视图；
图4根据本发明的方法制造的卤素反光灯的侧视图；
图5根据本发明的用于实施这种方法的装置的原理图；以及
图6图5的装置的灯支架示意图。
具体实施方式
下面借助低压卤素白炽灯来描述本发明。如开头已经提及的，根据本发明的方法和根据本发明的装置决不局限于这些灯型的应用，在这里只是作为举例。
图1至3示出卤素白炽灯的实施例，所述卤素白炽灯可以配设于低压工作方式或电网电压，以及可以应用在起居室内或作为家具内装灯使用。
所述白炽灯1具有灯管壳2，所述灯管壳2在初始状态(图2以虚线示出)具有大约空心圆柱体形状，其中端部通过球状弯曲的顶端4形成。与传统的卤素白炽灯不同，其不具有在图1中以虚线示出的抽气尖端6，而是形成光滑平面，这不阻碍端面的反射。所述灯管壳2由石英玻璃或硬玻璃制成。
在图1和2中，所述灯管壳2的下端部形成有挤压密封8，支架10通过所述挤压密封8气密地保持在所述灯管壳2内。所述支架10具有其轴线与灯轴(图1的竖直方向)同轴走向的螺旋灯丝12。两个电流引线14、16通过所述螺旋灯丝形成，所述电流引线14、16与设置在所述挤压密封8内的钼箔18、20连接。而所述钼箔18、20又与设置在挤压密封8之外的管脚22、24连接。所述挤压通过模型挤压夹具来实现，以此挤压出根据图2侧视图所示的圆柱形基体，以此得到根据图3的轮廓，所述轮廓在其设置在外侧的较窄的一侧26、28呈梯形扩大。在图3中清楚描绘的挤压8的轮廓由模型挤压夹具的几何形状来确定。
在卤素灯中，所述灯管壳2的内腔填充有填充气体，所述填充气体含有部分卤素(30至3000ppm)。在开灯时出现的卤素循环是公知的，因此这里不再赘述。
前面所描述的白炽灯1的特点在于：不是象通常的那样通过置入到抽气尖端6上的抽气管，而是在挤压前通过在初始状态(图2以虚线示出)敞开的灯管壳2的导入孔30来实现抽空和填充填充气体，即不需要抽气尖端6，因此顶端4可以具有高的光特性。
图4描述了白炽灯1的一种变型，其为卤素反光灯。这种灯的基本结构与前面所描述的实施例的结构相同，即在灯管壳2内容纳支架10，其中所述灯管壳2的下端部通过挤压密封8气密封闭。与前面所描述的实施例不同，所述挤压密封8逐渐变为狭窄部32，所述狭窄部32然后扩展为漏斗形的反光罩34，所述反光罩34由同样球状的但更多是拱形的顶端4封闭。所述反光罩34的漏斗形圆周壁具有用作反射层的银涂层36。
另外两种灯(图1至3；图4)还可以具有专门的干涉滤光涂层，通过所述干涉滤光涂层将热量反射到螺旋灯丝上，这样不必从外面输送能量就使螺旋灯丝保持在工作温度上。这种红外线涂层(IRC)可以具有较高的光输出以及因此可以节省使灯工作的能量成本。如果涂敷这种涂层，所述灯管壳2则形成椭圆形截面。
如开头所提及，在根据借助于模型挤压夹具35成型灯管壳2的外轮廓的背景技术中，向下实现挤压以及因此灯管壳2的气密封闭，其中灯管壳2的连接到挤压密封8上的区域也通过所述模型挤压夹具35模制。在传统方案中通常通过燃烧器来实现加热到成型温度，通过所述燃烧器加热挤压密封8的区域。
图5示出一种可实现根据本发明的方法的装置，在所述方法中，通过所述导入孔30从下面实现灯管壳2的填充以及借助于激光辐射实现灯管壳2的加热。
根据图5，所述装置具有一个压力室38，在所述压力室38内设置有一个或多个待填充和待挤压的白炽灯1。白炽灯1通过在图6中详细描绘的装置固定。
所述压力室38可以借助于惰性气体管线40填充惰性气体或抽空。另外填充气体插管42进入所述压力室38内，所述填充气体插管42进入在图2中所描述的导入孔30内且连接到填充气体管线44上。
作为所述插管的替代方案，也可以如虚线所示的那样通过所述填充气体管线44吹洗整个压力室，这样可以不需要所述插管42。
所述挤压区的加热借助于激光器46来实现，其中在所描述的实施例中使用具有波长为10.6μm的CO2激光器，当然也可使用其它激光器类型。
由激光器46发射的激光束通过适合的聚焦镜组穿过所述压力室38的激光窗54对准所述灯管壳2的挤压区，其中所述聚焦镜组例如由棱镜48、抛物面镜50以及可偏转的扫描镜52组成。在图5所描述的实施例中，所述激光束单侧射入所述压力室38内，这样总是有灯管壳2的一侧被加热。这种聚焦镜组的前提条件是所述白炽灯1可旋转地容纳在所述压力室38内，这样可在两侧均匀地加热所述挤压区。如果所述激光束通过棱镜48分成两个分光束，然后所述两个分光束通过两个激光窗54从左和右射入所述压力室内，即在图5中所描绘的射束走向然后围绕所述立轴镜像，则可以不需要白炽灯1的这种可旋转的结构。然而在这种变型中，这也是有利的，即在加热期间旋转所述白炽灯1。
控制驱动所述扫描镜52，使激光斑点扫过预定区域a，其中通过控制扫描器驱动来调节预定的辐射轮廓，通过所述辐射轮廓来根据路径控制加热。这根据图6来描绘。
图6示出在夹紧状态的白炽灯1，其中由激光束扫过的区域以虚线示出。
所述未形变的灯管壳2(见图2)由可围绕所述立轴旋转的管壳夹具54保持。通过所述导入孔30插入所述灯管壳2内的支架8由同样可旋转支承的底座固定件58保持在其预定的与所述灯管壳2相对的位置。所述插管42延伸穿过所述底座固定件，所述填充气体可穿过所述插管42压入所述灯管壳2的内部。
根据方法原理图(通过所述插管42导入填充气体或通过吹洗压力室38)，将所述填充气体调节到轻微的超压，所述轻微的超压可根据灯容积位于190和300毫巴之间。
在填充所述灯管壳之后或期间，控制所述激光器46以及与在180至600U/min之间的转数同步地旋转所述管壳夹具56和所述底座固定件58。其中控制所述扫描镜驱动，如图6正面示出的那样调节辐射轮廓。也就是说略微地增加所述管壳夹具56区域的强度特性，以补偿通过所述管壳下边缘的辐射损失。也向下边缘即所述导入孔30增加强度特性，以补偿这一区域的辐射损失，以此获得待挤压部分的非常均匀的加热。其中如此调节照射时间和激光功率，即将SiO2气体的生成(也就是SiO2的废蒸气或石英烟的生成)降至最小。初步试验表明，在300和2500瓦之间的激光功率，其照射时间可位于2至20秒之间的范围。
为进一步将SiO2气体的生成降至最小，在照射期间可以逐步降低激光功率。原则上可以确定：利用降低的激光功率和同时长一点的照射时间可以减少SiO2的生成。
加热挤压区后移动所述模型挤压夹具60、62(图6以虚线示出)，形成图1至3所描述的挤压或形成另一几何形状。
为消除在加热期间所形成的SiO2蒸气，另外还可以利用抽气管在所述压力室38内进行抽吸。将所述抽气管对准所述待加热区，例如所述挤压，以抽吸在加热期间所形成的石英烟。
这里公开了一种制造灯的方法和装置，以及一种根据所述方法制造的灯，其中通过用于发光机构的导入孔来实现对单侧封闭的灯管壳的填充。因此所述灯管壳的顶端可以是平滑的，而没有抽气尖端。
Claims (8)
1.一种用于制造灯(1)的方法，所述灯(1)具有灯管壳(2)，发光机构(12)和电流引线(14、16)通过导入孔(30)插入所述灯管壳(2)内，其中通过挤压在所述导入孔(30)的区域密封所述灯管壳(2)，其中，在挤压前通过所述导入孔(30)来实现所述灯管壳(2)的填充，其中：
所述填充和挤压在一个压力容器(38)内实施；
通过激光束的高能量射束来加热所述挤压区到成型温度；
所述激光束扫过与所述挤压区相应的辐射轮廓；
向所述导入孔(30)和用于所述灯管壳(2)的夹紧位置增加能量输入。
2.根据权利要求1的方法，其中所述填充通过插管(42)或通过浇注所述压力容器(38)来实现。
3.根据权利要求1的方法，其中所述激光器(46)设置在所述压力容器(38)的外面，所述激光束通过激光窗(54)射入所述容器内部。
4.根据权利要求3的方法，其中所述激光束从两侧对准所述灯(1)的所述挤压区。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其中根据预定的照射时间降低所述激光功率。
6.根据权利要求5的方法，其中所述照射时间为2至20秒，所述激光功率为300和2500瓦之间。
7.根据权利要求1的方法，其中在加热时所形成的石英烟或SiO2蒸气被抽吸。
8.根据权利要求1的方法，其中所述灯(1)在加热期间旋转。
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