CN101878513A - 用于灯的球形外玻壳，用于制造该球形外玻壳的方法，以及带有该球形外玻壳的紧凑式荧光灯 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于容纳包括发光体和控制装置的至少一个灯的球形外玻壳(1)。该玻壳具有大体上球形部(2)和延长的端部(3)，大体上球形部(2)用来容纳发光体，延长的端部(3)用来容纳控制装置构件(106)的至少一部分。延长的端部设有颈部。大体上管形的颈延伸部分连接到颈部的内表面部分上并且从颈部突出。颈延伸部分(5)适合于容纳控制装置构件的剩余部分。在用来制造玻璃外玻壳的方法中，通常在白炽灯的制造中使用的喇叭口被转向180°，放入带裙部的球状玻壳内，熔化在玻壳中，而裙部被分离，且喇叭口形成了颈延伸部分。还公开了带有球形外玻壳的自镇流紧凑式荧光灯。镇流器构件的一部分设置在外玻壳的颈延伸部分中。
Description
技术领域
本发明涉及用于灯的球形外玻壳及球形外玻壳的制造方法。本发明还涉及设有球形外玻壳的紧凑式荧光灯。
背景技术
带有插入灯的外玻壳具有广泛的家庭和工业应用。外玻壳保护插入灯免受有害的外部影响和撞击，当外玻壳的表面适当形成时使得插入灯的光扩散并且更均匀，并给予光源有益的美学外观。外玻壳还与紧凑式荧光灯一起使用。最近，已经设计了用于白炽灯的紧凑式荧光灯改型。这些灯设有具有接近于白炽灯的尺寸的球形外玻壳，并且模仿了白炽灯的美学外观。
美国专利4,527,089公开了一种紧凑式荧光灯，其包括机械地形成为组件并且插进外玻壳内的多个单独的管。单独的末端开口的管通过电弧引导机构相互连接，以形成连续的电弧通道。该外玻壳具有圆柱形状，被密封并且包括了例如汞和氩气氛的电弧产生和维持介质。作为引入线的荧光灯的电线被引导穿过用作圆柱形外玻壳的密封元件的喇叭口。向荧光灯提供能量的镇流器电路位于外玻壳的外部，且因而其要求专门的接触元件和布置。
美国专利4,600,856描述了一种紧凑式低压电弧放电灯，其具有摩擦地装配进底座中的孔的多个管。底座在密封的外玻壳内保持在固定位置上，但在外玻壳或灯泡中没有内置的镇流器。此类构造的CFL必须连接到外部镇流器上，这要求外部电连接和专门的连接机构以将镇流器连接到电源上。
美国专利No.6,064,155公开了一种具有外玻壳的荧光灯，外玻壳具有在标准爱迪生型底座上的白炽灯的外部形状。放电管围绕玻壳的轴线围成螺旋管，并且设置在外玻壳内。镇流器也被设置在外玻壳内。在灯和镇流器之间设置隔热罩，以将灯与镇流器热隔离，由此来自灯的热将不会有害地影响镇流器。尽管该灯在外玻壳内设有集成的镇流器，但其并没有公开并且因而从该文件中无法明确如何将灯和镇流器电路构件定位在相对小的外玻壳的内部空间内，以及如何在灯电极和镇流器电路之间或者在镇流器电路和底座之间建立电连接。
存在对于这样一种球形外玻壳的需要，其为灯和灯的控制装置的构件提供足够的空间，而同时保持通常白炽灯的玻壳的尺寸。类似地，存在对于这样一种自镇流的紧凑式荧光灯的需要，其具有球形外玻壳，能够取代通常的白炽灯、可容易地制造并且具有高的流明输出和相对小的尺寸。
发明内容
在本发明的一个示例性实施例中，提供了用于容纳包括发光体和具有构件的控制装置的至少一个灯的球形外玻壳。玻壳具有用于容纳发光体的大体上球形部和用于容纳控制装置的构件的至少一部分的延长的端部。该延长的端部设有颈部。玻壳还包括大体上管形的颈延伸部分，其连接到颈部的内表面部分上并且从颈部突出。大体上管形的颈延伸部分适合于容纳控制装置的构件的至少剩余部分并且加强颈部。
在本发明的另一个方面的一个示例性实施例中，提供了一种用于大体上垂直地制造用于带有底座的灯的球形玻璃外玻壳的方法。外玻壳具有主轴线并且包括颈部和颈延伸部分。该方法包括以下步骤：
a/提供带有裙部的球形玻壳，该裙部朝向下方；
b/提供带有管形部和凸缘部的喇叭口；
c/用火焰加热玻壳的颈部；同时
d/在大体上垂直于主轴线的位置上提升喇叭口穿过裙部进入颈部，在该位置上喇叭口的管形部朝向下方；
e/熔化颈部的玻璃直到裙部落下，并且玻壳的末端部分熔化在喇叭口的凸缘部上；
f/围绕喇叭口和颈部的至少一部分闭合模具，模具具有适合形成颈部和喇叭口的期望形状的内表面；
g/吹动气体穿过颈延伸部分进入玻壳以在玻壳内产生过压，同时移除加热的火焰，以便玻壳的熔化的玻璃填满模具并且随后冷却；
h/移除模具；
i/将玻壳的玻璃进行退火。
在本发明的另外方面的一个示例性实施例中，提供了包括放电管装置的紧凑式荧光灯。该放电管装置由至少一个放电管形成并且包围充满放电气体的放电体积。荧光粉涂层设置在管的内表面上。管包含连续的电弧通道并且在该通道的各端处具有电极。灯还包括用来控制在管中的电流并连接到电极和相关的电源上的镇流器电路、以及球形外玻壳。所述玻壳包括：
-大体上球形部，其包围放电管装置；以及
-延长的端部，其包围镇流器电路构件的至少一部分，该延长的端部具有设有适合接纳并且固定底座的外表面的大体上圆柱形颈部；
-大体上管形的颈延伸部分，其连接到颈部的内表面部分上并且从颈部突出，并提供用于容纳镇流器电路构件的至少剩余部分的空间。
本发明具有超越现有技术的许多显著的优势。由于颈延伸部分，为在玻壳内的控制装置的构件提供了更大的空间。控制装置可由许多的构件构成，其可例如是用于其它类型灯的荧光镇流器和控制电路的组合。在另一方面，因为相对于给定的流明输出更好地利用了在外玻壳内的空间，也可减小总的灯的尺寸。颈延伸部分还可提供控制装置的构件与金属底座的绝缘。又一个显著的优势是可例如容易地使制造白炽灯的生产线适于制造带有颈延伸部分的球形外玻壳。
附图说明
参考附图将更详细地描述本发明，其中
图1是外玻壳的透视图，其显示了玻壳的延长的端部、颈部和颈延伸部分；
图2是在通过平行于玻壳的主轴线的平面形成的截面中的图1的外玻壳的透视图；
图3是带有安装在印刷电路板(PCB)上的镇流器电路的外玻壳的延长的端部的透视图；
图4是通过平行于玻壳的主轴线的平面形成的图3的横截面的透视图；
图5是通过包含外玻壳的主轴线的平面形成的颈部和颈延伸部分的横截面；
图6至图9显示现有技术白炽灯泡的制造步骤；
图10至图14显示了通常在白炽灯泡上的现有技术喇叭口的制造步骤；
图15至图19显示了带有颈延伸部分的外玻壳的制造步骤；
图20是安装在带有颈延伸部分的球形外玻壳中的紧凑式荧光灯的透视图。
具体实施方式
现在参考图1和图2，显示了球形外玻壳1。该外玻壳包括可区别的部分：大体上球形部(在图1和图2中仅显示其一小部分，然而在图20中整个地描绘)、延长的端部3、在延长的端部内的颈部4。球形外玻壳适合于容纳具有发光体和控制装置的至少一个灯。如在图20中所示，在其中可看到具有球形外玻壳1的紧凑式荧光灯100，发光体是放电管装置101，而控制装置是镇流器电路106。圆形部2可容纳放电管装置，而延长的端部3适合于容纳镇流器电路106的构件的至少一部分。外玻壳还设有颈延伸部分5。该颈延伸部分5是大体上管形的，其可优选地为圆柱形或圆锥形，通过圆锥形部连接到颈部4的内表面部分上并且从颈部4突出。如在图3、图4和图20中所示，可利用颈延伸部分5，或者更确切地，可利用颈延伸部分5的内部空间以容纳镇流器电路106的构件的剩余部分。控制装置或者镇流器电路106的构件是电路构件和用来在其上安装电路构件的印刷电路板(PCB)7。
颈延伸部分5可由与颈部4的材料相同的材料制成，优选为玻璃，或者可以由与颈部4的材料相兼容的材料制备。颈部4例如可以由一种类型的玻璃或玻璃混合物制成，而颈延伸部分5的相兼容的材料可以是另一种类型的玻璃或玻璃混合物。通过从内侧确保周向支承的颈延伸部分5的圆锥形部，颈延伸部分5同时加强了颈部4。
颈部4具有大体上圆柱形的部分，该部分加宽成大体上圆锥形的部分。颈部4的外表面部分设有螺纹，而底座113可拧在球形外玻壳的颈部上。
外玻壳的大体上球形部2和延长的端部3可由彼此相兼容的材料制成，例如由两种不同的玻璃混合物制成，然而还可能用相同的材料制备该两部分，即相同的玻璃混合物。球形外玻壳1可设计成整个地由玻璃或塑料制成，但大体上球形部2和延长的端部3的一部分还可由与延长的端部3的剩余部分、颈部4以及颈延伸部分5的材料不同的材料制成。延长的端部3的剩余部分、颈部4和颈延伸部分5可由相同材料制成(优选为塑料)，或者由彼此相兼容的材料制成(例如不同的塑料材料)，而大体上球形部2和与该大体上球形部2相邻形成的延长的端部3的一部分可由玻璃制成。其本身带有玻璃灯泡和塑料壳体的外玻壳，以及类似地将玻璃灯泡和塑料架相互固定的各种方法对本领域技术人员都是已知的。
图5是通过包含外玻壳的主轴线的平面形成的延长的端部3的横截面。用虚线显示了在制造通常的白炽灯中使用的芯杆。该现有技术芯杆或支架由应用于球形玻壳的喇叭口制备。喇叭口的管形上部被收缩以形成支架。喇叭口的管形下方凸缘部分熔化至颈部4的内表面部分。建议的球形外玻壳的一个示例性实施例包括颈延伸部分5而不是芯杆。该颈延伸部分5由通常在白炽灯的制造中的喇叭口形成。
大体上垂直制造用于灯的玻璃球形外玻壳1的示例性方法从提供带有在白炽灯的制造中通常的裙部的球形玻壳开始。参考白炽灯的制造，如本领域技术人员所熟知的，通过彼此面对面定位的两个圆筒使从炉中流出的熔化的玻璃变平成带状物。熔化的玻璃带状物流到钢板上。钢板20在其中间具有孔，且喷嘴21在浸没在熔化的玻璃中的孔的上方移动，如在图6和图7中所示。热空气通过喷嘴21吹入玻璃22中，产生玻璃泡23(图7)。由两个对半部分组成的模具24围绕吹出的玻璃泡闭合，泡23通过产生过压的进一步的空气吹动而被压进模具24中(图8)。在玻璃冷却时打开模具24(图9)，将产生具有裙部的球形玻壳。还可为该目的使用包括多个部分的模具。生产球形玻壳的最后的操作是对其玻璃材料进行退火。
制造球形玻壳的下一步骤是：提供在白炽灯的制造中通常的具有管形部15和凸缘部14的喇叭口13。尽管白炽玻璃技术领域中的技术人员非常了解此类喇叭口的制造，参考图10至图14简要地概括了生产的步骤。从直径大约17毫米的管25开始，在旋转管的同时用火焰熔化管25的末端部分，如由图10所示。通过凸缘制作工具26形成凸缘部(图11)，随后刻划管的侧部(图12)，然后形成具有管部和凸缘部的喇叭口的管部分通过刺焰(stinging flame)27被分离(图13)。通过使用宽火焰28使管部的末端部分成为修整过的最终形状。
在制造球形外玻壳1的示例性方法中，下一步骤是当裙部朝向下方时用火焰12加热玻壳的颈部分9，如在图15中所示。颈部分9包括要形成的颈部4和颈部4的邻近区域。与贯穿整个方法一样，当颈部分9被加热时，球形外玻壳1围绕主轴线18旋转。而且当加热颈部分9时，通过提升杆16提升喇叭口13穿过裙部11进入颈部分9。喇叭口13的位置将大体上垂直于球形玻壳10的主轴线18，而喇叭口13的管形部15和凸缘部14将分别朝向下方和上方。喇叭口13的位置根本上与在制造白炽灯中喇叭口的位置不同，在制造白炽灯中，管形部朝向上方而凸缘部朝向下方，以使得管形部形成为白炽灯的芯杆。在制造用于灯的球形外玻壳的该示例性方法中，喇叭口13的管形部15朝向下方以便形成颈延伸部分5。
随后，颈部的玻璃熔化，直到裙部11落下并且玻壳10的颈部4的内表面部分熔化在喇叭口13的凸缘部14上，如在图16中所描述。下一步骤是：围绕喇叭口13和颈部4的至少一部分闭合模具17。模具17由两个对半部分组成，它们相对于彼此是可闭合的，并且具有适合于将颈部4和喇叭口13形成为期望形状的内表面。还可使用包括多个部分的模具。模具17的内表面部分可设有螺纹，以形成颈部4的至少一部分，该模具的另外的内表面部分可以是大体上圆锥形的，以形成颈延伸部分5的一段。提供球形玻壳10形成了制造的示例性方法的起始点，球形玻壳10可具有比通常在白炽灯中的颈部的壁厚大5％-10％的壁厚，以便为形成颈部4的螺纹而提供足够的玻璃材料。如白炽灯的制造领域中的技术人员所知的，通常白炽灯中颈部的壁厚在0.5-0.6毫米的范围内。更优选地，该壁厚可比白炽灯的颈部的壁厚大7％-9％。
现在参考图18，在模具处在闭合的位置并且移除加热火焰12时，将气体(优选为空气)吹过颈延伸部分5进入玻壳。吹入的气体在玻壳1内产生过压，使得玻壳的熔化的玻璃填满模具并且随后冷却。如在图19中所示，在移除模具17后，制造球形外玻壳1的方法由退火步骤完成。
带有球形外玻壳1的紧凑式荧光灯100是本发明的另外方面的一个示例性实施例(图20)。该紧凑式荧光灯包括带有至少一个放电管的放电管装置101、用来控制管中的电流的镇流器电路106、以及具有已经如上所述的颈延伸部分105的球形外玻壳1。如本领域技术人员熟知的，放电管包围充满放电气体的放电体积，并且具有设置在放电管的内表面上的荧光粉涂层。管形成了连续的电弧通道并且设有设置在电弧通道的各端处的电极。图20的放电管装置101是螺旋形装置，但也可以是多指状物装置。多指状物装置对于本领域技术人员也是已知的：该装置由弯曲成U形的大体上直的管部构成，且弯曲部形成合适的圆顶。导致连续的电弧通道的桥部连接U形管部。
该球形外玻壳1具有包围放电管装置101的大体上球形部102，放电管装置101由支架板107支承。支架板107优选地由金属制成，但也可使用塑料支架板。支架板107具有设有弹性突舌110的圆周边缘部分，弹性突舌110由支架板107的材料裁剪出。该弹性突舌110靠在外玻壳1的内表面部分上，并且还将放电管装置101压到圆形部102的上方内表面部分上。支架板107通过孔111容纳放电管装置101。
球形外玻壳1还包括延长的端部103，其包围镇流器电路构件的至少一部分。镇流器电路构件包括印刷电路板和电路元件(例如晶体管、二级管、变压器、电感、电容、电阻等)。紧凑式荧光灯100的实施例包含镇流器电路，其具有大体上平行于主轴线112安装的印刷电路板。如在图3中所见，印刷电路板7具有穿过槽119连接到支架板107(图20)上的突舌19。延长的端部103还具有大体上圆柱形颈部104，用来在大体上圆柱形颈部104的外表面部分上接纳并且固定底座113。在图20中显示的紧凑式荧光灯100的该示例性实施例具有大体上圆柱形颈部104，其外表面部分设有螺纹，底座旋在该外表面部分上。
如上所指出，球形外玻壳1还具有大体上管形的颈延伸部分105。颈延伸部分105连接到颈部104的内表面部分上并且从颈部104突出，并提供了用于容纳镇流器电路构件的一部分(例如电容器114)的空间。印刷电路板7以其缩窄的下部延伸进入由颈延伸部分105形成的空间。通过颈延伸部分105的壁使得该空间与底座113绝缘，这同时提供了对球形外玻壳1的颈部104的末端部分的加强。图20的紧凑式荧光灯的示例性实施例关于归功于颈延伸部分105的外玻壳1的内部空间的有利利用是说明性的。
镇流器电路106设有引入线109和引出线108。引出线108被引导穿过大体上管形颈延伸部分105，其在图4中更好地可见。引出线108终止在底座113中，并且通过绝缘部分115互相绝缘，以便确保到相关电源的两个接线端的连接。引入线109连接至放电管装置101。
该示例性紧凑式荧光灯的球形外玻壳1具有分离线118，沿该分离线118将玻壳分开成两个合适的部分，这允许将放电管装置101和镇流器电路构件放入外玻壳1中，并且该两个部分随后被熔化在一起。
本发明不限于所显示和公开的实施例，其它元件、改进和变型也处在本发明的范围内。例如，对本领域技术人员而言，清楚的是具有颈延伸部分的球形外玻壳可包围不同类型的发光体，例如卤素发光体或发光二级管。类似地，球形外玻壳可容纳发光体的组合，例如紧凑式荧光放电管装置结合发光二级管或者紧凑式荧光放电管装置结合卤素发光体(即简称卤素灯)。而且，控制装置可以是紧凑式荧光镇流器、用于发光二级管或卤素灯的控制电路以及这些电路的组合。
Claims (25)
1.一种球形外玻壳，用于容纳包括发光体和带有构件的控制装置的至少一个灯，所述玻壳包括：
-大体上球形部，其用于容纳所述发光体；
-延长的端部，其用于容纳所述控制装置的所述构件的至少一部分，所述延长的端部具有颈部；
-大体上管形的颈延伸部分，其连接到所述颈部的内表面部分上并且从所述颈部突出，用来容纳所述控制装置的所述构件的至少剩余部分并且加强所述颈部。
2.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述大体上球形部和所述延长的端部由相同材料制成。
3.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述大体上球形部和所述延长的端部由彼此相兼容的材料制成。
4.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述颈延伸部分由与所述颈部的材料相同的材料制成。
5.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述颈延伸部分由与所述颈部的材料相兼容的材料制成。
6.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述颈延伸部分是大体上圆柱形的。
7.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述颈延伸部分是大体上圆锥形的。
8.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述颈延伸部分具有大体上圆锥形段。
9.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述颈部包括大体上圆锥形部分和大体上圆柱形部分。
10.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述颈部具有圆柱形部分，在该圆柱形部分的外表面部分上带有螺纹。
11.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述大体上球形部和所述延长的端部的一部分由与所述延长的端部的剩余部分、所述颈部和所述颈延伸部分的材料不同的材料制成，而所述延长的端部的剩余部分、所述颈部和所述颈延伸部分由彼此相兼容的材料制成。
12.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述球形外玻壳的材料是玻璃。
13.根据权利要求1所述的球形外玻壳，其特征在于，所述球形外玻壳的材料是塑料。
14.一种用来大体上垂直制造用于带有底座的灯的球形玻璃外玻壳的方法，所述外玻壳具有主轴线并且包括颈部和颈延伸部分，所述方法包括以下步骤：
a/提供带有裙部的球形玻壳，所述裙部朝向下方；
b/提供带有管形部和凸缘部的喇叭口；
c/用火焰加热所述玻壳的颈部分；同时
d/在大体上垂直于所述主轴线的位置上提升所述喇叭口穿过所述裙部进入所述颈部，并且在该位置上所述喇叭口的所述管形部朝向下方；
e/熔化所述颈部的所述玻璃直到所述裙部落下，并且所述玻壳的所述颈部的内表面部分熔化在所述喇叭口的所述凸缘部上；
f/围绕所述喇叭口的一部分和所述颈部的至少一部分闭合模具，所述模具具有适合于形成所述颈部和所述喇叭口的期望形状的内表面；
g/吹动气体穿过所述颈延伸部分进入所述玻壳，以在所述玻壳内产生过压，同时移除该加热的火焰，以便所述玻壳的熔化的玻璃填满所述模具并且随后冷却；
h/移除所述模具；
i/将所述玻壳的所述玻璃进行退火。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述玻壳的所述颈部分具有比通常在白炽灯中的颈部的壁厚大5％-10％的壁厚。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述玻壳的所述颈部分具有比通常在白炽灯中的颈部的壁厚大7％-9％的壁厚。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述模具包括相对彼此可闭合的至少两部分。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述模具具有带螺纹的内表面部分和大体上圆锥形的内表面部分，所述带螺纹的内表面部分用来形成所述颈部的至少一部分，所述大体上圆锥形内表面部分用来形成所述颈延伸部分的一段。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述气体是空气。
20.一种紧凑式荧光灯，包括：
-放电管装置，其由包围充满放电气体的放电体积的至少一个放电管形成，并具有设置在该管的内表面上的荧光粉涂层，所述管形成连续的电弧通道并且还设有设置在所述电弧通道的各端处的电极；
-镇流器电路，其用于控制所述管中的电流并且被连接到所述电极和相关的电源上；
-球形外玻壳，其包括：
-大体上球形部，其包围所述放电管装置；以及
-延长的端部，其包围所述镇流器电路构件的至少一部分，所述延长的端部具有设有适合于接纳并且固定底座的外表面的大体上圆柱形颈部；
-大体上管形的颈延伸部分，其连接到所述颈部的内表面部分上并且从所述颈部突出，并提供用于容纳所述镇流器电路构件的至少剩余部分的空间。
21.根据权利要求20所述的紧凑式荧光灯，其特征在于，所述放电管装置是螺旋形装置。
22.根据权利要求20所述的紧凑式荧光灯，其特征在于，所述放电管装置是多指状物装置。
23.根据权利要求20所述的紧凑式荧光灯，其特征在于，所述球形外玻壳具有分离线，沿所述分离线将所述玻壳分成两部分，允许将所述放电管装置和所述镇流器电路构件放入所述玻壳内，随后将所述两部分熔化在一起。
24.根据权利要求20所述的紧凑式荧光灯，其特征在于，所述大体上圆柱形颈部的外表面部分设有螺纹，且底座拧在所述外表面部分上。
25.根据权利要求20所述的紧凑式荧光灯，其特征在于，所述镇流器电路的引出线被引导穿过所述颈延伸部分并且在所述底座中终止，以确保到相关电源的连接。
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2008
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