CN102714128A - 具有减小高度的燃烧器和制造燃烧器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于汽车灯(10)特别是HID灯的燃烧器(12),包括:放电容器(14),其利用放电电弧来产生光。第一电极(16)终止于放电容器(14)中,第二电极(18)终止于放电容器(14)中以与第一电极(16)合作生成放电电弧。设有玻璃主体(20)以保护放电容器(14)。玻璃主体(20)包括用于插入于插座(24)内的轴(22)。第一电极(16)在近端方向(32)上穿过轴(22)从玻璃主体(20)引导出来,且第二电极(18)与所述第一电极(16)间隔开在近端方向(32)上被引导至所述轴(22)的外侧。轴(22)包括至少一个绝缘凹穴(26)用于接纳插座(24)的肋状物(36)且用于使得在玻璃主体(20)外侧的第一电极(16)绝缘。由于绝缘凹穴(26),玻璃主体(20)可提供伞状电介质,增加了在轴(22)近端处的第一电极(16)的未覆盖部分与第二电极(18)或其它导电部分之间的高电压放电电弧的最小必需路径。由于利用绝缘凹穴(26)的改进绝缘效果,玻璃主体(20)的轴(22)的高度可显著地减小,导致燃烧器(12)减小的高度,而不会有损燃烧器(12)的绝缘性。能减小包括这种燃烧器(12)的汽车灯(10)的总高度,这继而能进一步优化汽车前灯(56)的所需建造空间。

Description

具有减小高度的燃烧器和制造燃烧器的方法
技术领域
本发明涉及燃烧器的领域,其能特别地用作汽车前灯的HID灯的光源,以及制造这种燃烧器的方法。
背景技术
如图1所示用于汽车前灯的已知HID灯10包括燃烧器12,燃烧器12具有放电容器14,在放电容器14中,通过在第一电极16的末端与第二电极18的末端之间提供的放电电弧来产生光,第一电极16的末端与第二电极18的末端都终止于放电容器14中。放电容器14受到玻璃主体20的保护。燃烧器12的玻璃主体20包括轴22,轴22插入于插座24内。第一电极16在轴向上从轴22的近端引导出来。由于轴22,提供充分绝缘性,防止在轴22的近端的第一电极16与在第二电极18之间进行高电压放电,第二电极18也引导至插座24内(未图示)。从US 6,731,076 B1获知类似的燃烧器。
对于优化汽车前灯的所需建造空间而言,存在持久的需要。
发明内容
本发明的一种目的是:能进一步优化汽车前灯所需的建造空间。特别地,本发明的一种目的是:提供用于汽车灯(特别是HID灯)的燃烧器,利用该燃烧器,能减小汽车灯的总高度。特别优选地,本发明的一种目的是:优选地在不会有损燃烧器的绝缘性的情况下,提供一种具有减小高度的燃烧器。
由用于汽车灯(特别是HID灯)的燃烧器来实现这个目的,该燃烧器包括:放电容器,其利用放电电弧来产生光;第一电极,其终止于放电容器中;第二电极,其终止于放电容器中以与第一电极合作而生成放电电弧;以及,玻璃主体,其用于保护放电容器,其中玻璃主体包括用于插入于插座内的轴,其中第一电极在近端方向上穿过该轴从玻璃主体引导出来,且第二电极与第一电极间隔开在近端方向上被引导至该轴的外侧,其中轴包括至少一个绝缘凹穴(pocket)以用于容纳插座的肋状物且用于使得在玻璃主体外侧的第一电极绝缘。
由于绝缘凹穴,玻璃主体可提供伞状电介质,该伞状电介质增加了在轴近端处的第一电极的未覆盖部分与第二电极或其它导电部分之间的高电压放电电弧的最小必需路径。由玻璃主体的材料提供的绝缘凹穴可特别地结合插座的相应肋状物来提供迷宫密封,其中与插座常用的塑料材料,如PPS(聚苯硫醚,(SC6H4)n)相比,由于玻璃主体材料的更好的介电常数,显著地提高了由此迷宫密封所致的绝缘效果。特别地,为绝缘凹穴的壁的部分的玻璃主体的材料设于第一电极的未覆盖部分与最靠近的导电部分之间。由于利用绝缘凹穴所致的改进的绝缘效果,玻璃主体的轴的高度可显著地减小,导致燃烧器具有减小的高度,而不会有损燃烧器的绝缘性。能减小包括这种燃烧器的汽车灯的总高度,继而能进一步优化汽车前灯的所需建造空间。特别地,能减小汽车前灯特别在行驶方向中所需的建造空间。放气组分,特别是插座的塑料材料的组分,能由绝缘凹穴收集。降低了来自插座内的放气材料可在燃烧器的玻璃主体处光源附近冷凝的风险。这在灯寿命期间改进了灯的光学性能。此外,放气组分可在绝缘凹穴内冷凝,甚至在燃烧器的寿命期间提高绝缘效果。燃烧器的绝缘性能可由于老化效果而提高。由于提高的绝缘效果,特别地,能将插座布置于金属外壳内以减小EMI发射和/或进一步减小放气组分逸出。此外,能节省额外的绝缘手段,导致成本降低。另外,绝缘凹穴可与玻璃主体为单件。特别提供的用于插入于绝缘凹穴内的肋状物可与插座为单件。由于可通过现有部件的相应设计来提供必需的绝缘,因此组装部件的数量并未增加或甚至可能减少。特别地,可在一个已经计划的制造步骤期间提供玻璃主体的设计和/或插座的设计。例如,绝缘凹穴可由压入于玻璃主体内的压印来形成,而利用轧制工艺加热玻璃主体并使之具有延展性来将第一电极密封到玻璃主体上的缩进颈部区域中,轴可在大致近端方向上从缩进颈部区域突伸。不会延长或甚至会缩短燃烧器的制造时间。
HID灯为高强度放电灯,其包括燃烧器,燃烧器具有放电容器,放电容器特别适合于在高达1 MPa的压力操作,其中放电容器可填充稀有气体,如氙气、氪气和/或氖气且可包括卤素和/或金属卤化物和/或汞。当燃烧器由插座接纳且插座放置于地面上使得燃烧器大致指向与重力方向相反的方向时,应理解,燃烧器的近端方向在重力方向上对准且燃烧器的远端方向与重力方向相反地对准。玻璃主体主要包括SiO2或甚至由可能纯度为10至1000 ppm(以mol表达)的 SiO2组成。
特别地,绝缘凹穴成形为环状凹口。由于在径向和/或轴向上的绝缘凹穴的设计保持大致不变,在第一电极与第二电极或其它导电部分之间的绝缘效果独立于燃烧器在周向上的角位置。这便于提供燃烧器相对于插座的参考结构(如指向远端方向的三个参考突起)的正确对准。
优选地,轴包括具体地在径向一个接一个地布置的多个绝缘凹穴。由于若干绝缘凹穴,相应数量的肋状物可插入于相应绝缘凹穴内。这得到迷宫密封,该迷宫密封包括相应增加的最小必需高电压放电路径。特别地,由于在第一电极的未覆盖部分与最靠近的导电材料之间的增加的电介质材料量,因此可提高绝缘效果。电极的未覆盖部分不由玻璃主体覆盖且特别地从玻璃主体的轴的近端突伸。
另外优选地,轴包括大致在径向突伸的凸耳,其中提供至少一个指状物,其从凸耳大致在近端方向上突伸以形成绝缘凹穴。特别地,指状物包括在轴向的长度lF,2.0 mm≤lF≤14.0 mm,特别地3.0 mm≤lF≤12.0 mm,优选地4.0 mm≤lF≤10.0 mm,且最优选地4.5 mm≤lF≤5.0 mm或5.0 mm≤lF≤7.0 mm或7.0 mm≤lF≤9.0 mm。绝缘凹穴在截面图中可大致为U形,其中“U”形的壁可由用于“U”形的第一臂的指状物、用于“U”形的底壁的凸耳和用于“U”形的第二臂的剩余轴来提供。第二绝缘凹穴和/或其他绝缘凹穴可由从其他凸耳突伸和/或特别地从相同凸耳突伸的相应的若干指状物提供。指状物的长度lF特别地根据绝缘凹穴的数量来选择。在少量绝缘凹穴(特别是仅一个绝缘凹穴)的情况下,可选择更长的长度lF,优选地比剩余轴的长度更长,使得指状物在近端方向上比剩余轴更远地突伸。在中等数量的绝缘凹穴(特别是两个绝缘凹穴)的情况下,可选择中等长度lF,其优选地大致与剩余轴一样长,使得指状物和剩余轴大致终止于相同高度。在大量绝缘凹穴(特别是多于三个绝缘凹穴)的情况下,可选择更短的长度lF,其优选地比剩余轴的长度更短,使得剩余轴在近端方向上比指状物更远地突伸。这给出了将电子构件(例如用于燃烧器的启动器电路)布置于插座内而无损燃烧器的绝缘性的增加的灵活性。所增加的布置灯的不同构件的灵活性允许优化所需建造空间具有进一步可能性。
优选地,轴包括在轴向的长度lS,2.0 mm≤lS≤10.0 mm,特别地3.0 mm≤lS≤8.0 mm,优选地4.0 mm≤lS≤6.0 mm,且最优选地4.5 mm≤lS≤5.5 mm。由于绝缘凹穴,在无损燃烧器的绝缘性的情况下能显著地缩短轴长度lS。与已知的燃烧器相比,能特别地将燃烧器的长度缩短8mm±2mm,而不会遇到将电子构件布置于灯插座中的主要问题。
特别地,玻璃主体包括缩进的颈部,其中玻璃主体通过密封工艺(特别是通过轧制)而缩进,且轴从缩进的颈部在大致近端方向上突伸,其中缩进颈部包括在轴向的长度lN,特别地3.0 mm≤lN≤8.0 mm,优选地3.5 mm≤lS≤6.0 mm且最优选地4.0 mm≤lS≤5.0 mm。通过容易地执行机械密封工艺而能够提供对玻璃主体的充分密封。同时,对于通过该密封工艺执行的缩进的颈部而言,仅需要比较小的面积。另外,玻璃主体的密封和绝缘凹穴的成形可在玻璃主体的不同部分执行且可在轴向彼此间隔开地布置。应了解,用于缩进颈部的玻璃主体的面积并非轴的部分,其被特别地调适且合适地成形以插入到灯的插座的相应开口内。轴优选地为类似圆柱形,其中缩进的颈部可形成为在截面图中呈椭圆形或者可在其外表面处包括大致平坦的部分。
本发明还涉及灯,特别是用于汽车前灯的HID灯,其包括燃烧器,燃烧器能如先前所述那样设计,插入于由特别是PPS这样的绝缘材料制成的插座内,其中插座包括插入于燃烧器的相应绝缘凹穴内的至少一个肋状物。由于绝缘凹穴,玻璃主体可提供伞状电介质,增加了轴近端处的第一电极的未覆盖部分与第二电极或其它导电部分之间高电压放电电弧的最小必需路径。由于利用绝缘凹穴改进的绝缘效果,玻璃主体的轴的高度可显著地减小,导致燃烧器减小的高度,并因此导致灯的减小的高度,而不会有损灯的绝缘性。能减小汽车HID 灯的总高度,这继而能进一步优化汽车前灯的所需建造空间。特别地,能减小汽车前灯特别在行驶方向中所需的建造空间。灯还可进一步如上述对于燃烧器所描述的那样来设计。
优选地,至少一个金属固定元件,特别是金属凸耳,连接到插座,其中固定元件特别地经由夹持到燃烧器的金属套环连接到燃烧器,且狭缝设于玻璃主体与肋状物之间,其中,始于在轴端部处的第一电极并沿着狭缝到固定元件的最小放电路径s为8.0 mm≤s≤50.0 mm,特别地为10.0 mm≤s≤40.0 mm,优选地12.0 mm≤s≤30.0 mm且最优选地15.0 mm≤s≤20.0 mm。其使用以下认识:第二电极可被引导通过提供增加绝缘性的陶瓷衬套,使得高电压放电电弧的风险可大致在第一电极与可接地的金属固定元件之间给出。另外,能在第一电极与最靠近的导电部分之间提供显著较长的高电压放电路径,其中,同时,给出玻璃主体的轴的比较低的长度。由于公差或者通过在玻璃主体与肋状物之间提供间隙配合,可在玻璃主体与肋状物之间出现狭缝。但也可能将肋状物压入到绝缘凹穴内,使得狭缝设于玻璃主体与肋状物之间的相边界之间。
特别优选地,狭缝至少在一个位置至少部分地由绝缘插塞填充,绝缘插塞特别地主要包括硅,其中绝缘插塞在从第一电极到固定元件的方向覆盖狭缝的整个截面。绝缘插塞特别地为热固性流体,其可填充狭缝的整个截面且在随后变成固体。由于绝缘插塞可提供比空气更好的绝缘,提高了绝缘效果。
特别地,插座包括指向远端方向的顶表面和指向近端方向的底表面,其中在顶表面与底表面之间的距离d为8.0 mm≤d≤22.0 mm,特别地10.0 mm≤d≤20.0 mm,优选地12.0 mm≤d≤18.0 mm,且最优选地14.0 mm≤d≤16.0 mm。由于绝缘凹穴,在无损燃烧器的绝缘性的情况下能显著地缩短轴长度lS,与已知的燃烧器相比,能将燃烧器的长度大致减小8mm±2mm,而不会碰到将电子构件布置于灯插座中的主要问题。在顶表面包括指向远端方向的参考突起的情况下,测量在参考突起的远端与底表面的近端之间的距离d。可提供参考突起(特别是三个参考突起)以在将燃烧器连接到插座期间相对于参考突起对准燃烧器。利用参考突起,燃烧器的光源能在连接期间相对于参考突起准确地定位,其中能通过光学方法来监视正确对准。这继而允许在将汽车灯组装于前灯内之后将燃烧器的光源相对于汽车前灯的反射器准确地对准。
本发明还涉及汽车前灯,其包括能够如前文所述那样进行设计的燃烧器和/或能够如前文所述那样进行设计的灯,该灯连接到反射器外壳。由于绝缘凹穴,玻璃主体可提供伞状电介质,增加了轴近端处的第一电极的未覆盖部分与第二电极或其它导电部分之间的高电压放电电弧的最小必需路径。利用绝缘凹穴改进的绝缘效果,玻璃主体的轴的高度可显著地减小,导致燃烧器减小的高度,并因此导致灯的减小的高度,而不会有损灯的绝缘性。能减小汽车HID 灯的总高度,继而能进一步优化汽车前灯的所需建造空间。特别地,能减小汽车前灯特别在行驶方向中所需的建造空间。该灯还可如关于上文提到的燃烧器和/或关于上文所提到的灯那样来进行设计。
本发明还涉及一种用于汽车灯的燃烧器的制造方法,该燃烧器能特别地如前文所述那样进行设计,该方法包括以下步骤:提供预成形的玻璃主体,其包括:放电容器,其利用放电电弧来产生光;第一电极,其终止于放电容器中,以及,第二电极,其终止于放电容器中以与第一电极合作生成放电电弧;特别地通过轧制,使用玻璃主体来密封第一电极,以及在玻璃主体内形成至少一个绝缘凹穴以接纳插座的肋状物并用于使得玻璃主体外侧的第一电极绝缘。由于绝缘凹穴,玻璃主体可提供伞状电介质,伞状电介质增加了轴近端处的第一电极的未覆盖部分与第二电极或其它导电部分之间的高电压放电电弧的最小必需路径。由于利用绝缘凹穴改进的绝缘效果,玻璃主体的轴的高度可显著地减小,导致燃烧器减小的高度,并因此导致灯的减小的高度,而不会有损灯的绝缘性。能减小汽车HID 灯的总高度,继而能进一步优化汽车前灯的所需建造空间。特别地,能减小汽车前灯特别在行驶方向中所需的建造空间。这种制造能快速执行且无需增加若干不同机器,从而便于制造燃烧器、相应的灯和/或相应的汽车前灯。该方法还可如关于上述燃烧器和/或关于上述灯和/或关于上述汽车前灯所描述的那样来进一步设计。
特别地,至少一个绝缘凹穴由轧制工艺形成。能使用相同的制造工艺来密封玻璃主体以及形成绝缘凹穴。
优选地,密封步骤和成形步骤同时执行。能使用在密封步骤期间所提供的热来便利成形步骤,并且反之亦然。尽管燃烧器的设计包括额外部分,但并不会延长制造时间。特别地,由于同时执行密封步骤和成形步骤而增加发热,因此甚至能缩短制造时间。
附图说明
参考下文描述的实施例,本发明的这些和其它方面将是清楚的并被阐明。
在附图中:
图1为根据现有技术的灯的示意性侧视截面图,
图2为根据本发明的第一实施例的灯的示意性侧视截面图,
图3为根据本发明的第二实施例的灯的示意性简化的侧视截面图,
图4为图3所示的灯的示意性放大视图,以及
图5为包括图3所示的灯的汽车前灯的示意性侧视截面图。
具体实施方式
如图2所示,灯10,特别是汽车HID灯,大致对应于图1所示的已知灯10,其中图2的灯被设计成比图1的灯10更短。与图1所示的燃烧器12相比,图2所示的燃烧器12包括由在近端方向32上从凸耳30突伸的指状物28所形成的环状绝缘凹穴26,其中凸耳30从剩余轴34在径向突伸。插座24的肋状物36突伸到绝缘凹穴26内,在肋状物36与玻璃主体20的轴22之间提供Z字形狭缝38。由于绝缘凹穴26,在第一电极16未被玻璃主体20覆盖的部分与可接地的金属固定元件40之间提供充分的绝缘。固定元件40被设计为金属带,金属带与插座24固定在一起且经由夹持到玻璃主体20上的金属套环42连接到燃烧器12。可通过焊接,特别地通过激光焊接,将固定元件40连接到金属套环42。在经由套环42和固定元件40将燃烧器12固定到插座24之前,能使用特别地由插座24提供的三个参考突起44通过光学方法来正确地对准燃烧器12。与图1所示的灯10相比,在指向远端方向48的插座24的顶表面46与指向近端方向32的插座24的底表面50之间的距离减小。
图3所示的灯10包括与图2所示的灯10的设计大致相同的燃烧器12。图3所示的灯10包括符合汽车灯不同标准的插座24。如图4所示的那样,环状绝缘插塞52在从第一电极16向外的方向上覆盖狭缝38的整个截面。绝缘插塞52可主要包括硅。玻璃主体20包括缩进的颈部54,在该缩进的颈部54处密封玻璃主体20。缩进的颈部54设于绝缘凹穴26与玻璃主体20的扩大部分之间。
如图5所示的汽车前灯56包括连接到灯10的反射器外壳58。由于灯10减小的高度,特别在行驶方向60中前灯56的高度也减小了。
虽然在附图和前文的描述中已详细地示出和描述了本发明,这些说明和描述被认为是说明性的或示范性的而不是限制性的;本发明并不限于所公开的实施例。举例而言,能在其中设有多个绝缘插座26的实施例中操作本发明。所公开的实施例的另外的变型可由本领域技术人员在实践所主张的本发明时,通过学习附图、公开和所附权利要求书而理解和实行。在权利要求中,词语“包括”并不排除其它元件获步骤,且不定冠词“一”并不排除多个。在相互不同的从属权利要求中陈述特定措施的简单事实并不表示不能使用这些措施的组合来取得益处。在权利要求书中的任何附图标记不应被理解为限制其范围。

Claims (15)

1.一种用于汽车灯(10)特别是HID灯的燃烧器,包括:
放电容器(14),其利用放电电弧来产生光,
第一电极(16),其终止于所述放电容器(14)中,
第二电极(18),其终止于所述放电容器(14)中以与所述第一电极(16)合作生成放电电弧,以及
玻璃主体(20),其用于保护所述放电容器(14),
其中所述玻璃主体(20)包括用于插入于插座(24)内的轴(22),
其中所述第一电极(16)在近端方向(32)上穿过所述轴(22)从所述玻璃主体(20)引导出来,且所述第二电极(18)与所述第一电极(16)间隔开在近端方向(32)上被引导至所述轴(22)的外侧,
其中所述轴(22)包括至少一个绝缘凹穴(26)以用于接纳所述插座(24)的肋状物(36)且用于使得在所述玻璃主体(20)外侧的第一电极(16)绝缘。
2.根据权利要求1所述的燃烧器,其中,所述绝缘凹穴(26)成形为环状凹口。
3.根据权利要求1所述的燃烧器,其中,所述轴(22)包括特别地在径向一个接一个地布置的多个绝缘凹穴(26)。
4.根据权利要求1所述的燃烧器,其中,所述轴(22)包括大致径向突伸的凸耳(30),其中设有至少一个指状物(28),所述指状物(28)在大致近端方向(32)上从所述凸耳(30)突伸以形成所述绝缘凹穴(26)。
5.根据权利要求1所述的燃烧器,其中,所述指状物(28)包括在轴向上的长度lF,2.0 mm≤lF≤14.0 mm,特别地3.0 mm≤lF≤12.0 mm,优选地4.0 mm≤lF≤10.0 mm,且最优选地4.5 mm≤lF≤5.0 mm或5.0 mm≤lF≤7.0 mm或7.0 mm≤lF≤9.0 mm。
6.根据权利要求1所述的燃烧器,其中,所述轴(22)包括在轴向上的长度 lS,2.0 mm≤lS≤10.0 mm,特别地3.0 mm≤lS≤8.0 mm,优选地4.0 mm≤lS≤6.0 mm,且最优选地4.5 mm≤lS≤5.5 mm。
7.根据权利要求1所述的燃烧器,其中,所述玻璃主体(20)包括缩进的颈部(54),其中所述玻璃主体(20)通过密封工艺,特别是通过轧制而缩进,且所述轴(22)在大致近端方向(32)上从所述缩进的颈部(54)突伸,其中所述缩进的颈部(54)包括在轴向的长度 lN,特别地3.0 mm≤lN≤8.0 mm,优选地3.5 mm≤lS≤6.0 mm,且最优选地4.0 mm≤lS≤5.0 mm 。
8.一种灯,特别是用于汽车前灯(56)的HID灯,包括:根据权利要求1所述的燃烧器(10),其插入于由绝缘材料,特别是PPS制成的插座(24)内,其中所述插座(24)包括插入于所述燃烧器(10)的相应绝缘凹穴(26)内的至少一个肋状物(36)。
9.根据权利要求8所述的灯,其中,至少一个金属固定元件(40),特别是金属凸耳,连接到所述插座(24),其中所述固定元件(40)特别地经由夹持到所述燃烧器(12)的金属套环(42)连接到所述燃烧器(12),且狭缝(38)设于所述玻璃主体(20)与所述肋状物(36)之间,其中,始于在所述轴(22)的端部处的第一电极(16)并沿着所述狭缝(38)到所述固定元件(40)的最小放电路径s为8.0 mm≤s≤50.0 mm,特别地为10.0 mm≤s≤40.0 mm,优选地12.0 mm≤s≤30.0 mm,且最优选地15.0 mm≤s≤20.0 mm。
10.根据权利要求9所述的灯,其中,所述狭缝(38)至少在一个位置至少部分地由绝缘插塞(52)填充,所述绝缘插塞(52)特别地主要包括硅,其中所述绝缘插塞(52)在从所述第一电极(16)到所述固定元件(40)的方向上覆盖所述狭缝(38)的整个截面。
11.根据权利要求8所述的灯,其中,所述插座(24)包括指向远端方向(48)的顶表面(46)和指向近端方向(32)的底表面(50),其中在所述顶表面(46)与所述底表面(50)之间的距离d为:8.0 mm≤d≤22.0 mm,特别地10.0 mm≤d≤20.0 mm,优选地12.0 mm≤d≤18.0 mm,且最优选地14.0 mm≤d≤16.0 mm。
12.一种汽车前灯,其包括根据权利要求1所述的燃烧器(12)和/或连接到反射器外壳(58)的根据权利要求8所述的灯(10)。
13.一种制造用于汽车灯(10)的特别是根据权利要求1的燃烧器(12)的方法,其包括以下步骤:
提供预成形的玻璃主体(20),该玻璃主体(20)包括:放电容器(14),其利用放电电弧来产生光;第一电极(16),其终止于所述放电容器(14)中;以及第二电极(18),其终止于所放电容器(14)中以与所述第一电极(16)合作而生成放电电弧;
特别地通过轧制,使用所述玻璃主体(20)来密封所述第一电极(16),以及
在所述玻璃主体(20)内形成至少一个绝缘凹穴(26),该至少一个绝缘凹穴(26)用于接纳所述插座(24)的肋状物(36)且用于使得所述玻璃主体(20)外侧的第一电极(16)绝缘。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述至少一个绝缘凹穴(26)由轧制工艺形成。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,所述密封步骤和所述成形步骤同时执行。
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