CN2599743Y - 灯丝应力释放装置 - Google Patents

Abstract

一种灯丝应力释放装置，是应用在一具有内部弹性扭力的灯丝，而灯丝是事先卷绕在一线盘上，该装置包含有一架体、位于架体上的一转动单元、一收线单元及一驱动单元，转动单元具有一支架及一枢接在支架上供线盘套置的支撑轴，使灯丝自线盘导引出来并通过支持件并构成一直线段，收线单元具有一卷取灯丝的收线线盘，使线盘与灯丝的直线段相对持续地绕转。

Description

灯丝应力释放装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种灯丝应力释放装置，特别是涉及一种将灯丝成形过程中所产生的弹性扭力进行反向释放的装置，以保持灯丝在使用时的安定性。

【背景技术】

就照明设备中所使用的灯丝的制作过程来说，一般是将钨丝均匀地绕置在一芯线的表面上，使得钨丝在芯线上形成类似螺旋状的结构，再将绕置有钨丝的芯线卷绕在一塑料材料所制成且表面上设有螺纹式细沟槽的线盘内而形成灯丝的半成品，而应用在灯泡的制作时，此种灯丝半成品尚必须进一步经过化学处理，以将位于中心的芯线溶解，成为可供灯泡使用的灯丝成品。

而因为灯丝的制作过程当中，钨丝必须绕置在芯线上形成螺旋状，也因此使得螺旋状的钨丝内部具有一定的弹性扭力存在，此种弹性扭力是因制作方式以及钨丝材料本身的特性所造成，在低温下非常难以消除，一旦经过化学处理而溶解除去了芯线后，螺旋状的钨丝顿时失去了芯线的支撑作用，而自然地将本身的弹性扭力释放出来，其造成的结果可分为两方面，一方面是使钨丝绞转纠结，另一方面则会使钨丝单位长度较原先绕置于线盘时的长度增加而有松弛的现象，两种结果都会造成钨丝无法安定地绕置在线盘的沟槽内，使得长久以来一直是灯泡在自动化的生产作业上的主要困扰。

而为了消除灯丝内部的弹性扭力，现今较为有效的做法是在钨丝绕丝成形后再经过高温(约900～1600℃)进行定型与退火的热处理以消除内部弹性扭力，使得灯丝半成品的安定性得以提高。

然而，为了使灯丝的安定性提高，将使高温定型退火的热处理程序成为必要的过程且无法精简，否则会使灯丝因具有螺旋扭转应力而对灯泡的制作产生困难，但利用高温定型退火的先决条件必须先使灯丝所使用的相关材料都必须具有耐高温处理的特性，所以造成灯丝材料的成本往往居高不下，同时制作程序的增加也是成本增高的一项因素。另外，由于高温定型退火的设备通常精密度、技术水平均要求较高，也因此较为昂贵，且在使用时必须耗费相当大量的能源，整体花费转嫁到灯丝的成本上时，自然使得灯丝的成本更加提高。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种应力释放的装置，其具有使灯丝的弹性扭力反方向释放而不需经过高温退火过程的特点。

本实用新型的灯丝应力释放装置，是应用在一呈连续线状且具有内部弹性扭力的灯丝，而灯丝是事先同轴连续地卷绕在一线盘上，其特征在于：该装置包含有一架体、位于架体上的一转动单元及一收线单元。

转动单元具有一支架及一枢接在支架上供线盘套置的支撑轴，使套设在支撑轴上的线盘的灯丝自线盘导引出来并通过支持件，而灯丝则在线盘与支持件中间构成一直线段，使得支架、支撑轴及位于支撑轴上的线盘均以一转动轴线而与灯丝的直线段相对持续地绕转。又。收线单元则具有一卷取灯丝的收线线盘。

借此，使灯丝接近线盘的一端相对于另一端产生扭转，此一扭转方向则与灯丝内部弹性扭力的方向相反，进而有效地抵消灯丝的弹性扭力。

【附图说明】

下面通过最佳实施例及附图对本实用新型的灯丝应力释放装置进行详细说明，附图中：

图1是本实用新型灯丝应力释放装置的一较佳实施例的主要构造立体示意图。

图2是该较佳实施例的部份构造侧面图，说明一转动单元转动至一角度时相关构件间的位置关系。

图3是该较佳实施例的部份构造侧面图，说明该转动单元转动至另一角度时相关构件间的位置关系。

图4是该较佳实施例的部份构造侧面图，说明该转动单元的一张力调整组的构造。

图5是该较佳实施例的部份构造侧面图，说明一拉伸单元的构造。

图6是图5中该灯丝在一第一驱动轮与一惰轮间的绕行状态。

图7是图5的拉伸单元进一步增加一第三驱动轮的构造示意图。

图8是本实用新型灯丝应力释放装置的一简化的实施例示意图。

【具体实施方式】

本实用新型的灯丝应力释放装置主要是应用在如前述灯丝结构上，而由于灯丝制程的缘故，呈线性状态的灯丝是事先同轴地卷绕在一线盘上。

如图1，本实用新型的灯丝应力释放装置主要包含有一架体1、一转动单元2、一收线单元3及一驱动单元4，架体1作为整个装置的主要支撑结构，而转动单元2、收线单元3及驱动单元4都安装在架体1上。其中：

同时再参照图2及图3，转动单元2具有一支架21、一支撑轴22，及一支持件23，支架21上端形成一水平部211，水平部211的侧边垂直地向下延伸出一直立部212，而直立部212下方末端则略为向一侧倾斜并向下地再延伸出一斜臂部213。支撑轴22是枢接在直立部212上用以供线盘5套设，而支持件23则定位在斜臂部213的下方末端处，使套设在支撑轴22上的线盘5的灯丝6可自线盘5内导引拉出，并将灯丝6进一步拉引通过支持件23，而灯丝6则在线盘5与支持件23中间形成有一直线段61，本例中，支持件23是一可枢转地定位在斜臂部213上的导轮，导轮的轮面上有一供线状的灯丝6通过的凹槽，在灯丝6连续地自线盘5内导出时，导轮将用以支持灯丝6并随着其移动而转动。

另外参考图4，为了弹性地保持灯丝6的直线段61的张力，转动单元2可进一步增加一张力调整组24，张力调整组24包括一套设在支撑轴22上并与线盘5同轴转动的套筒241、一靠抵在套筒241侧边上的弹性索242及一连接在弹性索242端部的调整件243，使弹性索242的一端是固定在支架21上、而另一端则藉调整件243连接在支架21上，而调整件243在本例当中是一可转动的螺栓构造，借由转动调整件243可以调整弹性索242靠抵在套筒241上的松紧度，进而提供线盘5具有一远离支持件23的力量而用以保持灯丝6的直线段61的张力。

再回到图1，收线单元3具有一收线线盘31，目的在用以连续地卷取通过支持件23的灯丝6而将其卷绕收回，在较佳的应用上，收线单元3可进一步设有一个或一个以上的惰轮32以供灯丝6绕行通过，再由收线线盘31回卷。

驱动单元4具有一动力机组41及一受动力机组41连动的传动组件组，本例中，动力机组41是一用以提供旋转动力的马达，而传动组件组则包括有一受动力机组41带动的链条42、一受链条42传动且定位在架体1上的第一转轴43、一固定在第一转轴43上随着转动的第一扇形齿轮44、一受第一扇形齿轮44啮合传动而改变了旋转轴向的第二扇形齿轮45，及一定位在架体1上而与第二扇形齿轮45同轴转动的第二转轴46，使第二转轴46位于下方的一端与转动单元2的支架21相连接。在动力机组41提供动力而驱动整个传动组件组后，将造成支架21、支撑轴22、位于支撑轴22上的线盘5，以及支持件23均随着第二转轴46的同一转动轴线100为中心而持续转动，目的在造成线盘5与灯丝6的直线段61两者相对地绕转，在较佳的应用上，如图3所示，支持件23上用以与灯丝6接触的地方大概位在转动轴线100上。

如图1、图2及图3，为了配合灯丝6已经卷绕于线盘5上的半成品型态，首先将线盘5套设在转动单元2的支撑轴22上，将线盘5内的灯丝6拉出以通过支持件23、惰轮32而至收线线盘31，驱使收线线盘31转动即可将灯丝6自线盘31内连续地导出，而线盘31则因此以支撑轴22为轴心转动，借由收线线盘31转速的控制，将使灯丝6以一固定的牵引速率连续地自线盘5拉出，也因此使导出的线状灯丝6本身存在一张力，而造成导出的灯丝6在线盘5与支持件23中间形成一直线段61。

接着，在灯丝6自线盘5导出的同时，借驱动单元4使转动单元2的支架21以转动轴线100为中心转动，造成线盘5与灯丝6的直线段61两者间以一固定的绕行速率持续地相对绕转，使得灯丝6的直线段61在接近线盘5的一端相对于直线段61接近支持件23的另一端形成扭转，而扭转方向则与灯丝6存在于直线段61的弹性扭力方向相反，如此利用施加在灯丝6的直线段61上的反向扭力而可抵消灯丝6内部的弹性扭力，而值得注意的是，灯丝6的牵引速率与直线段61相对线盘5的绕行速率是相关的，另外也与灯丝6本身内部弹性扭力的大小有关，太快的牵引速率或过慢的绕行速率可能会造成灯丝6在直线段61的弹性扭力无法被完全抵消，相反地，太慢的牵引速率或过快的绕行速率又可能造成灯丝6在直线段61上过度地被扭转，因此不同种类或特性的灯丝6必须对应地配合不同的牵引速率及不同的线盘绕行速率，此点可经由测试而找出最佳的配合方式，但基本上用以抵消灯丝6内部弹性扭力的原理则应该是相同的。

最后，被抵消弹性扭力的灯丝6则由收线线盘31的转动而连续地被卷绕而回收。

至此，灯丝6内主要的弹性扭力可在常温下利用此一方法有效地被抵消，而不必使用昂贵的高温退火装置，若应用在灯丝的制作上时将可因此简化整个制作流程，节省大量的成本花费。

此外再参照图5及图6，由于灯丝6被抵消弹性扭力后，其长度会略为延展加长而有松散的现象，因此，在灯丝6通过支持件23而被卷绕回收线线盘31前，可将灯丝6先进行一拉伸作用以适当地延展其长度，借此消除灯丝6直接卷绕收回所可能产生的松弛现象。而本例中，是在转动单元2与收线单元3的中间增加一拉伸单元7，用以拉引灯丝6伸长并导引至收线单元3，而拉伸单元7具有一第一驱动轮71及一第二驱动轮72，第一驱动轮71及第二驱动轮72均分别形成有与灯丝6接触传动的一第一轮面710及一第二轮面720，必要时，第一驱动轮71与第二驱动轮72间可进一步搭配复数个惰轮74，使灯丝6自支持件导出后可先绕行通过第一驱动轮71的第一轮面710、再绕行通过第二驱动轮72的第二轮面720，而较佳的实施方式则使灯丝6分别绕行在第一轮面710二至三圈后、经过惰轮74、再同样绕行第二轮面720二至三圈，如此可确保灯丝6与第一轮面710及第二轮面间720不会有相对滑动的现象发生。

而拉伸作用的产生主要使第二轮面720的移动速率大于第一轮面710的移动速率来达成，使得灯丝6受到第二轮面720带动的速率会比灯丝6受第一轮面710带动的速率来的快，进而使灯丝6在第一轮面710与第二轮面720中间因为一前一后的速率差异而有一拉力产生，使得灯丝6可因此受到适当的拉伸。

在实际操作上，欲达到第二轮面720的移动速率大于第一轮面710的移动速率，在做法上可有两种方式达成。其一是在第一驱动轮71与第二驱动轮72的轮径相同下，使第二驱动轮72的转速高于第一驱动轮71的转速，如此可使第二轮面720的移动速率大于第二轮面710的移动速率。另外一种是在第一驱动轮71与第二驱动轮72的转速相同下，使第二驱动轮72的轮径大于第一驱动轮71的轮径，如此也可达到第二轮面720的移动速率大于第一轮面710的移动速率的效果。

如图7，同样的道理，在第二驱动轮72后也可再增加一第三驱动轮73，而第三驱动轮73也具有与灯丝6接触传动的第三轮面730，利用前述调整轮径或转速的方式可使第三驱动轮73的第三轮面730移动速率大于第二轮面720的移动速率，即可再增加一段对灯丝6拉伸的作用。因此理论上也可再增加一第四、第五....驱动轮，而可形成更多段的拉伸作用，熟习此项技术的人自然可轻易推想得知，在此即不再说明。

值得注意的是，灯丝应力释放装置主要的设计精神在使灯丝经由反向扭转来抵消其因为制程缘故所产生的弹性扭力，虽然前述是以一较佳、但是较为复杂的型态来作说明，主要的目的是希望能够适应具有不同弹性扭力的灯丝而可相当容易地分别作调整，进而达到自动化生产的目标。但是假设仅考虑单一规格的灯丝或者对于抵消弹性扭力的精确程度要求不高的时候也可以采用下面最为简单的装置来达成。

如图8，灯丝应力释放装置仅需包含有一架体1、一转动单元2及一收线单元3，其中，转动单元2、收线单元3是安装在架体1上，架体1的型态并不限定，转动单元2则具有一支架21及一供线盘5套设转动的支撑轴22，而收线单元3同样具有一收线线盘31，用以将自线盘5导出的灯丝6卷绕回收。

应用时，可利用马达直接驱动转动单元2转动，或更为简单的方法也可以是利用一曲轴以人力来直接驱动转动单元2转动，使得灯丝6的直线段61产生与灯丝6的弹性扭力反向的扭转，进而抵消灯丝6本身的弹性扭力，再直接被收线线盘31回收。此种方式可避免复杂的传动组件组，也可省却前述的拉伸单元，是一种应用本发明方法最简单的装置。所以，在实际应用本发明的方法时并不一定是依照前面提到的装置型态才可达成，其中转动单元2的支架21型态、收线单元3的构造等等或许可任意变化，但只要能够供放置线盘5并将灯丝6导出一直线段61，再使直线段61产生反向扭转以抵消其弹性扭力后再回收，如此仍然不脱离本实用新型的范围。

总结上述，本实用新型主要作用在于利用对灯丝反向扭转以抵消其内部弹性扭力，可在常温下有效地应用在如灯丝的制程上，免除昂贵的高温退火设备的开销并简化制作流程，同时在自动化作业上更具有效率。

Claims (10)

1、一种灯丝应力释放装置，是应用在一呈连续线状且具有内部弹性扭力的灯丝，而该灯丝是事先同轴连续地卷绕在一线盘上，该应力释放装置包含有一架体、位于该架体上的一转动单元及一收线单元，其特征在于：

该转动单元具有一支架及一枢接在支架上供该线盘套置的支撑轴，使套设在该支撑轴上的线盘的灯丝自该线盘导引出来而形成一直线段，而该支架、该支撑轴及位于该支撑轴上的该线盘均以一转动轴线而与该灯丝的直线段相对持续地绕转；及

该收线单元具有一卷取该灯丝的收线线盘。

2、如权利要求1所述的灯丝应力释放装置，其特征在于：

该应力释放装置更包含一驱动单元，该驱动单元具有一动力机组及一受该动力机组连动的传动组件组，该传动组件组并连接该转动单元的支架。

3、如权利要求2所述的灯丝应力释放装置，其特征在于：

该驱动单元的动力机组是一马达。

4、如权利要求2所述的灯丝应力释放装置，其特征在于：

该驱动单元的传动组件组包括有一受该动力机组带动的链条、一受链条传动且定位在该架体上的第一转轴、一固定在该第一转轴上随着转动的第一扇形齿轮、一受该第一扇形齿轮啮合传动而与该转动轴线同轴向的第二扇形齿轮，及一定位在该架体上而与该第二扇形齿轮同轴转动的第二转轴，该第二转轴的一端则与该转动单元的支架连接。

5、如权利要求1所述的灯丝应力释放装置，其特征在于：

该转动单元更包括一定位在该支架上而支撑该灯丝的支持件。

6、如权利要求5所述的灯丝应力释放装置，其特征在于：

该支持件是一随该灯丝通过而转动的导轮。

7、如权利要求1所述的灯丝应力释放装置，其特征在于：

该转动单元更具有一弹性地保持该灯丝的直线段张力的张力调整组。

8、如权利要求7所述的灯丝应力释放装置，其特征在于：

该张力调整组包括一套设在该支撑轴上并与该线盘同轴转动的套筒、一靠抵在该套筒侧边上的弹性索及一连接在该弹性索端部的调整件，该弹性索的一端是固定在该支架上、另一端则藉该调整件可调整松紧地连接在该支架上。

9、如权利要求1所述的灯丝应力释放装置，其特征在于：

该应力释放装置进一步包含有一拉引该灯丝伸长再导引至该收线单元的拉伸单元，而该拉伸单元具有供该灯丝自该支持件导出后依序绕行通过的一第一驱动轮及一第二驱动轮，该第一驱动轮及该第二驱动轮均分别形成有与该灯丝接触传动的一第一轮面及一第二轮面，该第二轮面的移动速率是大于该第一轮面的移动速率。

10、如权利要求9所述的灯丝应力释放装置，其特征在于：

该拉伸单元更包含有一依序位在该第二驱动轮后以供该灯丝绕行的第三驱动轮，该第三驱动轮形成有与该灯丝接触传动的一第三轮面，使该第三轮面的移动速率是大于该第二轮面的移动速率。

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