专利名称：电白炽灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及电白炽灯，包括以真空密封封闭的管式灯容器，其由按重量计算至少含有95％SiO2的玻璃制成，且其具有中心轴线，和在所述中心轴线上的封口；螺线形钨白炽体，具有线匝和端部，轴向地放置于灯容器中；端部之间的支撑装置，将白炽体维持在灯容器的中间和将该白炽体的白炽线匝与灯容器隔开；通过相应封口进入灯容器并被连接到白炽体相应端部的电流导线。
US-AO-5,523,650公开了这种电白炽灯。
公知灯是IR辐射器，其白炽体被石英玻璃围着，该石英玻璃包含氧化钐和氧化铝，以便使其变为红色。灯容器可以直线地或弯曲地进入一边开着的多边形中。白炽体呈螺旋卷绕。在端部之间，有几片钨线，其卷绕在白炽体上，且其卷绕靠在灯容器上用作支撑装置，以保持白炽体从灯容器隔开。支撑装置分开白炽线匝的原因是石英玻璃不能耐在工作时接触白炽线匝的温度。
EP-B-0560420(PHN14.002)公开了这种IR灯，其中石英玻璃中的初始物利用在灯的最后制造阶段期间的热处理被转换成红颜料。
从US-A-5,565,734可知前段所述种类的电白炽灯，其中支撑装置包括白炽体的耐熔金属套；短路线匝和灯容器做的接触着金属套的颈缩。短路的结果是这些线匝相对冷且不会灼热。
US-A-5,556,191公开了这种灯，其中管式灯容器容纳在涂成镜面的外壳中。
US-A-4,857,709公开的IR辐射器，其中白炽体与线匝螺旋卷绕，线匝很大以致白炽体基本上圆周地靠着灯容器的壁。在那种情况下，白炽体一定要设计成使得在工作期间仅具有石英玻璃能承受的相对低的温度。然而此缺点是该灯仅能用在那些应用，即此处相对大波长的IR辐射被要求通过相对低温的白炽体辐射。而且，白炽体线匝的大尺寸使其很难将白炽体引入灯容器中。
JP-A-1-227.377公开的灯也存在固有的缺点。这里弯曲的石英玻璃，例如无色透明灯容器包含有白炽体，其卷绕在非圆形截面的芯棒四周，且其浅匝靠在灯容器的管壁。制造之后，线匝部分地使其应力减轻，以便当轴向观测时，向炽体呈现星状且在其截面全部地或者基本上全部地占据着灯容器。
不仅IR辐射器，而且冷光照明灯都具有消耗相对大功率的特点，从几百到几千瓦。因为这个原因，灯和白炽体相对长。在圆形芯、芯棒或针四周卷绕螺旋形白炽体相对昂贵。在围绕连续芯棒卷绕的情况下，例如由钼做的这种芯棒在卷绕工艺之后由于其溶化一定要除去。因此，围绕相对短针的卷绕是有利的，一旦其离开针，就周期性地切断具有一个白炽体长度的一段。然而在这期间，必须把线匝维持在针上以便得到针还能利用未卷绕的线而卷绕之。事实上，如果已做线匝未保留在针上，它们将释放圆形针上它们的应力并失去围绕针的夹紧力。防止这种情况的必须条件使卷绕机不仅昂贵而且相对地慢。这种制造白炽体的方法例如在US-A-4,616,682公开。成比例地，白炽体愈长，卷绕机器成本，或者卷绕芯棒、卷绕后其溶化及从所得溶液再生芯棒材料的成本将愈高。
本发明目的是提供开篇所述类型的电白炽灯，其具有容易制造的结构。
根据本发明，实施本发明在于白炽体的线匝是角形的，且邻近线匝关于中心轴相对于彼此是旋转绕线的。
由于该线匝的形状，因导线是围绕斜角芯子卷绕的，该白炽体能够容易且快速地制造。简单机械可满足之，其使斜角芯子旋转并包括节距块，例如为固定的节距块，其通过利用该节距块的一个面与芯子成一角度，来保证确定卷绕在芯子周围的导线节距。发现通常仅有几匝例如为二匝的导线围绕芯子就足以使芯子能够进一步卷绕导线。这期间已做的线匝不需要附加装置来保持。得益于该斜角形状，芯子阻止该芯子上斜角线匝在因卷绕工艺于导线上引起的应力影响下的弹回。事实上，斜角线匝自己钩挂在斜角芯子四周，结果就不能沿该芯子成切线地滑动而自己松脱。因此，通过自身的旋转，得益于已制成线匝上的握固力，芯子能够围绕其四周而卷绕未卷绕的导线。这期间，芯子可以高速旋转。
芯子可以是其上有相对少的线匝的相对短的斜角针。一旦已经获得等于一个白炽体长度的总长度，接着可以切去松开由旋转绕线制得的偏离针的线匝。
在卷绕芯子不再在线匝内部的时刻，后者将在角点轻轻弹回。因此对应角点将限定螺线，其自身围绕白炽体卷绕。如果白炽体做在三角形芯子上，三根这样的线将自己围绕白炽体卷绕。横向看该白炽体，结果是将展示出穿过剖面和在剖面上都有光闪烁的图形。弹回的线匝导致在所有侧面提供相同光通量的白炽体。这不属于线匝的卷绕应力要在芯子从白炽体移走之前的热处理中去除的情况。白炽体在后者的情况下，例如其具有棱角柱体，在垂直于棱角柱体侧面方向要比在中间方向在工作期间辐射更多的光。这种白炽体在所有方向给出相同光通量的灯中是没有用的。
卷绕芯子及其产生的线匝可以在剖面具有各种角形，例如三角形，四角形或六角形。例如通常形状为等边三角形。还有利的是角点为圆形。这能够得到是在于使用圆柱体通过研磨可得到平的侧面，该侧面彼此不接触。由此可抵消对卷绕线的损伤，同时白炽体的线匝在其侧面之间具有圆形的角部。
根据本发明的电白炽灯中，其白炽体能容易和快速地在简单机器上制造和装有常规方式的支撑、与电流导线连接及装在灯容器中的白炽体形成结果为常规灯例如为冷光照明灯或IR灯是重要的。宽范围不同直径例如从700到300μm或更多的芯子可用于制造白炽体，同时可采用大约300直至大约700μm的导线。在这种连接中应注意，导线仅能围绕直径大于导线的芯子卷绕，正如前面的情况。这里芯子直径应理解为芯子最小外接圆柱的直径，即圆形棒的直径，芯子是通过研磨能由该圆形棒制造的。
初看起来根据本发明的电白炽与常规灯没有区别。管式灯容器在内部比白炽体宽若干倍，例如三到十倍，如为八倍。白炽体的白炽线匝通过支撑装置与灯容器分开，并且白炽体处在灯容器内的中间。白炽体看似圆柱体。但靠近观察该白炽体，在其表面呈现多螺纹图案。
支撑装置可以包括例如卷绕在白炽体上的几段钨丝，其旋绕到灯容器，正如白炽体所通用的。作为选择，可有灯容器中的颈缩，例如对接的凹槽，接触着白炽体的非白炽部分。该部分可以由难熔金属例如钨短路一些线匝获得。另一方面，该部分可以在制造白炽体期间获得，其在于制造该白炽体的金属线在刚制成的一些线匝上逆向卷绕，接着再正向卷绕。因此该白炽体局部具有三迭加层的短路线匝。
根据本发明的电白炽灯实施例示于附图，其中
图1表示灯的侧视图；图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线做的简单剖面；图3表示制造白炽体的装置；和图4是由图3绕制装置得到的白炽体的侧视图。
图1中，电白炽灯具有管式灯容器1，其用真空封接方法密封，按重量计算由含至少95％SiO2的玻璃制成，图中为石英玻璃，并具有中心轴2和位于该轴的封口3。带有线匝11和端部12的螺线形钨白炽体10轴向安装在圆柱形要容器1中。支撑装置15，图中为几段在白炽体端部12之间连接白炽体10并靠在灯容器1的钨丝，使白炽体10处于灯容器1的中间并使白炽线匝隔开灯容器。每个支撑装置15照例具有围绕白炽体10卷绕的部分和向着灯容器1旋出的与此成整体部分。电流导线16穿过各自封口，图中为压封(Pinch Seals)进入灯容器1并连接到白炽体10的对应端部12，图中在于它们是各个围绕其对应端部12卷绕的。电流导线16在图中为复合导线、在封口3里面，例如由钨制成的内部部分16a焊接到例如由钼制成的金属薄片16b上，以及例如由钼做的外部部分16c焊接到所述金属薄片。
灯容器1中填充有包括溴化氢的充有氩/氮的气体。
见图2，白炽体10的线匝11为角形，并且邻接线匝11关于轴2以固定模式相对于彼此旋转。线匝11具有圆形角部并围绕具有等边剖面的芯子卷绕，正如图2所表示的。
白炽体由直径为250μm围绕被磨成具有圆形边沿的等边棱角柱体1750μm针的金属线制成，在剖面形成具有圆形角点的等边三角形。白炽体以针速度为3500rpm卷绕，具有500mm的长度。节距块与针具有20°角，使得白炽体具有节距为360μm。所示灯设计成用于红外辐射器。
另一种灯具有类似结构的白炽体，设计成在工作期间得到较高温度，目的是发出白光和用于冷光照明灯。
图3中，型针43的容器40按所示方向旋转，图解法所示的型针43是这样得到的圆柱形针经磨对称地得到具有三个平的侧面。节距块41根据针43固定放置。节距块具有导面41a，其与针43具有α角。钨金属线44经金属线引导器42传向针43。旋转针43按由节距面41a定义的节距卷绕金属线44，形成图中画出的白炽体10。还有针43上的线匝11，其与针43形成适当的摩擦的连接，使得还没有卷绕的金属线44围绕针43绕制，而不管除了针43形状和用于固定到线匝11的线匝11所得形状之外仍缺乏附加手段的情况，结果针43不在线匝11中滑动。当要制造另外的线匝11时，先前制造的线匝11从针43滑离，以便形成部分的白炽体10。
图4表示通过围绕对称三角形针43卷绕金属线制得的白炽体10的模型。对该白炽体，生成照片的照相复制设备的光反射展示出有若干细螺纹的图形，由此可见该向炽体与围绕图形芯子卷绕的常规白炽体是有区别的。
权利要求
1．一种电白炽灯，包括用真空密封方式封闭的管式灯容器(1)，其按重量计算由至少含有95％SiO2的玻璃组成，并且有中心轴(2)和在所述中心轴上的封口(3)；带有线匝(11)和端部(12)的螺线形钨白炽体(10)，轴向地放置在灯容器(1)中；端部(12)之间的支撑装置(15)，其将白炽体(10)维持在灯容器(1)的中间，并将白炽线匝(11)与灯容器(1)隔开；电流导线(16)，其经对应封口(3)进入灯容器(1)并被连接到白炽体(10)的对应端部(12)；特征在于白炽体(10)的线匝(11)是角形的，并且邻近的线匝(11)关于中心轴(2)相对彼此是旋转绕线的。
2．根据权利要求1的电白炽灯，特征在于线匝(11)具有圆形的角部。
3．根据权利要求1或2的电白炽灯，特征在于线匝(11)围绕等边剖面的芯子卷绕。
全文摘要
电白炽灯具有管式石英玻璃灯容器(1),其中灯丝(10)轴向设置。通过与靠近其端部(12)的灯丝(10)连接且靠在灯容器(1)上之支撑(15),该灯丝(10)被保持在灯容器(1)的中间。灯丝(10)的绕组(11)为角形剖面,并且邻近的绕组(11)彼此关于灯容器(1)的中心轴(2)旋转绕线。
文档编号H01K1/14GK1216154SQ98800030
公开日1999年5月5日 申请日期1998年1月7日 优先权日1997年1月15日
发明者J·维尔海恩 申请人:皇家菲利浦电子有限公司