專利名稱：用于形成低壓放電燈的放電管的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種形成用于低壓放電燈的放電管的方法，其中該放電管具有至少一個曲面分段。本發(fā)明還涉及一種實施該方法的裝置及形成用于低壓放電燈的放電管的裝置。
一種通用的長放電管的形狀是雙螺旋形或者雙繞線圈形。這種構造是有優(yōu)勢的，因為放電管的兩端位于該線圈的同一端，且一種相對較長的線圈很容易附著在燈罩上。通常，這種已知的雙繞線圈式放電管在該線圈的整個長度上都具有相同的直徑，為滿足顧客需要，人們希望生產(chǎn)出具有不同直徑，例如靠近燈罩時線圈直徑變小的雙繞線圈式燈。這種燈更類似于傳統(tǒng)的梨形白熾燈泡，因而人們發(fā)現(xiàn)這種燈對某些顧客更有吸引力。
美國專利No.5705883公開了一種雙螺旋式小型熒光燈。這樣一種雙螺旋構造使得放電管的結構相當緊湊。在美國專利No.5705883所顯示的那種燈中，除了向內(nèi)彎曲的該放電管的封閉端外，由放電管形成的該雙螺旋的內(nèi)徑與外徑基本不變。管端部的彎曲是在一獨立的制造步驟中完成的。這種燈可以是這樣制造的將雙繞線圈卷繞在一種適當形狀的模型上，然后從該模型上旋下放電管。采用這種方法，由于不能把巖芯鑄模擰出，因而就不能形成遠離線圈封閉端部分的直徑小于該線圈其它部分的直徑的這樣一種雙繞線圈。在形成該管后，可能該模型就破碎了，考慮到成本和制造時間，這對于大規(guī)模生產(chǎn)是不可行的。
美國專利No.5766295和No.5824130公開了另一種形成線圈形放電管的方法及裝置。在這種已知的方法中，將放電管的彎曲部分加熱至一軟化溫度，在第一和第二夾具以及一種中央桿的幫助下將一彎曲力矩施加給該彎曲部分。這種方法僅適用于形成單線圈形放電管。
因此，人們需要用以形成這樣一種放電燈的放電管的方法及裝置，該放電燈具有變化的曲率直徑或者彎曲方向，特別是該放電燈的放電管為具有變化直徑的線圈形。
所提議的該方法對于形成具有變化曲率半徑或者彎曲方向的放電管特別有優(yōu)勢。由于作用于該已軟化彎曲部分上的彎曲力矩是由該再固化第二彎曲部分來完成的，就不需要任何的中央模芯，且可大批量地制造出沿線圈軸具有各種直徑的線圈。此外，不僅線圈，還可制造出許多其它形狀，該方法的唯一限制在于采用玻璃管可獲得的曲率半徑。該方法易于同時應用于同一玻璃管的兩端。由此，形成雙螺旋股的該放電管的兩管部分可以最初由一單個完整的玻璃管形成，從而避免該放電管各部分之間的不全接頭。
在本發(fā)明另一方面的一種實施例中，提供了一種形成低壓放電燈的放電管的裝置，該放電管具有至少一段有著預定曲率半徑或者彎曲方向的曲面分段。該裝置包括第一夾緊裝置，用于相對于一彎曲部分的第二端將該放電管一彎曲部分的第一端固定在一定向位置，并用于給該第一端施加一彎曲力矩。還提供有第二夾緊裝置，用于相對于該開始彎曲部分的第四端將該放電管開始彎曲部分的第三端固定在一定向位置。
該裝置還包括用于將該彎曲部分加熱至高于軟化溫度的加熱裝置，以及用于將該第一和第二夾緊裝置固定在預定位置的可控制的支撐裝置。該裝置還包括用于同步該可控制支撐裝置的操作的控制裝置，同時該第一和第二夾緊裝置以及該加熱裝置使得被加熱至軟化溫度的該彎曲部分可以獲得理想曲率半徑或者彎曲方向。
該方法以及實施該方法的裝置確保了可迅速且有著工業(yè)規(guī)模地制造出具有不同形狀的放電管，尤其是這樣一種雙螺旋形放電管，其螺旋端部的雙螺旋的內(nèi)直徑小于該螺旋中央部分的內(nèi)直徑。用已知的傳統(tǒng)方法，例如采用在使用后就破裂的模芯，不可能大批量的制造出這種管構造。


圖13為圖9所示裝置中使用的加熱裝置的又一種實施例的橫截面示意圖，圖14為該放電管的橫截面圖，以及圖9所示裝置中使用的加熱裝置的又一種實施例的前視圖，圖15為圖9所示裝置中使用的加熱裝置的再一種實施例的橫截面示意圖，圖16為放電管的橫截面圖，以及圖9所示裝置中使用的加熱裝置的再一種實施例的前視圖，圖17為圖9所示裝置中使用的加熱裝置的再一種實施例的橫截面示意圖，圖18為圖9所示裝置中使用的加熱裝置的再一種實施例的橫截面示意圖，圖19為放電管的橫截面圖，以及圖9所示裝置中使用的冷卻裝置的一種該放電管2由該燈罩4機械地支撐著。該燈罩4環(huán)繞該放電管2的端部31。更具體地，該管部分21，22的封閉端31位于該燈罩4內(nèi)，而該管部分21，22的主要部分位于該燈罩4外。該燈1是這樣一種燈，其中光是由沉積在該放電管2內(nèi)表面上的一種磷層發(fā)出的。這樣一種放電燈裝置本身是公知的。在一種典型的實施例中，該燈罩4配備有一種螺紋接頭8，且該螺紋接頭8可以裝入一種標準螺旋口燈座(未示出)內(nèi)。
如自圖2和3中最清楚所見，該雙螺旋中央部分的內(nèi)徑D1大于其下端部分的內(nèi)徑D2。在圖1至3所示的實施例中，該放電管2具有基本上為梨形的一種外包面E。低溫室3連接著該螺旋形管部分21，22的上端，即與封閉端31相對的端。該低溫室3靠其自身以一種公知的方式幫助控制該放電管內(nèi)的水銀分壓力。在圖2和3所示的實施例中，該低溫室3的寬度w大于該管部分21，22的直徑d。這樣，該低溫室3的橫截面積增大，放電電弧的能量密度減小，從而使得該低溫室3的壁溫度相對較低。典型的，管部分21，22處的該放電管2的直徑d在10-15mm之間，壁厚度在0.8-1.2mm之間。該低溫室3的寬度w大約為這個值的兩倍，即，對于一種典型的功率大約為42W的燈而言，w值在20-30mm之間。
圖1至3所示的該放電管2用參照圖4至23所述的方法及裝置制造。
在該雙螺旋的成形過程中，最好首先形成該放電管2的S形的中央部分14。該中央部分14構成最終盤繞的該放電管2的低溫室3。通過例如將玻璃吹入或澆入一種適當形狀的模型內(nèi)來形成該低溫室3的理想形狀，在該模型內(nèi)可獲得該中央部分14理想的增長的寬度w。然后，如圖4所示，在該初始步驟中，通過圍繞兩銷11，12加熱并彎曲該放電管的兩自由端9，10來形成該放電管2的S形。加熱是用傳統(tǒng)的方法來完成的，例如采用一種煤氣燃燒器18的火焰16。
圖5至7說明了采用以下描述的方法是通過將該放電管2繞成一種線圈形來使該放電管2形成一種雙螺旋。在卷繞過程中，當同時卷繞該放電管2的兩腿，即中央部分14兩側(cè)上的兩管部分21，22時，該放電管2的中央部分14固定。
為控制該彎曲操作，通過采用適當裝置相對于第一夾緊裝置固定該中央部分14，使該放電管2保持在定向位置。在圖5至23所示的該實施例中，用于相對于該第一夾緊裝置保持該放電管2于一定向位置的第二夾緊裝置具體地為一種夾盤24，該夾盤24用于接受該放電管2的中央部分14(見圖9)。該第一夾緊裝置具體地可為一種導孔26。該夾盤24具有兩個尺寸與銷11，12基本相同的銷28，30，該銷11，12用于彎曲形成該中央部分14最初的S形。在卷繞該放電管2的過程中，該夾盤24的轉(zhuǎn)動與該第一夾緊裝置的移動同步。
當該放電管2的某些部分加熱至一軟化溫度時，該放電管的卷繞就完成了。僅僅是這些部分被加熱至軟化溫度，即在第一夾緊裝置及放電管2固體部分所施加的彎曲力作用下將要被彎曲的部分，如以下將要說明的。盡管僅表示了在該兩管部分21，22之一上的彎曲細節(jié)，但同時也以相同的方式卷繞另一管部分。
圖5說明了管卷繞過程的第一步。如上所述，這里用構成第一夾緊裝置的導孔26將該放電管2開始彎曲部分51的一端41固定，而該放電管開始彎曲部分51的另一端42也用構成第二夾緊裝置的夾盤24的銷28，30固定。該開始彎曲部分51的另一端42與該彎曲部分51的端部41相對。
利用加熱裝置64，例如一種煤氣燃燒器61將該開始彎曲部分51加熱至軟化溫度。在到達軟化溫度后，該放電管的玻璃材料變得可延展。在這個時候，將彎曲力施加給該放電管2上的開始部分51處，即端部41與端部42之間的已軟化的開始部分51。通過適當?shù)叵嗷ヒ苿釉摰谝粖A緊裝置90和該第二夾緊裝置，即通過控制該夾盤24的轉(zhuǎn)動和該導孔26的移動來控制該彎曲力，以獲得該開始彎曲部分51理想的曲率半徑或者彎曲方向。因此，在該開始部分51的彎曲過程中，依靠該第二夾緊裝置，即夾盤24來固定該已軟化的開始部分51的一端42以及向該已軟化的開始部分51施加彎曲力。該彎曲力的另一部分由導孔26來實現(xiàn)。換句話說，這里的彎曲力矩是通過兩種外部設備來施加給該已軟化的開始部分51的。圖5說明了彎曲該開始部分51的最終結果。
對該開始部分51的加熱是采用傳統(tǒng)方法來完成的，例如采用類似于燃燒器18的氣體燃燒器61的火焰60。其它合適的加熱裝置可包括用于向被加熱部分吹送熱空氣的裝置，如以下將要表示的。
該玻璃放電管2的適當軟化溫度為500-700℃之間，其取決于所使用的玻璃類型。在放電管由鈉鈣玻璃制造的情況下，該軟化溫度大約為620-700℃。對鉛玻璃而言，該軟化溫度大約為500-560℃。
在該已軟化的開始部分51已經(jīng)彎曲后，將通過圖6和7來說明使該放電管2進一步形成為一種盤繞構造的方法。在該開始部分51彎曲后，該彎曲部分51自然地或者在有效冷卻裝置95，例如一種冷空氣噴管62的作用下開始冷卻，在以下將對其進行說明，該開始彎曲部分冷卻至軟化溫度以下的一個溫度并開始再固化。
彎曲接近開始彎曲部分51的下一彎曲部分52所用的方式不同于彎曲該開始彎曲部分51時所采用步驟方式。該第一彎曲部分52的第一端44還是用第一夾緊裝置即導孔26來固定，而該放電管2第一彎曲部分52的第二端46保持在一定向位置，該第二端46與第一端44相對。該被軟化的第一彎曲部分52的第二端46朝向再固化的開始彎曲部分51?，F(xiàn)在該再固化的開始彎曲部分51與該第一彎曲部分52相鄰。
與此同時，將該第一彎曲部分52加熱至一軟化溫度，并施加一彎曲力矩于給軟該化的第一彎曲部分52，即該軟化的第一彎曲部分52的第一端44與第二端46之間，以獲得該第一彎曲部分52理想的曲率半徑或者彎曲方向。同上，通過該第一夾緊裝置90和第二夾緊裝置的協(xié)同運動來獲得理想的曲率半徑或者彎曲方向。但在這種情況下，該已軟化的第一彎曲部分52的第二端46不是直接由第二夾緊裝置，即夾盤24來固定的，而是依靠再固化的開始彎曲部分51來固定的。因此，也是該與已軟化的第一彎曲部分52相鄰的該再固化的開始彎曲部分51，和第一夾緊裝置一起直接將彎曲力矩施加給該已軟化的第一彎曲部分52的。換句話說，僅通過該第一夾緊裝置以及再固化相鄰部分的端部42將力施加于該已軟化的第一彎曲部分52上，來形成該第一彎曲部分52。在形成該第一彎曲部分52的適當曲率，更具體地說，在形成理想的曲率半徑或者彎曲方向時，未使用任何模芯。
通過適當?shù)匾苿?，例如平移，傾斜或者轉(zhuǎn)動該第一夾緊裝置90，如果必要的話，通過上述運動的適當組合，來獲得理想的曲率半徑或者彎曲方向。同時，該第一彎曲部分52的第一端44相對于該已軟化的第一彎曲部分52的第二端46移動，這也意味著相對于該再固化部分，即相對于圖6中該開始彎曲部分51的端部41的一種運動。
在三個平行力的作用下，物體橫向于其縱軸適當?shù)貜澢渲辛1和F2的方向與力F3的方向相反，且力F3作用于F1和F2之間，如圖8所示。對應于力F1和F2的兩彎曲力由該再固化管部分和該第一夾緊裝置90提供。為獲得該第一彎曲部分52的正確彎曲度，還希望至少部分地依靠該第一彎曲部分52的部分壁，如果將線圈的外表面定義為外側(cè)，即指內(nèi)壁部分55，將一彎曲力矩施加給該已軟化的第一彎曲部分52。為了能夠?qū)谠撝醒肓3施加彎曲力矩，該內(nèi)壁部分55需要比該外壁部分56硬，盡管該內(nèi)壁部分55還要足夠軟到能在該第一夾緊裝置和該再固化相鄰部分的作用下彎曲。
換句話說，通過第一夾緊裝置的一支撐件，例如通過導孔26的延伸邊緣32，將該彎曲力矩可至少部分地施加在該已軟化的第一彎曲部分52。
為控制該彎曲過程，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當該已軟化的彎曲部分的長度1小于該放電管2直徑d的六倍時為最好。
圖7說明了該卷繞過程中的下一步驟。基本上是重復圖6所述的相同步驟。但是，現(xiàn)在是將下一彎曲部分53加熱至軟化溫度，而同時該第一彎曲部分52再固化。比較圖6和7可看出，夾盤24的銷28，30進一步轉(zhuǎn)動了一個角度α，于是冷空氣噴管62冷卻該第一彎曲部分52，同時煤氣燃燒器61加熱下一彎曲部分53?，F(xiàn)在該開始部分51和該第一彎曲部分52一起構成一個單獨的再固化部分，該再固化部分的端部使該第二彎曲部分53的端部相對于該第一夾緊裝置90保持于一定向位置。
參照圖5至7所示的靜態(tài)且單獨的已軟化部分及再固化部分，盡管已說明了該方法，但應認識到的是，在該彎曲過程中，該放電管的已軟化部分基本上是在延續(xù)地沿著該放電管的主縱軸移動。這就意味著該再固化部分和該已軟化部分之間的過渡面也不停地沿著該放電管2的軸移動，從而使該管部分21沿加熱裝置經(jīng)過，且通過下面所示的第一夾緊裝置90。我們可在圖7中第一彎曲部分52的端部44與第二彎曲部分53的端部48之間發(fā)現(xiàn)這樣一種過渡面。同時，該線圈隨著夾盤24的銷28，30而轉(zhuǎn)動，且該再固化部分的長度不斷增長。
還可取的是，在彎曲操作之前預熱該放電管2，溫度優(yōu)選為該軟化溫度附近，但低于該軟化溫度的溫度，例如至400-600℃，該溫度同樣也取決于所使用的玻璃類型，例如使用鈉鈣玻璃時至520℃，對于鉛玻璃而言至450℃。采用適當?shù)难b置來完成該預熱操作，以下表示了該適當裝置的例子。由于經(jīng)過預熱，就能更快地將玻璃加熱至軟化溫度，從而加快了制造速度。
圖6中的已彎曲部分、即開始部分51的再凝固，圖7中開始部分51和第一彎曲部分52一的再固化是隨著它們離開燃燒器61的火焰60，由于該部分自然且被動的冷卻而再固化。但是，為更好地控制彎曲過程并加快制造速度，在彎曲操作后主動地將該放電管的已彎曲部分冷卻至低于再固化溫度的一溫度。這樣一種主動冷卻可采用冷氣體或者液體噴射，最好是水噴射來實現(xiàn)。這種主動冷卻用圖5至7中的空氣噴管62來表示。此外，當已確定了該已彎曲部分的冷卻速度時，還可考慮該玻璃管的自然對流冷卻和輻射冷卻。
現(xiàn)在將參照圖9至23說明用于實施上述方法的裝置，該方法是用于形成具有預定曲率半徑或者彎曲方向的放電管。該裝置實際上是一種復雜系統(tǒng)，具有用于完成不同功能的不同部件。以協(xié)作方式控制該裝置的不同部件以實現(xiàn)該放電管的受控彎曲。
為此，圖9所示該裝置100包括第一夾緊裝置90，用于相對于第一彎曲部分52的第二端46的位置(仍見圖6)將該放電管2第一彎曲部分52的第一端44固定在一定向位置。在圖9中，該第一夾緊裝置90由管狀室92和端桿94組成。該室92還包括用于將放電管2加熱至其軟化溫度的加熱裝置64。該室92及該端桿94的功能和結構將參照圖11-13，圖17-18以及圖21-23進行說明。該第一夾緊裝置90還用來施加一彎曲力矩給彎曲部分52的第一端44。
該裝置100還包括第二夾緊裝置91，用于相對于開始部分的第四端41將該放電管2開始彎曲部分51的第三端42定位在一定向位置。如同以上所提到的，該第二夾緊裝置91以夾盤24為代表，該夾盤24經(jīng)由兩銷28，30來接收該放電管的中央部分14，如果必要的話，可利用其它的固定裝置以將該中央部分14固定在該夾盤24上。使用一種電機96，經(jīng)由傳動裝置97和軸98可轉(zhuǎn)動該夾盤24。
該裝置100還包括可控制的支撐裝置，用于將該第一和第二夾緊裝置固定在預定位置。這些可控制的支撐裝置實際上是機械定位裝置，其本身是公知的。如圖9所示，用于定位該第一夾緊裝置的支撐裝置實際上是一種定位裝置，該定位裝置根據(jù)多個自由度(degrees of freedom)或者多個軸來幫助控制該室92和該端桿94的定位及運動。例如，可向各個方向垂直和水平地移動該室92，還可繞任何軸傾轉(zhuǎn)該室92(圖9示意性表示了僅繞其中一個軸的轉(zhuǎn)動)。類似的，也可垂直和水平地移動該端桿94，也可傾轉(zhuǎn)該端桿94。此外，甚至可以繞該端桿94自身的軸轉(zhuǎn)動該端桿94。圖9僅部分地且示意性地表示了該軸，圖9還表示了一種電機85，傾轉(zhuǎn)機構86以及垂直移動機構88。當卷繞該放電管2時，利用由電機84驅(qū)動的一種進給螺桿83確保該端桿94朝向夾盤24的水平移動。采用類似的機構來定位該室92?？偠灾?，用于移動該第一夾緊裝置90的機構可使該第一夾緊裝置的相關部分朝向X，Y，Z方向中的任一方向移動。
總而言之，在一種用于同步該可控制支撐裝置的操作的控制裝置的控制之下，該第一夾緊裝置可位于任意位置。圖10示意性地表示了該裝置的控制系統(tǒng)。該控制裝置自身可為一種微處理器102，其控制用于定位第一夾緊裝置90和第二夾緊裝置91(仍見圖9)的電機或者致動器104-106的操作。除了該第一夾緊裝置90和第二夾緊裝置91的運動外，該微處理器102還控制加熱及冷卻裝置的致動器108-111，從而當彎曲部分加熱至軟化溫度時，該彎曲部分具有理想的曲率半徑或者彎曲方向。此外，可具有溫度及位置傳感器112-115，以監(jiān)控已軟化部分的溫度和未被夾住的彎曲部分那些端部的位置，從而控制裝置不能獲得其位置。
體現(xiàn)該控制裝置的該微處理器102還可配備有一種合適的存儲器101和一種用戶界面103，該存儲器101用來儲存用以實施該方法的計算機程序。該用戶界面103可具有以公知構造的一鍵盤和一顯示器。
為改進該放電管已軟化部分的彎曲度，該第一夾緊裝置還可包括一支撐件，用以施加至少部分的彎曲力矩給該第一彎曲部分。這樣一種支撐件可以是該第一夾緊裝置的一種導孔26的邊緣32，如圖6所示。在這種情況下，與圖8中力F3相對應的產(chǎn)生彎曲力矩的彎曲力主要作用于朝向該第一夾緊裝置的端部處的彎曲部分上，而與圖8中力F2相對應的彎曲力通過該第一夾緊裝置的后部分作用于彎曲部分上，在該部分處放電管仍處于固體狀態(tài)，還沒有軟化。
或者，該支撐件可為附著在該第一夾緊裝置上并距該第一彎曲部分52的第一端44有一段距離的一種單獨的彎曲支撐34上，如圖12所示。這里，與圖8中力F2相對應的彎曲力F是通過該第一夾緊裝置的后部分施加給彎曲部分的，如上述例子所述，但這個力F經(jīng)由室70內(nèi)該放電管2仍是固體的部分傳遞給該彎曲部分52的端部44。
該裝置100還包括冷卻裝置95，用于將至少部分的該第一彎曲部分的已彎曲部分冷卻至低于軟化溫度的一溫度。通過利用空氣噴嘴62朝向該已軟化彎曲部分的端部實現(xiàn)冷卻裝置的作用。同時也采用適當機構來相對于該放電管部分21，22的實際彎曲部分定位該空氣噴嘴62，該適當機構由控制裝置，即微處理器102控制。
加熱裝置64用來給該放電管的不同縱向或者徑向部分，主要是實際彎曲部分附近或者對應于實際彎曲部分的那些部分，提供不同的加熱速率。例如，將彎曲部分的那些要經(jīng)歷較大變形的部分加熱至一較高的溫度，而將作為內(nèi)壁55的內(nèi)部分保持在再固化溫度附近。這有助于避免該管在彎曲力的作用下破裂。
如以上所提到的，該第一夾緊裝置90優(yōu)選地也包括加熱裝置64。圖11至18表示了加熱裝置與第一夾緊裝置相結合的具體實施例。
圖11表示了該加熱裝置與夾緊裝置的一種優(yōu)選方案。在這種情況下，提供有抽吸裝置，例如一種合適的真空泵65(圖11中未示出)，其用于將煤氣燃燒器68的火焰66導向至位于室70內(nèi)側(cè)的第一彎曲部分的第一端。該真空泵65在室70內(nèi)產(chǎn)生低氣壓，從而迫使來自于火焰66的加熱空氣經(jīng)由該室70孔口73處相對較寬的開口進入該室70。該室70還具有一環(huán)繞放電管2裝配得相對較緊的后孔74，僅有較少量的空氣經(jīng)由該后孔74被吸入室70內(nèi)。還可具有電燈絲69，用于提供額外的加熱效果，或者用于預熱該放電管2。
該加熱裝置還可具有許多其它的方案，其本身是公知的。這種實施例包括將由一種煤氣燃燒器加熱的熱空氣吹向該放電管的裝置。這樣一種加熱裝置表示在圖12中。在這個實施例中，夾室70包括一個或多個煤氣燃燒器71。熱空氣經(jīng)由一進氣孔72被吹入室70內(nèi)。該熱空氣進一步地被燃燒器71的火焰加熱。被加熱的空氣將室70內(nèi)及孔口73處的放電管2加熱至軟化溫度。經(jīng)由彎曲支撐34和該彎曲室70的后孔74將彎曲力F2和F3作用給該管。
圖13所示的實施例以一種類似的方式操作，但這里，室70內(nèi)的加熱裝置包括一電熱器76。同樣也是用于將自進氣孔72進入的熱空氣吹向該放電管2的裝置，例如一種合適的壓力泵(圖13中未表示)。熱空氣由該電熱器76加熱。作為熱空氣吹送裝置的該壓力泵63和67以及它們的調(diào)節(jié)閥116，117也由中央微處理器102控制，如圖10所示意性地說明的。
圖14至16說明了采用一種煤氣燃燒器噴嘴120的加熱裝置的不同實施例。圖14中的該煤氣燃燒器噴嘴120包括位于平行樞桿122上的一對煤氣燃燒器121。這種簡單裝置使得隨著燃燒器121繞該樞桿122的擺動，可均勻地加熱該兩燃燒器121之間的放電管2。這樣該放電管2的任何部分都不會過熱。該桿122的往復運動由一種適當?shù)闹聞悠鳈C構(未示出)控制。
圖15和16表示了這樣一種實施例，其中，煤氣燃燒器噴嘴130包括多個、獨立控制的燃燒器。這還便于該放電管2的局部加熱。該燃燒器噴嘴130由四個獨立部件131-134組成，該四個獨立部件131-134分別由獨立的氣體輸送管135-138進氣。該分塊特征還使得可以分離該燃燒器噴嘴130，這便于在卷繞過程開始時將該放電管2插入該燃燒器噴嘴130內(nèi)。
不是一定要采用熱空氣或者燃燒氣作為熱傳遞煤介。在圖17所示的實施例中，作為室70內(nèi)加熱裝置的電燈絲78靠近該放電管設置，以通過熱輻射或者熱對流來加熱該放電管。
圖18表示了該加熱裝置的又一種實施例。在這種方案中，該室70除了具有后孔74外，還具有一相對較緊密的出口孔79。具有高導熱性的氣體，例如氦，在該放電管2和一種加熱件140之間循環(huán)流通，這改進了對該放電管2的傳熱。該加熱裝置140自身由電燈絲142加熱。
圖9中表示的該冷卻裝置95還可具有許多實施例。該空氣噴嘴62的一種例子是，該冷卻裝置95包括將冷氣體，優(yōu)選將冷空氣吹向第一彎曲部分的至少一部分已彎曲部分上的裝置(仍見圖5至7)。優(yōu)選的，必須將已軟化的彎曲部分中已具有理想形狀的那些部分冷卻。通過將這些部分冷卻至再固化溫度以下，縮短彎曲部分的停留時間，從而可控制該彎曲過程。圖19表示了具有一種空氣冷卻器150的該冷卻裝置的一種實施例，該空氣冷卻器150由具有許多孔153的兩空心半體151，152組成。該半體具有依照該放電管2外輪廓的側(cè)輪廓。在壓力泵165(圖19中未示出)的幫助下，經(jīng)由該孔153將空氣吹向該放電管2。
圖20表示了另一種方案，其中該冷卻裝置包括用于向第一彎曲部分噴射冷卻液的一種噴頭154。其類似于圖19中所示的實施例，區(qū)別在于利用一種合適的壓力泵(未示出)將液體(絕大多數(shù)情況下是水)泵出噴嘴155。
類似于加熱裝置64，最好將該冷卻裝置95設置成可為該放電管的不同縱向或者徑向部分提供不同的冷卻速度，這可很好地調(diào)整該彎曲過程。
該第一夾緊裝置90可具有將該放電管預熱至軟化溫度以下溫度的裝置。由此，該第一夾緊裝置90可包圍該放電管2的長于圖5至18所示部分的未軟化部分。該第一夾緊裝置90可整個地包容該放電管2的自由端9，10，如參照圖23所示。
不僅端桿94，而且整個第一夾緊裝置90設置成可繞該放電管2直線部分的主軸，即繞還沒有彎曲的那些部分轉(zhuǎn)動。如果該第一夾緊裝置90的出口孔不完全是圓形，或者該出口孔具有一定的表面結構，該第一夾緊裝置90的轉(zhuǎn)動將使得該放電管2的最終產(chǎn)品表現(xiàn)出螺旋形或者像辮子形滾帶形。
由上可看出，所提議的這種裝置包括第一夾緊裝置，用于相對于彎曲部分第二端的位置將該放電管彎曲部分的第一端固定在一定向位置，以及給該第一端施加一彎曲力矩。該裝置還配備有第二夾緊裝置，用于相對于開始部分的一端將該放電管開始部分的另一端固定在一定向位置。所配置的加熱裝置用于將彎曲部分加熱至軟化溫度，可控制的支撐裝置用來將該第一和第二夾緊裝置相對于另一方定位在預定位置，同時加熱裝置加熱相對于已軟化部分的端部。最后還具有控制裝置，用來同步該可控制支撐裝置的操作，從而同步該第一和第二夾緊裝置，以及加熱和冷卻裝置的定位和運動，因而當該放電管的彎曲部分被加熱至軟化溫度時，根據(jù)以上所述方向可獲得彎曲部分理想的曲率半徑或者彎曲方向。
該第一夾緊裝置90的端桿94作為端固定裝置，用于相對于室92，從而相對于第一彎曲部分定位該放電管的端部。當彎曲部分被軟化時，端桿94可穩(wěn)定該管部分21，22的端部31，同時該端桿94還有助于夾緊該室92。此外，當經(jīng)由室92輸送放電管2時，該端桿94還向該放電管2作用一推力。
如圖9至21中清晰所示，該端桿94形成為一基本上為直線的空心桿，其直徑大于放電管2的直徑。該端桿94至少與已軟化彎曲部分的最大長度一樣長。這樣，該端桿94就可穿過該加熱裝置，并可彎曲甚至該放電管2的最后一部分，直至該放電管2的極端31。該端桿94具有一環(huán)形法蘭160，用于插入該放電管2的端部31內(nèi)。還具有將該放電管2的端部31固定在該環(huán)形法蘭160上的固定裝置。該固定裝置可為如圖21所示由一銷163致動的固定舌162。該固定裝置也由中央控制，利用一種已知的機構推或拉該銷163。如圖22所示，在放電管2和端桿94的法蘭160之間還具有一種密封件161。
當該裝置配備有可改變放電管內(nèi)壓力的裝置，優(yōu)選為一種壓力泵165(圖21和22中未表示)時，該密封件161就能發(fā)揮作用了。如圖10所示，該泵165也由微處理器102控制，同時其與該端桿94的內(nèi)容積相連，從而經(jīng)由一壓力管166和一連接法蘭167與該放電管的內(nèi)容積相連。該放電管的內(nèi)壓可影響該放電管2已彎曲部分的彎曲特性。例如，利用該管內(nèi)一定的過壓，可有效地防止該彎曲部分破裂。壓力變化還用來調(diào)節(jié)在已軟化的彎曲部分處該放電管的直徑。
如果該裝置還包括用來預熱放電管的裝置，最好是給第一夾緊裝置90配備一加熱室以預熱放電管。這樣一種加熱室170表示在圖23中。這里，該放電管整個留下來的、未卷繞部分位于該加熱室170內(nèi)。在幾乎該室170的整個內(nèi)容積里具有恒定但稍低于該放電管2軟化溫度的溫度。以公知的方式實現(xiàn)該室內(nèi)的預熱，例如采用內(nèi)加熱件或者采用外加熱源。該室170配備有一更小的加熱間172，正在被輸出的管部分在這里被加熱至軟化溫度。在這種情況下，該加熱室的入孔174和出孔176作為第一夾緊裝置的夾緊機構。
該加熱室還可作為一中間加熱步驟，僅通過外加熱裝置來將該放電管2最終加熱至軟化溫度。對該加熱室的加熱可類似于參照圖11至18所示的加熱裝置來完成。
由于圖23所示的該預熱室170，在該加熱室170內(nèi)導引該放電管2的內(nèi)部導向裝置部分地取代了該可控制支撐裝置的作用。這種導向裝置具體體現(xiàn)為在室170內(nèi)朝向加熱間172輸送端桿94，從而經(jīng)由該加熱間172輸送該放電管的滑動機構。圖中示范性的該滑動裝置包括一端桿支撐178和一進給螺桿179，經(jīng)由一馬達(未示出)轉(zhuǎn)動該進給螺桿179。
本發(fā)明并不限于所示及所公開的實施例，其它部件、改進及變化也在本發(fā)明范圍內(nèi)。例如，所提出的該方法和裝置不僅非常適合于用來制造雙螺旋形燈，還非常適合于制造其它具有不同線圈形或者任意其它形狀的燈。
權利要求
1.一種形成低壓放電燈的放電管(2)的方法，所述放電管(2)具有至少一段曲面分段，所述方法包括步驟用第一夾緊裝置(90)固定所述放電管(2)第一彎曲部分(52)的第一端(44)，將所述放電管(2)第一彎曲部分(52)的第二端(46)固定在一定向位置，所述第二端(46)與所述第一端(44)相對，將所述第一彎曲部分(52)加熱至一軟化溫度，施加一彎曲力矩于所述已軟化第一彎曲部分(52)的第一端(44)與第二端(46)之間的已軟化第一彎曲部分(52)上，以獲得所述第一彎曲部分(52)理想的曲率半徑或者彎曲方向，其特征在于所述固定已軟化第一彎曲部分(52)第二端(46)的步驟以及所述施加彎曲力矩于已軟化第一彎曲部分(52)上的步驟，至少部分地由所述放電管的再固化第二彎曲部分來提供，所述再固化第二彎曲部分與所述已軟化第一彎曲部分(52)鄰接。
2.如權利要求1的方法，其特征在于，至少部分地通過所述第一彎曲部分(52)的一壁部分(55)，將所述彎曲力矩施加給所述已軟化第一彎曲部分(52)。
3.如權利要求1的方法，其特征在于，至少部分地通過所述第一夾緊裝置(90)的一支撐件，將所述彎曲力矩施加給所述已軟化第一彎曲部分(52)。
4.如權利要求3的方法，其特征在于，所述支撐件為所述第一夾緊裝置(90)的導孔(26)的邊緣(32)。
5.如權利要求1的方法，包括以下步驟最初用第一夾緊裝置(90)將所述放電管(2)一開始彎曲部分(51)的第三端(41)固定，以及固定所述放電管(2)所述開始彎曲部分(51)的第四端(42)，所述第四端(42)與所述第三端(41)相對，將所述開始彎曲部分(51)加熱至一軟化溫度，將一彎曲力矩施加給所述已軟化的開始彎曲部分(51)的所述第三端(41)與所述第四端(42)之間，以獲得所述開始彎曲部分(51)的理想曲率半徑或者彎曲方向，以及用第二夾緊裝置(91)來固定所述已軟化開始彎曲部分(51)的第四端(42)，并施加彎曲力矩給所述已軟化的開始彎曲部分(51)。
6.如權利要求1的方法，其特征在于，在所述第一彎曲部分(52)的彎曲過程中，平移或者傾轉(zhuǎn)所述已軟化第一彎曲部分(52)的第一端(44)。
7.如權利要求1的方法，其特征在于，所述放電管(2)形成為一種雙螺旋，所述開始部分(51)靠近一中央部分(14)，且同時地，將所述中央部分(14)兩側(cè)上的所述放電管(2)的兩腿卷繞成雙螺旋形。
8.如權利要求7的方法，其特征在于，所述放電管(2)的中央部分(14)形成為一冷卻室部分(3)，同時，通過固定所述冷卻室部分(3)將所述放電管(2)的所述開始部分(51)固定在定向位置。
9.如權利要求7的方法，其特征在于，在施加彎曲力矩進行彎曲之前，在一種模型內(nèi)將所述放電管(2)的中央部分形成為S形。
10.如權利要求1的方法，其特征在于，基本上不停地沿所述放電管(2)的主縱軸移動所述已軟化部分。
11.如權利要求1的方法，其特征在于，在彎曲前將部分的所述放電管(2)預熱至低于所述軟化溫度的溫度。
12.如權利要求1的方法，其特征在于，使用包含熱空氣，氣火焰或者電熱絲的群體中的任何一種來加熱所述彎曲部分(51，52，53)。
13.如權利要求1的方法，其特征在于，在彎曲后，主動地將所述放電管(2)的已彎曲部分冷卻至低于再固化溫度的溫度。
14.如權利要求13的方法，其特征在于，使用包含冷空氣，液體噴射，對流冷卻，輻射冷卻的群體中的任何一種來冷卻所述彎曲部分(51，52，53)。
15.如權利要求1的方法，其特征在于，在彎曲所述第一彎曲部分(52)的過程中，所述放電管(2)的內(nèi)壓是變化的。
16.如權利要求1的方法，其特征在于，所述已軟化彎曲部分(52)的長度小于該放電管(2)直徑(d)的六倍。
17.一種形成低壓放電燈的放電管(2)的裝置，所述放電管(2)具有至少一段有預定半徑或曲率方向的曲面分段，所述裝置包括第一夾緊裝置(90)，用于相對于一彎曲部分(52)的第二端(42，46)將所述放電管(2)一彎曲部分(51，52，53)的第一端(41，44，48)固定在一定向位置，并用于給所述第一端(41，44，48)施加一彎曲力矩，第二夾緊裝置(91)，用于相對于所述開始彎曲部分(51)的第四端(46)將所述放電管(2)開始彎曲部分(51)的第三端(41)固定在一定向位置，加熱裝置(64)，用于將所述彎曲部分(52)加熱至一軟化溫度，可控制的支撐裝置，用于將所述第一和第二夾緊裝置(90，91)固定在預定位置，控制裝置，用于同步所述可控制支撐裝置的操作，所述第一和第二夾緊裝置(90，91)以及所述加熱裝置(64)使得被加熱至所述軟化溫度的所述彎曲部分(52)可以獲得理想曲率半徑或者彎曲方向。
18.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述裝置還包括一支撐件，用于給所述第一彎曲部分(52)施加至少部分地彎曲力矩。
19.如權利要求18的裝置，其特征在于，所述支撐件為一導孔(26)的邊緣(32)。
20.如權利要求18的裝置，其特征在于，所述支撐件(34)為一種獨立部件，其附著在所述第一夾緊裝置(90)上，并距所述第一彎曲部分(52)的第一端(44)有一段距離。
21.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述裝置還包括冷卻裝置(95)，用于將所述第一彎曲部分(52)中至少部分的已彎曲部分冷卻至低于所述放電管(2)再固化溫度的溫度。
22.如權利要求21的裝置，其特征在于，所述冷卻裝置(95)包括用于向所述第一彎曲部分(52)的至少一部分已彎曲部分上吹送冷卻氣的裝置。
23.如權利要求21的裝置，其特征在于，所述冷卻裝置(95)包括用于向所述第一彎曲部分(52)的至少一部分已彎曲部分上噴射冷卻液的裝置。
24.如權利要求21的裝置，其特征在于，所述冷卻裝置(95)設置成為所述放電管(2)的不同縱向或者徑向部分提供不同的冷卻速度。
25.如權利要求17的裝置，其特征在于，用于固定所述開始彎曲部分(51)第三端(41)的所述第二夾緊裝置(91)包括接收所述放電管(2)中央部分(14)的一夾盤(24)。
26.如權利要求19的裝置，其特征在于，所述夾盤(24)是可轉(zhuǎn)動的。
27.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述第一夾緊裝置(90)包括端固定裝置，用于相對于所述第一彎曲部分(52)固定所述放電管(2)的端部。
28.如權利要求27的裝置，其特征在于，所述端固定裝置形成為一基本上是直線的桿(94)，所述桿(94)的直徑不大于所述放電管(2)的直徑。
29.如權利要求27的裝置，其特征在于，所述端固定裝置包括一環(huán)形法蘭(160)，用于插入到所述放電管(2)的端部(31)內(nèi)，以及固定裝置，用于將所述放電管(2)的端部固定到所述環(huán)形法蘭(160)上。
30.如權利要求27的裝置，其特征在于，所述裝置還包括在所述放電管(2)和所述端固定裝置之間的密封裝置(161)，此外還包括用于改變所述放電管(2)內(nèi)壓力的裝置。
31.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述裝置還包括將所述放電管(2)預熱至低于所述軟化溫度的裝置。
32.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述第一夾緊裝置(90)包括用于預熱所述放電管(2)的一加熱室(70)，以及用于將所述放電管(2)導引到所述加熱室(70)內(nèi)的導引裝置。
33.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述加熱裝置被設置成為所述放電管(2)的不同縱向或者徑向部分提供不同的加熱速度。
34.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述第一夾緊裝置(90)還包括所述加熱裝置(64)。
35.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述第一夾緊裝置(90)可繞所述放電管(2)直線部分的主軸轉(zhuǎn)動。
36.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述加熱裝置(64)包括一種煤氣燃燒器噴嘴(120)。
37.如權利要求36的裝置，其特征在于，所述煤氣燃燒器噴嘴(120)包括多個、獨立控制的燃燒器(121，68)。
38.如權利要求36的裝置，其特征在于，所述裝置包括抽吸裝置，用于將所述煤氣燃燒器(68)的火焰導向至所述第一彎曲部分(52)的第一端(44)。
39.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述加熱裝置(64)包括將熱空氣吹向所述放電管(2)的裝置。
40.如權利要求39的裝置，其特征在于，所述熱空氣由一種煤氣燃燒器(71)加熱。
41.如權利要求39的裝置，其特征在于，所述熱空氣由一種電熱器加熱。
42.如權利要求17的裝置，其特征在于，所述加熱裝置(64)被設置成經(jīng)由熱輻射來加熱所述放電管(2)。
全文摘要
這里公開了一種形成用于低壓放電燈的放電管的方法。在該方法中，用第一夾緊裝置(90)固定該放電管(2)的部分(52)的第一端(44)，同時將該部分的第二端(46)固定在一定向位置。將該部分(52)加熱至一軟化溫度，同時施加一彎曲力矩于該第一端(44)與該第二端(46)之間的該部分上，以獲得該部分(52)理想的曲率半徑或者彎曲方向。固定該部分(52)第二端(46)的步驟以及施加彎曲力矩于該部分(52)上的步驟，至少部分地由該放電管(2)的另一再固化部分(51)來完成，該再固化部分(51)與該已軟化第一彎曲部分(52)鄰接。還公開了一種用于實施該方法的裝置。
文檔編號C03B23/00GK1434473SQ0215292
公開日2003年8月6日 申請日期2002年10月9日 優(yōu)先權日2001年10月9日
發(fā)明者I·科倫伊, J·薩珀, J·托科斯 申請人:通用電氣公司