专利名称：多片段灯丝的高输出卤素灯的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种高输出的白炽卤素灯，特别涉及一种多片段灯丝的卤素灯，其中四个片段围绕一个安置在中心并位于灯的轴线上的第五片段。
相关技术描述在采用多片段灯丝的卤素灯中，灯丝片段平行于灯/灯具轴线并以围绕轴线的圆形款式对称地设置。常采用片段的单独直线形配置及交错配置。
灯丝的效率取决于其负载(流明/瓦)，而效率受灯丝内由于灯丝的特定几何形状配置而产生的辐射光的自我堵塞。为了最好地接近理想光源(点光源)，灯丝必须很紧凑。为了尽可能减小自我堵塞效应，辐射元件必须铺开。一种高效的有限的灯丝必须考虑这两种效应并将其调和。灯丝的几何形状必须与灯具的反射镜和其它光学部件很好配合，以便使效率越过该灯而扩展到灯/灯具系统，这对灯丝构件的设计产生新的限制。
现有技术专利包括授与William L.Berry等人而转让给GTE产品公司的于1988年8月23日颁发的No.4,766,339美国专利。该专利公开了一种电灯，该灯包括一个端部密封的其内有多个串联的镀钨的单根灯丝形成的增强的灯丝构件的封壳，一个位于该封壳内而在该灯丝构件和密封的端部之间的第一绝缘桥接片，耦合到灯丝构件上的第一和第二引入导体，延伸在该封壳内而邻近该第一和第二导体以便支撑该灯丝构件的第一和第二支撑线，以及设置在一个低于第一绝缘桥接片而高于密封的端部的位置处的一对包铂的钼线部件形式的增强机构。该电灯最好在该封壳内包括一种卤素气氛。但是，虽然有被称为C13型灯丝的多片段灯丝，但它并不使灯丝几何形状与灯具/反射镜的几何形状发生关系。
授予David W.Cunningham而转让给Gregory Esakoff的于1993年12月7日颁发的No.5,268,613美国专利公开了用于投射光束的白炽照明系统，该系统包括一个凹形反光镜和一个具有多根线性的螺旋形缠绕的灯丝的白炽灯，这些灯丝配置成使其纵轴基本上平行于凹形反射的纵轴并在反射的纵轴的周围显著地隔开。由该灯发射的光的很大部分撞击该反射镜并由反射镜重新引导而投射一束基本上平行于反射镜纵轴的光。但是，该发明是以将灯丝的几何形状耦合到灯具的几何形状上为基础的，而其四个片段倾向于具有一个有四个突出部分的光束。本发明的中心片段填入此种有突出部分的光束中。
授与Rolf Gervelmeyer等人而转让给Koninklijke飞利浦电子公司的于2004年9月28日颁发的No.6,798,138美国专利公开了一种用于汽车的有一长形灯泡的卤素白炽灯，该灯泡一端封闭，另一端有一真空密封的压紧密封件，带一个连接在该压紧密封件上的灯帽并有通过该压紧密封件而到达白炽元件的电源引线，在灯泡的封闭端部处提供一个有至少一层铝酸钴涂层的环状光学吸收滤光器。虽然改进了照明性能，但它并不提供高的输出值。在一次模仿该新颖放电头灯的光谱的试验中，灯泡上的涂层滤出较高的波长而形成更为蓝/白色的灯光输出。
发明概要因此，本发明的一个目的是提供一种光的分布更均匀的高输出的卤素灯。
本发明的另一目的是提供这样一种卤素灯，该灯有四个灯丝片段围绕一个直接安置在该灯轴线中心的第五灯丝片段的圆形配置。
上述和其它目的是通过这样一种卤素灯而达到的，这种卤素灯包括一个在第一端有一球形部分而其第二端敞开地用于附接到一底座上的封壳，一对设置在该封壳内的隔开的绝缘桥接片，一个安置在该对绝缘桥接片之间的多片段灯丝构件，该灯丝构件包括一系列设置成一圆形款式的灯丝片段，而另一灯丝片段设置在该圆形款式和该灯的中心，以及至少两个附接在该隔开的绝缘桥接片上而延伸通过附接在一系列灯丝片断的端部上的支撑片段的支撑导线。该底座包括在底座下面伸出的金属接触销，用于向该多片段灯丝构件提供电力。至少两根支撑导线附接在从底座伸出而在该封壳内的密封箔上。该封壳用一个细长的石英灯泡制成。该对隔开的绝缘桥接片用石英材料制成。该系统的灯丝片段包括五个带电灯丝片段。设置成圆形款式的该系列的灯丝片段组成正方形的极对称。
这些目的通过一种提供一卤素灯的方法而进一步完成，该卤素灯包括下列步骤提供一个在其第一端部上有一球形部分而其敞开的第二端部用于附接到一底座上的封壳，在该封壳内设置一对隔开的绝缘桥接片，在该对绝缘桥接片之间安置一个多片段灯丝构件，该灯丝构件包括一系列设置成圆形款式的灯丝片段，而另一灯丝片段设置在该圆形款式和灯的中心处，以及将至少两根支撑导线附接在隔开的绝缘桥接片上并延伸通过附接于该系统的灯丝片段的端部上的支撑片段。该提供一个在其第一端部上有一球形部分而其敞开的第二端部用于附接到一底座上的封壳的步骤包括提供在底座下面伸出而用于向该多片段灯丝构件供应电力的金属接触销。该方法包括将在该封壳内的从底座伸出的密封箔附接到该至少两根支撑导线上的步骤。该提供一个封壳的步骤包括提供一个长形的石英灯泡封壳的步骤。该在封壳内设置该对隔开的绝缘桥接片的步骤包括设置石英绝缘桥接片的步骤。该将多片段灯丝构件设置在该对绝缘桥接片之间的步骤包括将五个带电灯丝片段设置在该系列的灯丝片段中的步骤。该方法包括将该系列的灯丝片段配置成具有正方形极对称的圆形款式的步骤。
该技术的专业人员在考虑下列实施本发明的现时认为以最佳方式示范的优选实施例的详细描述后将会清楚本发明的其它目的、特点和优点。
附图简述附属的权利要求书特别指出本发明的主旨并对其清楚地提出权利要求。结合附图阅读下列详细描述将更充分地清楚本发明的各种目的、优点和新颖特点，附图中相同的标号表示相同的部件，其中
图1是一种按照本发明的一个优选实施例的高输出卤素灯的前视立面截面图；图2例示图1的优选实施例中的一种多片段灯丝构件的顶视图，以及图3是图2的多片段灯丝构件的前视图。
示例实施例的说明参照图1，图中示出按照本发明的一种高输出卤素灯的前立视截面图。卤素灯10包括一个石英灯泡11，其一端有一球形部分，其第二端装入一个陶瓷底座12，底座12有两个从其底部伸出的金属接触销14a、14b。两个钼密封箔16a、16b在陶瓷底座12上方伸出，而两根灯丝支撑导线18a、18b的每一根分别附接在一个密封箔16a、16b上。一个多片段灯丝构件26被置于两个石英支撑绝缘桥接征20a、20b之间。
仍然参照图1，多片段灯丝构件26包括灯丝片段30～38和两个支撑片段28、40。四个灯丝片段30、32、36、38处于对称的圆形配置(正方形)，而第五片段34在中心，该中心也是灯的轴线。
一根灯丝支撑导线18a通过灯丝片段构件26的支撑片段40而伸出，另一根灯丝支撑导线18b通过支撑片段28而伸出。灯丝支撑钩22a、22b、22c和22d设置在从绝缘桥接片20a、20b到单个灯丝片段30～38的顶端和底端处。该高输出卤素灯在1200瓦/80伏下操作，利用一有一中心片段的相似的圆形多片段灯丝构件可制造功率和电压更高的实施例。
参照图2，图示多片段灯丝构件26，第五灯丝片段34处在周围的实施上形成一正方形的灯丝片段30、32、36、38的中心。
参照图3，图示多片段灯丝构件26的前视图，示出带电的灯丝片段32、34、38和非带电的支撑片段28、40，后者的高度要短得多，当装配在灯10中时，支撑片段装入灯丝支撑导线18a、18b中。带电的灯丝片段30～38在灯10中为同一高度。
多片段灯丝构件26制作成缠绕在一芯杆上的单独一个线圈，带有空间使灯丝片段互相隔开。对于图2中所示的五带电片段灯丝构件26，实际上缠绕五个片段30～38，另两个片段28和40不是带电灯丝，只用于支撑全部多片段灯丝构件26。然后折叠单元的线圈，使多片段灯丝30～38近似地安置于其相对的最终位置中。
利用钨工具将每个片段精确地安置在灯10中，然后在真空或减薄的大气气氛中对多片段灯丝进行高温点火，以便使钨原子再结晶和纯化材料。
两根钨支撑导线18a、18b用于将多片段灯丝构件26保持在灯10中并用作通到灯丝构件26的电源导线。钨支撑导线18a、18b用熔融石英桥接片20a、20b电绝缘，而桥接片20a、20b可直接熔融到支撑导线18a、18b上，或做成具有在支撑导线18a、18b上的滑动的小线圈，并提供一种灯丝张紧的机构。支撑导线18a、18b的端部焊接在钼箔16a、16b上。石英灯泡11在钼箔16a、16b的周围受压，从而将该馈通组件有效地密封在陶瓷底座12中。
外加电力而在一减薄的大气气氛中加热多片段灯丝构件26，以纯化该灯丝和其它内部部件。然后作为一种传统的卤素灯而对灯泡11排气，再充以惰气/溴化氢混合物，并密封该排气的灯泡。最后的步骤包括熔融、将底座12附接在封壳(其中封闭了灯泡11和各种部件)上，该封壳包括从封壳到外部终端或销，这些终端或销处在一个正确的灯丝光中心或光中心长度(LCL)处。光中心长度(LCL)是从该底座上的一个参照点到沿灯轴线的灯丝中心的距离。该要求保证该光源(灯丝)的光学中心相对于该用途终止于光学上正确的位置(也即在反射镜的焦点处)。
卤素灯10内的各部件的真实尺寸和间距决定于下列因素如灯丝直径和长度、光学考虑、灯丝的功率和电压，以及起弧电势和灯泡尺寸。例如，对于1200瓦/80伏的灯的实施例，规格如下片段外径＝0.089英寸；半径(从灯丝中心到中心周围的各片段的中心)＝0.0149英寸；片段长度(带电的)＝0.512英寸；以及外片段配置是等距离的或等角度的(也即三个外片段处在120度，四个处在90度，五个处在72度)，换句话说，是极对称的。
为了获得紧凑性的优点，该实施例将一个或多个灯丝片段安置在灯的轴线上或在其附近，在大多数此种情况下，该灯的轴线位于灯具光学轴线上。该位置提供可最高达到的(通过灯具中的反射镜)效率。外部位置中灯丝片段的敞开配置提供一个不受外层中每个片段阻塞的辐射区，并尽可能减小芯中片段对光的阻塞。该优选实施例提供下列优点1.高的灯具效率，定义为 2.改善的灯的光输出值的极坐标均匀度，极坐标均匀度转化为从灯具发出的光的改善的均匀度。
已按照某些实施例而公开了本发明。显然可以对公开的设备进行许多修改而并不偏离本发明。例如，该多片段灯丝构件不限于五个带电片段，而可以是在中心的片段灯丝周围的圆形配置中有任意数目的片段灯丝。因此，所附的权利要求书的范围包括落入本发明的范围和实际精神内的所有此类变化和修改。
权利要求
1.一种卤素灯，包括一个封壳，其第一端有一球状部分，而其敞开的第二端用于附接到一底座上；一对被设置在所述封壳内的隔开的绝缘桥接片；一个位于所述一对绝缘桥接片之间的多片段灯丝构件，所述灯丝构件包括一系列被设置成圆形款式的灯丝片段，而另一灯丝片断被设置在所述圆形款式和所述灯的中心；以及至少两根支撑导线，被附接在所述隔开的绝缘桥接片上，并穿过被附接于所述一系列灯丝片段的端部上的支撑片段。
2.如权利要求1中所述的卤素灯，其特征在于，所述底座包括金属接触销，后者在所述底座下面伸出而用于将电力提供给所述多片段灯丝构件。
3.如权利要求1中所述的卤素灯，其特征在于，所述至少两根支撑导线附接于从所述底座伸出的在所述封壳内的密封箔。
4.如权利要求1中所述的卤素灯，其特征在于，所述封壳包括一个细长的石英灯泡。
5.如权利要求1中所述的卤素灯，其特征在于，所述一对隔开的绝缘桥接片由石英材料制成。
6.如权利要求1中所述的卤素灯，其特征在于，所述一系列灯丝片段包括五个带电的灯丝片段。
7.如权利要求1中所述的卤素灯，其特征在于，被设置成一圆形款式的所述一系列灯丝片段包含成方形的极对称。
8.一种提供一卤素灯的方法，包括以下步骤提供一个封壳，其第一端有一球状部分，而其敞开的第二端用于附接到一底座上；将一对隔开的绝缘桥接片设置在所述封壳内；将一个多片段灯丝构件安置在所述一对绝缘桥接片之间，所述灯丝构件包括一系列被设置成圆形款式的灯丝片段，而另一灯丝片段被设置在所述圆形款式和所述灯的中心；以及将至少两根支撑导线附接在所述隔开的绝缘桥接片上，并穿过被附接于所述一系列灯丝片段的端部上的支撑片段。
9.如权利要求8中所述的方法，其特征在于，所述提供一个其第一端有一球状部分而其敞开的第二端用于附接到一底座上的封壳的步骤包括提供在所述底座下方伸出的用于向所述多片段灯丝构件供应电力的金属接触销的步骤。
10.如权利要求8中所述的卤素灯，其特征在于，所述方法包括在所述封壳内将从所述底座伸出的密封箔附接在所述至少两根支撑导线上的步骤。
11.如权利要求8中所述的卤素灯，其特征在于，所述提供一个封壳的步骤包括提供一个细长的石英灯泡封壳的步骤。
12.如权利要求8中所述的卤素灯，其特征在于，所述将所述一对隔开的绝缘桥接片设置在所述封壳内的步骤提供石英绝缘桥接片的步骤。
13.如权利要求8中所述的方法，其特征在于，所述将所述多片段灯丝构件安置在所述一对绝缘桥接片之间的步骤包括在所述一系列灯丝片段中提供五个带电灯丝片段的步骤。
14.如权利要求8中所述的卤素灯，其特征在于，所述方法包括将所述一系列灯丝片段设置成具有方形极对称的圆形款式的步骤。
全文摘要
一种高输出值的卤素灯，有五个灯丝片段，其中四个片段围绕直接安置在灯的轴线的中心的一个第五片段而成圆形配置，这种配置有助于高输出和更均匀的光分布。
文档编号H01K1/16GK1825533SQ20061000957
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月24日 优先权日2005年2月24日
发明者V·C·卡布拉勒斯, A·N·卡萨克, H·W·泽尔, M·维拉克尔 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司