带有内部灯-玻璃结构组件的灯及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种灯，其包括连接到灯内玻璃结构的内部卤素灯。
背景技术
普通家庭用的带有白炽灯丝的灯早已得到应用。这种灯包括被玻璃外壳或外罩包围的灯丝。这些灯尽管比较便宜和可靠，但能源效率不高。小型荧光灯具有较高的效率，但是价格较高，同时许多人认为其光谱不那么自然。因此，有人提出将小型的卤素灯结合到传统的玻璃灯泡，其中卤素灯具有内部灯的形式，具有自己本身的外壳和灯丝。这样的内部灯可有更高的效率，因为其容易保持周围是较厚且较结实外壳的小体积内的灯丝加热的理想条件。由于这种灯的主要目的是使灯具有成本效益，所以尽可能使用了标准的和已经得到证明的灯制造技术。因此，内部灯结合较大地玻璃灯泡可通过连接内部灯到外壳内的玻璃结构来实现。这种玻璃结构传统上具有多种功能。首先，其包括密封的导线，通常用于提供电流到灯内的灯丝。其次，玻璃结构还包括排气管，通过排气管外壳最终抽真空。由于这些功能对于带有内部灯的灯都是需要的，希望能保留这些功能。
例如，美国专利No.6,262,534公开了一种带有玻璃外壳的灯，含有作为光源的内部灯。还设有保护罩包围内部灯。这些内部灯和保护罩连接到玻璃结构内的导线。美国专利No.6,262,534中的光源是比较短的钨卤素白炽灯，具有两个外导线，通过收缩部分延伸到外部。导线互相平行，因此形成了收缩部分的平面。
外导线直接密封到玻璃结构。因此，由玻璃结构内的平行导线形成的玻璃结构的主平面平行于收缩部分的主平面。但是，这样的设置只能用于具有一个端部的卤素内部灯。而双端部的灯更容易制造，因此成为优选的形式。
另一类型的从商业途径可买到的家庭用灯包括包围内部卤素灯的外壳，卤素灯受到玻璃结构内的两个导线的支承。内部卤素灯是双端部的灯，带有两个收缩端部。内部灯通过连接片连接到一个导线，连接片焊接到一个导线。连接片是基本为C形和折叠的金属件，连接片的C形的一端夹到收缩部分的边上，C形的另一端焊接到导线上。这种方式中，内部灯的重量主要支承于连接片。这种内部灯-玻璃结构组件的缺点是连接片具有比较复杂的形状，事实上收缩部分比较远离玻璃结构。
国际专利申请No.WO 02/33731公开了一种灯，其具有玻璃结构和连接到玻璃结构的内部灯。内部灯是直线状双端部的卤素灯，带有直线状的灯丝和两个导线，导线从管状内部灯罩的两端延伸。两个端部通过已知方式通过收缩部分进行密封，将连接翼片密封到收缩部分中。内部灯的两个端部都设有收缩部分。内部卤素灯的导线焊接到外部导线，外部导线嵌入灯的玻璃结构中。
后一种设置的优点是比较便宜，大量生产的卤素光源可结合到标准的灯泡中，大量使用了与用于制造传统白炽灯泡的相同的制造设备。特别地，生产带有导线的玻璃结构的制造设备以及后续的安装外壳到玻璃结构的设备仍可保持。差别只是光源，即使用内部灯(还可称为内燃烧器)来代替自由直立的灯丝。尽管在某些应用中，希望具有较短的双端部灯，但与某些其他规范相冲突。首先，为了能够产生适当的光辐射，双端部的卤素灯必须具有达到某个长度的灯丝，但出于多个技术考量，灯丝长度受到灯长度的限制。第二，对带有收缩端部的双端部内部灯的尺寸还存在实际的下限限制。由于两个收缩部分从两端占据了大约10到15毫米，灯丝的有效长度大约为整个灯管长度的一半。因此，双端部内部灯通常具有超过50-55毫米的长度，该长度难以进一步减少。例如，由于大致固定的收缩部分长度，灯管缩短10％意味着有效灯丝长度降低20％。但是，将较长的直线状内部灯结合到灯中可能带来另外的问题，具体地，将双端部卤素灯结合到较小的灯，比如结合到标准的B-35烛灯，会产生问题。
因此，因此需要一种可结合较长内部灯的比较小的灯，同时仍保持灯的小成形系数。另外，还需要一种能够以标准家庭用灯来销售的灯，其容易制造并且可结合卤素内部灯。还需要一种可支持上述目标的改进的内部灯-玻璃结构。寻求一种具有相对简单结构的家庭用灯，其生产制造不要求对现有的制造设备做任何重大的改变。
【发明内容】
在本发明的一实施例中，提供了一种灯，其包括：带有玻璃结构的灯基座，其中玻璃结构包括两个导线。导线的自由部分从玻璃结构基本互相平行延伸并形成第一平面。所述灯还包括半透明的外壳和内部的卤素灯光源。内部灯光源其具有收缩端部。收缩端部形成了第二平面。收缩端部位于玻璃结构的附近。由导线形成的第一平面正交于由收缩端部形成的第二平面。
在本发明的另一方面的实施例中，提供了一种制造灯的方法。所述方法适合于制造具有内部灯的灯，内部灯被外壳覆盖，灯包括带有玻璃结构的灯基座，其中玻璃结构包括两个导线，导线的自由部分从玻璃结构基本互相平行地延伸并形成第一平面。该方法适合用于这样的灯，其中的内部灯包括形成第二平面的收缩端部。方法包括步骤：直接或间接地连接内部灯到玻璃结构，同时连接内部灯的内导线到玻璃结构内的导线，接下来密封外壳到玻璃结构。在该方法中，连接内部灯到玻璃结构的步骤还包括步骤：定位内部灯的收缩端部，第二平面基本正交于第一平面；和连接收缩端部到导线的自由端的步骤。
所公开的灯以相对紧凑的尺寸来制造，由于收缩端部非常靠近玻璃结构，所以整个内部灯-玻璃结构组件的长度减少。这样有助于直接连接收缩端部到玻璃结构内的导线，所以没有机械载荷施加到灯的内部导线，因此内部灯可能使用较薄的内导线。同时，灯的大部分元件可通过比较简单和标准的灯制造设备来制造，另外内部灯也具有简单和方便的结构。所提出的内部灯-玻璃结构结构在机械上更稳固并可抵抗振动。
【附图说明】
图1是带有透明的但是非完全透明的外壳的灯的侧视图，显示了带有部分剖开的外壳的内部灯；
图2是类似于图1的灯的第一侧视图，其中外壳和外壳内的内部灯用截面图显示；
图3是沿图2显示的方向III-III看去的图2的灯的第二侧视图，其中外壳和内部灯仍用截面图显示；
图4是显示了内部灯的收缩端部和围绕收缩端部的连接片的结构的放大图；
图5和图6显示了收缩部分-玻璃结构组件的放大透视图；和
图7是类似于图3的带有不同内部灯的灯的另一实施例的部分剖开侧视图。
【具体实施方式】
参考图1到图3，显示了具有标准家庭用灯泡形式的灯1，在所显示的实施例中是根据标准B35的烛灯。灯1设置了灯基座2和半透明的外壳4。灯基座2连接到玻璃结构6和外壳4。尽管未详细显示，玻璃结构6和外壳4密封到被灯基座2覆盖的区域，密封了外壳4围绕的内部体积8。卤素灯10用作灯1内的实际光源。该内部卤素灯10包含卤素气体中的灯丝12，卤素气体密封在内部灯罩14中。灯丝12连接到穿过传导翼片17，18(见图4)的内部导线15，16。这些传导翼片17，18用作密封导线通过的导体。翼片的材料主要是钼。传导翼片17，18嵌入内部灯外罩14的收缩端部19，20。由于翼片的厚度很小，拉拔收缩时软化的玻璃可完全围绕翼片流动，内部灯外罩14的可靠和长期的密封得到实现。这种收缩端部的结构是已知的。
内部灯10的内部导线15，16连接到几何排列的玻璃结构6中的导线23，24，如下面的介绍。该连接是电连接(一般还有机械连接)，比如点焊。在图1到图6所示的实施例中，内部灯10具有两个收缩端部19，20，分别位于卤素内部灯10的两端，并具有基本为直线状的外罩14。在某些实施例中，如图2所示的实施例中，保险丝21连接到内部导线15和相关的导线24之间，在该实施例的情况下是通过连接线22实现的。
作为收缩的结果，收缩端部19，20基本是平面的，因此具有清楚的主平面，其平行于内部灯10的主轴。实际上，传导翼片17，18的平面也确定了收缩端部19，20的主平面，因为实际上，只有传导翼片17，18的平面平行于最终收缩端部19，20的主平面，围绕传导翼片17，18的适当密封才能实现。例如，如图2所示，收缩端部19，20的平面正交于拉拔平面，而在图3，收缩端部19，20的平面平行于拉拔平面。在图4，收缩端部20的平面平行于X-Y平面。
灯1的玻璃结构6包括两个导线23，24。通过已知的方式，导线23，24嵌入玻璃结构6，提供了从外部到外壳4内的内部体积8的密封导线。导线23，24的两个自由部分23`，24`(还参考图5-6)从玻璃结构6延伸。两个自由部分23`，24`基本是平行的，通过这种方式，两个自由部分23`，24`也形成了共同平面，其基本重合于玻璃结构6的主平面，因为导线23，24需要定位于玻璃结构6的中间平面。例如，玻璃结构6的主平面平行于图2中的拉拔平面，而正交于图3的拉拔平面。
为了使得整个内部灯-玻璃结构组件尽可能的短，内部灯10的一个收缩端部19，20，在所显示的实施例中是收缩端部20，位于玻璃结构6的附近，并尽可能地接近玻璃结构6。如图5和6清楚的显示，收缩端部20的平面(平面XY)正交于玻璃结构6的平面(平面YZ)，即由导线23，24形成的平面。通过这种方式，收缩端部20可插入导线23，24的自由部分23`，24`之间，即使收缩端部20的宽度w大于导线23，24之间的距离d。其结果是，收缩端部20的下沿20`和玻璃结构6的上表面6`之间的距离最小。
所提出的设置使得能够直接固定内部灯10到一个导线23，24，使得内部导线15，16不必依靠内部灯10的机械支承，从而可用比较薄的线来制造。为了设置机械支承件，收缩端部20支承连接片26。连接片26用适当厚度的金属带制造，例如5mm宽和大约0.3mm厚的钢带。连接片26通过已知方式连接到一个导线23，24的自由部分，在本实施例中连接到导线24的自由部分24`，例如可通过点焊进行。
如图所示，自由部分23`，24`具有不同的长度，导线23的自由部分23`比导线24的自由部分24`短。连接片26连接到具有较长自由端的导线，在本实施例中是导线24。长度不同的自由端23`，24`具有防止连接片26和相对的导线之间产生电弧的作用。
图7显示了灯101的另一实施例。在这个实施例中，内部灯110是较短的卤素灯，其中较长的灯丝112容纳于外罩114中。外罩114具有一个收缩端部120。收缩端部120包围内部灯110的两条内部导线115，116，为此，收缩端部120比图1到6所示的收缩端部20宽许多。但是，也在这个实施例中，收缩端部120的平面正交于玻璃结构6的平面，使得收缩端部120可插入导线(在图7中只能看到导线23)的自由部分之间。在前面的实施例中，内部灯110通过连接片126机械固定到较长的导线(未显示)，释放了由于内部灯10的重量而施加到内部导线115，116的机械载荷。
灯1，101可通过直接的方式来制造，使用类似于已知的制造具有外壳覆盖的内部灯的灯的技术工艺来制造。通过已知的方式可实现带有两个导线的玻璃结构6的制造，产生的玻璃结构带有从玻璃结构延伸的导线自由部分。这两个延伸的自由部分形成玻璃结构的主平面。自由部分基本上是对称的，但自由部分最好设置成具有不同长度，可在导线嵌入玻璃结构之前或之后实施。一般地，玻璃结构中的导线具有增强的端部，所以自由部分和嵌入玻璃结构的相邻部分具有比导线其余部分较大些的直径，以确保支承内部灯重量的导线具有希望的机械刚度。当然，可使玻璃结构的具有加强端部的导线从开始就有不同的长度。
此后，直接或间接地连接内部灯到玻璃结构。内部灯本身以已知的方式生产。但是，所提出的方法可应用于具有明确平面的至少一个收缩端部的内部灯。这样的内部灯一般是卤素灯，带有石英外罩和封闭的Kr，Xe或Ar气体。如参考图5和图6所作的解释，内部灯的收缩端部定位成其主平面正交于玻璃结构的平面。内部灯的收缩端部最好然后连接到导线的自由部分，故内部灯的重量直接支承于至少一个导线。这可通过设置收缩端部和导线之间的机械连接来实现。如上所述，机械连接的建立是通过设置围绕收缩端部的连接片，并连接连接片到导线的自由部分。这样的机械连接基本上释放了内部灯的内部导线的机械载荷。但是，通过简单地朝玻璃结构中的对应导线弯曲内部导线并在其间建立适当的连接如焊接连接，这样主要通过内部灯的内部导线建立的内部灯和玻璃结构中的导线之间的机械连接的结构也是可以的。
围绕内部灯的收缩端部放置连接片。在内部灯机械固定到一个导线之前，先定位于导线的自由部分之间。此后连接片连接到具有较长自由部分的导线。
除了在收缩端部和玻璃结构之间建立稳定的机械连接，内部灯的内部导线也连接到玻璃结构中的导线，以保证灯基座的触点和内部灯的灯丝之间的电连接。
最后，外壳密封到玻璃结构，对内部空间抽真空，并通过已知的方式通过排气管充填气体。在典型的实施例中，外壳中的体积含有氮气。作为最后的步骤，灯基座放到玻璃结构的下部，然后将导线连接到灯基座的外触点。
本发明并不限于所显示和所公开的实施例，其他的元件，改进和变化也属于本发明的范围。例如，所属领域的技术人员都清楚所提出的内部灯-玻璃结构几何组件不仅应用于较小的灯泡，还可以应用于较大的，例如，如果希望使内部灯的灯丝尽可能接近玻璃结构。外壳和内部灯还可以具有许多不同的形式和实施例，比如不同程度的透明度或半透明度。另外，内部灯的收缩部分可通过其他方式固定到导线，或直接固定到玻璃结构。