專利名稱：防破裂燈組件及其制造方法
技術領域：
本發明涉及防破裂燈組件及其制造這種燈的方法當傳統的熒光燈破裂時，熒光燈的玻璃管碎片，汞和熒光粉末會四散開來，污染很大區域。這種污染尤其對存有未遮蓋食品的區域和食品制備表面造成損害。
為了減小破碎熒光燈造成污染的可能性，業已發展了防破裂燈組件，以便在破裂時包容燈的碎片。美國專利Nos.4,048,537(blaisdell等)，4,924,368(Northrop等)，5,536,998(Sica)，和5,1 73,637(Sica)。Sica的專利由本發明的受讓人擁有。
熒光燈的現有技術保護組件包括一特殊模制的塑料端部配件，后者裝在燈的端蓋上并將一封閉該燈管的保護套管保持在位。
在某些現有技術裝置中，端部配件特意設計成可從燈上取下并重新用于另一個燈上。這是很不能令人滿意的并導致燈管破裂時逃逸的燈管碎片泄漏和污染。
兩個Sica專利所示的組件是一個很大的改進，端部配件密封在保護套管上及燈管本身上，這樣不存在一點泄漏和污染；燈的碎片被包容在套管中。
三件套保護組件，即套管和兩個端部配件，的一明顯缺陷是制造它們比較麻煩且成本高。兩個端部配件生產成本較高，并且端部配件和套管的尺寸應當在較緊密的公差內配合，以確保緊密配合。而且，要形成四個密封，密封的數量越多，泄漏的機會越大。
三件套結構的一個長期問題是它賦予燈管一不自然的外觀，這往往會妨礙它們的銷售。克服這一問題的一種現有建議是用保護性涂層涂敷整個燈管。但是，其難以令人滿意之處是該涂層會減少有用光線從燈管輸出，并隨時間而變色，從而減小照明度。
鑒于上述問題，本發明的一個目的是提供一種能克服或減輕上述問題的防破裂燈組件和方法。本發明的另一目的是提供一種制造方法，用以高效和高質地制造該燈組件，同時生產一種優良的產品。
通過組合獨立權利要求的特征達到了上述目的。從屬權利要求公開了本發明的進一步有利實施例。
本發明的以下概述不必描述所有必要的特征，這樣本發明亦可以這些所述特征的次一級組合的形式存在。根據本發明，通過提供一種燈組件達到了上述目的，該燈組件包括一細長的燈管，具有第一端部和第二端部；一不易破碎的套管，大致封閉該燈管并具有兩個端部，后者被直接密封在該燈管的端部上。
套管的端部最好被黏結在燈管的端蓋上。如果端蓋的直徑小于燈管，就在端蓋上壓縮套管的端部并采用黏膠將套管端部固定在端蓋上。最好通過熱收縮完成所述壓縮。
最好通過采用一黏膠轉移帶施加所述黏膠，在該黏膠轉移帶的相對各表面上有一黏膠涂層，結合最好由熱收縮產生的壓縮，將套管端部連接在端蓋上。
各套管端部黏結在轉移帶上的黏膠的外層上，并且該帶黏結在燈管端部上。據信熱收縮擠壓套管材料，減小了套管的直徑和形狀以裝在燈管端部上，并將套管材料和膠帶擠在一起，這樣黏膠充填了套管材料中的任何皺褶并緊緊地將套管固定和密封在燈管端部上。
最后的組件被緊密地密封，但僅在端蓋上有接縫，該接縫的可見性是很低的。它是一較為簡單，好看的防破裂燈。
黏膠最好在較高的溫度下在長時間內能抵抗老化，例如82℃(180°F)。所用的膠帶最好是較軟的丙烯酸膠帶，具有較高的黏性。
采用這種雙面膠帶大為有利于制造過程。可方便地控制所用黏膠層的黏性和尺寸，并且可采用自動化或者半自動化設備施加該膠帶。
本發明可歸納如下。通過將一圓柱形燈管封閉在一無縫的不易破碎的套管內，形成一防破裂的燈組件，該套管在各端處密封在燈管的一端上。燈組件的制造過程是在燈的各端施加黏膠，最好通過繞燈管的各金屬端蓋纏繞雙面轉移膠帶，將燈管插入所述套管，用套管的端部覆蓋纏繞在燈管各端上膠帶，并通過熱密封將套管的端部壓縮在膠帶上。
本發明的其他目的，方面，特征和優點將列在并披露于下面的詳細描述和附圖
中，后者給出了本發明的一優選實施例，但絕對不應當被認為限制了本發明的范圍。
單獨一個附圖是根據本發明構成的一防破裂燈組件的側視圖，局部是剖開的并且局部是截面圖。
附圖示出了一防破裂燈組件1的一端。該組件的另一端(未示出)與所示的一端成鏡像。燈組件1包括一傳統的熒光燈管10，一保護套管18，和壓敏黏膠20。燈管10包括一大致圓柱形的玻璃管12，該玻璃管在各端略微地逐漸縮小并終止于一杯狀的金屬端蓋14，后者具有一周邊凸緣部分16，其直徑小于管12的直徑。端蓋14包括一連接于傳統的電接觸端或電極22的傳統燈座部分(未示出)。可以使用任何傳統的接觸裝置，例如一單頭連接器，一凹入的雙觸點連接器等。
將燈管10插入套管18，并最好通過熱收縮壓縮該套管的端部24，以與黏膠20緊密接觸，從而將保護套管的端部密封在凸緣16上。
保護套管18最好是一不易破碎的、透明的和可熱收縮的聚合物套管，如聚碳酸酯套管。一種特別適用的透明且可熱收縮的管狀聚碳酸酯材料由3M公司以牌號為PC-3207，T-13型銷售。這種材料的內徑約為3.85cm(1.517英寸)，外徑約為3.93cm(1.547英寸)，壁厚約為0.04cm(0.015英寸)。這種優選材料對于可見光而言是透明的，但對于波長高達390nm的紫外線而言大致上不透明的。它不會在任何程度上隨時間而變黃。
作為選擇，套管18由具有一種主導顏色的半透明材料構成，例如金色，紅色，藍色，綠色等。不論是透明的還是半透明的，在持續暴露于燈12產生的紫外線輻射和熱量期間，套管18需基本上保持其清晰度。
此外，套管18的內徑最好略大于燈12的外徑。這種直徑上的差沿燈組件1的大部分長度提供了一個小的環形間隙“C”。該間隙大到足以方便地允許燈管插入該套管，但小到足以保證從燈管發出的熱充分地耗散。
黏膠20是一種抗高溫的黏膠，以在套管18的內表面和凸緣16的外表面之間提供一機械的密封。黏膠20最好是一種軟的丙烯酸壓敏黏膠。黏膠20亦用作一潮氣阻隔并協助保持一氣密的密封。
一種特別有利的黏膠是由3M公司在一“轉移”帶上提供，以“969帶”的牌號，一種“ATG帶”，銷售。這種雙面膠帶約為0.013cm(0.005英寸)厚，并具有牌號為“A-60”的黏膠，該黏膠具有很高的初始黏性以及良好的剪切保持能力。黏膠A-60可黏結大多數金屬和塑料以及多種其他材料。969帶具有清晰和防紫外線的進一步優點。業已發現，969帶即使在持續暴露于燈12產生的光線和熱量之后仍可保持其清晰度。它被列為可抵抗高達82℃(180°F)的溫度約數個星期或數個月的時間。
根據新的制造方法，通過繞各凸緣16兩次纏繞雙面膠帶20并將燈12插入套管18直至套管18的端部大致與燈12的端部對齊，來制造防破裂燈組件1。通過纏繞兩次，可盡量減少在帶的覆蓋區內存在任何間隙。
然后，在燈12的各端，使得套管18在凸緣16上延伸的部分熱收縮并壓縮以在套管18和凸緣16之間形成一黏結密封。
熱收縮過程最好包括對套管18的端部以約82℃(180°)的溫度施加熱量，時間約為12至15秒。該收縮施加了一中等的壓力，足以壓縮各套管端部并將其直徑減少到凸緣16的直徑加上帶20的厚度。
由于熱封溫度較低，套管收縮但不致融化。其優點是不會由于融化出一個薄點或通孔而削弱該套管。
由收縮施加的壓力將套管端部黏結在帶20的黏膠上。由于黏膠也可良好地黏結于金屬，所以在燈的各端部形成一牢固的黏結和密封。
盡管最好通過工藝過程收縮套管端部，但這并非是必須的。可能簡單的夾緊或卷邊就足夠了，取決于燈管和凸緣16的尺寸，套管材料的柔性，和所用黏膠的類型。
通過在套管的各端上滑過一個可熱收縮的塑料圈，用一個熱吹風機對塑料圈施加熱量，而使得塑料圈和套管端部收縮并取下該塑料圈，可完成該熱收縮。
作為一種選擇，一個較熱的塊體最好設置有一個孔，該孔略大于凸緣16的外徑。沿縱向將套管和燈的一端推入該較熱塊體上的孔，塊體加熱套管端部而使得套管在帶上熱收縮。對燈組件的各端均采用這一方法。
上述方法適合于手工操作，全自動化，或者全或半自動化。在一種自動化或半自動化的生產方法中，在第一工位，使膠帶與襯墊材料分離，并將一條膠帶卷繞在各凸緣上并切斷。可采用一纏繞機(未示出)或用手設置該膠帶。作為選擇，甚至可繞各凸緣16都施加一黏膠涂層。
預先切成適當長度的施加有黏膠的燈管和套管被送入一第二工位，在此一推動機構(未示出)將各燈管推入一套管。作為選擇，可人工完成插入。
然后，將由套管保護的燈管輸送到一加熱設備，后者具有兩個隔開的加熱夾具或較熱塊體，它們容納套管端部并使兩個套管端部同時熱收縮12-15秒。作為選擇，這一步亦可用手工完成。
在此之后，將燈組件包裝以便運輸。可以在工位之間采用輸送帶或其他輸送設備以輸送燈組件。
在偶然的情況下，對燈組件的震動可能導致燈12在套管18內破碎。但是，套管18本身不會破碎并將包含燈管的碎片和熒光材料，這樣就防止了碎片逃逸到組件1之外。
防破裂燈組件只有很少的零件和接縫，并具有對許多用戶而言十分重要的光滑、無縫的外觀。
盡管這里詳細描述了本發明的說明性實施例及其改進，應當理解本發明并不限制于這些實際的實施例和改進，本領域熟練技術人員可以實現其他改動和改變而不超出后附權利要求書所限定的本發明的范圍和精神。
本發明的優點包括提供了一種組件，具有最少量的分立零件和接縫，沒有可見的接縫，對于理想的光線是透明的，不會隨加熱和/或時間變色。
提供了一種裝置，其結構簡單，較易適應自動化或半自動化生產，并可以較現有裝置低的成本制造。
權利要求
1.一種防破裂燈組件(1)，包括一大致圓柱形的燈管(10)，具有一第一燈管端部和一第二燈管端部；各所述燈管端部在直徑上小于所述燈管；一大致圓柱形的不易破碎的柔性套管(18)，基本上封閉所述燈管并具有一體的第一套管端部(24)和一體的第二套管端部，所述套管端部被壓縮在所述燈管端部上；一第一密封，將所述第一套管端部直接密封在所述第一燈管端部上；和一第二密封，將所述第二套管端部直接密封在所述第二燈管端部上。
2.如權利要求1所述的燈組件，其中所述第一密封和所述第二密封是黏膠密封。
3.如權利要求1所述的燈組件，其中所述第一密封和所述第二密封是熱收縮的黏膠密封。
4.如權利要求1至3中任一項所述的燈組件，其中各所述密封包括至少一層繞所述燈管的所述端部之一纏繞的雙面膠帶，所述套管的一個端部壓縮在所述膠帶上。
5.如權利要求4所述的燈組件，其中各所述密封包括至少兩層所述膠帶。
6.如權利要求1至5中任一項所述的燈組件，其中所述套管(18)是透明的。
7.如權利要求1至5中任一項所述的燈組件，其中所述套管(18)是半透明的，并具有一主導的非白顏色。
8.如權利要求1至7中任一項所述的燈組件，其中所述燈管(10)在各所述燈管端部包括一對端蓋(14)，一定長度的雙面膠帶繞各所述端蓋纏繞并且所述套管的各端部在所述膠帶上熱收縮。
9.一種防破裂燈組件(1)，包括一大致圓柱形的燈管(10)，具有一第一燈管端部和一第二燈管端部；在各所述第一和第二燈管端部處的一金屬端蓋(14)，所述金屬端蓋在直徑上小于所述燈管；一大致圓柱形的不易破碎的柔性套管(18)，基本上封閉所述燈管(10)并具有一體的第一套管端部(24)和一體的第二套管端部，所述套管端部在其中一段所述膠帶長度上熱收縮；兩段雙面膠帶的長度，各繞其中一個所述端蓋(14)延伸；一第一密封，將所述第一套管端部密封在其中一個所述端蓋(14)上；和一第二密封，將所述第二套管端部密封在另一所述端蓋上。
10.一種制造燈組件(1)的方法，包括以下步驟提供一大致圓柱形的燈管(10)，其第一和第二燈管端部的直徑小于所述燈管的直徑；對各所述第一和第二燈管端部施加一種壓敏黏膠；將所述燈管通過一大致圓柱形的不易破碎的套管(18)插入一大致圓柱形的燈，所述套管具有一體的第一套管端部(24)和一體的第二套管端部；將所述第一套管端部(24)壓縮在所述第一燈管端部上并在所述第一套管端部和所述第一燈管端部之間形成一第一密封；將所述第二套管端部壓縮在所述第二燈管端部上并在所述第二套管端部和所述第二燈管端部之間形成一第二密封。
11.如權利要求10所述的方法，其中對所述第一燈管端部和所述第二燈管端部施加一種壓敏黏膠(20)的步驟包括繞各所述燈管端部纏繞一段長度的雙面膠帶。
12.如權利要求10或11所述的方法，其中所述壓縮步驟包括在所述燈管端部上熱收縮所述套管端部。
13.如權利要求10至12中的任一項所述的方法，其中對所述第一燈管端部和所述第二燈管端部施加一種壓敏黏膠(20)的步驟包括繞各所述燈管端部纏繞一段長度的雙面膠帶，并且所述形成一密封的所述步驟包括加熱各所述套管端部(24)一預定長度的時間，同時壓縮所述套管端部的相鄰的一個。
14.一種制造防破裂燈結構的方法，所述方法包括的步驟為提供一具有端蓋(14)的細長燈管(10)，所述端蓋的尺寸小于所述燈管的尺寸；提供一細長的中空套管(18)，由塑料制成并在內部側向尺寸上略大于所述燈管的外部，所述套管具有一段長度，使得當所述燈管被插入所述套管時所述套管的端部覆蓋所述端蓋；當各所述套管端部(24)覆蓋其中一個所述端蓋(14)時壓縮各所述套管端部(24)，并將各所述套管端部黏結在其中一個所述端蓋上以繞所述燈管形成一個密封的封閉件。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述塑料是可熱收縮的并且所述壓縮步驟包括在所述端蓋(14)上熱收縮所述套管端部(24)。
16.如權利要求14或15所述的方法，其中所述黏結步驟是通過在所述壓縮步驟前繞所述端蓋(14)纏繞雙面膠帶而實現的。
17.如權利要求14至16中的任一項所述的方法，其中塑料是可熱收縮的并且所述黏結步驟是通過在所述壓縮步驟前繞所述端蓋(14)纏繞雙面膠帶而實現的，并包括加熱所述套管端部(24)以壓縮它們的步驟。
全文摘要
一種防破裂燈組件(1),是通過將一圓柱形的燈管(10)封閉在一無縫的不易破碎的套管(18)內形成的,套管的各端密封在燈管的一端上。一種防破裂燈組件(1),其制造過程是在燈管的各端上施加黏膠,最好是繞燈管的各金屬端蓋(14)纏繞雙面膠帶,將燈管插入套管(18),用套管的端部(24)覆蓋纏繞在燈管各端上的膠帶,并將套管的端部通過熱密封壓縮在膠帶上。
文檔編號F21V3/00GK1276914SQ98810311
公開日2000年12月13日 申請日期1998年5月25日 優先權日1997年9月2日
發明者邁克爾·F·西卡 申請人:邁克爾·F·西卡