Die Erfindung betrifft eine elektrische Glühlampe gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Glühlampe ist beispielsweise in der Patentschrift US 5,508,587 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine einseitig gesockelte, zur Lichteinkopplung in einen Lichtleiter dienende Halogenglühlampe mit einem Lampengefäß, dessen sockelfernes Ende als optische Linse ausgebildet ist, und einer innerhalb des Lampengefäßes angeordneten Glühwendel, deren Außenkontur die Mantelfläche eines Kegelstumpfes als Einhüllende aufweist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Glühlampe bereitzustellen, die in einem Fahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung des Abblendlichts einsetzbar ist und gegenüber herkömmlichen Scheinwerferlampen eine erhöhte Leuchtdichte für die Abbildung im Scheinwerfer im Bereich der Hell-Dunkel-Grenze gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße elektrische Glühlampe weist mindestens eine innerhalb eines lichtdurchlässigen Lampengefäßes angeordnete Glühwendel auf, deren Außendurchmesser ausgehend von einem Minimalwert an einem ersten Glühwendelende kontinuierlich bis auf einen Maximalwert am zweiten Glühwendelende zunimmt, wobei erfindungsgemäß von dem Minimalwert D1, dem Maximalwert D2 und der Länge L der mindestens einen Glühwendel folgende Bedingung erfüllt werden: $$\frac{D2-D1}{2\cdot L}\le 0,0875$$

Aufgrund des geringeren Außendurchmessers an dem ersten Glühwendelende besitzt die mindestens eine Glühwendel an diesem Ende eine höhere Leuchtdichte. Außerdem entspricht dieses Glühwendelende aufgrund seines geringeren Außendurchmessers eher der Idealvorstellung einer Punktlichtquelle. Daher ist die erfindungsgemäße Glühlampe besonders gut für Projektionsanwendungen, beispielsweise als Lichtquelle in einem Fahrzeugscheinwerfer geeignet. Das von dem Wendelende mit dem ersten Glühwendelende emittiert Licht kann bei dieser Anwendung vorteilhaft zur Erzeugung einer scharfen Hell-Dunkel-Grenze des Abblendlichts genutzt werden, indem es in das Fernfeld vor dem Scheinwerfer projiziert wird und das von dem zweiten Glühwendelende emittierte Licht in das Nahfeld des Scheinwerfers, unmittelbar vor dem Fahrzeug projiziert wird. Dadurch kann in dem Bereich der Hell-Dunkel-Grenze des Abblendlichts, wo eine gute Ausleuchtung erwünscht ist, eine hohe Leuchtdichte erzielt werden. Durch die Reduktion des Außendurchmessers an dem ersten Glühwendelende wird allerdings die mindestens eine Glühwendel in diesem Bereich stärker aufgeheizt. Um eine Überhitzung der mindestens einen Glühwendel und eine Verkürzung ihrer Lebensdauer zu vermeiden, ist die Konizität der mindestens einen Glühwendel der erfindungsgemäßen Glühlampe gemäß der obigen Ungleichung auf einen maximalen Wert von 0,0875 begrenzt. Das heißt, die Außenseiten bzw. Außendurchmesser der Windungen der mindestens einen Glühwendel sind auf der Mantelfläche eines Kreiskegels angeordnet, dessen Öffnungswinkel an der Spitze maximal ca. 10 Grad beträgt.

Die erfindungsgemäße Glühlampe ist vorteilhafter Weise als einseitig gesockelte Glühlampe ausgebildet, das heißt, ein Ende ihres Lampengefäßes ist mit einem Sockel versehen, wobei das erste Glühwendelende der mindestens einen Glühwendel dem mit dem Sockel versehenen Ende des Lampengefäßes zugewandt ist. In Fahrzeugscheinwerfem werden üblicherweise einseitig gesockelte Lampen verwendet, die über eine rückseitige Öffnung in dem Scheinwerferreflektor montiert werden, so dass der Sockel in einer Halterung der rückseitigen Öffnung fixiert wird. Aufgrund dieser Orientierung der Lampe wird das von dem sockelnahen Ende der Glühwendel generierte Licht in den Bereich der Hell-Dunkel-Grenze bzw. das Fernfeld des Scheinwerfers projiziert. Das sockelnahe Ende der Glühwendel wird daher zur Erzielung der vorgenannten Vorteile vorzugsweise von dem ersten Glühwendelende mit dem kleineren Außendurchmesser gebildet. Gemäß der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung ist die mindestens eine Glühwendel axial ausgerichtet, dass heißt, die Wendelachse der mindestens einen Glühwendel erstreckt sich parallel zur Längserstreckung des Lampengefäßes bzw. der Glühlampe und im Fall eines axialsymmetrischen Lampengefäßes parallel zur Längsachse oder liegt sogar in der Längsachse des Lampengefäßes.

Die Länge L der mindestens einen Glühwendel der erfindungsgemäßen Glühlampe liegt vorteilhafter Weise in einem Wertebereich von 4,0 Millimeter bis 6,5 Millimeter, um die Glühlampe als Lichtquelle in einem Fahrzeugscheinwerfer verwenden zu können. Der Steigungsfaktor der mindestens einen Glühwendel der erfindungsgemäßen Glühlampe ist aus fertigungstechnischen Gründen vorzugsweise kleiner als 1,9 und größer als 1,3. Bei einem Steigungsfaktor von 1,9 und größer bestünde die Gefahr, dass sich die Glühwendeln in der Glühwendelzuführvorrichtung verhaken und nicht mehr vereinzelt werden können. Bei Steigungsfaktoren von 1,3 und kleiner könnten elektrische Kurzschlüsse zwischen benachbarten Windungen der Glühwendel auftreten.

Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

Eine Seitenansicht einer Glühwendel gemäß der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellung

Figur 2

Eine Seitenansicht einer Fahrzeugscheinwerferlampe gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in schematischer Darstellung

Figur 3

Eine Seitenansicht einer Fahrzeugscheinwerferlampe gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung in schematischer Darstellung

In Figur 2 ist schematisch eine Halogenglühlampe für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Diese Halogenglühlampe 1 besitzt eine elektrische Leistungsaufnahme von 55 Watt und eine Nennspannung von 12 Volt und dient zur Erzeugung des Abblendlichts in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer. Die Halogenglühlampe 1 besitzt ein Lampengefäß 10 aus Quarzglas mit einem abgedichteten Ende 11, das mit einem metallischen Sockel 3 versehen ist. Innerhalb des Lampengefäßes 10 ist eine Glühwendel 2 aus einem einfach gewendelten Wolframdraht 200 angeordnet. Die Glühwendel 2 ist axial innerhalb des Lampengefäßes 10, das heißt parallel zur Längsachse des Lampengefäßes 10 ausgerichtet bzw. liegt in der Längsachse des Lampengefäßes 10. Die beiden ungewendelten Wendelabgänge 21, 22 der Glühwendel 2 sind jeweils über eine gasdicht in dem abgedichteten Ende 11 des Lampengefäßes 10 eingebettete Molybdänfolie 111, 112 mit einem aus dem Lampengefäß 10 herausragenden Stromzuführungsdraht verbunden, der mit der Kontaktfahne 4 bzw. mit der Sockelhülse 3 elektrisch leitend verbunden ist.

In Figur 1 sind Details der Glühwendel 2 schematisch dargestellt, die bei den in den Figuren 1 und 3 abgebildeten Halogenglühlampen zur Erzeugung des Abblendlichts verwendet wird. Die Glühwendel 2 besitzt eine Außenkontur, die im wesentlichen der Mantelfläche eines Kegelstumpfes entspricht. Der Außendurchmesser der Windungen der Glühwendel 2 nimmt, ausgehend von einem Minimalwert D1 bei der ersten Windung am ersten Glühwendelende 23, kontinuierlich bis zu einem Maximalwert D2 bei der letzten Windung am zweiten Glühwendelende 24 zu. Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung besitzt die Glühwendel 2 eine Länge L von 4,33 Millimeter, einen Außendurchmesser D1 der ersten Windung von 0,48 Millimeter und einen Außendurchmesser D2 der letzten, sechzehnten Windung von 1,24 Millimeter. Die Dicke des Wendeldrahtes 200 beträgt 155,2 Mikrometer. Der Steigungsfaktor dieser Glühwendel beträgt 1,8. Das erste Glühwendelende 23 mit dem reduzierten Außendurchmesser 23 ist bei den Lampen gemäß der Figuren 1 und 3 dem Sockel 3 bzw. 8 zugewandt.

In Figur 3 ist schematisch eine Halogenglühlampe für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Bei dieser Halogenglühlampe handelt es sich um eine Zweifaden-Halogenglühlampe 5 mit zwei Glühwendeln 2, 6, die zur Erzeugung des Abblendlichts und des Fernlichts des Fahrzeugs dienen. Diese Halogenglühlampe 5 ist zum Betrieb an einer Bordnetzspannung von nominal 12 Volt vorgesehen. Sie besitzt ein Lampengefäß 7 aus Hartglas, beispielsweise aus Alumensilikatglas, mit einem abgedichteten Ende 71, das mit einem metallischen Sockel 8 versehen ist. Innerhalb des Lampengefäßes 7 sind eine erste Glühwendel 6 zur Erzeugung des Fernlichts und eine zweite Glühwendel 2 zur Erzeugung des Abblendlichts des Fahrzeugs angeordnet. Die Glühwendel 2 besitzt die oben beschriebenen Eigenschaften und ist daher in den Figuren 1, 2 und 3 mit demselben Bezugszeichen versehen. Die Glühwendel 2 ist axial in dem Lampengefäß 7 ausgerichtet, so dass ihr erstes Ende 23 dem abgedichteten Ende 71 und dem Sockel 8 zugewandt ist, und außerdem ist sie teilweise von einer Abblendkappe 9 umgeben. Die beiden Glühwendeln 2, 6 werden von drei Stromzufiihrungsdrähten 91, 92, 93, die durch das abgedichtete Ende 71 des Lampengefäßes 7 herausgeführt und mit jeweils einem der drei elektrischen Anschlüsse 94 der Lampe 5 verbunden sind, getragen und mit elektrischer Energie versorgt. Der erste, mit dem Molybdänröhrchen 25 umhüllte Wendelabgang 21 der Glühwendel 2 ist mit dem Stromzuführungsdraht 91 verschweißt und der zweite, mit dem Molybdänröhrchen 26 umhüllte Wendelabgang 22 der Glühwendel 2 ist mit der Abblendkappe 9 verschweißt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbeispiele. Der Minimalwert D1 für den Außendurchmesser der ersten Windung der Glühwendel 2 kann Werte im Bereich von 0,4 Millimeter bis 1,2 Millimeter und er Maximalwert D2 für den Außendurchmesser der letzten Windung der Glühwendel 2 kann Werte im Bereich von 0,6 Millimeter bis 2,2 Millimeter annehmen. Außerdem kann beispielsweise die Dicke des Wendeldrahtes 200 reduziert und die Anzahl der Windungen der Glühwendel 2 erhöht werden, um die Glühwendel 2 an eine höhere Bordnetzspannung als 12 Volt, beispielsweise an eine Bordnetzspannung von nominal 24 Volt anzupassen. Die Erfindung eignet sich insbesondere für H1-Lampen, H7-Lampen und H4-Lampen. Um die Leuchtdichte an der Hell-Dunkel-Grenze noch weiter zu erhöhen, kann die Glühwendel 2 zusätzlich an ihrem ersten Ende 23 einen gegenüber dem zweiten Ende 24 reduzierten Steigungsfaktor aufweisen.