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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRIC LIGHT BULB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/019371
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric light bulb, in particular a halogen light bulb designed to be operated by mains voltage. Said light bulb comprises a substantially axially symmetrical bulb (1) and a single-coil filament (2) mounted in said bulb, said filament comprising at least one incandescent coil section (22, 23) lying outside the bulb axis (A-A). According to the invention, the incandescent coil section(s) (22, 23) is/are disposed axially in a transparent cylindrical sleeve (7, 8), which has an interference filter (71, 81) that reflects infra-red rays.

Inventors:
BUNK AXEL (DE)
NITTKE ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/002248
Publication Date:
March 04, 2004
Filing Date:
July 04, 2003
Export Citation:
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Assignee:
PATENT TREUHAND GES FUER ELEKTRISCHE GLUEHLAMPEN MBH (DE)
BUNK AXEL (DE)
NITTKE ANDREAS (DE)
International Classes:
H01K1/18; H01K1/32; H01K1/26; H01K1/34; (IPC1-7): H01K1/26
Foreign References:
US4517491A1985-05-14
US6225731B12001-05-01
EP0446460A21991-09-18
Attorney, Agent or Firm:
Patent-treuhand-gesellschaft, Für Elektrische Glühlampen Mbh (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektrische Glühlampe mit einem im wesentlichen axialsymmetrischen Lampengefäß (1), mindestens einer in dem Lampengefäß (1) angeordneten Glühwendel (2), die mindestens einen, außerhalb der Lämpengefäßachse (AA) angeordne ten Wendelabschnitt (22,23) aufweist, Stromzuführungen (3,4, 5,6) für die mindestens eine Glühwendel (2), einem Infrarotstrahlen reflektierenden Interferenzfilter (71, 81 ; 71', 81'), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wendelabschnitt (22,23) axial in einer lichtdurchläs sigen zylindrischen Hülle (7,8 ; 7', 8') angeordnet ist, wobei die lichtdurchlässige zylindrische Hülle (7,8 ; 7', 8') mit dem Interferenz filter (71, 81 ; 71', 81') versehen ist.
2. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle als kreiszylindrisches Rohr (7,8 ; 7', 8') ausgebildet ist.
3. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Interferenzfilter als Infrarotstrahlenreflektierende Beschichtung (71, 81) auf der Hülle (7, 8 ; 7', 8') ausgebildet ist.
4. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (7,8 ; 7', 8') aus Quarzglas besteht.
5. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (7,8 ; 7', 8') am Lampengefäß (1) fixiert ist.
6. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (7', 8') durch nach innen gerichtete Noppen (12,13), die an der Wand des Lampengefäßes angeordnet sind, mit dem Lampengefäß (1) verschmol zen ist.
7. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (72,82 ; 72', 82') der Hülle (7,8 ; 7', 8') in einem abgedichteten Ende (10) des Lampengefäßes (1) eingeschmolzen ist.
8. Elektrische Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (7,8) an der Glühwendel (2) fixiert ist.
9. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (7,8) mittels mindestens einer Quetschung (72,73, 82,83) an mindes tens einem nichtleuchtenden Abschnitt (20,21, 24) der Glühwendel (2) fi xiert ist.
10. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühwendel (2) im wesentlichen Uförmig oder Vförmig ausgebildet ist und jeder USchenkel oder VSchenkel der Glühwendel (2) mindestens einen Wendelabschnitt (22,23) aufweist, der axial in einer lichtdurchlässigen zy lindrischen Hülle (7,8 ; 7', 8') angeordnet ist, die mit einem Infrarotstrahlen reflektierenden Interferenzfilter (71, 81 ; 71', 81') versehen ist.
Description:
Elektrische Glühlampe Die Erfindung betrifft eine elektrische Glühlampe gemäß dem Oberbegriff des Pa- tentanspruchs 1.

I. Stand der Technik Die gemäß dem internationalen Patentübereinkommen eingereichte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 95/34910 beschreibt eine Halogenglühlampe, insbesondere eine Niedervolt-Halogenglühlampe, mit einem rotationssymmetrischen Lampengefäß und einer axial darin angeordneten Glühwendel. Um die Effizienz der Halogenglühlampc zu erhöhen, trägt das Lampengefäß ein Interferenzfilter, das die von der Gliihwendel emittierte Infrarotstrahlung auf die Glühwendel zurück reflek- tiert.

Die Patentschrift US 6,225, 731 offenbart eine Halogenglühlampc mit einem axial- symmetrischen Lampcngefäß, in dem eine Glühwcndel axial angeordnet ist. Die Glühwendel ist von einer innerhalb des Lampengefäßes angeordneten, lichtdurchläs- sigen und ellipsoid-förmigen Hülle umgeben, die ein Infrarotstrahlen reflektierendes Interferenzfilter trägt und an den beiden Enden offen ist.

Bei Hochvolt-Halogenglühlampen, die unmittelbar an der Netzwechselspannung betrieben werden, sind die leuchtenden Wendelabschnitte der Glühwendel wegen ihrer relativ großen Abmessungen oftmals außerhalb der Symmetrieachse des Lam- pengefäßes angeordnet. Die europäischen Offenlegungsschrift EP 0 446 460 A2 be- schreibt beispielsweise eine Hochvolt-Halogenglühlampe mit einer V-förmig oder U- förmig ausgebildeten Glühwendel, die mehrere außerhalb der Lampengefäßachse angeordnete leuchtende Wendelabschnitte aufweist. Mit Hilfe eines auf dem Lam- pengefäß angebrachten Interferenzfilters gemäß der WO 95/34910 oder einer el-

lipsoid-förmigen Hülle gemäß der US 6,225, 731 kann bei einer derartigen Hochvolt- Halogenglühlampe keine signifikante Steigerung der Lichtausbeute erreicht werden.

II. Darstellung der Erfindung Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einer elektrischen Glühlampe, insbesondere bei einer Hochvolt-Halogenglühlampe, deren Glühwendel außerhalb der Symmetrieach- se des Lampengefäßes angeordnete Wendelabschnitte aufweist, die Lichtausbeute zu verbessern.

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

Die erfindungsgemäße elektrische Glühlampe besitzt ein im wesentlichen axialsym- metrisches Lampengefäß, mindestens eine darin angeordnete Glühwendel, die min- destens einen, außerhalb der Lampengefäßachse angeordneten Wendelabschnitt auf- weist, und Stromzuführungen für die mindestens eine Glühwendel. Erfindungsgemäß ist der mindestens eine Wendelabschnitt axial in einer lichtdurchlässigen zylindri- sehen l-Itille angeordnet, die mit einem Infrarotstrahlen reflektierenden Interferenzfil- ter versehen ist.

Mittels des auf der lichtdurchlässigen zylindrischen Hülle angebrachten Interferenz- filters wird die von dem umhüllten Wendelabschnitt emittierte Infrarotstrahlung auf diesen Wendelabschnitt zurück reflektiert und zu seiner Aufheizung ausgenutzt. Ent- sprechend dieser durch die Infrarotstrahlung verursachten Aufheizung kann die elekt- rische Energie für die Glühwendel reduziert und damit die Lichtausbeute gesteigert werden. Die Erfindung ermöglicht auf diese Weise eine Steigerung der Lichtausbeute unabhängig von der Form des Lampengefäßes und der Ausrichtung der Glühwendel innerhalb des Lampengefäßes.

Die lichtdurchlässige zylindrische Hülle ist aus fertigungstechnischen Gründen vor- teilhafterweise als kreiszylindrisches Rohr ausgebildet. Dieses Rohr kann vor seiner Montage mit dem Interferenzfilter versehen werden und beispielsweise nach dem

Verschweißen der Stromzuführungen mit der Glühwendel auf den mindestens einen leuchtenden Wendelabschnitt aufgefädelt werden. Die kreiszylindrische Form der Hülle begünstigt ferner die Fokussierung der vom Interferenzfilter reflektierten Infra- rotstrahlung auf den in der Zylinderachse angeordneten Wendelabschnitt. Bei Ver- wendung eines kreiszylindrischen Rohres kann das Interferenzfilter in vorteilhafter Weise als Beschichtung auf der äußeren oder inneren Mantelfläche des Rohres auf- gebracht werden. Die Hülle ist wegen ihrer Nähe zur Glühwendel sehr hohen Tempe- raturen ausgesetzt und besteht daher vorzugsweise aus Hartglas oder aus Quarzglas.

Die Hülle lässt sich am besten an dem Lampengefäß oder an der Glühwendel fixie- ren. Die Fixierung der Hülle am Lampengefäß kann besonders vorteilhaft mittels einer Schmelzverbindung mit dem Lampengefäß realisiert werden. Vorzugsweise wird hierzu ein Ende der Hülle in einem abgedichteten Ende des Lampengefäßes eingeschmolzen oder es werden nach innen gerichtete Noppen in der Wand des Lampengefäßes mit der Hülle verschmolzen. Die Fixierung der Hülle an der Glüh- wendel kann besonders vorteilhaft mittels mindestens einer Quetschung der Hülle realisiert werden, die über einem nicht-leuchtenden Abschnitt der Glühwendel ange- ordnet und mit diesem verbunden ist.

Besonders vorteilhaft kann die Erfindung bei einer Halogenglühlampe mit einem axialsymmetrischen Lampengefäß und einer darin angeordneten U-förmigen oder V- förmigen Glühwendel angewandt werden, deren U-Schenkel bzw. V-Schenkel je- weils mindestens einen leuchtenden Wendelabschnitt aufweisen. Für jeden U- Schenkel bzw. V-Schenkel der Glühwendel ist eine mit einem Infrarotstrahlen reflek- tierenden Interferenzfilter ausgestattete, lichtdurchlässige zylindrische Hülle vorge- sehen, in der die leuchtenden Wendelabschnitte des jeweiligen U-Schenkels bzw. V- Schenkels axial angeordnet sind. Die vorgenannten lichtdurchlässigen zylindrischen Hüllen reflektieren die von den leuchtenden Wendelabschnitten erzeugte Infrarot- strahlung auf die jeweiligen Wendelabschnitte zurück und tragen dadurch wie bereits oben erläutert zur Steigerung der Lichtausbeute der Lampe bei.

E. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 Eine Seitenansicht gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in schematischer Darstellung Figur 2 Das in Figur 1 abgebildete Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer gegenüber der Figur 1 um 90 Grad gedrehten Seitenansicht in schemati- scher Darstellung Figur 3 Eine Seitenansicht gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfin- dung in schematischer Darstellung Figur 4 Das in Figur 3 abgebildete Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer gegenüber der Figur 3 um 90 Grad gedrehten Seitenansicht in schemati- scher Darstellung Bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung handelt es sich um Hochvolt- Halogenglühlampen, die unmittelbar, das heißt ohne die Vorschaltung eines Span- nungswandlers, für den Betrieb an Netzwechselspannung vorgesehen sind. In den Figuren 1 und 2 ist das erste Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Diese Lampe besitzt ein aus Quarzglas oder Hartglas bestehendes Lampengefäß 1, das axi- alsymmetrisch bezüglich seiner Längsachse A-A ausgebildet ist. Das Lampengefäß 1 ist an einem Ende mittels einer Quetschdichtung 10 verschlossen. An dem gegenü- berliegenden Ende des Lampengefäßes 1 befindet sich ein abgedichteter Pumpstut- zen 11. Innerhalb des Lampengefäßes 1 ist eine U-förmige Glühwendel 2 angeord- net. Die beiden Enden 20,21 der Glühwendel 2 sind jeweils mit einer Molybdänfolie 3,4 verbunden, die gasdicht in der Quetschdichtung 10 eingeschmolzen sind. Aus der Quetschdichtung 10 ragen zwei Stromzuführungsdrähte 5,6 heraus, die jeweils mit einer Molybdänfolie 3,4 elektrisch leitend verbunden sind.

Die beiden U-Schenkel der Glühwendel 2 besitzen jeweils einen während des Lam- penbetriebs leuchtenden Wendelabschnitt 22, 23. Diese beiden Wendelabschnitte 22, 23 sind durch einen gebogenen, nicht-leuchtenden Abschnitt 24 der Glühwendel 2 miteinander verbunden. Innerhalb des Lampengefäßes 1 sind zwei kreiszylindrische Quarzglasrohre 7,8 angeordnet, die auf ihrer äußeren Mantelfläche ein Infrarotstrah- len reflektierendes Interferenzfilter 71, 81 tragen und jeweils den leuchtenden Wen- delabschnitt 22,23 eines U-Schenkels der Glühwendel 2 berührungslos umschließen.

Die Wendelabschnitte 22,23 sind axial in den Quarzglasrohren 7,8 angeordnet und verlaufen annähernd parallel zu der Lampengefäßachse A-A. Der Innendurchmesser der Quarzglasrohre 7,8 ist ausreichend groß gewählt, dass der Halogenkreisprozess durch sie nicht beeinträchtigt wird. Der Außendurchmesser der Quarzglasrohre 7,8 ist kleiner als der Innenradius des rotationssymmetrischen Teils des Lampengefäßes 1. Die Enden der Quarzglasrohre 7 bzw. 8 sind jeweils mittels einer Quetschung 72, 73 bzw. 82,83 an den nicht-leuchtenden Abschnitten 20,21, 24 der Glühwendel 2 befestigt. Die vorgenannten Quetschungen sind nicht gasdicht ausgebildet, um einen Gasaustausch mit dem Innenraum des Lampengefäßes zu ermöglichen und den Ha- logenkreisprozess nicht zu beeinträchtigen. Die Quarzglasrohre 7, 8 sind zur weite- ren mechanischen Stabilisierung jeweils mit einem Ende 72,82 in der Quetschdich- tung 10 des Lampengcfäßes 1 eingeschmolzen. Die Glühwendel 2 wird mit Hilfe von zwei diametral angeordneten, aus dem Material des Lampengefäßes I geformten trichterartigen Vertiefungen 14, 15 in der Wand des Lampengefäßes 1 gehaltert. Zu diesem Zweck ist der nicht-leuchtende Abschnitt 24 der Glühwendel zwischen den beiden Vertiefungen 14,15 angeordnet und in diesem Bereich an der Wand des Lampengefäßes 1 durch eine Schmelzverbindung fixiert. Diese Technik der Glüh- wendelhalterung ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift EP 0 446 460 A2 be- schrieben.

Das in den Figuren 3 und 4 schematisch dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem oben näher beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel nur durch die Quarzglasrohre 7', 8', die auf andere Weise als die Quarzglasrohre 7,8 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels im Lampengefäß 1 fixiert sind. In allen ande- ren Details stimmen beide Ausführungsbeispiele überein. Daher wurden in den Figu- ren der beiden Ausführungsbeispiele für identische Teile dieselben Bezugszeichen verwendet.

Gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung liegen die mit Interferenzfil- tern 71-;, 81'versehenen Quarzglasrohre 7', 8'an der Innenwand des Lampengefäßes 1 an und sind jeweils mit einem Ende 72', 82'in der Quetschdichtung 10 des Lam- pengefäßes 1 eingeschmolzen. Zusätzlich sind die beiden Quarzglasrohre 7', 8'mit Hilfe von zwei diametral angeordneten, trichterförmigen und sich in den Innenraum des Lampengefäßes 1 erstreckenden Vertiefungen 12,13 in der Wand des Lampen- gefäßes 1 am Lampengefäß 1 fixiert. Die trichterartigen Vertiefungen 12,13 in der Wand des gasdicht verschlossenen Lampengefäßes 1 greifen wie ein Keil in den Zwischenraum zwischen den beiden Quarzglasrohren 7'und 8'. Mittels der aus dem Material des Lampengefäßes 1 geformten trichterartigen Vertiefungen 12,13 werden die Quarzglasrohre 7', 8'vor dem Herstellen der Quetschdichtung 10 an dem Lam- pengefäß 1 befestigt. Die Quarzglasrohre 7', 8'bilden in dem Bereich der Vertiefun- gen 12,13 mit der Wand des Lampengefäßes 1 eine Schmelzverbindung.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbei- spielen. Beispielsweise können die iiber den nicht-leuchtenden Abschnitten der Glühwendel gequetschten Enden der Quarzglasrohrc auch gasdicht verschlossen sein und im Innenraum der Quarzglasrohre eine Halogenfüllung angeordnet sein, wäh- rend im Innenraum des Lampengefäßes keine Gasführung oder nur eine Gasfüllung ohne Halogenzusatz angeordnet ist. Dadurch sind die Interferenzfilter 71,81 vor chemischen Angriffen des Halogenzusatzes geschützt. Die Erfindung ist aber auch auf gewöhnliche Glühlampen ohne Halogenzusätze anwendbar.

Ferner kann jeder U-Schenkel bzw. V-Schenkel der Glühwendel mehrere leuchtende Wendelabschnitte aufweisen, die durch nicht-leuchtende Abschnitte der Glühwendel 2 miteinander verbunden sind und ebenfalls axial in dem Quarzglasrohr ausgerichtet sind. Die nicht-leuchtenden Abschnitte der Glühwendel können außerdem mit Ab- standshaltern zur Zentrierung der leuchtenden Wendelabschnitte in den Quarzglas- rohren ausgestattet sein. Als Abstandshalter eignet sich beispielsweise ein spiralför- miges Gewickel aus Wolfram, dessen Durchmesser auf den Innendurchmesser der Quarzglasrohre abgestimmt ist und das an dem nicht-leuchtenden Abschnitt der Glühwendel befestigt ist, oder nach innen gerichtete Noppen in der Wand der Quarz-

glasrohre. Die Quarzglasrohre können aber auch mit Hilfe eines rahmenartigen Me- tallgestells in dem Lampengefäß fixiert werden.

Die vorliegende Erfindung kann außerdem auch auf Glühlampen angewandt werden, die eine quer zur Symmetrieachse bzw. Längsachse des Lampengefäßes ausgerichte- te Glühwendel aufweisen. In diesem Fall ist die Glühwendel beispielsweise von ei- nem Quarzglasrohr umhüllt, das auf seiner äußeren Mantelfläche ein Infrarotstrahlen reflektierendes Interferenzfilter trägt. Die Enden dieses Quarzglasrohr werden bei- spielsweise an den Stromzuführungsdrähten der Glühwendel oder an einem separaten Metallgestell befestigt. Eine weitere Befestigungsmöglichkeit des Quarzglasrohres besteht darin, das Quarzglasrohr mittels spiralförmiger Abstandshalter, deren Durchmesser an den Innendurchmesser des Quarzglasrohres angepasst ist und die auf der Glühwendel fixiert sind, an der Glühwendel zu befestigen. Ferner können anstel- le von Quarzglasrohren auch Hartglasrohre, beispielsweise Borsilikatglasrohre ver- wendet werden.