DE10040887A1

DE10040887A1 - Halogen-Glühlampe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10040887A1
Application number: DE10040887A
Authority: DE
Inventors: Rolf Gervelmeyer; Heinz Schloemer; Ralf Schaefer; Leo Wings; Franz-Josef Brueckmann
Original assignee: Philips Corporate Intellectual Property GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2001-08-30
Also published as: TW507247B; WO2001084596A1; EP1228525B1; EP1228525A1; US20020021065A1; CN1388984A; ES2385966T3; JP2003532987A; CN100437892C; ATE556426T1; KR20020047244A; JP5142439B2; US6798138B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halogen-Glühlampe für Kraftfahrzeuge mit einem länglichen Kolben, der an einem Ende geschlossen ist und am anderen Ende eine vakuumdichte Quetschung besitzt, mit wenigstens einem im Kolben angeordneten Glühelement, mit einem mit der Quetschung verbundenen Sockel und mit Stromzuführungen, die durch die Quetschung zum Glühelement führen und einem ringförmigen optischen Filter, der am geschlossenen Ende des Kolbens angeordnet ist. Bei einer solchen Halogen-Glühlampe kann auf einfache Weise sowohl der subjektive Eindruck des erzeugten Lichtes verändert werden, als auch durch Betonung eines gewünschten Bereichs des Spektrums die objektiven Eigenschaften verbessert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halogen-Glühlampe für Kraftfahrzeuge mit einem länglichen Kolben, der an einem Ende geschlossen ist und am anderen Ende eine vakuumdichte Quetschung besitzt, mit wenigstens einem im Kolben angeordneten Glühelement, mit einem mit der Quetschung verbundenen Sockel und mit Stromzuführungen, die durch die Quetschung zum Glühelement führen.

Solche Halogen-Glühlampen für Kraftfahrzeuge sind beispielsweise die bekannten H4- oder H7-Autolampen. Der Kolben besteht meist aus Quarz- oder Hartglas und besitzt eine im wesentlichen zylindrische Form. Der Durchmesser des Kolbens muss jedoch nicht über die Länge konstant sein. Durch einen Schmelzvorgang wird der rohrförmige Kolben an einem Ende geschlossen. Je nach Ausführungsart werden ein (H7) oder zwei (H4) Glühelemente, die meist aus gewickeltem Wolframdraht bestehen, im Kolben angeordnet. Die Glühelemente sind meist mittels Verschweißung mit Stromzuführungen verbunden, die beispielsweise aus Molybdändrähten gebildet werden und durch das noch offene Ende des Kolbens eingeführt werden. Der Kolben wird evakuiert, mit einer geeigneten Füllung versehen und mittels einer Quetschung vakuumdicht verschlossen. In dieser Quetschung werden die Stromzuführungen fixiert, so dass die Glühelemente im Kolben eine definierte Position einnehmen. Während des Quetschvorgangs kann die Position justiert werden. Mit der Quetschung des Kolbens ist der Sockel fest verbunden, der meist aus mehreren metallischen Teilen (oder auch Kunststoffteilen) besteht, die verscheißt werden. Dabei ist wenigstens ein Teil so ausgeführt, dass es als Referenz für die Position der Glühelemente im Kolben dienen kann. Beim Einbau in einen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges wird diese Referenzfläche verwendet, um das oder die Glühelemente der Lampe in einer definierten Position im Reflektor des Scheinwerfers anzuordnen. Dadurch kann ein entsprechend gestalteter Reflektor ein geeignetes Lichtbündel aus dem Glühelement erzeugen.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 86 00 640 U1 ist eine Halogen-Autoglühlampe bekannt. Die beschriebene Lampe besitzt einen Glaskolben, in dem ein Glühkörper in einem halogenhaltigen Gas angeordnet ist, wobei der Lampenkolben an einem ersten Ende eine Abdichtung aufweist, durch die Stromzuführungsleiter zum Glühkörper führen. Am anderen Ende ist der Glaskolben auf der Außenfläche mit einer lichtabsorbierenden Beschichtung versehen. Auf der Außenfläche des Glaskolbens ist ein gelbes Interferenzfilter aus abwechselnden Schichten mit verhältnismäßig hohem und verhältnismäßig niedrigem Brechungsindex aufgebracht. Weiterhin weist der Lampenkolben eine lichtabsorbierende Beschichtung an dem ersten Ende des Kolbens auf. Mittels des gelben Interferenzfilters auf dem Glaskolben werden unerwünschte Reflexionen auf separaten gelben Außenkolben verhindert. Durch Aufbringen des gelben Interferenzfilters auf den Glaskolben der Lampe kann auf den Außenkolben aus gelbem Glas verzichtet werden. Der gelbe Interferenzfilter ist auf dem gesamten Glaskolben aufgebracht, so dass die Lampe gelbes Licht erzeugt, um insbesondere Reflexionen, beispielsweise bei Nebel, vor einem Kraftfahrzeugscheinwerfer zu verringern. Die bei der Halogen-Autoglühlampe noch dargestellte lichtabsorbierende Schicht am ersten, gequetschten Ende des Lampenkolbens wirkt der Ausstrahlung von blauem Licht entgegen. Es wird an einer unwesentlichen Stelle die Ausstrahlung eines Teiles des von dem Glühkörper erzeugten Lichtes mittels eines Absorptionsfilters verhindert. Die beiden Schichten bewirken als optische Filter auf der Halogen-Glühlampe die Erzeugung eines gelben Lichtbündels. Bekannte Lampen haben den Nachteil, dass durch die Beschichtung des gesamten Kolbens subjektiv der Eindruck entsteht, das erzeugte Licht sei dunkler als bei klaren Glaskolben.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Halogen-Glühlampe für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die verbesserte Leuchteigenschaften bei Verwendung als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer bietet.

Die Aufgabe wird durch eine Halogen-Glühlampe für Kraftfahrzeuge mit den im ersten Anspruch angegebenen Merkmalen gelöst. Obwohl es sinnvoll ist, Quarz- oder Hartglas zu verwenden, ist es offensichtlich, dass für den Kolben jedes transparente Material verwendet werden kann, ohne den Schutzumfang des Anspruch zu verlassen. Die ringförmige Erscheinung des optischen Filters ergibt sich durch die Form auf dem im wesentlichen zylinderförmigen Kolben. Dennoch kann sich der ringförmige optische Filter auch noch über das geschlossene Ende des Kolbens erstrecken, so dass eine Kappe mit einem Ring auf dem Kolben entsteht. Die Breite des Ringes auf dem Kolben kann unter Berücksichtigung der Anwendung und anderer Komponenten, wie beispielsweise des verwendeten Reflektors, festgelegt werden. Ebenso wie die Breite des ringförmigen optischen Filters in Abhängigkeit von den Anforderungen an die Lampe variieren kann, kann auch die Höhe der vom optischen Filter reduzierten gesamten Lichtmenge angepasst werden (z. B. an gesetzliche Anforderungen). Dies kann durch Wahl eines geeigneten Materials oder Auftragen mehrerer Schichten erreicht werden. Zum Aufbringen eines solchen optischen Filters können bekannte Verfahren (Tauchen, Sprühen, Aufdampfen) angewendet werden.

Dadurch kann auf einfache Weise sowohl der subjektive Eindruck des erzeugten Lichtes verändert werden, als auch durch Betonung eines gewünschten Bereichs des Spektrums die objektiven Eigenschaften verbessert werden. Da ein überwiegender Teil des Kolbens klar bleibt, ist grundsätzlich ein hoher Anteil an weißem Licht enthalten. Ein besonders interessanter Vorteil der erfindungsgemäßen Lampe ist die Möglichkeit, durch Optimierung der Glühelemente und der Füllung im Kolben die gesamte erzeugte Lichtmenge zu erhöhen und mittels des ringförmigen Filters an gesetzliche Anforderungen anzupassen. Dabei kann beispielsweise zur Erhöhung des Reflexionsvermögens eine Farbverschiebung zu kurzwelligen Anteilen vorgenommen werden. Weiterhin lässt sich das aus dem klaren Bereich des Kolbens austretende Licht besonders gut zur Bildung eines Lichtbündels in einem Reflektor verwenden. Da mittels des Reflektors mehr Licht auf die Strasse abgebildet werden kann, eignen sich die Lampen gemäß der Erfindung ausgezeichnet als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Absorptionsfilter zur Bildung des ringförmigen optischen Filters vorgesehen, der vorteilhafterweise durch eine Beschichtung mit wenigstens einer Schicht aus einem farbigen Metalloxid gebildet wird. Absorptionsfilter eignen sich besonders gut, da sie kein reflektiertes Licht erzeugen, das unkontrolliert aus dem Kolben austreten kann. Des weiteren können die Metalloxide in gelöster Form mit bekannten Verfahren einfach auf die Lampe aufgebracht werden. Es sind verschiedene Materialien (wie z. B. Cobalt-Aluminat CoAl₂O₄, Neodymium) bekannt, so dass ein angepasster Absorptionsfilter gewählt werden kann. Insbesondere kann eine wellenlängenabhängige Absorption eingestellt werden. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass der Absorptionsfilter überwiegend Licht mit Wellenlängen oberhalb von 500 nm absorbiert. Da der nicht beschichtete Teil des Kolbens klar ist, wird auf diese Weise Licht mit einem hohen Blauanteil erzeugt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass Personen und Gegenstände (z. B. Verkehrsschilder, Richtungsanzeiger, Hinweisschilder), die auf der Strasse angestrahlt werden, besser reflektieren. Durch einen Schwerpunkt im höherfrequenten Teil des Spektrums wird die Sicherheit deutlich erhöht. Allerdings kann für bestimmte Anwendungen auch die Betonung eines anderen Teiles des Spektrums sinnvoll sein. Im Rahmen der der Lampe zugrundeliegenden Erfindung kann durch Verwendung eines geeigneten Materials jeweils ein entsprechendes Absorptionsfilter aufgebracht werden.

Für eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lampe ist ein Reflexionsfilter zur Bildung des ringförmigen optischen Filters vorgesehen. Ein solches Reflexionsfilter ist vorzugsweise ein Interferenzfilter aus abwechselnden Schichten mit hohen und niedrigen Brechungsindex.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Kolben am geschlossenen Ende eine lichtabsorbierende Schicht auf, und der ringförmige optische Filter erstreckt sich über die lichtabsorbierende Schicht hinaus auf den Kolben. Verschiedene Kraftfahrzeuglampen (z. B. H4) besitzen auf dem geschlossenen Ende, das dem Reflektor im Scheinwerfer abgewandt ist, ein lichtundurchlässige Kappe. Auch bei solchen Lampen kann der erfindungsgemäße ringförmige optische Filter aufgebracht werden. Der optische Filter kann auf der lichtundurchlässigen Schicht oder zwischen Kolben und lichtundurchlässiger Schicht aufgebracht werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der ringförmige optische Filter vom geschlossenen Ende des Kolbens bis zu der Höhe auf dem Kolben aufgebracht, auf der ein erstes Glühelement angeordnet ist. Die Breite des ringförmigen Filters reicht damit vom Ende des Kolbens bis zu der Höhe des Kolbens, auf der etwa das in Längsrichtung im Kolben angeordnete Glühelement, oder bei mehreren Glühelementen das erste, beginnt. Das Filter kann auf der Höhe der Glühwendel abrupt abschließen oder beispielsweise graduell schwächer werden. Wenn auf dem geschlossenen Ende des Kolbens wahlweise noch eine lichtabsorbierende Schicht aufgebracht ist, reicht der ringförmige optische Filter vom Ende dieser Kappe bis zu Position des ersten Glühelementes.

Im folgenden soll Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Halogen-Glühlampe mit zwei Glühelementen und einer lichtabsorbierenden Schicht auf einem geschlossenen Ende des Kolbens und

Fig. 2 eine Halogen-Glühlampe mit einem Glühelement.

Die in der Fig. 1 dargestellte Lampe ist eine Art H4-Autolampe, die einen Kolben 1 aus Quarzglas besitzt, der im wesentlichen eine zylindrische Form hat. Der Kolben 1 hat ein geschlossenes Ende 2, auf dem eine lichtabsorbierende Schicht 12 aufgebracht ist. Im Kolben 1, der eine halogenhaltige Füllung enthält, sind zwei Glühelemente 4 und 5 angeordnet, die als gewickelte Wolframdrähte ausgebildet sind. Eine Abblendlichtwendel 4 wird zur Erzeugung eines Abblendlichtbündels und eine Fernlichtwendel 5 zur Erzeugung eines Fernlichtbündels in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer verwendet. Die Abblendlichtwendel 4 ist mit Stromzuführungen 6 und 8 und die Fernlichtwendel 5 mit Stromzuführungen 7 und 8 verbunden. Die Stromzuführungen 6, 7 und 8 sind in einer Quetschung 3 fixiert, die den Kolben 1 am anderen Ende vakuumdicht verschließt. Im Kolben 1 ist noch ein Fixierungselement 30 angeordnet, das die Lage der Stromzuführungen 6, 7 und 8 zueinander stabilisiert. In Verbindung mit der Quetschung 3 haben die Abblendlichtwendel 4 und die Fernlichtwendel 5 damit eine definierte Position, die während des Quetschvorgangs justiert werden kann, innerhalb des Kolbens 1. Weiterhin ist noch eine Abblendkappe 31 für die Abblendlichtwendel 4 im Kolben 1 vorgesehen, um für das Abblendlichtbündel eine Strahlung in dieser Richtung zu verhindern.

Die Quetschung 3 wird fest mit einem Sockel 9 verbunden. Der Sockel 9 besitzt eine Referenzfläche, die beim Einbau in einen Reflektor eines Scheinwerfers die Position der Wendeln 4 und 5 im Reflektor definiert. Auf der anderen Seite ist der Sockel 9 mit äußeren Kontakten 10 und 11 versehen. Am geschlossenen Ende 2 des Kolbens 1 ist ein ringförmiger optischer Filter 13 angebracht. Der Filter 13 ist mittels eines Tauchverfahrens auf das geschlossene Ende 2 aufgebracht worden, und erstreckt sich ringförmig auf dem Kolben 1 bis etwa zu der Höhe, auf der die Abblendlichtwendel 4 beginnt. Die bei H4- Autolampen vorgesehene lichtabsorbierende Schicht 12 ist über dem Filter 13 aufgebracht. Je nach Fertigungsverfahren kann es aber auch günstiger sein, zunächst die lichtabsorbierende Schicht 12 und danach den Filter 13 aufzubringen. Der Filter 13 besteht aus einer Cobalt-Aluminat-Beschichtung (CoAl₂O₄), die vor allem Licht mit Wellenlängen oberhalb von etwa 500 nm absorbiert. Daher tritt im Bereich des Filters 13 blaues Licht aus dem Kolben 1 aus. Der Filter 13 bedeckt den Kolben 1 in dem Bereich, in dem das von der Abblendlichtwendel 4 erzeugte Licht direkt auf den Kolben 1 trifft, nur unerheblich. Daher kann der kontrolliert austretende Teil des erzeugten Lichtes unverändert zur Bildung eines Abblendlichtbündels im Scheinwerfer verwendet werden, so dass das Lichtbündel eines großen Weißanteil besitzt. Dabei erzeugen die Wendeln 4 und 5 durch Optimierung der Wendeln 4 und 5 sowie der Füllung des Kolbens 1 mehr Licht als bei bekannten H4-Autolampen. Die gesetzlich festgelegte Obergrenze für die insgesamt abgegebene Lichtmenge wird durch den Filter 13 eingestellt. Das im Bereich des Filters 13 austretende Licht fügt einen Blauanteil zum Lichtbündel hinzu, wodurch das insgesamt aus der Lampe bzw. dem Scheinwerfer austretende Lichtbündel bessere Reflexionseigenschaften besitzt. Insgesamt kann so mit einem Scheinwerfer mit dieser Halogen-Glühlampe als Lichtquelle mehr Licht auf die Straße abgebildet werden.

Bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Halogen-Glühlampe handelt es sich um eine Lampe mit einem Glühelement nach Art einer H7-Autolampe. Ähnlich wie die in der Fig. 1 beschriebene Lampe besitzt sie einen Kolben 14 mit einem geschlossenen Ende 15, in dem eine Glühwendel 16 angeordnet ist, die mit Stromzuführungen 17 und 18 verbunden ist. Die Stromzuführungen sind in einer Quetschung 19, die den Kolben 14 abschließt, fixiert, so dass die Glühwendel 16 eine definierte Position innerhalb des Kolbens 14 einnimmt. Die Quetschung 19 ist wieder fest mit einem Sockel 20 verbunden, der auf der anderen Seite äußere Kontakte 21 und 22 zum Anschluss an eine Spannungsversorgung besitzt. Beim Einbau in einen Kraftfahrzeugscheinwerfer wird mittels einer Referenzfläche des Sockels 20 die Position der Glühwendel 16 im Reflektor bestimmt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist auf dem Kolben wieder eine lichtabsorbierende Schicht 23 aufgebracht. Ein ringförmiger Filter 24 erstreckt sich vom geschlossenen Ende 15 bis etwa zu der Höhe des Kolbens 14, an dem die Glühwendel 16 beginnt. Der Filter 24 ist wieder als wellenabhängiger Absorptionsfilter ausgeführt, der auf der lichtabsorbierenden Schicht 23 oder direkt auf dem Kolben 14 aufgebracht werden kann. Der ringförmige Bereich, in dem der Filter 24 für das aus dem Kolben 14 austretende Licht wirksam ist, hat ungefähr eine Breite von 3-4 mm. Es wird ebenfalls eine Beschichtung aus Cobalt-Aluminat verwendet, so dass auch diese Lampe mit nur einer Glühwendel 16 die oben beschriebenen Eigenschaften besitzt.

Claims

1. Halogen-Glühlampe für Kraftfahrzeuge mit

- einem länglichen Kolben (1, 14), der an einem Ende (2, 15) geschlossen ist und am anderen Ende eine vakuumdichte Quetschung (3, 19) besitzt,
- wenigstens einem im Kolben angeordneten Glühelement (4, 5, 17),
- einem mit der Quetschung (3, 19) verbundenen Sockel (9, 20), Stromzuführungen (6, 7, 8, 17, 18), die durch die Quetschung (3, 19) zum Glühelement (4, 5, 16) führen,
- einem ringförmigen optischen Filter (13, 24), der am geschlossenen Ende (2, 15) des Kolbens (1, 14) angeordnet ist.

2. Halogen-Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absorptionsfilter zur Bildung des ringförmigen optischen Filters (13, 24) vorgesehen ist.

3. Halogen-Glühlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionsfilter durch eine Beschichtung mit wenigstens einer Schicht aus einem farbigen Metalloxid gebildet wird.

4. Halogen-Glühlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionsfilter überwiegend Licht mit Wellenlängen oberhalb von 500 nm absorbiert.

5. Halogen-Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reflexionsfilter zur Bildung des ringförmigen optischen Filters (13, 24) vorgesehen ist.

6. Halogen-Glühlampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Interferenzfilter aus abwechselnden Schichten mit hohen und niedrigen Brechungsindex zur Bildung des Reflexionsfilters vorgesehen ist.

7. Halogen-Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1, 14) am geschlossenen Ende (2, 15) eine lichtabsorbierende Schicht (12, 23) aufweist und sich der ringförmige optische Filter (13, 24) über die lichtabsorbierende Schicht (12, 23) hinaus auf den Kolben (1, 14) erstreckt.

8. Halogen-Glühlampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabsorbierende Schicht (12, 23) auf dem Kolben (1, 14) und darauf der ringförmige optische Filter (13, 24) aufgebracht ist.

9. Halogen-Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige optische Filter (13, 24) vom geschlossenen Ende (2, 15) des Kolbens (1, 14) bis zu der Höhe auf dem Kolben (1, 14) aufgebracht ist, auf der ein erstes Glühelement (4, 16) im Kolben (1, 14) angeordnet ist.