DE102007048387A1

DE102007048387A1 - Lampe, insbesondere Fahrzeuglampe

Info

Publication number: DE102007048387A1
Application number: DE200710048387
Authority: DE
Inventors: Frank Auer; Klaus Wittmann; Sascha Dr. Zelt
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2009-04-16

Abstract

Offenbart ist eine Lampe, insbesondere eine Kraftfahrzeugscheinwerferlampe mit zumindest einer Glühwendel, die durch eine Abblendkappe abschnittsweise abgedeckt ist. Die Geometrie der Abblendkappe ist so gewählt, dass eine gerichtete Reflektion des von der Glühwendel auf die Abblendkappe gerichteten Lichtanteils erfolgt. Alternativ kann die Oberfläche der Abblendkappe lichtabsorbierend ausgebildet werden, so dass die Reflektivität der Abblendkappen minimiert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Lampe, insbesondere eine Fahrzeuglampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Stand der Technik
Eine derartige Lampe ist in der EP 0 775 366 B1 beschrieben. Diese Druckschrift zeigt eine H4-Fahrzeuglampe, bei der zwei Glühwendeln in einem Lampengefäß aufgenommen sind, das seinerseits in einen Sockel eingesetzt ist. Eine näher zum Sockel angeordnete Glühwendel dient dabei beispielsweise zur Erzeugung des Fernlichtes, während die vom Sockel entfernte, kuppenseitige Glühwendel ein Tagfahrlicht oder ein Abblendlicht abgibt. Die obere, kuppenseitige Glühwendel ist abschnittsweise von einer Abblendkappe umgeben.
Diese dient zur Abschattung der beiden Glühwendeln (Abblendlicht und Fernlicht) gegeneinander. Weiterhin wird bei der H4-Lampe die Hell-Dunkel-Grenze des Abblendlichtes mittels einer Kante der Abblendkappe erzeugt. Das von der der Glühwendel zugewandten Oberfläche der Abblendkappe reflektierte Licht geht für die Scheinwerferabbildung verloren. Beim Kugellichtstrom wird dieser Anteil jedoch mitgemessen. Der Kugellichtstrom ist durch die ECE-Regelungen begrenzt, so dass für die Scheinwerferabbildung nur der gesamte Kugellichtstrom der Lampe abzüglich des unkontrolliert reflektierten Lichtanteiles zur Verfügung steht.
Prinzipiell ist es bei Halogenglühlampen bekannt, die Effizienz durch eine so genannte IRC-Beschichtung der Lampengefäßaußenwandung zu erhöhen. Dabei wird durch eine Interferenzbeschichtung auf dem Lampengefäß ein Teil des infraroten Anteils der emittierten Strahlung auf die Glühwendel zurück reflektiert, wobei diese eine höhere Temperatur erreicht als ohne diese Beschichtung. Dabei muss bedacht werden, dass die Glühwendel zum Erreichen der gleichen Lebensdauer modifiziert werden muss. Man erreicht zwar mehr Licht aus der gleichen elektrischen Leistung, jedoch keine erhöhte Leuchtdichte. Um den IRC-Effekt effizient auszunutzen, bedarf es eines angenähert ellipsoidischen Lampengefäßes. Lampen für Kraftfahrzeugscheinwerfer sind jedoch im Wesentlichen axialsymmetrisch ausgeführt, so dass die IRC-Technik auf diesem Gebiet nur bedingt eingesetzt werden kann.
Die Abblendkappe ist bei den bekannten Lösungen aus Metall, vorzugsweise aus Molybdän hergestellt und reflektiert somit aufgrund seiner metallischen Oberfläche das von der Glühwendel ausgestrahlte Licht. Dieses reflektierte Licht bleibt als Streulicht ungenutzt – es geht somit Licht verloren, das nicht zur gewünschten Lichtverteilung auf der Reflektoroberfläche des Kraftfahrzeugscheinwerfers beiträgt. Dieses durch die Reflektion an der Abblendkappe erzeugte unkontrollierte Streulicht kann sogar zu Blendungen des Gegenverkehrs führen.
Eine ähnliche Lösung ist in der EP 1 294 013 A2 offenbart, bei der die kuppenseitige Glühwendel in Axialrich tung angeordnet und von einer Abdeckkappe abschnittsweise abgedeckt ist, während die sockelseitige Glühwendel transversal im Lampengefäß angeordnet ist. Diese Lösung zeigt die gleichen Nachteile wie die vorbeschriebene Lampe.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lampe zu schaffen, bei der der Anteil an Streulicht verringert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Lampe, insbesondere eine Fahrzeuglampe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Lampe, insbesondere eine Fahrzeuglampe hat ein Lampengefäß, in dem zumindest eine mit einer Abblendkappe versehene Glühwendel angeordnet ist. Die Abblendkappe ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass eine gerichtete Reflektion des von der Glühwendel emittierten Lichtes erfolgt oder dass das auf die Abblendkappe auftreffendes Licht zumindest teilweise absorbiert ist.
D. h. die Abblendkappe ist gemäß einem erfindungsgemäßen Lösungskonzept so ausgebildet, dass eine ungerichtete Reflektion des von der Glühwendel ausgestrahlten Lichtes verhindert wird, so dass der Streulichtanteil gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich minimiert ist und die Effizienz der Lampe oder des Systems Lampe-Reflektor auf grund des von der Abblendkappe gerichtet reflektierten Lichtanteiles erhöht wird.
Bei einer erfindungsgemäßen Lösung wird die Abblendkappe im Querschnitt in Form eines Kreissegmentes ausgebildet. Dabei kann die Glühwendel im Mittelpunkt dieses Kreissegmentes oder außerhalb des Mittelpunktes angeordnet sein. Bei der Anordnung im Mittelpunkt wird das von der Glühwendel auf die Abblendkappe emittierte Licht wieder auf die Wendel zurück reflektiert. Bei der Anordnung der Glühwendel außerhalb des Kreissegmentmittelpunktes kann die Lichtverteilung auf der Scheinwerferreflektoroberfläche verbessert werden, so dass mit beiden Lösungen die Effizienz der Lampe bzw. des Systems Lampe-Scheinwerfer verbessert wird.
Der gleiche Effekt lässt sich erzielen, wenn die Abdeckkappe in Form eines elliptischen Segmentes ausgebildet wird, wobei die zugeordnete Glühwendel wieder im Brennpunkt oder außerhalb des Brennpunktes angeordnet sein kann.
Prinzipiell ist jede Abblendkappengeometrie geeignet, die das auf die Abblendkappe emittierte Licht wieder auf die Wendel zurück reflektiert oder in gerichteter Weise auf die Scheinwerferreflektoroberfläche reflektiert, so dass dieser Anteil zu einer optimalen Lichtverteilung beiträgt. So kann beispielsweise anstelle der eingangs geschilderten Ausgestaltung der Abblendkappe als Kreissegment oder als elliptisches Segment auch ein etwa parabelförmiger Querschnitt gewählt werden.
Die Effizienz der Lampe oder des Systems Lampe-Scheinwerfer lässt sich weiter verbessern, wenn die der Glüh wendel zuweisende Fläche der Abblendkappe als Reflektionsfläche ausgebildet ist.
Bei einem alternativen erfindungsgemäßen Lösungskonzept ist die der Glühwendel zuweisende Fläche der Abblendkappe Licht absorbierend ausgebildet, so dass das Streulicht verringert oder sogar nahezu unterdrückt werden kann. Eine derartige Lösung hat den Vorteil, dass dieser absorbierte Streulichtanteil nicht in den Kugellichtstrom mit eingeht, so dass mehr Spielraum zur Verfügung steht, den maximal zulässigen Kugellichtstrom durch geeignete Modifikation und Auslegung der Glühwendel bei einer optimalen Lichtverteilung auszunutzen. D. h. die in geeigneter Weise modifizierte Glühwendel emittiert gegenüber den herkömmlichen Lösungen mehr Licht, so dass die Effizienz des Systems Lampe-Scheinwerfer – ähnlich wie bei den eingangs beschriebenen alternativen Lösungen – verbessert ist.
Bei dieser zweiten Alternative wird es bevorzugt, die Licht absorbierende Fläche durch eine Mattierung auszubilden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer H4-Fahrzeuglampe;
2a bis 2f unterschiedliche Querschnitte und Anordnungen einer Abblendkappe der Fahrzeuglampe aus 1 und
3 eine alternative Lösung einer Abblendkappe der Fahrzeuglampe aus 1.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer H4-Lampe für einen Fahrzeugscheinwerfer erläutert. Wie bereits eingangs ausgeführt, ist die Erfindung jedoch nicht auf derartige Lampentypen beschränkt, sondern allgemein bei Lampen einsetzbar, bei denen eine mit einer Abblendkappe versehene Glühwendel in einem Lampengefäß aufgenommen ist, beispielsweise bei H1-, HS1-, DFCS- oder R-Lampen.
1 zeigt eine Ansicht einer H4-Lampe 1 mit einem im Wesentlichen achsensymmetrischen, aus Quarzglas oder Hartglas bestehenden Lampengefäß 2, in dessen Innenraum 4 zwei Glühwendeln 6, 8 angeordnet sind. Über die in der Darstellung gemäß 1 unten liegende Glühwendel 8 wird beispielsweise ein Fernlicht abgegeben, während die oben liegende Glühwendel 6 zur Erzeugung des Tagfahrlichtes oder des Abblendlichtes eingesetzt wird. Dementsprechend werden die beiden Glühwendeln 6, 8 mit unterschiedlichen elektrischen Leistungen betrieben. Wendelenden 10, 12, 14, 16 der Glühwendeln 6, 8 sind jeweils mit einer Schweißhilfe 18 versehen und über Stromzuführungsdrähte 20, 22, 24 elektrisch kontaktiert. Das Lampengefäß ist über eine einseitige Quetschdichtung 26 abgedichtet und in einen Sockel 28 eingesetzt.
Die Glühwendel 6 ist abschnittsweise von einer Abblendkappe 30 aus Molybdänblech umgeben, die von dem Stromzuführungsdraht 20 getragen wird, der gemeinsam mit den oben genannten Stromzuführungsdrähten 22, 24 zur Energie versorgung der beiden Glühwendeln 6, 8 dient. Die Glühwendel 6 ist durch eine Buckelschweißung mit einer Schweißfahne 32 der Abblendkappe 30 verschweißt und über diese elektrisch leitend mit dem Stromzuführungsdraht 20 verbunden. Das Wendelende 12 der Glühwendel 6 ist mit dem Stromzuführungsdraht 24 verbunden. Das Wendelende 14 der Glühwendel 8 ist mit dem Stromzuführungsdraht 20 verschweißt. Das zweite Wendelende 16 der Glühwendel 8 ist mit dem Stromzuführungsdraht 22 verbunden. Die Stromzuführungsdrähte 20, 22, 24 sind zwischen zwei miteinander verschmolzenen Quarzglasstegen 34 fixiert. So dass sie in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind und jeweils mit einem als Kontaktfahne ausgebildeten Kontaktelement 36 elektrisch leitend verbunden. Diese kragen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach unten hin aus dem Sockel 28 hervor und bilden die elektrischen Anschlüsse der Lampe 1.
Der vom Sockel 28 entfernte Endabschnitt des Lampengefäßes 2 ist als eine Kuppe 44 ausgebildet, aus der sich in Axialrichtung ein Pumpstengel oder Pumprest 46 heraus erstreckt, der nach dem Befüllen des Innenraums 4 mit dem Halogenide enthaltenden Füllgas zugeschmolzen wurde. Die Kuppe 44 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer lichtundurchlässigen Tauchfarbe, beispielsweise aus Carbonyleisen beschichtet.
Gemäß der Erfindung wird zur Minimierung des Streulichtanteiles entweder die Geometrie der Abblendkappe so gewählt, dass eine gerichtete Reflektion des auf die Abblendkappe auftreffenden Lichtes erfolgt oder dass dieser Lichtanteil durch geeignete Ausgestaltung der Abblendkappenoberfläche absorbiert wird.
Die 2a bis 2f zeigen Möglichkeiten, die Abblendkappengeometrie zur Minimierung des Streulichtes anzupassen. Dabei ist in stark vereinfachter Weise jeweils der Querschnitt der Abblendkappe 30, d. h. ein Schnitt entlang der Linie A-A in 1 dargestellt, wobei die Abblendkappe 30 in der Ansicht gemäß den 2a bis 2f um die Längsachse um 90° gedreht ist.
2a zeigt eine Variante, bei der der Querschnitt der Abblendkappe 30 im Wesentlichen als Kreissegment mit einem Radius R ausgeführt ist, wobei die Glühwendel 6 im Kreismittelpunkt M angeordnet ist. Dadurch wird das von dieser auf die Oberfläche 48 der Abblendkappe 30 emittierte Licht 50 wieder auf die im Kreismittelpunkt befindliche Glühwendel 6 zurück reflektiert, so dass ein ähnlicher Effekt wie bei der eingangs beschriebenen IRC-Beschichtung erzielt wird. D. h. die Temperatur der Glühwendel 6 wird erhöht, so dass mit der gleichen elektrischen Leistung mehr Licht abgegeben werden kann.
Bei der in 2b dargestellten Lösung ist die Abblendkappe 30 im Querschnitt ebenfalls als Kreissegment mit dem Radius R ausgeführt. Die Glühwendel 6 ist jedoch außerhalb des Kreismittelpunktes M angeordnet und radial nach innen, zur Oberfläche 48 versetzt. Die Lage der Glühwendel 6 ist so gewählt, dass eine geeignete Lichtverteilung des von der Abblendkappe 30 reflektierten Lichtes erreicht wird, dass dann zur Lichtverteilung auf der Kraftfahrzeugscheinwerfer-Reflektoroberfläche beiträgt, so dass die Effizienz des Systems Lampe-Scheinwerfer gegenüber herkömmlichen Lösungen verbessert wird.
2c zeigt eine Lösung, bei der der Querschnitt der Abblendkappe 30 in Form eines elliptischen Segmentes ausgebildet ist, wobei die Wendel in einem der beiden Brennpunkte F1, F2 angeordnet ist. Bei dem in 2c dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Glühwendel 6 an dem näher zum dargestellten Scheitel des elliptischen Segmentes angeordneten Brennpunktes F1 angeordnet, so dass entsprechend das Wendelabbild 6' oberhalb der realen Glühwendel 6 angeordnet ist. Dieses Wendelabbild 6' trägt nun wiederum zur Scheinwerferabbildung und somit zur Erhöhung der Effizienz des Systems Lampe-Scheinwerfer bei.
Bei der in 2d dargestellten Anordnung der Glühwendel 6 im scheitelfernen Brennpunkt F2 wird entsprechend das auf die Oberfläche 48 auftreffende Licht so reflektiert, dass das Wendelabbild 6' unterhalb der realen Glühwendel 6 liegt. Die Wirkung ist entsprechend derjenigen des in 2c dargestellten Systems mit elliptischer Abblendkappe.
2e zeigt ein Ausführungsbeispiel mit elliptischer Abblendkappe 30, bei dem die Glühwendel 6 außerhalb der beiden Brennpunkte F1, F2 angeordnet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Glühwendel 6 im Bereich zwischen diesen beiden Brennpunkten F1, F2 angeordnet. In Abhängigkeit von der Lage der Glühwendel 6 kann man wiederum eine geeignete Lichtverteilung des von der Abblendkappe 30 reflektierten Lichtes erreichen, die dann zur Lichtverteilung auf der Reflektoroberfläche beiträgt.
Wie bereits erwähnt, sind eine Vielzahl anderer geometrischer Formen anwendbar, über die die Lichtverteilung in geeigneter Weise ausgebildet wird, um die Effizienz der Lampe oder des Systems Lampe-Scheinwerfer zu verbessern.
2f zeigt eine Variante, bei der die Abblendkappe 30 im Querschnitt als parabolisches Segment ausgeführt ist, so dass das Licht als Parallelstrahlen von der Oberfläche 48 reflektiert wird, wobei die Glühwendel 6 wiederum im Brennpunkt oder außerhalb des Parabel-Brennpunktes angeordnet sein kann.
Zur Verbesserung des von der Glühwendel 6 emittierten Lichtes an der Oberfläche 48 kann diese mit einer reflektierenden Schicht beschichtet werden, so dass durch die Erhöhung der Reflektivität mehr Licht auf die Glühwendel 6 reflektiert bzw. die Lichtverteilung des von der Abblendkappe 30 reflektierten Lichtes weiter verbessert wird. Diese Beschichtung kann bei allen vorbeschriebenen Lösungen verwendet werden.
In 3 ist eine alternative Lösung gezeigt, bei der nicht die Reflektion des von der Glühwendel 6 emittierten Lichtes von der zugewandten Oberfläche 48 der Abblendkappe 30 verbessert wird, sondern – praktisch in Umkehrung dieses Prinzips – dieser Lichtanteil absorbiert wird. 3 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung einer derartigen Abblendkappe 30, die einen Umfangsabschnitt der einfach oder doppelt gewendelten Glühwendel 6 zur anderen Glühwendel 8 hin abdeckt, wobei sich eine dieser Glühwendel 6 zugewandte Stirnfläche 52 der Abblendkappe 30 über die Längsachse der Glühwendel 6 hinaus erstreckt und somit die beiden Glühwendeln 6, 8 in Axialrichtung gegeneinander abdeckt.
Das von der Glühwendel 8 entfernte Ende der Glühwendel 6 ist mittels eines Schweißbuckels 54 mit der Schweißfahne 32 der Abblendkappe 30 verschweißt. Bei dieser Lösung ist die der Glühwendel 6 zuweisende Oberfläche 48 der Abblendkappe 30 lichtabsorbierend ausgestaltet. Im Ausführungsbeispiel kann dies durch Mattieren der Oberfläche 48 erfolgen. Prinzipiell kann jedoch auch eine lichtabsorbierende Oberflächenbeschichtung aufgebracht werden. Dadurch wird die Reflektivität der Abblendkappe 30 verringert und entsprechend der Streulichtanteil vermindert oder unterdrückt. Durch die Absorption des von der Glühwendel 6 auf die Abblendkappe 30 emittierten Lichtanteiles geht dieser auch nicht in den durch die ECE-Regelungen begrenzten Kugellichtstrom ein, so dass durch geeignete Modifikation und Auslegung der Glühwendel 6 noch zusätzlicher Spielraum zur Verfügung steht, den maximal zulässigen Kugellichtstrom auszunutzen. Die entsprechend modifizierte Glühwendel 6 emittiert dann gegenüber den herkömmlichen Lösungen mehr Licht, so dass wiederum die Effizienz des Systems Lampe-Scheinwerfer verbessert wird.
Das Mattieren kann beispielsweise durch einen Laser erfolgen.
Offenbart ist eine Lampe, insbesondere eine Kraftfahrzeuglampe mit zumindest einer Glühwendel, die durch eine Abblendkappe abschnittsweise abgedeckt ist. Die Geometrie der Abblendkappe ist so gewählt, dass eine gerichtete Reflektion des von der Glühwendel auf die Abblendkappe gerichteten Lichtanteils erfolgt. Alternativ kann die Oberfläche der Abblendkappe lichtabsorbierend ausgebildet werden, so dass die Reflektivität der Abblendkappe minimiert ist.

1: Lampe
2: Lampengefäß
4: Innenraum
6: Glühwendel
8: Glühwendel
10: Wendelende
12: Wendelende
14: Wendelende
16: Wendelende
18: Schweißhilfe
20: Stromzuführungsdraht
22: Stromzuführungsdraht
24: Stromzuführungsdraht
26: Quetschdichtung
28: Sockel
30: Abblendkappe
32: Schweißfahne
34: Quarzglassteg
36: Kontaktelement
44: Kuppe
46: Pumpstengel
48: Oberfläche
50: Licht
54: Schweißbuckel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0775366 B1 [0002]
- EP 1294013 A2 [0006]

Claims

Lampe, insbesondere Fahrzeuglampe mit einem Lampengefäß (2), in dem zumindest eine mit einer Abblendkappe (30) versehene Glühwendel (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblendkappe (30) derart ausgebildet ist, dass eine gerichtete Reflektion des von der Glühwendel (6) emittierten Lichtes (50) erfolgt oder dass auf die Abblendkappe (30) auftreffendes Licht (50) zumindest teilweise absorbiert ist.
Lampe nach Anspruch 1, erste Alternative, wobei die Abblendkappe (30) im Querschnitt in Form eines Kreissegmentes ausgebildet ist.
Lampe nach Anspruch 2, wobei die Glühwendel (6) im Kreismittelpunkt (M) angeordnet ist.
Lampe nach Anspruch 2, wobei die Glühwendel (6) außerhalb des Kreismittelpunktes (M) angeordnet ist.
Lampe nach Anspruch 1, erste Alternative, wobei die Abblendkappe (30) mit einem elliptischen Querschnitt ausgeführt ist.
Lampe nach Anspruch 5, wobei die Glühwendel (6) in einem der Brennpunkte (F1, F2) angeordnet ist.
Lampe nach Anspruch 5, wobei die Glühwendel (6) außerhalb der Brennpunkte (F1, F2) angeordnet ist.
Lampe nach Anspruch 1, erste Alternative, wobei die Abblendkappe (30) mit einem parabolischen Querschnitt ausgeführt ist.
Lampe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die der Glühwendel (6) zuweisende Oberfläche (48) der Abblendkappe (30) als Reflektionsfläche ausgebildet ist.
Lampe nach Anspruch 1, zweite Alternative, wobei die der Glühwendel (6) zuweisende Oberfläche (48) lichtabsorbierend ausgeführt ist.
Lampe nach Anspruch 10, wobei die Oberfläche (48) mattiert ist.