DE3131326A1 - "gluehlampe" - Google Patents

Description

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u.Z.: Pat 218/1-81E . München, den 7 August 1981 GM 218/2-81E

vS/6/ss

DURO-TEST CORPORATION

USA

"GLÜHLAMPE"

Priorität:

Land: Vereinigte Staaten von Amerika

Datum: 20. August 1980

GEYER.MA-GiiMANN. ;&. PARTMER 3131326

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE TtfE EURÖPEAhS ¹WVTENT OFFICE

lsmaninger Straße 108 · 8000 München 80 -Telefon O 089/980731-34 -Telex 5-216136 hage d -Telegramm hageypalent -Telekopieror ΟΗ'Γ98Ο731

Briefanschrift: Postfach 860329 ■ 8000 München 86

DURO-TEST CORPORATION München,

USA 7. August 1981

u.Z.: Pat 218/1-81E vS/6/ns GM 218/2-81E

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Glühlampe, insbesondere auf eine Glühlampe mit einem Lampenkolben aus einem für sichtbares Licht durchlässigem Material, einem im Lampenkolben angeordneten Glühfaden, der bei Beaufschlagung mit elektrischem Strom sichtbares und infrarotes Licht abstrahlt und auf einem Abschnitt des Lampenkolbens angeordneten Mitteln zur Reflexion infraroten Lichtes > derart, daß zumindest ein Teil des Lampenkolbens für sichtbares Licht durchlässig ist. Der Ausdruck "Licht" wird hierbei in üblicher Weise als Sammelbegriff für elektromagnetische Strahlung innerhalb des IR- und sichtbaren Spektralbereiches verwendet.

Es existieren bereits verschiedene Glühlampen, die ' für besondere Zwecke ausgelegt sind. Ist beispielsweise eine Glühlampe als Verkehrszeichenlampe vorgesehen, dann ist die Lampe gewöhnlich in einer Halterung oberhalb der Augenhöhe angeordnet. Dementsprechend ist der Glühfaden, in einer derartigen Lampe so ausgestaltet, daß er in Wirkstellung in der Halterung im wesentlichen Licht nach unten statt nach oben strahlt. Nach oben abgestrahltes Licht würde nämlich nutzlos verloren gehen. In einer derartigen Verkehrssignallampe wird beispielsweise ein W-förmiger Glühfaden verwendet. Hierbei sind die Bodenabschnitte des "W" unterhalb der Zentralmittelebene eines sphärisch aus-

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gebildeten Lampenkolbens angeordnet. Für Verkehrszwecke kann die Glühlampe aus Klarglas und einem Filter bestehen. Der Filter kann beispielsweise ein vor der Lampe angeordnetes Glasfilter sein, so daß die Lampe im Ergebnis die geeignete Farbe abstrahlt, nämlich Rot, Grün oder Gelb. Stattdessen kann aber auch die Lampe selbst farbig strahlen, beispielsweise dadurch, daß eine organische Pigmentfarbe auf den Lampenkolben aufgetragen ist.

Eine Erhöhung des Wirkungsgrades einer Glühlampe ist ein im Stand der Technik intensiv bearbeitetes Problem. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, den Wirkungsgrad einer Glühlampe dadurch zu erhöhen, daß der Lampenkolben mit einer für sichtbares Licht durchlässigen, infrarotes Licht jedoch reflektierenden (Wärmespiegel.) Schicht beschichtet wird. Der Lampenkolben derartiger Lampen ist häufig optisch wirksam geformt, so daß die im Lampenkolben angeordnete, vorstehend genannte Schicht zumindest einen wesentlichen Teil des IR-Bereiches des vom Glühfaden abgestrahlten Lichtes auf den Glühfaden zurückreflektiert. Hierdurch wird die Arbeitstemperatur des Glühfadens erhöht, mit der Folge, daß der zur Aufheizung des Glühfadens auf seine Arbeitstemperatur benötigte Energiebedarf erniedrigt und demgemäß der Wirkungsgrad der Lampe erhöht wird.

Die als Wärmespiegel dienende Schicht läßt einen großen Teil des im sichtbaren Bereich liegenden, vom Glüh- °^ faden abgestrahlten Lichtes durch. Eine derartige Lampe ist beispielsweise in der US-Patentschrift 4 160 909 (Thorington et al, Patentinhaber: DURO-TEST CORPORATION) beschrieben. Hierbei ist die als Wärmespiegel dienende Schicht ein aus drei voneinander unterscheidbaren Filmen aufgebautes Verbundmaterial nach dem Muster TiO_?/Ag/TiO~. Dieser Verbundstoff hat für sicht-

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■1 bares Licht eine mittlere Durchlässigkeit von etwa 60% und mehr. Im IR-Bereich reflektiert er dagegen im Mittel 60% und mehr. Es sind auch bereits andere Lampen vorgeschlagen worden, die andere Wärmespiegelschichten als die aus der genannten US-Patentschrift bekannten haben. So ist bereits eine Glühlampe vorgeschlagen worden, deren Wärmespiegelschicht ein Etalon ist, das aus zwei Silberfilmen und einem sandwichartig dazwischen angeordneten dielektrischen Film aufgebaut ist.

In Lampen mit einer wärmespiegelnden Schicht und beispielsweise einem sphärischen Lampenkolben würde theoretisch eine im optischen Zentrum des Lampenkolbens exakt angeordnete punktförmige Glühquelle ideal sein, da hierbei der maximale Betrag an von der Schicht reflektierter IR-Energie auf die Glühquelle rückreflektiert würde. Eine derartige punktförmige Glühquelle ist aber nicht realisierbar. Stattdessen wird ein sogenannter "Kompakt"-Glühfaden verwendet. Mit der Bozcvi ehnunc] "Kompakt" soll ausgedrückt werden, daß bei einem länglichen Glühfaden das Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser des Glühfadens vergleichsweise klein ist. Ein derartiger Glühfaden wird gewöhnlich im Lampenkolben—bezüglich des Lampensockels—in vertikaler Richtung angeordnet.

Die Verwendung einer derartigen Lampe mit einer wärmespiegelnden Schicht und einem "Kompakt"-Glühfaden für bzw. in bestimmten Anwendungsgebiete(n) ist etwas uneffektiv. Ein derartiges Anwendungsgebiet ist beispielsweise die Verwendung der Lampe als Verkehrssignallampe, Zwar wird der resultierende Wirkungsgrad der Lampe auf Grund der wärmespiegelnden Schicht erhöht, jedoch wird das vom Glühfaden emittierte Licht nicht bevorzugt nach unten abgestrahlt. Auch

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unter dem Gesichtspunkt der Lebensdauer von für den allgemeinen Gebrauch vorgesehenen Lampen sowie von VerkehrsSignallampen ist ein Kompakt-Glühfaden nicht so erwünscht wie ein'C-förmiger oder kreisförmiger Glühfaden. Der letztgenannte Glühfaden wird gewöhnlich in für den allgemeinen Gebrauch bestimmten Lampen verwendet. Ein C-förmiger Glühfaden hat drei Stützpunkte, nämlich einen an jedem Ende und einen dritten in der Mitte. Derartige Glühfaden sind gewellt und vergleichsweise stabil.

Würde ein C-förmiger oder kreisförmiger Glühfaden in einem sphärischen Lampenkolben, der mit einer IR-reflektierenden Schicht beschichtet ist, verwendet werden, dann würde die Lampe in soweit uneffektiv sein, als der gesamte Glühfaden weit vom optischen Zentrum des Glühkolbens angeordnet wäre und demzufolge die IR-Energie nicht optimal auf den Glühfaden rückreflektiert würde.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte gattungsgemäße Glühlampe derart weiterzuentwickeln, daß ihr Wirkungsgrad unter möglichst weitgehender Beibehaltung ihrer bisherigen Vorteile erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lampenkolben die Form eines sich durch Drehung einer Ellipse um eine Mittellinie ergebenden Rotationsellipsoides hat, in welchem die Brennpunkte der Ellipse auf einem Brennpunktkreis liegen und zumindest ein Abschnitt des Glühfadens auf oder nahe bei dem Brennpunktkreis angeordnet ist.

Die beanspruchte Glühlampe weist also eine auf dem Lampenkolben angeordnete, für sichtbares Licht durch-

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lässige, für IR-Licht jedoch reflektierende (als Wärmespiegel wirkende) Schicht auf, wobei der Glühfaden beispielsweise C-förmig oder kreisförmig ist. Der Lampenkolben hat hierbei die Form eines Ellipsoides, das durch Drehung einer Ellipse um ihr Zentrum erhalten wird derart, daß die beiden Brennpunkte der Ellipse zu einer unbegrenzten, auf einem Kreis liegenden Anzahl von Brennpunkten erweitert werden. Der Ort dieser Brennpunkte wird Brennpunktkreis genannt. Der Glühfaden ist hierbei auf oder nahe dem Brennpunktkreis angeordnet, so daß die von der wärmespiegelnden Schicht reflektierte Strahlungsenergie auf den Glühfaden auftrifft.

Insbesondere wird demnach der von irgendeinem auf dem Brennpunktkreis liegenden Punkt des Glühfadens abgestrahlte Infrarotanteil von den Reflexionsmitteln auf einen am oder nahe beim Brennpunktkreis liegenden Punkt des Glühfadens reflektiert und demgemäß vom Glühfaden aufgefangen - mit der Folge einer Erhöhung des Wirkungsgrades der Lampe wegen der optimalen thermischen Nutzung des Infrarotanteiles zur Aufheizung des Glühfadens .

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Lampe eine wärmespiegelnde Schicht auf, die durchlässig für den gesamten sichtbaren Bereich ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist diese Schicht jedoch nur für einen ausgewählten Bereich des sichtbaren Bereiches durchlässig. Die letztgenannte Maßnahme erhöht den Wirkungsgrad der Lampe in zweifacher Hinsicht. Einmal wird die der Lampe zugeführte Energie infolge der IR-Reflexion der Reflexionsmittel erhöht. Zum andern wird die zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtmenge in einer bestimmten Farbe benötigte Energie erniedrigt, da eine Schicht, die nur eine bestimmte Lichtfarbe durchläßt., effektiver irA al.*; cine Pi qrnont sc:hi rh t -

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-? 40.

Weitere bevorzugte Ausführurujsformen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10, die hiermit ausdrücklich zum Gegenstand der Beschreibung gemacht werden.

Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch näher erläutert.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1A eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Lampe;

Fig. 1B eine Draufsicht auf das in Fig. 1A

dargestellte Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 und 3 Draufsichten auf weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lampe zur Veranschaulichung unterschiedlicher

Ausgestaltungen der Glühfaden und der reflektierenden Schichten und

Fig. 4 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen

Lampe.

In den Fig. 1A und 1B ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Glühlampe 1O mit einem Kolben 12 dar- gestellt. Der Kolben 12 besteht aus Kalkglas, PYREX, oder einem anderen geeigneten Glas. Die genaue Beschaffenheit des für den Kolben 12 verwendeten Materials ist im Hinblick auf den Erfindungsgegenstand zumindest dann nicht kritisch, wenn dieses Material in der Lage ist, Licht bzw. elektromagnetische Strahlung im je-

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jeweils gewünschten Abschnitt des sichtbarer Bereiches durchzulassen. Wie sich aus der Seitenansicht gemäß Fig. 1A ergibt, hat der Kolben 12 im Querschnitt die Form einer Ellipse. Die Exzentrität der Ellipse ist in den dargestellten Zeichnungen der Deutlichkeit halber besonders stark hervorgehoben. Die Ellipse hat die Brennpunkte f1 und f2. Der Kolben 12 wird dadurch erhalten, daß die Ellipse um die zwischen den beiden Brennpunkten f1 und f2 liegende Mittellinie C-C gedreht wird -man also ein Ellipsoid erhält (Fig. 1A). Die große Achse des in Fig. 1A dargestellten Ellipsoides liegt in der horizontalen Ebene, also rechtwinklig zur Mittellinie C-C. Wird die in Fig. 1A gezeigte Ellipse gedreht, dann beschreiben die beiden Brennpunkte f1 und f2 einen Brennpünktkreis FC. Dieser Brennpunktkreis FC ist in Fig. 1B deutlich dargestellt. Er ist der Ort einer unendlichen Anzahl einander konjugierter Brennpunkte.

Auf der gesamten Kolbenfläche oder einem wesentlichen Teil derselben ist eine Schicht 14 angeordnet, die IR-Strahlung reflektiert, im gesamten sichtbaren Bereich oder einem Teilbereich hieraus dagegen die Strahlung durchläßt. Die Schicht 14 ist auf der Innenwandung oder der Außenwandung des Kolbens 12 angeordnet, vorzugsweise jedoch auf der Innenwandung.

Eine derartige Schicht 14 bzw. das Material, aus dem diese Schicht hergestellt ist, wird auch "Wärmespiegel" genannt. Derartige Schichten sind beispielsweise in der bereits genannten US-PS 4 160 909 beschrieben.

Die dort beschriebene Schicht ist eine Verbundschicht, die aus einem Metallfilm und zwei voneinander unterscheidbaren Filmen aus einem Isolatormaterial aufgebaut ist, wobei der Metallfilm sandwichartig zwischen den Isolatorfilmen angeordnet ist. Das für den Metal1-film verwendete Metall ist hierbei Silber und die verwendeten Dielektrika sind Titandioxid und Magnesiumfluorid. Eine derartige Schicht hat die Fälligkeit, elek-

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tromagnetische Strahlung praktisch innerhalb des gesamten sichtbaren Bereiches durchzulassen, innerhalb des IR-Bereiches dagegen zu reflektieren. Bevorzugt hat eine derartige Schicht einen hohen Transmissionsgrad (beispielsweise im Mittel 60% und darüber hinaus) innerhalb des sichtbaren Bereiches und einen hohen Reflexionsgrad (beispielsweise im Mittel 60% und darüber hinaus) innerhalb des IR-Bereiches.

Eine andere verwendbare Schicht ist ein sog. Etalon.

Hierbei ist ein Film aus einem dielektrischen Material, beispielsweise Titandioxid oder Magnesiumfluorid sandwichartig zwischen zwei voneinander unterscheidbaren Metallfilmen, beispielsweise Silberfilmen, angeordnet.

Auch ein Etalon kann so ausgelegt sein, daß er Licht nur innerhalb eines ausgewählten Spektralbereiches, beispielsweise dem ROT-, BLAU—, GRÜN-Bereich oder einem anderen Bereich oder innerhalb eines breiten elektromagnetischen Bandes zur Erzeugung von "weißem" Licht durchläßt.

Bei dem in den Fig. 1A und 1B dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schicht 14 auf der gesamten Oberfläche des Kolbens 12 angeordnet. Grundsätzlich genügt es aber, die Schicht 14 nur in dem Bereich anzuordnen, durch welchen das Licht hindurchgelassen werden soll. In diesem Fall ist die restliche Wandung des Kolbens 12 vorzugsweise mit einem Material beschichtet, welches sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Spektralbereich reflektiert. Ein derartiges Material kann beispielsweise Silber, Gold oder Kupfer sein.

Der Kolben 12 hat im Bereich seines Bodens eine Öffnung, in welcher ein Hals 18 ausgebildet ist. Am Hals .18 ist ein nach oben in die Lampe 10 ragender Stengel 20 mit dem Tubulatxonsbereich 22 vorgesehen. Vom Stengel 20 ausgehend ragt ein Paar Leitungsdrähte 24 und 26

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nach oben. An den Enden der Leitungsdrähte 24 und 26 ist ein Glühfaden 30 befestigt. Der Glühfaden 30 wird später noch im einzelnen beschrieben. Ebenfalls vom Stengel 20 geht ein zur Stützung des Glühfadens verwendeter weiterer Leitungsdraht 28 aus, der jedoch isoliert ist.

Der. Glühfaden ist C- oder ringförmig gekrümmt und an den Leitungsdrähten 24, 26, 28 so befestigt, daß dessen Enden elektrisch mit den Leitungsdrähten 24 und 26 verbunden sind. Der Glühfaden kann grundsätzlich üblicher Art sein, beispielsweise gewendelt oder eine gewendelte Wendel, jeweils aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus unlegiertem bzw. reinem oder dotiertem Wolfram.

Die Leitungsdrähte 24 und 26 führen durch den Stengel 20 hindurch, wobei der eine in Kontakt mit einem Sockel 32 aus Metall und der andere in Kontakt mit einem am Boden des Sockels 3 2 angeordneten Bodenkontakt 34 steht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Sockel 32 ein Gewinde auf.

Vorzugsweise ist ein Reflektor 36 auf dem Stengel 20 angeordnet. Die Form des Reflektors 36 entspricht der Form des Kolbens 12, derart, daß der Kolben 12 eine im wesentlich vollständig reflektierende optische Fläche darstellt und demgemäß das vom Glühfaden 30 emittierte Licht nicht in den Hals 18 des Sockels 32 gelangt und verschwindet. Es reicht aus, wenn der Reflektor 36 lediglich im IR-Bereich reflektiert, da der sichtbare Spektralbereich nicht aus dem Sockel 32 austreten kann.

In üblicher Weise ist der Sockel 32 an den Hals 18 angebracht worden, nachdem die Luft aus dem Innern des Lampenkolbens 12 durch den Tubulationsbereich 22 „abgesaugt und dieser dann abgeschmolzen worden ist.

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Vor dem Abschmelzen des Lampenkolbens kann die Lampe 10 mit einem geeigneten Füllgas, z.B. Argon, Krypton, Mischungen verschiedener Gase o.dgl. gefüllt sein - je nach gewünschten Kenngrößen der Lampe 10.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel· wurde eine mehr oder weniger übliche Sockelanordnung für den Kolben gezeigt. Grundsätzlich können aber auch andere Sockelanordnungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Preßglassockel mit einem daran befestigten Glühdraht vorgesehen sein, wobei der Preßglassockel direkt in die öffnung des Glaskolbens dicht eingesetzt ist und Kontakte am PreBglasko^en vorgesehen sind.

Der Gl·askol·ben 12 ist ein RotationseiLLpsoid, das durch Drehung einer Eilipse um die Mittellinie C-C erhalten worden ist. Die Querschnittsflächenform des Kolbens ist eine Ellipse mit den beiden Brennpunkten f1 und f2 (Fig. 1A). Jeder Lichtstrahl, der von einem im Brennpunkt liegenden Abschnitt des Glühfadens 30 emittiert wird, beispielsweise vom Brennpunkt f1, gelangt an einen Punkt des Kolbens 12, an welchem der sichtbare Spektralbereich des Lichtstrahls austritt. Der im IR-Bereich liegende Spektralanteil der Strahlungsenergie wird von der Schicht 14 zurück zum gegenüberliegenden bzw. konjugierten Brennpunkt f2 reflektiert. Befindet sich nun ein weiterer Abschnitt des Glühfadens 30 am Brennpunkt f2, dann wird die vom Brennpunkt f1 ausgehende IR-Strahlung zum Brennpunkt f2 reflektiert, wobei lediglich in der Schicht 14 ein Strahlungsverlust auftritt.

Durch Drehung der ElMpse zur Erzieiung des ellipsoidförmigen Kolbens erhält man eine unbegrenzte Anzahl 35· _von Brennpunkten, die sämtlich auf dem Brennpunktkreis FC liegen. Der Mittelpunkt des Brennpunktkreises ist

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-γ-{ζ- ein Punkt auf der Mittellinie C-C. Sieht man nun einen kreisförmigen Glühfaden vor, dessen Durchmesser gleich dem des Brennpunktkreises und der auf dem Ort des Brennpunktkreises angeordnet ist, dann wird von einem beliebigen und auf dem Brennpunktkreis FC angeordneteten Teil des Glühfadens 30 emittierte Strahlungsenergie von der Schicht 14 auf einen auf dem Brennpunktkreis FC liegenden Brennpunkt reflektiert, der bezüglich der Mittellinie C-C diametral gegenüber dem Emissionspunkt liegt.

Ein weiterer Vorteil dos dargestellten Kolbens Iieglin vergleichsweise kleinen Aberrationsverlusten. Zur Erläuterung der geringen Aberrationsverluste wird zunächst ein gewendelter, kreisförmiger Glühfaden mit einem Radius R betrachtet. Der Radius einer Windung sei r. Dsr Glühfaden liege auf dem Brennpunktkreis FC, wobei der Brennpunktkreis koaxial mit den Mittelpunkten der Windungen mit dem Radius r angeordnet ist.

Ferner werde in dem in Fig. 1 dargestellten ellipsoidförmigen Kolben 12 der Abstand des Glühfadens 30 zum nächstliegenden Punkt des Brennpunktkreises FC mit dem Buchstaben S bezeichnet; ferner der durch Aberration bedingte Reflexionsfaktor, d.h. der Bruchteil derjenigen Strahlen, welche nach Emission von einem Punkt des Glühfadens auf dem nächsten Wege zum Glühfaden zurückkehren, d.h. nach einer einzigen Reflexion am Kolben, mit dem Buchstaben f. Durch Verwendung von Näherungen kann die Gültigkeit der nachstehenden Beziehung gezeigt werden:

wobei r klein ist. Der durch Aberration bedingte Reflexionsfaktor f ist ungefähr gleich 1, wenn folgende Beziehung gilt:

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-ι/ Ik

⁵ -

Ist S kleiner als der oben angegebene Wert, dann können die einfachen Näherungen nicht verwendet werden, vielmehr nähert sich f schneller der 1 als S verringert wird. Daraus folgt - als einfache Näherung - daß lediglich geringe Aberrationsverluste auftreten, wenn gilt:

ίο ^s<

Bei Verwendung eines kreis- bzw. kugelförmigen Kolbens schrumpft der Brennpunktkreis auf einen Punkt, nämlich den Mittelpunkt zusammen. In diesem Fall ist der Ab-

-^p- stand S bei gewöhnlichen C-förmigen Glühfaden groß und der Reflexionsfakbor f klein. Demzufolge treten große Aberrationsverluste bei Verwendung C-förmiger Glühfaden in einem reflektierend beschichteten kreis- bzw. kugelförmigen Kolben auf. Aus Vorstehendem folgt ferner, daß diese Verluste bei Verwendung eines ellipsoidförmigen Kolbens nicht auftreten, da der Glühfaden stets auf, zumindest aber im Bereich des Brennpunktkreises liegt und demgemäß der Abstand S klein gemacht werden kann.

In-Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In besonderen Anwendungsgebieten für Glühlampen, beispielsweise bei Verwendung der Glühlampen als VerkehrssignaIe, ist es nur notwendig, das Licht nach außen und hierbei mehr oder weniger nach unten zu richten, letzteres dann, wenn die Lampe an einem Ort angeordnet ist, der. vergleichsweise hoch über dem Erdboden liegt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein halbkreisförmiger Glühfaden 50 vorgesehen. Der Glühfaden 50 ist zum Boden der Halterung gerichtet, wenn sich die Lampe in Wirk-

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stellung befindet. Da es nicht erforderlich ist, sichtbare Strahlung auch durch die obere Hälfte - oder andere ähnliche Abschnitte - des Lampenkolbens 12 abzustrahlen, braucht die Schicht in diesem Bereich nicht durchlässig zu sein« Demgemäß ist im dargestellten Ausführungsbei-' , spiel in diesem Bereich des Lampenkolbens anstelle der lichtdurchlässigen Schicht 14 eine Reflexionsschicht vorgesehen, beispielsweise ein dicker Film aus Metall, wie Silber, oder einem anderen IR-Strahlung stark reflektierendem Material. Im dargestellten Ausführungsbeispiel muß der IR-Strahlungsanteil des Glühfadens 50 zwei Mal vom Lampenkolben reflektiert werden, um zu seinem Ausgangspunkt zurückzukehren - letzteres deswegen, weil der Glühfaden 50 keine obere Hälfte aufweist und demgemäß die jeweils konjugierten Brennpunkte fehlen, beispielsweise also ein vom Brennpunkt f1 ausgehender Strahl keinen konjugierten Brennpunkt f2 vorfindet und daher einer erneuten Reflexion am Lampenkolben unterworfen werden muß, um zum Brennpunkt f1 zurückzukehren. Demgemäß wird der Wirkungsgrad der Lampe durch Verwendung einer aus Metall aufgebauten hoch reflektierenden Reflexionsschicht 52 hinsichtlich der Strahlumlenkung zum Glühfaden 50 und zur unteren Hälfte des Lampenkolbens - der wiederum mit der für den IR-Strahlungsanteil reflektierenden, für den sichtbaren Bereich jedoch lichtdurchlässigen Schicht 14 beschichtet ist, erhöht. Die Keflexionsschicht 52 aus Metall senkt ferner die Herstellungskosten des Lampenkolbons. Das gesteigerte IP-Reflexionsvermögen einer lediglich aus Metall

^w aufgebauten Reflexionsschicht steigert im Vergleich zu einer aus einem dünnen Film aufgebauten Schicht zusätzlich noch den Wirkungsgrad der Lampe.

Wenn der gekrümmte Glühfaden nicht genau auf dem Brennpunktkreis FC oder einem Teil desselben angeordnet ist, dann wird der von einem Punkt des Glühfadens ausgehende

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IR-Strah lungscintoil mi ntlesLons zwei Mal an der am Lampenkolben angebrachten Schicht reflektiert, bevor er zu seinem Ausgangspunkt - nicht dagegen zum gegenüberliegenden Brennpunkt — zurückkehrt. Zur Vereinfachung der Herstellung der erfindungsgemäßen Lampe, insbesondere zur Vermeidung von Zeitverlusten oder Herstellungsschwierigkeiten bei einer exakten Ausrichtung des Glühfadens auf dem Brennpunktkreis kann es von Vorteil sein, den Glühfaden oder Teile desselben außerhalb des Brennpunktkreises FC anzuordnen. In der Regel wird hierbei natürlich der Wirkungsgrad der Lampe verringert, und zwar in Abhängigkeit vom Ausmaß der außermittigen Anordnung des Glühfadens.

Mit dem Reflexionsfilm 52 aus Metall kann der obere oder der untere Abschnitt der in FIg. 1 gezeigten Lampe 10 oder der untere Abschnitt der in Fig. 2 gezeigten Lampe beschichtet sein, letzteres, falls das Licht aus dem oberen Lampenbereich austreten soll. Wird bei den vorstehend genannten Lampen ein Bereich des Lampenkolbens in der beschriebenen Weise mit einem Metall anstelle des IR-reflektierenden, sichtbare Strahlung jedoch durchlassenden Materials beschichtet, dann weist der metallbeschichtete Abschnitt einen höheren IR-Reflexionsgrad auf. Hierdurch wird der infolge der aussermittigen Anordnung des Glühfadens verminderte Wirkungsgrad der Lampe wieder (zumindest teilweise) rJcompensiert .

Grundsätzlich ist es nicht erforderlich, daß der gesamte Glühfaden gekrümmt ist. In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lampe mit einem Glühfaden 80 gezeigt, der im wesentlichen W-förmig ausgestaltet ist. Der Brennpunktkreis FC ist in Fig. 3 mit gestrichelten Linien dargestellt. Wie sich aus der Figur ergibt, ist der wesentliche Abschnitt des Glühfadens

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längs dem Brennpunktkreis angeordnet, so daß bereits hieraus eine entsprechend erhöhte Effektivität der Lampe resultiert. Zusätzlich werden aber auch diejenigen Glühfadenabschnitte, die außerhalb des Brennpunktkreises FC liegen, von (zumindest einem Teil der) reflektierten Strahlen getroffen, insbesondere dann, wenn der Abstand S vom Brennpunktkreis kleiner als

ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Ellipsoidform bzw. die Exzentrität der in den Zeichnungen dargestellten Lampenkolben lediglich der Klarheit wegen besonders deutlich hervorgehoben ist. Tatsächlich mag ein erfindungsgemäß hergestellter Lampenkolben dem unbewaffnetenAuge mehr oder weniger sphärisch erscheinen. so kann beispielsweise eineerfindungsgemäß hergestellte Lampe, in welcher ein kreisförmiger Glühfaden auf dem Brennpunktkreis im ellipsoidförmigen Glühkolben angeordnet ist, folgende Maße haben:

Durchmesser des kreisförmigen Glühfadens etwa 18 mm, Abmessung des Lampenkolbens in Richtung der Mittellinie C-C (Fig. 1) etwa 59 mm und Abmessung des Lampenkolbens in einer quer zur Mittellinie C-C liegenden Richtung etwa 62 mm.

Bei derartigen Abmessungen könnte der Lampenkolben dem unbewaffneten Auge sphärisch erscheinen.

In den vorangehenden Ausführungsbeispielen wurden die Glühfaden in einem Lampenkolben mit nach unten gerichtuLcjin Sockel Jm --wosoiil 1 i ch horizont, eil <m<]ci>r<lii<¹ L. In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel darge-

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stellt, in welchem in einem Kolben 90 mit nach unten q<'j i c:hl c-i (»in Sockel ein vertikal ausgerichteter Glühinclei! 92 vorgesehen ist. Der Glühfaden 92 hat hierbei im wesentlichen C-Form. Der Kolben ist hierbei so gedreht, daß der Brennpunktkreis in einer im Zeichenpapier liegenden Ebene angeordnet ist.

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Claims (10)

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   DURO-TEST CORPORATION München,

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   Ansprüche

   ■ MJ Glühlampe mit

   a) einem Lampenkolben (12; 90) aus einem für siehtbares Licht durchlässigem Material;

   b) einem im Lampenkolben (12; 90) angeordneten Glüh faden (30; 50;80; 92.) , der bei Beaufschlagung mit elektrischem Strom sichtbares und infrarotes Licht abstrahlt und

   c) auf einem Abschnitt des Lampenkolbens (12; 90) angeordneten Mitteln (14,52) zur Reflexion infraroten Lichtes, derart, daß zumindest ein Teil des Lampenkolbens (12; 90) für sichtbares Licht durchlässig ist,
   ^y

   dadurch gekennzeichnet , daß

   d) der Lampenkolben (12; 90) die Form eines

   sich durch Drehung einer Ellipse um eine Mittellinie (C-C) ergebenden Rotationsellipsoides hat, ³^ in welchem die Brennpunkte (f 1 , .f2) der Ellipse

   auf einem Brennpunktkreis (FC) liegen und

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   ι·) -/.UIiUnCIe-Kt ein Abschnitt des Glühfadens (30, 50; 80; 92) auf oder nahe bei dem Brennpunktkreis angeordnet ist.
2. 2. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Glühfadens (30; 50; 92) gekrümmt ist, wobei der gekrümmte Abschnitt auf oder nahe bei dem Brennpunktkreis (FC) angeordnet ist.
   10
3. 3. Glühlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühfaden (30) kreisförmig und im wesentlichen auf oder nahe bei dem Brennpunktkreis (FC) angeordnet ist.
4. 4. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühfaden (80) im wesentlichen W-förmig

   und dessen einzelne Abschnitte nahe beim Brennpunktkreis (FC) angeordnet sind.
   20
5. 5. Glühlampe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsmittel (14, 52)) eine auf dem Lampenkolben (12; 90) angeordnete Schicht (14) mit einem für sichtbares Licht durchlässigen Abschnitt aufweisen.
6. 6. Glühlampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der für sichtbares Licht durchlässige Abschnitt der Schicht (14) im wesentlichen über die gesamte Oberfläche des Lampenkolbens (12; 90) erstreckt.
7. 7. Glühlampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

   daß sich der für sichtbares Licht durchlässige Ab-

   schnitt der Schicht (14) über einen Teilbereich der Oberfläche des Lampenkolbens (12; 90) erstreckt

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   und die auf den übrigen Bereichen des Lampenkolbens (12; 90) angeordneten Reflexionsmittel (52) für sichtbares Licht undurchlässig sind.
8. 8. Glühlampe nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der für sichtbares Licht durchlässige Abschnitt der Schicht (14) zur Erzeugung einer vorgegebenen Farbe nur Licht innerhalb eines vorgegebenen Wellenlängenbereiches durchläßt.
9. 9. Glühlampe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsmittel (14, 52) oder die Schicht (14) aus einem Verbundmaterial, das einen zwischen zwei unterscheidbaren Metallfilmen angeordneten gesonderten Film aus einem Isolationsmaterial oder das einen zwischen zwei unterscheidbaren Filmen aus einem Isolationsmaterial angeordneten gesonderten Metallfilm enthält, aufgebaut ist.
10. 10. Glühlampe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

    a) der Glühfaden (80) eine Form hat, die im wesentlichen zumindest mit einem Teil des Brennpunktkreises (FC) übereinstimmt und gegenüber letzterem versetzt ist, derart, daß

    b) von einem auf dem Brennpunktkreis (FC) liegenden Punkt des Glühfadens (80) abgestrahltes infra-

    3Q rotes Licht nach wenigstens zwei Reflexionen an den Reflexionsmitteln (14, 52) zum Ausgangspunkt zurückgeführt wird.

    Pat 218/1-81E
    GM 218/2-81E