DE3752040T2 - Compact double filament with use of the slope for bending control - Google Patents

Compact double filament with use of the slope for bending control

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DE3752040T2 DE19873752040 DE3752040T DE3752040T2 DE 3752040 T2 DE3752040 T2 DE 3752040T2 DE 19873752040 DE19873752040 DE 19873752040 DE 3752040 T DE3752040 T DE 3752040T DE 3752040 T2 DE3752040 T2 DE 3752040T2
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Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF INVENTION

Die vorliegende Erfindung ist auf eine einmalige Doppelglühwendel und Halterungen für dieselbe gerichtet, die bei einer europäischen Version der Capsylite Lampen von Sylvania besonders vorteilhaft ist. Sowohl die PAR- als auch die A-Linie- Versionen dieser Lampen sind in den Vereinigten Staaten kommerziell erhältlich. Die US-Versionen dieser Lampen sind durch eine Wolfram-Halogen-Hartglas-Lichtquellenkapsel niedriger Leistung gekennzeichnet, die innerhalb einer schweren äußeren Hülle angebracht ist. Siehe beispielsweise das Patent US-A-4 598 225. Die EP-A-0 241 911 (die unter die Bestimmungen des Artikels 54(3) EPC fällt) und die GB-A-1 147 140 offenbaren Glühfäden nach dem ersten Teil des vorliegenden Anspruchs 1.The present invention is directed to a unique dual filament and supports therefor which is particularly advantageous in a European version of Sylvania's Capsylite lamps. Both the PAR and A-line versions of these lamps are commercially available in the United States. The US versions of these lamps are characterized by a low power tungsten-halogen tempered glass light source capsule mounted within a heavy outer envelope. See, for example, patent US-A-4 598 225. EP-A-0 241 911 (which falls under the provisions of Article 54(3) EPC) and GB-A-1 147 140 disclose filaments according to the first part of present claim 1.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die Verwendung von Lampen mit einem parabolischen, mit Aluminium bedampften Reflektor (PAR), einem elliptischen Reflektor (ER) oder einem Reflektor (R) für allgemeine Punkt-, Herab- und/oder Flutlichtzwecke ist gut etabliert. Insbesondere wurden die Lampen vom Typ R, PAR und ER als die Lampen der Wahl für kurze bis mittlere Abstände bei Verwendungen im Freien sowie für Ausstellungs-, Dekorations-, Betonungs- und Untersuchungsanwendungen der Beleuchtung im Innenraum akzeptiert.The use of lamps with a parabolic aluminized reflector (PAR), an elliptical reflector (ER) or a reflector (R) for general spot, down and/or flood lighting purposes is well established. In particular, the R, PAR and ER type lamps have been accepted as the lamps of choice for short to medium throw outdoor applications as well as for exhibition, decorative, highlight and examination lighting applications in indoor areas.

Üblicherweise verwendeten Glühlampen vom PAR-Typ, insbesondere PAR38 von Sylvania, einen quer im Reflektor, d.h. senkrecht zu dessen Symmetrieachse, montierten Glühfaden, da dies die am einfachsten herzustellende Anordnung war.Traditionally, PAR-type bulbs, in particular Sylvania’s PAR38, used a filament mounted transversely in the reflector, i.e. perpendicular to its axis of symmetry, as this was the easiest arrangement to manufacture.

Das Ergebnis dieser Anordnung ist eine asymmetrische Strahlform und die Ausbreitung von Streulicht außerhalb des nutzbaren Strahls. Außerdem erforderte die Notwendigkeit, die geeignete Atmosphäre in der äußeren Umhüllung aufrechtzuerhalten, eine hermetische Abdichtung der Lampe, wobei die Linse mit dem Reflektor flammversiegelt war.The result of this arrangement is an asymmetric beam shape and the propagation of stray light outside the usable beam. In addition, the need to maintain the appropriate atmosphere in the outer envelope required the lamp to be hermetically sealed, with the lens flame-sealed to the reflector.

Mit der Einführung der Capsylite PAR-Lampen von Sylvania, die eine Halogenkapsel als Lichtquelle verwenden, erschienen Lampen mit axial montierten Glühfäden, die eine symmetrischere Strahlform und eine effizientere Sammlung des Lichts durch den Reflektor in einen nutzbaren Strahl ergeben.With the introduction of Sylvania's Capsylite PAR lamps, which use a halogen capsule as the light source, lamps appeared with axially mounted filaments, giving a more symmetrical beam shape and more efficient collection of light by the reflector into a usable beam.

Ein Teil dieser Verbesserung der optischen Ausbeute beruht auf der Tatsache, daß die Capsylite Lampen einen kompakten Glühfaden verwenden, der die theoretisch ideale "Punkt"-Lichtquelle besser annähert.Part of this improvement in optical efficiency is due to the fact that Capsylite lamps use a compact filament that more closely approximates the theoretically ideal "point" light source.

Bei Capsylite Lampen, die unter elektrischen Systemen der Art der Vereinigten Staaten (d.h. 120-130 V; 60 Hertz) betrieben werden, werden solche kompakten Glühfäden durch die Verwendung einer Einweggleichrichterdiode ermöglicht, die die Kapselspannung wirksam von 120 V auf etwa 84 V reduziert. Seitdem die Atmosphäre in der äußeren Hülle wegen der Kapsel nicht mehr entscheidend ist, muß die Lampe darüber hinaus nicht hermetisch abgedichtet sein und es erschienen Lampen mit gebündeltem Strahl.In Capsylite lamps operating under United States-type electrical systems (i.e., 120-130 V; 60 Hertz), such compact filaments are made possible by the use of a half-wave rectifier diode, which effectively reduces the capsule voltage from 120 V to about 84 V. Furthermore, since the atmosphere in the outer envelope is no longer critical because of the capsule, the lamp does not need to be hermetically sealed and focused-beam lamps have appeared.

Bei PAR-Lampen für die europäische Netzspannung, typischerweise von 220 bis 250 V, wurden aufgrund des außerordentlich feinen Drahts, der bei dieser hohen Spannung erforderlich ist, keine Halogenkapseln verwendet.PAR lamps for the European mains voltage, typically 220 to 250 V, did not use halogen capsules due to the extremely fine wire required at this high voltage.

Glühfäden niedriger Leistung (< 150 W) für Netzspannung neigen dazu, lang und locker und für Durchhängen anfällig zu sein und zahlreiche Halterungen zu benötigen, die den Wirkungsgrad verringern. Spannungsreduzierende Dioden können nicht verwendet werden, da sie beim Betrieb mit Wechselstrom von 50 Hertz, der in Europa Standard ist, ein unzulässiges Flimmern des Glühfadens hervorrufen.Low power (<150W) mains voltage filaments tend to be long, loose, prone to sagging and require numerous supports which reduce efficiency. Voltage reducing diodes cannot be used as they cause unacceptable filament flickering when operating at 50Hz AC, which is standard in Europe.

"Gefaltete" Glühfäden neigen dazu, zwischen den benachbarten Abschnitten des Glühfadens schädliche Wechselwirkungen aufzuweisen, die die Lebensdauer verkürzen."Folded" filaments tend to have damaging interactions between adjacent sections of the filament, shortening their lifespan.

Gewendelte Glühfäden sind bekannt, siehe beispielsweise US-A-1 180 159; 1 247 068; 2 142 865; 2 306 925; 2 774 918; 4 208 609; und 4 316 116. Dennoch stellt keiner dieser gewendelten Glühfäden die einzigartigen Eigenschaften des Glühfadens der vorliegenden Erfindung bereit.Coiled filaments are known, see for example US-A-1,180,159; 1,247,068; 2,142,865; 2,306,925; 2,774,918; 4,208,609; and 4,316,116. However, none of these coiled filaments provide the unique properties of the filament of the present invention.

Glühfadenhalterungen verursachen typischerweise Schattenbildung und Streuung des Lichts. Beispiele typischer Glühfadenhalterungen kann man in US-A-4 359 665; 4 208 606; 3 780 333; 3 736 455; 3 678 319; 3 634 722; 3 335 312; und 3 173 051 finden.Filament mounts typically cause shadowing and scattering of light. Examples of typical filament mounts can be found in US-A-4,359,665; 4,208,606; 3,780,333; 3,736,455; 3,678,319; 3,634,722; 3,335,312; and 3,173,051.

Obwohl Quarz-Halogen-Kapseln für den Bereich von 220-250 V hergestellt wurden, sind sie im allgemeinen ineffiziente und komplizierte Angelegenheiten mit "Zick-Zack" -Glühfäden und zahlreichen Wendelhalterungen.Although quartz-halogen capsules have been manufactured for the 220-250 V range, they are generally inefficient and complicated affairs with "zig-zag" filaments and numerous spiral mounts.

Deshalb eignen sich übliche Quarzkapseln nicht gut für die Verwendung in PAR-Lampen, da es ihnen sowohl an der Lichtausbeute als auch an der optischen Ausbeute mangelt. Sie sind auch teurer in der Herstellung als Hartglaskapseln aufgrund der hohen Kosten der Materialien und der involvierten Arbeitsabläufe, sowie des erforderlichen Arbeitsaufwands.Therefore, standard quartz capsules are not well suited for use in PAR lamps as they lack both luminous efficiency and optical efficiency. They are also more expensive to manufacture than tempered glass capsules due to the high cost of the materials and the processes involved, as well as the labor required.

-Die vorliegende Erfindung überwindet die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten bezüglich der PAR- und A-Linie-Lampen vom europäischen Typ durch Bereitstellen eines einzigartigen Glühfadens und nicht störender Halterungen für denselben.-The present invention overcomes the above-mentioned difficulties with the European type PAR and A-line lamps by providing a unique filament and non-interfering supports for the same.

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Halogen-Glühwendel für eine niedrige Leistung (< 150 W) und hohe Spannung (220-250 V) gerichtet, die sich für die Verwendung in PAR- und A-Linie- Lampen vom europäischen Typ besonders gut eignet.The present invention is directed to a low power (< 150 W) and high voltage (220-250 V) halogen filament that is particularly well suited for use in European type PAR and A-line lamps.

Unter einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Glühfaden mit einer Doppelwendel aus feuerfestem Metalldraht mit einem Durchmesser d bereit, wobei der primäre Wicklungsdurchmesser D&sub1; und der sekundäre Wicklungsdurchmesser D&sub2; des Glühfadens durch folgende Gleichungen definiert sind:In one aspect, the present invention provides a filament having a double coil of refractory metal wire having a diameter d, wherein the primary coil diameter D₁ and the secondary coil diameter D₂ of the filament are defined by the following equations:

D&sub1; = d(A+2);D1 = d(A+2);

D&sub2; = D&sub1;(B+2);D₂ = D�1(B+2);

1,40 &le; A &le; 3,00; und1.40 ≤ A ≤ 3.00; and

3,0 &le; B &le; 10,0,3.0 ≤ B ≤ 10.0,

worin d gleich dem Glühfadendurchmesser ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Steigung IP der Doppelglühwendel die Bedingungwhere d is equal to the filament diameter, characterized in that the inner pitch IP of the double filament satisfies the condition

1,08 &le; IP &le; 1,351.08 ≤ IP ≤ 1.35

erfüllt, wobei die innere Steigung IP dieser Doppelglühwendel wie folgt definiert ist:is fulfilled, whereby the inner pitch IP of this double filament is defined as follows:

IP = (48 + 1) *PP / (48 + A + 2)IP = (48 + 1) * PP / (48 + A + 2)

wobei PP der Steigung der primären Wendel gleich ist; und daß die sekundäre Steigung sich im Bereich von 1,40 bis 1,60 befindet.where PP is equal to the pitch of the primary helix; and that the secondary pitch is in the range of 1.40 to 1.60.

Unter einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Doppelglühwendel bereit, bestehend aus folgenden Schritten:In a further aspect, the present invention provides a method for producing a double filament, consisting of the following steps:

Wicklung eines Glühfadens mit einem Durchmesser d um einen primären Wickelkern mit einem Durchmesser M&sub1; zur Herstellung einer primären Wendel mit einem primären Wicklungsdurchmesser D&sub1;, und Wicklung der primären Wendel um einen sekundären Wickelkern mit einem Durchmesser M&sub2; zur Herstellung einer Doppelglühwendel mit einem sekundären Wicklungsdurchmesser D&sub2;, welche die folgenden Gleichungen erfüllt:Winding a filament with a diameter d around a primary winding core with a diameter M₁ to produce a primary coil with a primary winding diameter D₁, and winding the primary coil around a secondary winding core with a diameter M₂ to produce a double coil with a secondary winding diameter D₂, which satisfies the following equations:

D&sub1; = d(A+2)D1 = d(A+2)

D&sub2; = D&sub1;(B+2);D₂ = D�1(B+2);

1,40 &le; A &le; 3,00; und1.40 ≤ A ≤ 3.00; and

3,0 &le; B &le; 10,0,3.0 ≤ B ≤ 10.0,

worin d gleich dem Glühdrahtdurchmesser ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Steigung IP der Doppelglühwendel die Bedingungwhere d is equal to the filament diameter, characterized in that the inner pitch IP of the double filament satisfies the condition

1,08 &le; IP &le; 1,351.08 ≤ IP ≤ 1.35

erfüllt,Fulfills,

worin IP wie folgt definiert ist:where IP is defined as follows:

IP = (48 + 1) *PP / (48 + A + 2)IP = (48 + 1) * PP / (48 + A + 2)

worin PP der Steigung der primären Wendel gleich ist; und daß die sekundäre Steigung sich im Bereich von 1,40 bis 1,60 befindet.where PP is equal to the pitch of the primary helix; and that the secondary pitch is in the range of 1.40 to 1.60.

Solche Glühfäden können in Glühlampen verwendet werden, insbesondere solchen mit einer Halogen- oder Halogenid- Gasfüllung.Such filaments can be used in incandescent lamps, especially those with a halogen or halide gas filling.

Folglich wird zumindest bei den bevorzugten Ausführungsformen eine verbesserte Halogen-Glühlampe bereitgestellt, wobei die Verbesserungen einen kompakten Hochleistungs-Glühfaden umfassen, der axial in einer einendigen Hartglaskapsel mit einem einzigartigen Halterungssystem montiert ist, das ausreicht, umAccordingly, at least in the preferred embodiments, an improved halogen incandescent lamp is provided, the improvements comprising a compact, high-output filament axially mounted in a single-ended tempered glass capsule with a unique support system sufficient to

ein signifikantes Durchhängen der Wendel während deren Nutzlebensdauer zu verhindern.to prevent significant sagging of the coil during its useful life.

Die Parameter des Glühfadens nach der vorliegenden Erfindung sind neu. Ein gemäß diesen Parametern hergestellter Glühfaden zeigt eine verbesserte Kompaktheit und strukturelle Steifheit, der zusammen mit den einzigartigen Ergänzungshalterungen für denselben eine geeignete Lichtquelle für Lampen bereitstellt, die unter europäischen elektrischen Systemen (220-250 Volt und 50 Hertz) betrieben werden.The parameters of the filament according to the present invention are novel. A filament manufactured according to these parameters exhibits improved compactness and structural rigidity, which together with the unique complementary supports for the same provides a suitable light source for lamps operating under European electrical systems (220-250 volts and 50 hertz).

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer Glühlampe, insbesondere der Wolfram-Halogen-Variante, die gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.Figure 1 shows an embodiment of an incandescent lamp, in particular the tungsten-halogen variant, which was manufactured according to the teachings of the present invention.

Figur 2 zeigt einen Glühfaden, der zur Herstellung einer Doppelglühwendel gewickelt wurde.Figure 2 shows a filament wound to produce a double filament.

Figur 3 zeigt einen Glühfaden, der zur Herstellung einer Doppelglühwendel gewickelt wurde.Figure 3 shows a filament wound to produce a double filament.

Figur 4 zeigt einen Glühfaden, der zur Herstellung einer primären Wendel um einen primären Wickelkern gewickelt ist.Figure 4 shows a filament wound around a primary winding core to form a primary coil.

Figur 5 zeigt eine primäre Wendel, die zur Herstellung der Doppelglühwendel um einen sekundären Wickelkern gewickelt ist.Figure 5 shows a primary coil wound around a secondary winding core to produce the double filament.

Figur 6 zeigt die verschiedenen mit der Bestimmung des Außendurchmessers einer Doppelglühwendel der vorliegenden Erfindung verbundenen Parameter.Figure 6 shows the various parameters associated with determining the outer diameter of a double filament of the present invention.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Diese Erfindung betrifft einen mehrfach gewendelten Glühfaden und ein Halterungssystem. Der Glühfaden besteht aus einer kernlosen Doppelglühwendel aus einem einzelnen Fadendraht für eine Glühlampe Die Halterungen ermöglichen, eine einfache, preiswerte und effiziente Wendel zu gestalten.This invention relates to a multi-coiled filament and a support system. The filament consists of a coreless double filament made of a single filament wire for an incandescent lamp. The supports make it possible to design a simple, inexpensive and efficient filament.

Figur 1 stellt ein Beispiel einer gemäß den Lehren dieser Erfindung hergestellten Glühlampe 10 dar, die bei dieser Ausführungsform eine Wolfram-Halogen-Variante ist.Figure 1 illustrates an example of an incandescent lamp 10 made in accordance with the teachings of this invention, which in this embodiment is a tungsten-halogen variant.

Wie dargestellt, weist die Lampe 10 eine röhrenförmige Hülle 12 auf, die aus einem geeigneten lichtdurchlässigen Material, wie beispielsweise Aluminiumsilikatglas, hergestellt ist. Ein Paar Zuleitungsdrähte 14 und 16, deren Abschnitte als Halterungselemente dienen, sind in die Hülle 12 an der Quetschdichtung 18 durch Quetschung eingesiegelt.As shown, the lamp 10 includes a tubular envelope 12 made of a suitable light-transmissive material, such as aluminosilicate glass. A pair of lead wires 14 and 16, portions of which serve as support members, are crimp sealed into the envelope 12 at the crimp seal 18.

Die Zuleitungsdrähte 14 und 16 können aus irgendeinem geeigneten Material gebildet sein, beispielsweise Molybdän, das mit der Glashülle 12 eine relativ verformungsfreie hermetische Abdichtung bildet. Ein feuerfestes Metall, beispielsweise Wolfram, wird verwendet, um die Doppelglühwendel 20 gemäß den Lehren dieser Erfindung zu bilden. Die Doppelglühwendel 20 wird während ihrer Herstellung an jedem ihrer Enden mit Stegen 21 versehen.The lead wires 14 and 16 may be formed of any suitable material, such as molybdenum, which forms a relatively distortion-free hermetic seal with the glass envelope 12. A refractory metal, such as tungsten, is used to form the double filament 20 in accordance with the teachings of this invention. The double filament 20 is provided with webs 21 at each of its ends during its manufacture.

Bei dieser Ausführungsform ist die Hülle 12 mit einem Füllgas gefüllt, umfassend ein Inertgas und ein geeignetes Halogen oder Halogenid. Bevorzugte Beispiele von hierin verwendbaren Füllgasen schließen die Inertgase Argon, Krypton, Xenon und/oder Stickstoff plus das Halogen oder Halogenid ein.In this embodiment, the envelope 12 is filled with a fill gas comprising an inert gas and a suitable halogen or halide. Preferred examples of fill gases useful herein include the inert gases argon, krypton, xenon and/or nitrogen plus the halogen or halide.

Die Figuren 2 und 3 zeigen vergrößerte Ansichten des bevorzugten Wolframglühfadens der vorliegenden Erfindung und dessen gewendelte bzw. doppelt gewendelte Stadien. Jedes Stadium weist eine Steigung oder prozentuale Steigung auf, die gleich dem Abstand S von Zentrum zu Zentrum der Windungen, dividiert durch den Durchmesser d des Drahts oder der Wendel, multipliziert mit 100 ist.Figures 2 and 3 show enlarged views of the preferred tungsten filament of the present invention and its coiled and double coiled stages, respectively. Each stage has a pitch or percent pitch equal to the center-to-center distance S of the turns divided by the diameter d of the wire or coil, multiplied by 100.

-Insbesondere zeigt Figur 2 die primäre Steigung eines Glühfadens 20A, der einen Abstand S&sub1; von Zentrum zu Zentrum, einen Drahtdurchmesser d&sub1; und einen Außendurchmesser D&sub1; aufweist. Bei der vorliegenden Erfindung ist die primäre Steigung P&sub1; gleich S&sub1;/d&sub1; und die sekundäre Steigung P&sub2; gleich S&sub2;/d&sub2;. Anmerkung: d&sub2; = D&sub1;. Pj weist einen Wert auf, der 1,70 (oder 170%) nicht übersteigt.-In particular, Figure 2 shows the primary pitch of a filament 20A having a center-to-center distance S₁, a wire diameter d₁, and an outside diameter D₁. In the present invention, the primary pitch P₁ is equal to S₁/d₁ and the secondary pitch P₂ is equal to S₂/d₂. Note: d₂ = D₁. Pj has a value not exceeding 1.70 (or 170%).

In Figur 3 ist S&sub2; der Abstand von Zentrum zu Zentrum der Doppelglühwendel, d&sub2; (d&sub2; = D&sub1;) ist der primäre Wendeldurchmesser und BL ist die Körperlänge des Doppelwendel(oder sekundären)- Glühfadens. Die sekundäre Steigung des Glühfadens liegt im Bereich von 1,40 bis 1,60.In Figure 3, S2 is the center-to-center distance of the double filament, d2 (d2 = D1) is the primary filament diameter, and BL is the body length of the double filament (or secondary) filament. The secondary pitch of the filament is in the range of 1.40 to 1.60.

Das Verfahren zur Herstellung der Doppelglühwendel der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 4-6 dargestellt.The process for manufacturing the double filament of the present invention is shown in Figures 4-6.

Mit Bezug auf Figur 4 umfaßt das vorliegende Verfahren die Schritte (1) Bereitstellen einer Litze aus faserförmigem Glühdraht 19 mit einer speziellen Länge L und einem Durchmesser d (fur eine spezielle Leistung, Spannung und Wirkungsgrad) und (2) Wickeln des Glühdrahtes 19 um einen primären Wickelkern 30 mit einem Durchmesser M&sub1; zur Herstellung einer primären Wendel 20A.Referring to Figure 4, the present method includes the steps of (1) providing a strand of filamentary filament 19 having a specific length L and diameter d (for a specific power, voltage and efficiency) and (2) winding the filament 19 around a primary winding core 30 having a diameter M1 to produce a primary coil 20A.

Mit Bezug auf Figur 5 umfaßt das Verfahren der vorliegenden Erfindung zusätzlich den Schritt (3) der Wicklung der primären Wendel 20A um einen sekundären Wickelkern 40 mit einem sekundären Wickelkerndurchmesser M&sub2; zur Herstellung einer Doppelglühwendelgestalt, wobei B &ge; A ist.Referring to Figure 5, the method of the present invention additionally includes the step (3) of winding the primary coil 20A around a secondary winding core 40 having a secondary winding core diameter M2 to produce a double coil filament shape, where B ≥ A.

Wie in den Figuren 4 bzw. 5 dargestellt, sind der primäre Wicklungsdurchmesser D&sub1; und der sekundäre Wicklungsdurchmesser D&sub2; des Glühfadens:As shown in Figures 4 and 5 respectively, the primary winding diameter D�1 and the secondary winding diameter D�2 of the filament are:

D&sub1; = d(A+2) und D&sub2; = D&sub1;(B+2), wobei d gleich dem Glühdrahtdurchmesser ist und 1,40 &le; A &le; 3,00 und 3,0 &le; B &le; 10,0,D₁ = d(A+2) and D₂ = D₁(B+2), where d is the filament diameter and 1.40 ≤ A ≤ 3.00 and 3.0 ≤ B ≤ 10.0,

derart, daß der Glühfaden eine Steigerung in der Kompaktheit zeigt und eine Steigerung in der strukturellen Steifheit beibehält oder zeigt.such that the filament exhibits an increase in compactness and maintains or exhibits an increase in structural stiffness.

Überraschenderweise wurde entdeckt, daß B im Bereich von etwa 3,0 bis etwa 10,0 liegen kann (wenn A die Gleichung 1,40 &le; A &le; 3,0 erfüllt), und wenn die primäre Steigung verringert wird, so daß die innere Steigung (IP) die Bedingung 1,08 &le; IP &le; 1,35 erfüllt, und wobei:Surprisingly, it was discovered that B can range from about 3.0 to about 10.0 (if A satisfies the equation 1.40 ≤ A ≤ 3.0), and if the primary slope is reduced so that the inner slope (IP) satisfies the condition 1.08 ≤ IP ≤ 1.35, and where:

IP = (4B + 1) *PP / (4B + A + 2)IP = (4B + 1) * PP / (4B + A + 2)

und wobei die Wicklung zusätzlich verbessert wird durch Verringern der primären Steigung PP von etwa 155% auf einen so geringen Wert wie etwa 125% und durch Auswählen des Wertes von B derart, daß IP so nah wie möglich beim Zentrum des Bereiches, der durch die Gleichung 1,08 &le; IP &le; 1,35 gegeben ist, gehalten wird.and wherein the winding is further improved by reducing the primary pitch PP from about 155% to as low as about 125% and by selecting the value of B such that IP is as close as possible to the center of the region, which is given by the equation 1.08 ≤ IP ≤ 1.35.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt zusätzlich den Schritt (4) der Entfernung im wesentlichen des gesamten Kerns der Doppelglühwendel 20, mit Ausnahme des Kerns in den Stegen 21. Der Kern in den Stegen 21 bleibt vorzugsweise unberührt, um die strukturelle Unversehrtheit des Glühfadens 20 zu bewahren, wenn er innerhalb der Hülle montiert und durch die Stege an ein Befestigungselement gecrimpt oder daran befestigt wird.The method of the present invention additionally includes the step (4) of removing substantially all of the core of the double filament 20, except for the core in the webs 21. The core in the webs 21 is preferably left untouched in order to preserve the structural integrity of the filament 20 when it is assembled within the envelope and crimped or secured to a fastener through the webs.

Figur 6 zeigt den Außendurchmesser D&sub2; der in Figur 5 dargestellten Glühfadenwicklung, wobei der primäre Wickelkerndurchmesser M&sub1; größer ist als der Durchmesser des Glühdrahtes 19 und der sekundäre Wickelkerndurchmesser M&sub2; größer ist als der Durchmesser der primären Glühwendel 20A.Figure 6 shows the outer diameter D2 of the filament winding shown in Figure 5, where the primary winding core diameter M1 is larger than the diameter of the filament 19 and the secondary winding core diameter M2 is larger than the diameter of the primary filament 20A.

Die am meisten bevorzugte Wendelgestalt wird in dem Kolben (CC8- Konfiguration) zentriert, um die Temperatur der Kolbenwand auszugleichen. Bei den höheren Nennleistungen ermöglicht dies, die Belastung der Kolbenwand zu minimieren. Bei den geringeren Nennleistungen ermöglicht dies, die minimale Temperatur der Kolbenwand (für die Funktion des Wolfram-Halogen-Zyklus erforderlich) ohne Kaltpunkte zu erreichen.The most preferred coil shape is centered in the piston (CC8 configuration) to equalize the piston wall temperature. At the higher power ratings, this allows the piston wall stress to be minimized. At the lower power ratings, this allows the minimum piston wall temperature (required for the tungsten-halogen cycle to function) to be achieved without cold spots.

Das Zentrieren der Wendel in dem Kolben ist auch wichtig für Glühfäden, die im Brennpunkt der Reflektoren angeordnet sind, da dies die Lichtstreuung um die Mittelachse des Reflektors ausgleicht.Centering the coil in the bulb is also important for filaments located at the focal point of reflectors, as this compensates for the scattering of light around the central axis of the reflector.

Es folgt nun ein Beispiel eines durch die vorliegende Erfindung verbesserten Glühfadens: 35 WATT/84 VOLT The following is an example of a filament improved by the present invention: 35 WATTS/84 VOLTS

wobei BL / D&sub2; = (L/D) / (Faktor) und BL - Körperlänge; D&sub2; - Außendurchmesser; P&sub2; - Sekundäre Steigung (1,50)where BL / D₂ = (L/D) / (factor) and BL - Body length; D₂ - Outside diameter; P₂ - Secondary slope (1.50)

Bei der Probenwicklung, bei der die Wickelkernverhältnisse niedrig sind, beträgt die erhaltene Körperlänge etwa 14 mm. Die verbesserten Wicklungen # 1, 2 und 3 zeigen Längenverminderungen von etwa 39%, 57% bzw. 67%, verglichen mit dem Probenglühfaden.For the sample winding, where the winding core ratios are low, the resulting body length is about 14 mm. The improved windings #1, 2 and 3 show length reductions of about 39%, 57% and 67% respectively, compared to the sample filament.

Was Lampen betrifft, die Lampen vom Reflektortyp für den Betrieb bei hohen Spannungen, insbesondere für den Betrieb in Übersee bei 225 und 245 Volt, darstellen, erfordern solche Lampen typischerweise eine Inbetriebnahme mit extrem langen Glühfäden.As for lamps, reflector-type lamps for operation at high voltages, particularly for overseas operation at 225 and 245 volts, such lamps typically require commissioning with extremely long filaments.

Außerdem erfordern Glühfäden, die für den Betrieb bei einer Netzspannung, wie beispielsweise 120 oder 130 Volt, ausgelegt sind, ebenfalls das Ausgehen von einem langen Glühfaden. Das verbesserte Verfahren zur Verringerung des Schärfenverlusts und zur Verbesserung der Sammelleistung wird für die Wicklung eines Glühfadens zu einer kompakten Wendel sorgen, die für diese Anwendungen besonders vorteilhaft ist, und kann zu einem verbesserten Betrieb bei hohen Spannungen führen, da typische Wicklungsmethoden zu extrem langen Glühfäden, die größere Hüllen benötigen, zu komplexeren Halterungsvorrichtungen und einer stärkeren Streuung des Lichts geführt haben.In addition, filaments designed to operate at a line voltage such as 120 or 130 volts also require starting from a long filament. The improved method of reducing focus loss and improving collection efficiency will allow for winding a filament into a compact coil that is particularly advantageous for these applications and may result in improved operation at high voltages, as typical winding methods have resulted in extremely long filaments requiring larger envelopes, more complex support devices and greater scattering of the light.

Darüber hinaus kann die vorstehend erwähnte Glühfadengestalt auch zu einem Betrieb ohne spannungsreduzierende oder gleichrichtende Elemente (beispielsweise eine Diode) führen, was die Modulation des Lichts und Leistungsschwankungen beseitigt, die aus der Verwendung solcher gleichrichtender Elemente resultieren. Die Beseitigung der gleichrichtenden Elemente ist besonders wichtig im Bereich von 225 bis 245 Volt, da die geringe Glühfadenmasse zu größeren thermischen Schwankungen führt, und vorteilhaft, wo kleine Reflektorlampenmodelle gesucht werden, wegen der von der Lampenkapsel erzeugten Hitze, der der Gleichrichter ausgesetzt ist.In addition, the filament shape mentioned above can also lead to operation without voltage reducing or rectifying elements (e.g. a diode), which eliminates the modulation of light and power fluctuations resulting from the use of such rectifying elements. The elimination of the rectifying elements is particularly important in the range of 225 to 245 Volt, since the small filament mass leads to greater thermal fluctuations, and advantageous where small reflector lamp models are sought, because of the heat generated by the lamp capsule to which the rectifier is exposed.

Die kompaktere Wendel, die sich hieraus ergibt, führt auch zu einer geringeren Kapselgröße, die die nachstehenden, bisher nicht erreichbaren Vorteile bereitstellt:The resulting more compact coil also results in a smaller capsule size, which provides the following previously unattainable advantages:

1. Ermöglicht den Betrieb von Wolfram-Halogen-Kapseln niedrigerer Leistung bei höheren Spannungen, da die Belastung der Kolbenwand verringert ist;1. Enables operation of lower power tungsten-halogen capsules at higher voltages as the stress on the bulb wall is reduced;

2. Ermöglicht die Verwendung von Hochdruck-Wolfram-Halogen- Kapseln&sub1; was wiederum zu einer geringeren Kapselenergie und folglich verbesserter Eindämmung während des Lampenbogenzusammenbruchs bei Lampenausfall führt; und2. Enables the use of high pressure tungsten-halogen capsules, which in turn results in lower capsule energy and consequently improved containment during lamp arc breakdown in the event of lamp failure; and

3. Ermöglicht geringere Gesamtmaterialkosten für Lampenteile wie Glas, Füllgas und äußere Umhüllung.3. Enables lower overall material costs for lamp parts such as glass, fill gas and outer envelope.

Claims (12)

1. Glühlampe mit einer Doppelwendel (20) aus feuerfestem Metalldraht (19) mit einem Durchmesser d, wobei der primäre Wicklungsdurchmesser D&sub1; und der sekundäre Wicklungsdurchmesser D&sub2; des Glühfadens (20) durch folgende Gleichungen definiert sind:1. Incandescent lamp with a double coil (20) made of fire-resistant metal wire (19) with a diameter d, the primary winding diameter D₁ and the secondary winding diameter D₂ of the filament (20) being defined by the following equations: D&sub1; = d(A+2);D1 = d(A+2); D&sub2; =D&sub1;(B+2);D₂ =D�1(B+2); 1,40 &le; A &le; 3,00; and1.40 ≤ A ≤ 3.00; and 3,0 &le; B &le; 10,0,3.0 ≤ B ≤ 10.0, worin d gleich dem Glühfadendurchmesser ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Steigung IP des Doppelwendel-Glühfadens (20) die Bedingungwhere d is equal to the filament diameter, characterized in that the inner pitch IP of the double-coil filament (20) satisfies the condition 1,08 &le; IP &le; 1,351.08 ≤ IP ≤ 1.35 erfüllt, wobei die innere Steigung IP dieses Doppelwendel- Glühfadens (20) wie folgt definiert ist:where the inner pitch IP of this double-coil filament (20) is defined as follows: IP = (4B + 1) *PP / (4B + A + 2)IP = (4B + 1) * PP / (4B + A + 2) wobei PP der Steigung der primären Wendel (20A) gleich ist; und daß die sekundäre Steigung sich im Bereich von 1,40 bis 1,60 befindet.where PP is equal to the pitch of the primary helix (20A); and that the secondary pitch is in the range of 1.40 to 1.60. 2. Glühfaden nach Anspruch 1, bei welchem die primäre Steigung PP im Bereich von 1,55 bis 1,25 liegt.2. Filament according to claim 1, wherein the primary pitch PP is in the range of 1.55 to 1.25. 3. Glühfaden nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der feuerfeste Metalldraht (19) Wolfram umfaßt.3. Filament according to claim 1 or 2, wherein the refractory metal wire (19) comprises tungsten. 4. Glühlampe mit einem Glühfaden, wie er in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht ist.4. An incandescent lamp having a filament as claimed in any of the preceding claims. 5. Lampe nach Anspruch 4, welche eine Wolfram-Halogen-Lampe mit einem Halogen oder einem Halogenid als Teil des Füllgases ist.5. A lamp according to claim 4, which is a tungsten-halogen lamp with a halogen or a halide as part of the fill gas. 6. Lampe nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die Glühwendelgestalt (20) in dem Kolben zentriert ist.6. Lamp according to claim 4 or 5, wherein the filament shape (20) is centered in the bulb. 7. Lampe nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, die ein Paar Zuleitungsdtähte (14, 16) aufweist, die in der Hülle (12) durch Quetschung eingesiegelt sind und sich von ihr wegerstrecken.7. A lamp according to any one of claims 4 to 6, comprising a pair of lead wires (14, 16) crimp sealed in and extending from the envelope (12). 8. Lampe nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 7, welche zusätzlich einen Reflektor aufweist.8. Lamp according to any one of claims 4 to 7, which additionally comprises a reflector. 9. Lampe nach Anspruch 7 oder 8, die zusätzlich gleichrichtende oder andere die Spannung reduzierende Elemente aufweist, die in Reihe mit dem Glühfaden (20) an einen der Zuleitungsdrähte (14, 16) elektrisch gekoppelt sind, sowie an eine Spannungsquelle, wodurch die am Glühfaden (20) angelegte Spannung reduziert wird.9. A lamp according to claim 7 or 8, additionally comprising rectifying or other voltage reducing elements electrically coupled in series with the filament (20) to one of the lead wires (14, 16) and to a voltage source, whereby the voltage applied to the filament (20) is reduced. 10. Lampe nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 9, bei welcher die Hülle (12) eine Infrarot reflektierende Beschichtung aufweist, derart, daß infrarotes Licht auf den Glühfaden (20) zurückreflektiert wird.10. A lamp according to any one of claims 4 to 9, wherein the envelope (12) has an infrared reflective coating such that infrared light is reflected back onto the filament (20). 11. Verfahren zur Herstellung eines Doppelwendel-Glühfadens, bestehend aus folgenden Schritten:11. A method for producing a double-coil filament, consisting of the following steps: Wicklung eines Glühfadens (19) mit einem Durchmesser d um einen primären Wickelkern (30) mit einem Durchmesser M&sub1; zur Herstellung einer primären Wendel (20A) mit einem primären Wicklungsdurchmesser D&sub1; und Wicklung der primären Wendel (20A) um einen sekundären Wickelkern mit einem Dutchmesser M zur Herstellung eines Doppelwendel-Glühfadens (20) mit einem sekundären Wicklungsdurchmesser D&sub2;, welche die folgenden Gleichungen erfüllt:Winding a filament (19) with a diameter d around a primary winding core (30) with a diameter M₁ to produce a primary coil (20A) with a primary winding diameter D₁ and winding the primary coil (20A) around a secondary winding core with a Dutch knife M to produce a double coil filament (20) with a secondary winding diameter D₂, which satisfies the following equations: D&sub1; = d(A+2);D1 = d(A+2); D&sub2; = D&sub1; = D&sub1;(B+2);D2; = D1 = D1(B+2); 1,40 &le; A 3,00; and1.40 ≤ A 3.00; and 3,0 &le; B &le; 10,0,3.0 ≤ B ≤ 10.0, worin d gleich dem Glühdrahtdurchmesser ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Steigung IP des Doppelwendel-Glühfadens (20) die Bedingungwhere d is equal to the filament diameter, characterized in that the inner pitch IP of the double-coil filament (20) satisfies the condition 1,08 &le; IP &le; 1,351.08 ≤ IP ≤ 1.35 erfüllt,Fulfills, worin IP wie folgt definiert ist:where IP is defined as follows: IP = (4B + 1) *PP / (4B + A + 2)IP = (4B + 1) * PP / (4B + A + 2) worin PP der Steigung der primären Wendel (20A) gleich ist; und daß die sekundäre Steigung sich im Bereich von 1,40 bis 1,60 befindet.where PP is equal to the pitch of the primary helix (20A); and that the secondary pitch is in the range of 1.40 to 1.60. 12. Verfahren nach Anspruch 11, das zusätzlich den Schritt der Entfernung im wesentlichen des gesamten Kerns des Doppelwendel- Glühfadens (20) umfaßt, mit Ausnahme an den Stegen (21) desselben.12. The method of claim 11, additionally comprising the step of removing substantially the entire core of the coiled filament (20), except at the webs (21) thereof.
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