DE4414818A1 - Elektrische Glühlampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Glühlampe. Glühlampen werden für eine Vielzahl von Aufgaben einge­ setzt: Als Meldelampen zeigen sie den Zustand von elektri­ schen Verbrauchern, Maschinen, Schaltzuständen etc. an, als Signalleuchten geben sie Auskunft über Positionen (z. B. Kfz-Begrenzungsleuchte oder Hinweisleuchten), über Zustände (z. B. Kfz-Blinkleuchte, Bremssignale bei der Bahn), oder sie zeigen Verhaltensvorschriften an (Ver­ kehrsampeln, Verkehrssignale bei der Bahn), oder als Be­ leuchtungskörper dienen sie der besseren Sichtbarmachung von Gegenständen oder Flächen (z. B. Kfz-Scheinwerfer, Raumbeleuchtung).

Teilweise werden heute statt Glühlampen auch andere Leuchtkörper, wie z. B. LED-Anzeigen als Meldeleuchten, elektronische Lampen für Beleuchtungszwecke etc. verwen­ det. Dennoch wird, wegen ihres einfachen Aufbaus und ihrer unkomplizierten Ansteuerbarkeit, nach wie vor die Glühlampe in weiten Bereichen eingesetzt. Als Hauptnach­ teil der Glühlampe müssen deren relativ kurze Lebensdauer sowie deren geringer Wirkungsgrad angesehen werden. Der erstgenannte Nachteil führt in der Praxis leider allzu oft zu mehr oder weniger schwerwiegenden Irritationen: Defekte Meldeleuchten täuschen einen "Aus"-Zustand vor, defekte Hinweisleuchten können zur Nichtbeachtung der Hinweise führen, defekte Kfz-Leuchten (z. B. Kfz-Rückleuchten) las­ sen bei Nacht das Fahrzeug zu spät bzw. nicht eindeutig erkennen, oder ausgefallene Beleuchtungen können erhebli­ che Erkennungsschwierigkeiten mit sich bringen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die letztge­ nannten Nachteile auszuschalten oder sie zumindest stark zu verringern.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Un­ teransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Glühlampe erhält bei defektem Glühfa­ den eine Notfunktion der Lampe aufrecht und läßt darüber­ hinaus den defekten Zustand der Lampe eindeutig erkennen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch einge­ hend veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Glühlampe mit einem er­ sten Glühfaden (Hauptglühfaden) und einem zweiten Glühfa­ den (Nebenglühfaden). Die beiden Glühfäden sind vorteil­ hafterweise über gemeinsame elektrische Zuführungen durch einen isolierenden Glas- oder Keramik-Körper elektrisch anschließbar.

Fig. 2 zeigt das Ersatzschaltbild der Anordnung nach Fig. 1 mit einem Widerstand R1 des Hauptglühfadens H und einem Widerstand R2 des Nebenglühfadens N.

Der zusätzlich zu dem Hauptglühfaden parallel angeordnete Nebenglühfaden ist so dimensioniert, daß seine Leistungs­ aufnahme geringer ist, bei Ausfall des Hauptglühfadens also eine geringere Helligkeit der Lampe resultiert. Um gleichzeitig eine höhere Lebensdauer des Nebenglühfadens zu erreichen, wird dieser bei geringerer Fadentemperatur und damit mit geringerem Wirkungsgrad betrieben. Es ver­ ringert sich dadurch auch der Gesamtwirkungsgrad der Glühlampe, d. h. die Lampe wird thermisch etwas stärker be­ lastet, was aber bei der geringen Leistungsaufnahme des Nebenglühfadens im Regelfall tolerabel ist.

Soll die thermische Belastung der Lampe möglichst unbeein­ flußt bleiben, so sieht eine bevorzugte Anordnung vor, daß die Anzeigefunktion des Nebenglühfadens nicht ständig un­ tergeordnet vorhanden ist, sondern erst im Falle des Aus­ falls des Hauptglühfadens ausgelöst wird. Dies wird da­ durch erreicht, daß beide Glühfäden jeweils auf halber Länge miteinander elektrisch verbunden werden, wie in Fig. 3 skizziert ist. Ein im Glas-/Keramikkörper verankerter weiterer metallischer Stift ist mit beiden Glühfäden je­ weils etwa in deren Mitte kontaktiert und bildet eine elektrische Verbindung zwischen Mittenabgriffen beider Glühfäden.

In Fig. 4 und Fig. 5 sind zugehörige Ersatzschaltbilder für die Normalfunktion (Fig. 4) bzw. die bei Bruch des Hauptglühfadens einsetzende Hilfsfunktion (Fig. 5) darge­ stellt mit jeweils unterteilten Widerständen für Haupt­ glühfaden (Ra1, Rb1) und Nebenglühfaden (Ra2, Rb2). Wegen des wesentlich höheren Widerstands Ra2, Rb2 des Neben­ glühfadens fließt der Strom im Normalfall fast ausschließ­ lich über den Hauptglühfaden, weshalb die thermische Bela­ stung der Lampe durch den zusätzlichen Nebenglühfaden nur gering beeinflußt wird. Erst bei Bruch einer Hälfte des Hauptglühfadens (die Wahrscheinlichkeit, daß beide Hälften gleichzeitig zerstört werden, ist äußerst gering) über­ nimmt die zugehörige, parallel geschaltete Nebenglühfaden­ hälfte ihre aktive Aufgabe. An dieser Nebenglühfadenhälfte liegt jetzt der größte Teil der Versorgungsspannung an, weshalb diese jetzt Licht zu emittieren beginnt (Hilfs­ leuchtfunktion) und dabei die noch intakte Hälfte des Hauptglühfadens fast vollständig entlastet, weshalb dieser jetzt nicht mehr leuchtet.

An einem einfachen Beispiel mit Zahlenwerten soll der Vor­ gang verdeutlicht werden. Es seien wie in Fig. 4 und Fig. 5 eingetragen als frei gewählte Werte Ra1 = Rb1 = 10 Ohm für die Hauptfadenhälfte und Ra2 = Rb2 = 100 Ohm für die Nebenfadenhälfte und U_V = 11 V für die Versorgungsspannung angenommen. Wegen des symmetrischen Aufbaus liegt an der Verbindungsstelle der Fadenmitten die halbe Versorgungsspannung (Uv/2), also Um = 5,5 V an. Die Leistung an den Fadenhälften errechnet sich zu:

P = U×U/R.

Hauptfadenhälfte: P = 5.5×5.5/10 = 3.03 W
Nebenfadenhälfte: P = 5.5×5.5/100 = 0.30 W

In diesem Beispiel beträgt die zusätzliche thermische Be­ lastung (bzw. der zusätzliche Stromverbrauch) der Lampe etwa 10%.

Bei Defekt der Lampe fällt eine Hälfte des Hauptglühfadens aus (z. B. Rb1), somit errechnet sich der Spannungswert an der Verbindungsstelle der Fadenhälften zu:
Widerstand Ra der intakten Hälfte:
1/Ra = 1/Ra1 + 1/Ra2 = 1/10 + 1/100, also Ra = 9.09 Ohm
Widerstand Rb der defekten Hälfte:
Rb = 100 Ohm
Somit ist der Spannungswert
U′m = Uv×Rb/(Ra + Rb) = 10.083 V
Die Leistungswerte der Fadenhälften betragen dann:
Hauptfaden (Ra1) P = 0.917×0.917/10 = 0.084 W (intakte Hälfte)
Nebenfaden (Rb2) P = 10.083×10.083/100 = 1.02 W (defekte Hälfte)

Man sieht, daß die verbleibende, notwendige Hauptfaden­ hälfte fast vollständig entlastet wird und der Nebenglüh­ faden seine Hilfsfunktion übernimmt.

In der nachfolgenden Tabelle werden die Leistungsverhält­ nisse (in Watt) vor und nach dem Bruch des Hauptglühfadens der besseren Übersicht halber nochmals aufgelistet:

Durch geeignete Dimensionierung des Nebenglühfadens (Wi­ derstand) kann dessen Sollfunktion genau eingestellt wer­ den.

Nachfolgend werden stichpunktartig die Vorteile der Erfin­ dung welche sich bei Ausfall der Leuchte ergeben, an eini­ gen Beispielen aufgezeigt:
Rückleuchte Kfz: Erkennen des Kfz von hinten noch sicher möglich
Abblendlicht Kfz: Erkennen des Kfz von vorne noch sicher möglich
Blinkleuchte Kfz: Richtungswechsel noch erkennbar
Meldelampe: Zustandsanzeige noch erkennbar
Signallampe für Verkehrsregelung: Verkehr nicht gefährdet, da keine "Falschmeldung"
Begrenzungsleuchten an Fahrzeugen: Sichere Erkennung noch möglich
Not-Lampen: noch eingeschränkt in der Funktion tauglich
Raumbeleuchtung: als Notbeleuchtung tauglich.

Claims (3)

1. Elektrische Glühlampe mit einem ersten Glühfaden, ge­ kennzeichnet durch einen in baulicher Einheit zu dem er­ sten Glühfaden parallel geschalteten zweiten Glühfaden, der gegenüber dem ersten Glühfaden eine geringe Leistungs­ aufnahme aufweist.

2. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Glühfaden gegenüber dem ersten Glühfaden mit niedriger Fadentemperatur betrieben wird.

3. Glühlampe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide Glühfäden jeweils einen Mittenab­ griff aufweisen und die beiden Mittenabgriffe miteinander elektrisch verbunden sind.