EP0765528A1 - Elektrische glühlampe und leuchtkörper für glühlampen - Google Patents

Elektrische glühlampe und leuchtkörper für glühlampen

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EP0765528A1
EP0765528A1 EP95920744A EP95920744A EP0765528A1 EP 0765528 A1 EP0765528 A1 EP 0765528A1 EP 95920744 A EP95920744 A EP 95920744A EP 95920744 A EP95920744 A EP 95920744A EP 0765528 A1 EP0765528 A1 EP 0765528A1
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EP
European Patent Office
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lamp
luminous element
bulb
incandescent lamp
filament
Prior art date
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EP95920744A
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English (en)
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EP0765528B1 (de
Inventor
Axel Bunk
Andreas Hollstein
Ulrich Binder
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00—Details
    • H01K1/28—Envelopes; Vessels

Definitions

  • the invention relates to an electric incandescent lamp according to the preamble of claim 1 and to luminous elements which are suitable for incandescent lamps, in particular for incandescent lamps according to claim 1.
  • This type of lamp is used both in general lighting and for special lighting purposes, in combination with a reflector, for example in projection technology.
  • IR layer for short - The rotationally symmetrical shape of the lamp bulb in conjunction with a coating reflecting IR radiation applied to its inner and / or outer surface - hereinafter referred to as IR layer for short - causes a large part of the IR radiation power emitted by the luminous element to reflect back becomes.
  • the resulting increase in lamp efficiency can be used on the one hand with constant electrical power consumption for a temperature increase in the filament and consequently an increase in the luminous flux.
  • a given luminous flux can be achieved with a lower electrical power consumption - an advantageous “energy saving effect”.
  • Another desirable effect is that due to the IR layer, significantly less IR radiation power is emitted through the lamp bulb and thus the surroundings are heated than in conventional ones Lightbulbs.
  • the power density of the IR radiation components within the lamp bulb decreases with the number of reflections and consequently also the efficiency of the incandescent lamp. It is therefore crucial for the increase in efficiency that can actually be achieved to minimize the number of reflections required for returning the individual IR rays to the luminous element.
  • Corresponding helixes can only be realized to a very limited extent due to the limited ductility of the tungsten wire that is generally used for this.
  • a cube-shaped helix is proposed as a rough but practical approximation for a sphere.
  • the helix has the largest diameter in its center. This gradually decreases towards the two ends of the helix.
  • it is proposed to arrange a luminous element in each of the two focal points of the ellipsoid.
  • EP-A 0 470 496 discloses a lamp with a spherical bulb, in the center of which a cylindrical luminous element is arranged. This document teaches that the loss of efficiency can be limited to an acceptable level by the deviation of the filament from the ideal spherical shape under the following conditions. Either the bulb diameter and filament diameter or length must be carefully coordinated within a tolerance range, or the diameter of the filament must be significantly smaller (small factor 0.05) than that of the lamp bulb. In addition, a lamp with an ellipsoidal bulb is specified, in the focal line of which an elongated luminous element is arranged axially.
  • DE-OS 30 35 068 finally specifies a teaching for minimizing the aberration losses which are unavoidable even in the latter embodiment. Thereafter, the two focal points of the ellipsoidal lamp bulb lie on the axis of the cylindrical luminous element and at predetermined distances from its respective ends.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages mentioned and to provide an incandescent lamp which is characterized by efficient return of the emitted IR radiation to the luminous element and consequently high efficiency.
  • compact lamp dimensions with high luminance levels should be made possible, as is sought in particular for low-voltage halogen incandescent lamps.
  • this object is achieved by the characterizing features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are explained in the dependent claims.
  • Another object is to specify a particularly compact design of the filament, which is particularly, but not exclusively, suitable for lamps according to the invention. This object is achieved by luminous elements according to claims 15 to 18.
  • the basic idea of the invention is based on shaping the rotationally symmetrical bulb wall in such a way that almost all IR rays which are generated on the lateral surface of a luminous element axially arranged inside the lamp bulb, with an essentially circular-cylindrical outer shape, after reflection on the bulb ⁇ wall back to the filament.
  • the piston surface corresponds essentially to an ellipsoid-like barrel body and is generated by rotating an ellipse section which may only be approximate.
  • the axis of rotation lies in the plane of the ellipse section and is displaced parallel to the large semiaxis by a distance.
  • the two focal points of the ellipse section each describe an annular focal line.
  • the distance corresponds approximately to the radius of the approximately circular-cylindrical envelope of the luminous element.
  • the length of the filament corresponds approximately to the distance between the two focal lines or can also deviate slightly therefrom.
  • Axially arranged single or double filaments made of tungsten are used as the luminous element.
  • the filament is electrically conductively connected to two power supply lines, both of which are either gas-tight at one end of the lamp bulb or separately at the two opposite ends of the lamp bulb. leads are. Sealing is generally done through a pinch. However, another sealing technique is also possible, for example a plate melting.
  • the version closed on one side is particularly suitable for low-voltage applications. In this case, very compact lamp dimensions can be achieved due to the relatively short illuminants.
  • the filament can be fixed at both ends by a sufficiently rigid, axially arranged power supply.
  • the largest possible part of the bulb wall can be used as an effective reflection surface.
  • the lamp bulb has a lamp neck at one or, if appropriate, at both ends in the region of the current leadthrough.
  • the lamp neck surrounds the current feedthrough as closely as possible and merges into a seal. So that the lamp can be inserted through the lamp neck into the lamp bulb during the manufacture of the lamp, the inner diameter z of the lamp neck must be at least at one end of the lamp bulb slightly larger than the outer diameter d of the lamp. Typical values for the difference between the two diameters are up to 5 mm, preferably less than 2 mm.
  • the lamp according to the invention can be operated with good efficiency and compact dimensions as long as the The quotient d / D from the outer diameter d of the luminous element and the largest outer diameter D of the lamp bulb is greater than approximately 0.15 and is preferably in the range between greater than 0.15 and less than 0.5, and the quotient d / z is composed of outer diameter d of the filament and inner diameter z of the lamp neck is greater than 0.25, preferably greater than or equal to 0.4.
  • the lamp bulb is shown as a closed elliptical barrel body 1 with a vanishing wall thickness, in its interior a luminous element 2 with a circular cylindrical outer contour is arranged centrally axially.
  • the power supply lines and the pinch (s) are not shown for simplification.
  • the longitudinal axis r of the luminous element 2 forms the axis of rotation of the barrel element 1.
  • the part of the barrel element which is directly adjacent to the lateral surface of the luminous element is generated by an ellipse half 3.
  • the four corner points of the rectangular longitudinal section of the luminous element are identical to the focal points J , 2 , J ', F 2 ' of the two opposite ellipse halves 3, 3 'of the bulb partial contour. Due to the rotational symmetry, the two focal points of the generating ellipse half describe two corresponding circular focal lines f, or / 2 , which coincide with the two circular edges of the outer contour of the circular-cylindrical luminous element. The maximum distance between the outer surface of the luminous element and the bulb wall thus corresponds to the small semiaxis b of the ellipse half generating the partial bulb contour.
  • the contours of the lamp bulb and the luminous body each correspond to concentric circles. Approximately circular waves are therefore formed in these planes, the wave fronts of which are adapted to the corresponding piston contour and are consequently reflected back undisturbed.
  • Diameter d is essentially calculated from the intended electrical
  • the IR layer is applied to the inner surface of the lamp bulb.
  • this inner surface is approximately shaped to an optimal reflection surface for the IR rays emanating from the outer surface of the luminous element.
  • the shape of the inner surface cannot generally be controlled as precisely as is possible with the outer surface, for example by means of appropriate form rollers.
  • the IR layer generally does not have the calculated contour exactly.
  • the material of the coating must also be resistant to the filling.
  • the IR layer is located on the outer surface of the lamp bulb, so that no consideration needs to be given to the filling.
  • the IR layer can be applied in a simple manner.
  • the IR rays emanating from the outer surface of the luminous element are now refracted at the interface between the medium inside the lamp bulb and that of the lamp bulb wall.
  • the beam offset caused thereby means that - depending on the wall thickness and the difference in refractive index at the interface - some beams, in particular those originating from the focal points, are no longer reflected back into the focal line.
  • the generator in this case is a slightly modified ellipse section (not shown) that has to be calculated numerically.
  • the inner diameter of the lamp neck is only insignificantly larger than the outer diameter of the luminous element. For this reason, the lamp bulb, particularly if it is closed by a pinch seal that is relatively wide due to the foil passage, has a pronounced constriction in the area of the lamp neck.
  • a particularly compact design of the power supply lines and the filament was developed.
  • the current leads from the seal to the ends of the filament are guided within the outer diameter of the filament.
  • the power supply connected to the end of the luminous element remote from the seal is returned within the luminous element, preferably centrally axially. In this way, shading of the coil surface is avoided.
  • a particularly compact arrangement is a double helical spiral structure.
  • the filament consists of two spatially interlocking filament sections. In one embodiment, the two spiral sections are implemented as identical helical lines.
  • both filament sections are connected to one another.
  • both filament sections merge into a power supply.
  • compact filament shapes can be used not only in barrel bodies but also in other bulb shapes, for example in ellipsoidal or spherical bulbs, as were cited at the beginning.
  • the pitch of the filament of the filament is advantageously as small as possible so that the IR rays reflected from the lamp bulb are highly likely to strike the filament.
  • Such a compact design of the filament can be achieved particularly easily with LV lamps, since the thickness of the filament wire is particularly large. In this way, in accordance with the embodiments described above, short luminous bodies with high rigidity can be produced.
  • the compact geometric dimensions predestine this lamp in particular for a combination with an external reflector, as is used, for example, in projection technology.
  • the optical system efficiency is higher the closer the light source used is to an ideal point light source.
  • At least one of the two current leads of the luminous element is spread in the direction of its end remote from the luminous element to a distance greater than the inner diameter z of the lamp neck.
  • the spreading takes place over the entire length or only over a partial area of the respective power supply.
  • Both current leads preferably have the same spread, symmetrical to the longitudinal axis of the luminous element.
  • the lamp bulb is usually filled with inert gas, for example with N 2 , Xe, Ar and / or Kr.
  • inert gas for example with N 2 , Xe, Ar and / or Kr.
  • halogen additives which maintain a tungsten-halogen cycle in order to counteract blackening of the bulb.
  • the lamp bulb consists of a translucent material, for example quartz glass.
  • the lamp can be operated with an outer bulb. If a particularly strong reduction in the IR power emitted into the environment is desired, this can also have an IR layer.
  • the IR layer can be designed, for example, as an interference filter known per se - usually a sequence of alternating dielectric layers of different refractive indices.
  • the basic structure of suitable IR layers is e.g. explained in EP-A 0 470 496.
  • Show it 1 shows the basic principle of the invention on the basis of a longitudinal section through an ellipsoidal barrel body
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an NV lamp with an outer coating that is squeezed on one side
  • Fig. 3 shows an embodiment of a one-sided pinched invention
  • Fig. 4 shows an embodiment of a one-sided pinched invention
  • Fig. 5 shows an embodiment of a two-sided pinched invention
  • FIG. 4 A first exemplary embodiment of a lamp 4 according to the invention is shown schematically in FIG.
  • This is a 'halogen incandescent lamp with a nominal voltage of 12 V and a nominal power of 75 W. It consists of a lamp bulb 5 which is squeezed on one side and which is shaped as an ellipsoidal barrel body. It is made of quartz glass with a wall thickness of approximately 1 mm and merges at its first end into a neck 9 which ends in a pinch seal 6. It has a pump tip 7 at its opposite end.
  • An IR layer 8 is applied to its outer surface, consisting of an interference filter with more than 20 layers of Ta2Ü5 and SiO2.
  • the ⁇ sen outer surface the calculated contour of the ellipsoidal barrel body is impressed.
  • the largest outer diameter of the lamp bulb 5 is approximately 10 mm and the length of the lamp neck 9 is approximately 3 mm with an outer diameter of approximately 6 mm.
  • Inside the lamp bulb there is a filling of approx. 6670 hPa xenon (Xe) with an admixture of 5600 ppm hydrogen bromide (HBr) and an axially arranged luminous element 2 'with a length of 3.7 mm and an outer diameter of 2.2 mm.
  • the luminous element 2 ' is made of tungsten wire with a diameter of 227 ⁇ m and a length of 94 mm, its electrical resistance at room temperature being approximately 0.09 ⁇ .
  • the tungsten wire is wound into a simple helix which has 11 turns with a pitch of 316 ⁇ m and a core diameter of 1746 ⁇ m, corresponding to a pitch factor of approximately 1.39 and a core factor of approximately 7.7.
  • the power supply lines 10a, b are formed directly by the spiral wire and connected to molybdenum foils 11a, b in the pinch seal 6.
  • the molybdenum foils 11a, b are in turn connected to outer socket pins 12a, b.
  • the first power supply line 10a is guided parallel to the longitudinal axis of the lamp and in alignment with the outer surface of the luminous element 2 '.
  • the second current supply 10b of the luminous element 2' is bent towards the axis and runs centrally along the axis of the turns to the end remote from the base. This prevents any foreclosure.
  • the lamp has a color temperature of approx. 3150 K.
  • the luminous flux is 2100 Im, which corresponds to a luminous efficacy of 28.7 ImAV. Compared to operating the same lamp without an IR layer, up to 25% of the electrical energy can be saved.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a lamp 4 'according to the invention in a schematic representation.
  • the IR layer 8 ' is located on the inside of the lamp bulb 5.
  • the IR rays therefore strike the IR layer directly, without the wall of the lamp bulb 5 beforehand to happen.
  • the axially centrally arranged single-coiled filament 13 is shaped like a double helix directly from a 227 ⁇ m thick tungsten wire.
  • One half of the coil of the coil body is guided in the manner of a right-hand screw in the direction of the pump tip 7.
  • the second half is turned in the same direction, but in the opposite direction.
  • the two power supply lines 10a, 10b are formed directly by the ends of the helical wire. They are arranged in the plane of the pinch seal 6 and are guided parallel to one another — approximately at the distance from the diameter of the coil — from the end of the luminous element near the base to the molybdenum foils 11a, b connected with base pins 12a, b.
  • Xe 6670 hPa xenon
  • HBr hydrogen bromide
  • FIG. 4 A further exemplary embodiment of a lamp 4 ′′ according to the invention is shown schematically in FIG. 4. It is a HV halogen incandescent lamp squeezed on one side with an outer coating 8, which is suitable for direct operation at a mains voltage of 230 V.
  • the double-coiled lamp Luminous body 14 consists of 18 helical turns. These are wound on an electrically insulating tube 15 made of Al2 ⁇ 3 ⁇ ceramic, which ensures good mechanical and thermal stability. This is of great importance for optimum efficiency of this lamp 4 ", since this is the only way
  • the lateral surface of the luminous element 14 can be fixed with the required accuracy between the two focal lines of the lamp bulb 16. This applies in particular when the lamp 4 "is operated horizontally.
  • the tube .15 prevents the long and less rigid lamp body 14 from bending.
  • the end of the lamp body 14 remote from the seal is electrically conductive via a tungsten bracket 171 with the internal return 17
  • the luminous element 14 is axially centered by the support of the inner return 17 in the pump tip 18. Further details on this type of holding of a luminous element can be found in DE-GM 91 15 714.
  • FIG. 5 A further exemplary embodiment of a lamp 4 ′ ′′ according to the invention is shown schematically in FIG. 5. It is a two-sided squeezed HV halogen incandescent lamp with an outer coating 8, which is suitable for direct operation at a mains voltage of 120 V.
  • Lamp bulb 19 has a simply turned filament 20 arranged concentrically, the last turn at both ends of filament 20 being approximately identical to the focal lines of lamp bulb 19, as in the previous examples
  • Power supply lines 22a, 22b are held between the lamp bulb 19 and the two pinches 21a, 21b, the lamp 4 '"each has a lamp neck 23a or 23b.
  • the inside diameter of the first lamp neck 23a is only insignificantly larger than the outside diameter of the lamp body 20.
  • the lamp body 20 is inserted into the lamp bulb 19 through this lamp neck 23a.
  • the inside diameter of the lamp neck 23b arranged opposite is only insignificantly larger than the diameter of the power supply line 22b which is closely surrounded by it.
  • the Lamp 4 '" has a larger reflective surface at this end than at its opposite end.
  • the lamp is preferably oriented such that the lamp end with the narrower lamp neck 23b points downward. In this way, a temperature gradient caused by convection is created counteracted between the two lamp ends.

Landscapes

  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Eine elektrische Glühlampe (4), insbesondere Halogenglühlampe, weist einen Lampenkolben (5) auf, der als ellipsoider oder ellipsoidähnlicher Tonnenkörper geformt und mit einer IR-Schicht (8) versehen ist. Innerhalb des Lampenkolbens (5) ist axial ein kompakter Leuchtkörper (2') mit kreiszylindrischer Außenkontur angeordnet, wobei die Brennlinien des ellipsoidähnlichen Tonnenkörpers jeweils näherungsweise mit der letzten leuchtenden Windung an den beiden Enden des Leuchtkörpers zusammenfallen. Dadurch wird der Lampenwirkungsgrad verbessert. Der kompakte Leuchtkörper ist bevorzugt als Schraubenwendel (2') realisiert, deren dichtungsferne Stromzuführung (10b) innerhalb der Schraubenwendel (2') zurückgeführt ist, oder doppelhelixartig geformt ist.

Description

Elektrische Glühlampe und Leuchtkörper für Glühlampen
Die Erfindung betrifft eine elektrische Glühlampe gemäß dem Oberbegriff des An¬ spruchs 1, sowie Leuchtkörper, die sich für Glühlampen, insbesondere für Glüh¬ lampen gemäß Anspruch 1 eignen.
Diese Art von Lampen wird sowohl in der Allgemeinbeleuchtung, als auch für be¬ sondere Beleuchtungszwecke eingesetzt, in Kombination mit einem Reflektor bei¬ spielsweise in der Projektionstechnik.
Die rotationssymmetrische Form des Lampenkolbens in Verbindung mit einer auf sei- ner Innen- und/oder Außenfläche aufgebrachten IR-Strahlung reflektierenden Be¬ schichtung - im folgenden verkürzend als IR-Schicht bezeichnet - bewirkt, daß ein Großteil der vom Leuchtkörper abgestrahlten IR-Strahlungsleistung zurückreflektiert wird. Die dadurch erzielte Erhöhung des Lampenwirkungsgrades läßt sich einerseits bei konstanter elektrischer Leistungsaufnahme für eine Temperaturerhöhung des Leuchtkörpers und folglich eine Steigerung des Lichtstromes nutzen. Andererseits läßt sich ein vorgegebener Lichtstrom mit geringerer elektrischer Leistungsaufnahme erzielen - ein vorteilhafter „Energiespareffekt". Ein weiterer wünschenswerter Effekt ist, daß aufgrund der IR-Schicht deutlich weniger IR-Strahlungsleistung durch den Lampenkolben hindurch abgestrahlt und damit die Umgebung erwärmt wird, als bei herkömmlichen Glühlampen.
Wegen der unvermeidlichen Absorptionsverluste in der IR-Schicht nimmt die Lei¬ stungsdichte der IR-Strahlungsanteile innerhalb des Lampenkolbens mit der Anzahl der Reflexionen ab und folglich auch der Wirkungsgrad der Glühlampe. Entscheidend für die tatsächlich erzielbare Steigerung des Wirkungsgrades ist es deshalb, die für eine Rückführung der einzelnen IR-Strahlen auf den Leuchtkörper erforderliche An¬ zahl von Reflexionen zu minimieren.
Diese Art von Lampen ist beispielsweise in der US-PS 4 160 929, der EP- A 0 470 496 und der DE-OS 30 35 068 offenbart. Die US-PS 4 160 929 lehrt, daß zur Optimierung des Lampenwirkungsgrads die geometrische Form des Leuchtkör¬ pers auf jene des Lampenkolbens angepaßt sein muß. Außerdem sollte der Leucht¬ körper möglichst exakt im optischen Zentrum des Lampenkolbens positioniert sein. Dadurch wird eine von der Oberfläche des Leuchtkörpers ausgehende Wellenfront an der Kolbenfläche ungestört zurückreflektiert. Folglich werden Aberrationsveriuste minimiert. Ein kugelförmiger Lampenkolben beispielsweise sollte im Idealfall einen zentrisch angeordneten ebenfalls kugelförmigen Leuchtkörper aufweisen. Entspre- chende Wendelfόrmen sind aufgrund der begrenzten Duktilität des dafür in der Regel verwendeten Wolframdrahtes allerdings nur sehr eingeschränkt realisierbar. Als grobe, aber praktikable Näherung für eine Kugel wird eine würfelförmige Wendel vorge¬ schlagen. In einer weiteren Ausführungsform weist die Wendel in ihrer Mitte den größten Durchmesser auf. Dieser nimmt zu den beiden Enden der Wendel hin sukzes- sive ab. Für eine ellipsoide Kolbenform wird vorgeschlagen, in den zwei Brenn¬ punkten des Ellipsoiden jeweils einen Leuchtkörper anzuordnen.
In der EP-A 0 470 496 ist eine Lampe mit kugelförmigem Kolben offenbart, in dessen Zentrum ein zylindrischer Leuchtkörper angeordnet ist. Diese Schrift lehrt, daß die Einbuße an Effizienz durch die Abweichung des Leuchtkörpers von der idealen Ku¬ gelform unter folgenden Voraussetzungen auf ein akzeptables Maß begrenzt werden kann. Entweder müssen Kolbendurchmesser und Leuchtkörperdurchmesser bzw. -länge innerhalb eines Toleranzbereichs sorgfältig aufeinander abgestimmt werden, oder aber der Durchmesser des Leuchtkörpers muß deutlich kleiner sein (kleiner Faktor 0,05) als der des Lampenkolbens. Außerdem ist eine Lampe mit ellipsoidem Kolben angegeben, in dessen Brennlinie ein länglicher Leuchtkörper axial angeordnet ist.
Die DE-OS 30 35 068 schließlich gibt eine Lehre an zur Minimierung der auch bei letztgenannter Ausführungsform unvermeidlichen Aberrationsveriuste. Danach liegen die zwei Brennpunkte des ellipsoiden Lampenkolbens auf der Achse des zylindrischen Leuchtkörpers und in vorgegebenen Abständen von dessen jeweiligen Enden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen und eine Glühlampe anzugeben, die sich durch eine effiziente Rückführung der emittierten IR-Strahlung auf den Leuchtkörper und folglich einen hohen Wirkungsgrad auszeich¬ net. Außerdem sollen kompakte Lampenabmessungen bei hohen Leuchtdichten er¬ möglicht werden, wie dies insbesondere für Niedervolt-Halogenglühlampen angestrebt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des An¬ spruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausfuhrungen der Erfindung sind in den darauf gerichteten Unteransprüchen erläutert. Eine weitere Aufgabe ist es, eine besonders kompakte Bauform des Leuchtkörpers anzugeben, die sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für erfindungsgemäße Lampen eignet. Diese Aufgabe wird durch Leuchtkörper gemäß den Ansprüchen 15 bis 18 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung beruht darauf, die rotationssymmetrische Kolben¬ wand derart zu formen, daß nahezu alle IR-Strahlen, die auf der Mantelfläche eines innerhalb des Lampenkolbens axial angeordneten Leuchtkörpers, mit im wesentlichen kreiszylindrischer Außenform, erzeugt werden, nach der Reflexion an der Kolben¬ wand auf den Leuchtkörper zurückgelangen.
Die Kolbenfläche entspricht im wesentlichen einem ellipsoidähnlichen Tonnenkörper und wird durch Rotation eines ggf. nur angenäherten Ellipsenabschnitts erzeugt. Da¬ bei liegt die Rotationsachse in der Ebene des Ellipsenabschnitts und ist zu dessen gro¬ ßer Halbachse um einen Abstand parallel verschoben. Dadurch beschreiben die beiden Brennpunkte des Ellipsenabschnitts jeweils eine ringförmige Brennlinie.
In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht der Abstand in etwa dem Radius der näherungsweise kreiszylindrischen Einhüllenden des Leuchtkörpers. Die Länge des Leuchtkörpers entspricht ungefähr dem Abstand der beiden Brennlinien oder kann auch geringfügig davon abweichen. Dadurch fallen näherungsweise die beiden ring¬ förmigen Brennlinien des Tonnenkörpers jeweils mit der letzten leuchtenden Windung an den beiden Enden des Leuchtkörpers zusammen.
Als Leuchtkörper werden axial angeordnete Einfach- oder Doppelwendeln aus Wolf¬ ram verwendet. Die geometrische Dimensionierung, also Durchmesser, Steigung und Länge hängt u.a. vom angestrebten elektrischen Widerstand R der Wendel und dieser wiederum von der gewünschten elektrischen Leistungsaufnahme P bei vorgegebener Versorgungsspannung U ab. Wegen P = U2/R sind die Wendeln bei Hoch- volt(HV)lampen in der Regel länger als bei Niedervolt(NV)typen.
Der Leuchtkörper ist mit zwei Stromzuführungen elektrisch leitend verbunden, die entweder beide gemeinsam an einem Ende des Lampenkolbens oder aber getrennt an den beiden gegenüberliegenden Enden des Lampenkolbens gasdicht nach außen ge- führt sind. Die Dichtung erfolgt im allgemeinen über eine Quetschung. Möglich ist aber auch eine andere Verschließtechnik, z.B. eine Tellereinschmelzung. Die einseitig verschlossene Ausführung eignet sich insbesondere für NV-Anwendungen. In diesem Fall lassen sich aufgrund der relativ kurzen Leuchtkörper sehr kompakte Lampenab- messungen realisieren. Bei den vergleichsweise langen und in der Regel weniger stei¬ fen Wendeln für HV- Anwendungen kann es vorteilhaft sein, den Leuchtkörper durch eine axial angeordnete Haltevorrichtung aus elektrisch isolierendem hitzebeständigem Material zu unterstützen, wie dies beispielsweise im DE-GM 91 15 714 vorgeschlagen ist. Bei beidseitig verschlossenen Lampenkolben kann darauf unter Umständen ver- ziehtet werden, weil in diesem Fall die Wendel an ihren beiden Enden jeweils durch eine ausreichend steife axial angeordnete Stromzuführung fixiert werden kann.
Zur Optimierung der Effizienz der Lampe ist es vorteilhaft, wenn ein möglichst großer Teil der Kolbenwand als effektive Reflexionsfläche genutzt werden kann. Dies läßt sich insbesondere dadurch realisieren, daß der Lampenkolben an einem oder ggf. je¬ weils an beiden Enden im Bereich der Stromdurchführung einen Lampenhals aufweist. Der Lampenhals umgibt die Stromdurchführung möglichst eng und geht in eine Dichtung über. Damit sich während der Herstellung der Lampe der Leuchtkörper durch den Lampenhals hindurch in den Lampenkolben einsetzen läßt, muß der innere Durchmesser z des Lampenhalses ggf. mindestens an einem Ende des Lampenkolbens etwas größer sein als der äußere Durchmesser d des Leuchtkörpers. Typische Werte für die Differenz der beiden Durchmesser betragen bis zu 5 mm, bevorzugt weniger als 2 mm. Bezeichnet D den senkrecht zur Rotationsachse des Lampenkolbens grö߬ ten Außendurchmesser, so ergibt sich insgesamt die Beziehung d < z < D. Untersu- chungen haben gezeigt, daß sich die erfindungsgemäße Lampe mit gutem Wirkungs¬ grad bei kompakten Abmessungen betreiben läßt, so lange der Quotient d/D aus äuße¬ rem Durchmesser d des Leuchtkörpers und größtem Außendurchmesser D des Lam¬ penkolbens größer ca. 0,15 beträgt und bevorzugt im Bereich zwischen größer 0,15 und kleiner 0,5 liegt, sowie der Quotient d/z aus äußerem Durchmesser d des Leucht- körpers und innerem Durchmesser z des Lampenhalses größer 0,25 , bevorzugt grö¬ ßer gleich 0,4 beträgt.
Die prinzipiellen Verhältnisse lassen sich besonders einfach mit Hilfe der in Figur 1 gezeigten schematischen Darstellung eines Längsschnitts durch einen Lampenkolben erläutern. Der Lampenkolben ist der Übersichtlichkeit wegen als geschlossener ellip- soider Tonnenkörper 1 mit verschwindender Wanddicke dargestellt, in dessen Innern ein Leuchtkörper 2 mit kreiszylindrischer Außenkontur zentrisch axial angeordnet ist. Die Stromzuführungen und die Quetschung(en) sind zur Vereinfachung nicht darge¬ stellt. Die Längsachse r des Leuchtkörpers 2 bildet die Rotationsachse des Tonnen¬ körpers 1. Der Teil des Tonnenkörpers, welcher der Mantelfläche des Leuchtkörpers unmittelbar benachbart ist, ist durch eine Ellipsenhälfte 3 erzeugt. Die vier Eckpunkte des rechteckigen Längsschnitts des Leuchtkörpers sind mit den Brennpunkten J , 2, J' ,F2' der zwei gegenüberliegenden Ellipsenhälften 3,3' der Kolbenteilkontur identisch. Durch die Rotationssymmetrie beschreiben die beiden Brennpunkte der er¬ zeugenden Ellipsenhälfte zwei entsprechende kreisförmige Brennlinien f, bzw. /2, die mit den beiden kreisförmigen Kanten der Außenkontur des kreiszylindrischen Leucht¬ körpers zusammenfallen. Der maximale Abstand zwischen Mantelfläche des Leucht¬ körpers und der Kolbenwand entspricht also der kleinen Halbachse b der die Kolben¬ teilkontur generierenden Ellipsenhälfte.
Der entscheidende Vorteil' gegenüber bisherigen Lösungen ist, daß nun alle Strahlen, die von der Mantelfläche ausgehen, nach einmaliger Reflexion an der Kolbenwand auf diese Mantelfläche zurückgelangen. Exemplarisch ist dies für die zwei willkürlich ge¬ wählten Strahlen F}AF2 und P:AP2 dargestellt. Der Grund ist, daß alle Strahlen, die irgendwo von der Verbindungslinie F,F2 zwischen den beiden Brennpunkten F,,F2 ausgehen, unter einem kleineren Winkel zum Lot am Punkt A der Ellipsenhälfte 3 re¬ flektiert werden, als die entsprechenden Brennpunktstrahlen. Aufgrund der Rotations¬ symmetrie gilt diese Argumentation für alle Strahlen, die von der Mantelfläche des Leuchtkörpers ausgehen und in den Ebenen verlaufen, die sich in der Rotationsachse (= Längsachse des Lampenkolbens) schneiden.
Für die Strahlen, die in den Ebenen senkrecht zur Rotationsachse verlaufen, entspre¬ chen die Konturen von Lampenkolben und Leuchtkörper jeweils zueinander konzen¬ trischen Kreisen. Es bilden sich in diesen Ebenen daher näherungsweise kreisförmige Wellen aus, deren Wellenfronten an die entsprechende Kolbenkontur angepaßt sind und folglich ungestört zurückreflektiert werden.
Die geometrische Dimensionierung der Wendel, insbesondere ihre Länge L und ihr
Durchmesser d, errechnet sich im wesentlichen aus der vorgesehenen elektrischen
Leistungsaufnahme. Mit Hilfe der Ellipsengleichung (s. z.B. Encyclopedia of Science, McGraw-Hill, S.560) läßt sich damit eine Beziehung für die große Halbachse a der den ellipsoiden Teil des Tonnenkörpers erzeugenden Ellipsenhälfte (bzw. Ellipsen¬ abschnitts) angeben:
In dieser Darstellung ist die kleine Halbachse bund somit der größte Durchmesser D = 2-(b + d/2) des Lampenkolbens ein „frei" wählbarer Parameter. D.h. unter Bei¬ behaltung der geschilderten prinzipiellen Reflexionsverhältnisse können unterschied¬ lich kompakte Lampenkolben realisiert werden.
In einer ersten Ausführungsform ist die IR-Schicht auf der Innenfläche des Lampen- kolbens aufgebracht. Gemäß obiger Lehre ist diese Innenfläche näherungsweise zu einer optimalen Reflexionsfläche für die von der Mantelfläche des Leuchtkörpers aus¬ gehenden IR-Strahlen geformt. Allerdings kann während der Herstellung des Lam¬ penkolbens die Formgebung der Innenfläche im allgemeinen nicht so exakt kontrolliert werden wie dies bei der Außenfläche - beispielsweise mittels entsprechender Formrol- len - möglich ist. Dadurch weist die IR-Schicht im allgemeinen nicht exakt die berech¬ nete Kontur auf. Außerdem muß in diesem Fall das Material der Beschichtung resi- stent gegen die Füllung sein.
In einer zweiten Ausführungsform befindet sich die IR-Schicht hingegen auf der Au- ßenfläche des Lampenkolbens, so daß keine Rücksicht auf die Füllung genommen werden braucht. Außerdem läßt sich die IR-Schicht auf einfache Weise auftragen. Al¬ lerdings werden nun die von der Mantelfläche des Leuchtkörpers ausgehenden IR- Strahlen an der Grenzfläche zwischen dem Medium innerhalb des Lampenkolbens und dem der Lampenkolbenwand gebrochen. Der dadurch verursachte Strahlversatz führt dazu, daß - abhängig von der Wandstärke und der Brechzahldifferenz an der Grenz¬ fläche - einige Strahlen, insbesondere die von den Brennpunkten ausgehenden, nicht mehr in die Brennlinie zurückreflektiert werden. Zur Optimierung des Lampenwir¬ kungsgrades ist es daher vorteilhaft, den genannten Strahlversatz durch eine entspre¬ chend angepaßte Kolbenkontur zu kompensieren. Die Erzeugende ist in diesem Fall ein leicht modifizierter Ellipsenabschnitt (nicht dargestellt), der numerisch berechnet werden muß. Die Randbedingung ist wiederum, daß alle Strahlen, die von der Mantel¬ fläche des Leuchtkörpers ausgehen und in den Ebenen verlaufen, die sich in der Rota¬ tionsachse (= Längsachse des Lampenkolbens) schneiden, nach einmaliger Reflexion an der IR-Schicht auf die Mantelfläche zurückgelangen. In einer bevorzugten Ausführungsform mit einseitig verschlossenem Lampenkolben ist der innere Durchmesser des Lampenhalses nur unwesentlich größer als der äußere Durchmesser des Leuchtkörpers. Aus diesem Grund weist der Lampenkolben, insbe¬ sondere wenn er durch eine aufgrund der Foliendurchführung relativ breiten Quetschdichtung verschlossen ist, eine ausgeprägte Einschnürung im Bereich des Lampenhalses auf. Dadurch wird eine besonders große wirksame Reflexionsfläche des gesamten Lampenkolbens und folglich ein entsprechend hoher Wirkungsgrad erzielt. Hierfür wurde eine besonders kompakte Bauform der Stromzuführungen und des Leuchtkörpers entwickelt. Dazu sind die Stromzuführungen von der Dichtung zu den Leuchtkörperenden innerhalb des Außendurchmessers des Leuchtkörpers geführt. In einer Ausführungsform wird die mit dem dichtungsfernen Ende des Leuchtkörpers verbundene Stromzuführung innerhalb des Leuchtkörpers zurückgeführt, bevorzugt zentrisch axial. Auf diese Weise wird eine Abschattung der Wendeloberfläche vermie¬ den. Eine besonders kompakte Anordnung ist eine doppelhelixartige Wendelstruktur. Dabei besteht der Leuchtkörper aus zwei räumlich ineinandergreifende Wendelab¬ schnitte. In einer Ausführungsform sind die beiden Wendelabschnitte als gleichartige Schraubenlinien realisiert. Diese sind so angeordnet, 'daß ihre beiden Längsachsen zusammenfallen und in Achsrichtung um ca. eine halbe Steighöhe gegeneinander ver¬ schoben sind. Die Steighöhe ist hier als die Strecke definiert, innerhalb der die Schraubenlinien eine vollständige Umdrehung ausführen. Am ersten Ende des Leucht¬ körpers sind beide Wendelabschnitte miteinander verbunden. Am gegenüberliegenden Ende des Leuchtkörpers gehen beide Wendelabschnitte in je eine Stromzuführung über.
Diese kompakten Leuchtkörperformen lassen sich nicht nur bei Tonnenkörpern son¬ dern auch bei anderen Kolbenformen einsetzen, beispielsweise bei ellipsoiden oder sphärischen Kolben, wie sie eingangs zitiert wurden.
Vorteilhaft ist die Steigung der Wendelung der Leuchtkörper möglichst klein, damit die vom Lampenkolben reflektierten IR-Strahlen mit hoher Wahrscheinlichkeit auf den Leuchtkörper treffen.
Eine derart kompakte Bauform des Leuchtkörpers läßt sich besonders leicht bei NV- Lampen erzielen, da bei ihnen die Dicke des Wendeldrahtes besonders groß ist. Damit lassen sich entsprechend den oben beschriebenen Ausführungsformen kurze Leucht¬ körper mit hoher Steifigkeit herstellen. Die kompakten geometrischen Abmessungen prädestinieren diese Lampe insbeson¬ dere für eine Kombination mit einem externen Reflektor, wie er beispielsweise in der Projektionstechnik verwendet wird. Der optische Systemwirkungsgrad ist nämlich um so höher, je besser die verwendete Lichtquelle an eine ideale Punktlichtquelle angenä- hert ist.
Um eine Zentrierung der Leuchtkörper zu unterstützen, ist in einer Variante min¬ destens eine der beiden Stromzuführungen des Leuchtkörpers in Richtung ihres leuchtkörperfernen Endes auf einen Abstand größer als der Innendurchmesser z des Lampenhalses gespreizt. Die Spreizung erfolgt über die gesamte Länge oder auch nur über einen Teilbereich der jeweiligen Stromzuführung. Bevorzugt weisen beide Stromzuführungen die gleiche Spreizung auf, symmetrisch zur Längsachse des Leuchtkörpers. Beim Einführen des Leuchtkörpers in den Lampenkolben stützen sich die leuchtkörperfernen Enden der Stromzuführungen an der Innenwand des Lampen- halses ab und bewirken so, in einer Ebene eine Zwangszentrierung des Leuchtkörpers innerhalb des Lampenkolbens.
Der Lampenkolben ist üblicherweise mit Inertgas gefüllt, beispielsweise mit N2, Xe, Ar und/oder Kr. Insbesondere enthält er Halogenzusätze, die einen Wolfram-Halogen- Kreisprozeß aufrechterhalten, um einer Kolbenschwärzung entgegenzuwirken. Der Lampenkolben besteht aus einem lichtdurchlässigen Material, beispielsweise Quarz¬ glas.
Die Lampe kann mit einem Außenkolben betrieben werden. Wird eine besonders star- ke Reduzierung der in die Umgebung abgestrahlten IR-Leistung gewünscht, kann die¬ ser ebenfalls eine IR-Schicht aufweisen.
Die IR-Schicht kann beispielsweise als an sich bekanntes Interferenzfilter - üblicher¬ weise eine Folge alternierender dielektrischer Schichten unterschiedlicher Brechzahlen - ausgeführt sein. Der prinzipielle Aufbau geeigneter IR-Schichten ist z.B. in der EP- A 0 470 496 erläutert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 das Grundprinzip der Erfindung anhand eines Längsschnitts durch einen ellipsoiden Tonnenkörper,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen einseitig gequetschten NV-Lampe mit Außenbeschichtung,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen einseitig gequetschten
NV-Lampe mit Innenbeschichtung,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen einseitig gequetschten
HV-Lampe mit Außenbeschichtung,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen zweiseitig gequetschten
HV-Lampe mit Außenbeschichtung.
In Figur 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lampe 4 sche¬ matisch dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine 'Halogenglühlampe mit einer Nennspannung von 12 V und einer Nennleistung von 75 W. Sie besteht aus einem ein¬ seitig gequetschten Lampenkolben 5, der als ellipsoidähnlicher Tonnenkörper geformt ist. Er ist aus Quarzglas mit einer Wanddicke von ca. 1 mm gefertigt und geht an sei¬ nem ersten Ende in einen Hals 9 über, der in einer Quetschdichtung 6 endet. An sei¬ nem gegenüberliegenden Ende weist er eine Pumpspitze 7 auf. Auf seiner Außen¬ fläche ist eine IR-Schicht 8 aufgetragen, bestehend aus einem Interferenzfilter mit mehr als 20 Schichten Ta2Ü5 und Siθ2- Auf diese Weise wird eine besonders aß- haltige Form der IR-Schicht erzielt, da bei der Herstellung des Lampenkolbens 5 des¬ sen Außenfläche die berechnete Kontur des ellipsoiden Tonnenkörpers aufgeprägt wird. Der größte Außendurchmesser des Lampenkolbens 5 beträgt ca. 10 mm und die Länge des Lampenhalses 9 ca. 3 mm bei einem Außendurchmesser von ca. 6 mm. Im Inneren des Lampenkolbens befindet sich eine Füllung aus ca. 6670 hPa Xenon (Xe) mit einer Beimengung von 5600 ppm Bromwasserstoff (HBr) sowie ein axial ange¬ ordneter Leuchtkörper 2' mit einer Länge von 3,7 mm und einem äußeren Durch¬ messer von 2,2 mm. Daraus resultiert ein Verhältnis zwischen Außendurchmesser des Leuchtkörpers 2' und Innendurchmesser des Lampenhalses 9 von ca. 0,7. Das Ver¬ hältnis zwischen Außendurchmesser des Leuchtkörpers 2' und größtem Außendurch- messer des Lampenkolbens 5 beträgt ca. 0,22. Die Geometrie des Leuchtkörpers 2' und die Kontur des Lampenkolbens 5 sind so aufeinander abgestimmt, daß jeweils die letzte Windung an den beiden Enden des Leuchtkörpers 2' mit den Brennlinien der Innenseite des Lampenkolbens 5 näherungsweise identisch sind.
Der Leuchtkörper 2' ist aus Wolframdraht mit einem Durchmesser von 227 μm und einer Länge von 94 mm gefertigt, wobei sein elektrischer Widerstand bei Zimmer¬ temperatur ca. 0,09 Ω beträgt. Der Wolframdraht ist zu einer einfachen Schrauben¬ wendel gewickelt, die 11 Windungen aufweist mit einer Steigung von 316 μm und einem Kerndurchmesser von 1746 μm, entsprechend einem Steigungsfaktor von ca. 1,39 und einem Kernfaktor von ca. 7,7.
Die Stromzuführungen 10a,b sind direkt durch den Wendeldraht gebildet und mit Molybdän-Folien l la,b in der Quetschdichtung 6 verbunden. Die Molybdän-Folien l la,b sind ihrerseits mit äußeren Sockelstiften 12a,b verbunden. Die erste Stromzu¬ führung 10a ist parallel zur Lampenlängsachse und fluchtend zur Mantelfläche des Leuchtkörpers 2' geführt.. Die zweite Stromzuführung 10b des Leuchtkörpers 2' ist zur Achse hingebogen und verläuft zentrisch längs der Achse der Windungen zum sockelfernen Ende. Auf diese Weise wird jegliche Abschottung vermieden.
Die Lampe hat eine Farbtemperatur von ca. 3150 K. Der Lichtstrom beträgt 2100 Im, entsprechend einer Lichtausbeute von 28,7 ImAV. Im Vergleich zum Betrieb derselben Lampe ohne IR-Schicht kann bis zu 25% der elektrischen Energie eingespart werden.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lampe 4' in schematischer Darstellung. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel befindet sich die IR-Schicht 8' auf der Innenseite des Lampenkolbens 5. Im Unterschied zu den Verhältnissen in Figur 2 treffen deshalb die IR-Strahlen direkt auf die IR-Schicht, oh¬ ne zuvor die Wand des Lampenkolbens 5 zu passieren. Folglich tritt kein Strahlversatz aufgrund von Brechung auf. Der axial zentrisch angeordnete einfach gewendelte Leuchtkörper 13 ist doppelhelixartig direkt aus einem 227 μm dicken Wolframdraht geformt. Die eine Hälfte der Wendelung des Wendelkörpers ist in der Art einer Rechtsschraube in Richtung Pumpspitze 7 geführt. Die zweite Hälfte ist im gleichen Drehsinn, aber in entgegengesetzter Richtung gewendelt. Die beiden Stromzufüh¬ rungen 10a, 10b sind direkt durch die Enden des Wendeldrahts gebildet. Sie sind in der Ebene der Quetschdichtung 6 angeordnet und zueinander parallel - ungefähr im Ab- stand des Durchmessers der Wendelung - jeweils vom sockelnahen Ende des Leucht¬ körpers zu den mit Sockelstiften 12a,b verbundenen Molybdän-Folien l la,b geführt. Bei einer Füllung von 6670 hPa Xenon (Xe) mit einer Beimengung von 5600 ppm Bromwasserstoff" (HBr) kann bis zu 30 % der Energie eingespart werden, im Ver¬ gleich zum Betrieb derselben Lampe ohne Beschichtung.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lampe 4" schematisch dargestellt. Es handelt sich um eine einseitig gequetschte HV-Halogen- glühlampe mit Außenbeschichtung 8, die für den direkten Betrieb an einer Netzspan¬ nung von 230 V geeignet ist. Der doppelt gewendelte Leuchtkörper 14 besteht aus 18 schraubenlinienförmigen Windungen. Diese sind auf ein elektrisch isolierendes Rohr 15 aus Al2θ3~Keramik gewickelt, wodurch eine gute mechanische und thermische Stabilität gewährleistet ist. Dies ist von großer Wichtigkeit für eine optimale Effizienz dieser Lampe 4", da nur so die Mantelfläche des Leuchtkörpers 14 mit der erforder¬ lichen Genauigkeit zwischen den zwei Brennlinien des Lampenkolbens 16 fixiert wer¬ den kann. Dies gilt insbesondere bei horizontalem Betrieb der Lampe 4". In diesem Fall verhindert das Rohr .15, daß sich der lange und wenig steife Leuchtkörper 14 durchbiegt. Das dichtungsferne Ende des Leuchtkörpers 14 ist über einen Wolfram¬ bügel 171 mit der Innenrückführung 17 elektrisch leitend verbunden. Durch die Ab- stützung der Innenrückführung 17 in der Pumpspitze 18 wird der Leuchtkörper 14 axial zentriert. Weitere Details zu dieser Art von Halterung eines Leuchtkörpers fin- den sich im DE-GM 91 15 714.
In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lampe 4'" schematisch dargestellt. Es handelt sich um eine zweiseitig gequetschte HV-Halogen- glühlampe mit Außenbeschichtung 8, die für den direkten Betrieb an einer Netzspan- nung von 120 V geeignet ist. Innerhalb des Lampenkolbens 19 ist ein einfach gewen- delter Leuchtkörper 20 konzentrisch angeordnet, wobei wie in den vorherigen Bei¬ spielen jeweils die letzte Windung an den beiden Enden des Leuchtkörpers 20 mit den Brennlinien des Lampenkolbens 19 näherungsweise identisch sind. Der Leuchtkörper 20 ist mittels zweier axial angeordneter Stromzuführungen 22a,22b gehaltert. Zwi- sehen dem Lampenkolben 19 und den beiden Quetschungen 21a,21b weist die Lampe 4'" jeweils einen Lampenhals 23a bzw. 23b auf. Der Innendurchmesser des ersten Lampenhalses 23a ist nur unwesentlich größer als der Außendurchmesser des Leucht¬ körpers 20. Während der Fertigung wird der Leuchtkörper 20 durch diesen Lampen¬ hals 23a hindurch in den Lampenkolben 19 eingesetzt. Der Innendurchmesser des ent- gegengesetzt angeordneten Lampenhalses 23b ist nur unwesentlich größer als der Durchmesser der von ihm eng umgebenen Stromzuführung 22b. Dadurch weist die Lampe 4'" an diesem Ende eine größere Reflexionsfläche auf als an ihrem gegenüber¬ liegenden Ende. Bei vertikalem Betrieb ist die Lampe bevorzugt so orientiert, daß dasjenige Lampenende mit dem engeren Lampenhals 23b nach unten zeigt. Auf diese Weise wird einem durch Konvektion verursachten Temperaturgradienten zwischen den beiden Leuchtkörperenden entgegengewirkt.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbe¬ sondere können einzelne Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele auch mit¬ einander kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Glühlampe, insbesondere Halogenglühlampe (4-4'"), mit einem eine Längsachse aufweisenden rotationssymmetrischen Lampenkolben (5, 16, 19), bei dem eine Wandfläche mit einer IR-Strahlung reflektierenden Schicht (8) ver¬ sehenen ist, wobei ein gewendelter Leuchtkörper (2,2', 13, 14,20) axial im Lam- penkolben angeordnet und mittels zweier Stromzuführungen (10a,b-22a,b) ge¬ haltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkolben (5, 16, 19) einen Tonnenkörper mit ellipsoider oder ggf. ellipsoidähnlicher Kontur bildet.
2. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Brennlinien des ellipsoiden oder ggf. ellipsoidähnlichen Tonnenkörpers (1, 5,
16, 19) jeweils näherungsweise mit der letzten leuchtenden Windung an den beiden Enden des Leuchtkörpers (2,2', 13, 14,20) zusammenfallen.
3. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die IR-Strahlung reflektierende Schicht (8') auf der Innenfläche des Lampenkol¬ bens (5) aufgebracht ist.
4. Elektrische Glühlampe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ellipsoide oder ggf. ellipsoidähnliche Teil der Kontur des Tonnenkörpers (1, 5, 16, 19) durch einen zumindest angenäherten
Ellipsenabschnitt (3) erzeugt wird.
5. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gro¬ ße Halbachse des zumindest angenäherten Ellipsenabschnitts parallel zur Lam- penlängsachse verschoben ist, insbesondere ungefähr um den äußeren Radius des Leuchtkörpers (2, 2', 13, 14, 20).
6. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Län¬ ge des Leuchtkörpers (2, 2', 13, 14, 20) näherungsweise dem Abstand der bei- den Brennpunkte des Ellipsenabschnitts entspricht.
7. Elektrische Glühlampe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkolben (5, 16, 19) mindestens an ei¬ nem Ende einen Lampenhals (9, 23a, 23b) aufweist, der mindestens eine Strom- - 14 -
zuführung (10a,b, 22a,b) möglichst eng umgibt und der gasdicht (6, 21a,b) ver¬ schlossen ist.
8. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient d/D aus Außendurchmesser d des Leuchtkörpers (2', 13, 14, 20) und
. größtem Außendurchmesser D des Lampenkolbens (5, 16, 19) größer als ca. 0,15 ist und wobei der Quotient d/z aus äußerem Durchmesser d des Leucht¬ körpers (2', 13, 14, 20) und innerem Durchmesser z mindestens eines Lampen¬ halses (9, 23a) größer als ca. 0,25 ist.
9. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient d/z bevorzugt größer oder gleich 0,4 ist.
10. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient d/D bevorzugt im Bereich zwischen größer 0,15 und kleiner 0,5 liegt.
11. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stromzuführungen (10a, 10b) gemeinsam in einem Abstand durch einen Lam¬ penhals (9) geführt sind, der kleiner oder gleich dem äußeren Durchmesser d des Leuchtkörpers (2', 13) ist.
12. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper durch eine Schraubenwendel (2') realisiert ist, deren dichtungs¬ ferne Stromzuführung (10b) innerhalb der Schraubenwendel (2') zurückgeführt ist.
13. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper (14) durch eine axial angeordnete Haltevorrichtung (15) aus elek¬ trisch isolierendem Material unterstützt ist.
14. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper doppelhelixartig geformt ist (13).
15. Kompakter Leuchtkörper für eine Glühlampe, insbesondere für Niederspan- nungszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper doppelhelixartig geformt ist (13).
16. Kompakter Leuchtkörper für eine Glühlampe, insbesondere für Niederspan¬ nungszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper durch eine Schraubenwendel (21) realisiert ist, die an ihrem ersten Ende eine erste Stromzu¬ führung (10a) und an ihrem gegenüberliegenden zweiten Ende eine zweite Stromzuführung (10b) aufweist, wobei die erste Stromzuführung (10a) im we¬ sentlichen in Richtung der Längsachse der Schraubenwendel (2*) verläuft, und die zweite Stromzuführung (10b) innerhalb der Schraubenwendel (2') in Rich¬ tung der ersten Stromzuführung (10a) zurückgeführt ist.
17. Kompakter Leuchtkörper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stromzuführung (10b) zentrisch axial innerhalb der Schraubenwendel (2') angeordnet ist.
18. Kompakter Leuchtkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Stromzuführungen des Leucht¬ körpers in Richtung ihrer leuchtkörperfernen Enden mindestens teilweise aufge¬ spreizt sind.
19. Glühlampe mit einem Leuchtkörper gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18.
20. Glühlampe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenwand zumindest näherungsweise sphärisch oder ellipsoidisch geformt ist.
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