EP1247290A2 - Leuchtkörper für eine glühlampe - Google Patents

Leuchtkörper für eine glühlampe

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Publication number
EP1247290A2
EP1247290A2 EP00989817A EP00989817A EP1247290A2 EP 1247290 A2 EP1247290 A2 EP 1247290A2 EP 00989817 A EP00989817 A EP 00989817A EP 00989817 A EP00989817 A EP 00989817A EP 1247290 A2 EP1247290 A2 EP 1247290A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
luminous element
winding
winding spindle
wire
double helix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00989817A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Felix Franck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1247290A2 publication Critical patent/EP1247290A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K3/00—Apparatus or processes adapted to the manufacture, installing, removal, or maintenance of incandescent lamps or parts thereof
    • H01K3/02—Manufacture of incandescent bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00—Details
    • H01K1/02—Incandescent bodies
    • H01K1/14—Incandescent bodies characterised by the shape

Definitions

  • the present invention relates to a filament for an incandescent lamp, in particular a filament having the shape of a double helix, with two connections arranged at one end of the double helix. It further relates to an incandescent lamp with such a luminous element, a method for producing such a luminous element and a device for carrying out the production method.
  • a luminous element according to the preamble of claim 1 is known from DE 4420 607, see there FIG. 3 and the associated description.
  • a filament has the disadvantage that it is very susceptible to flashover in the area of the lowest pair of turns. Due to tolerances in the manufacture of the filament, there are squeezing of the filament, i.e. its installation in a base, deformations that lead to an exacerbation of the problem mentioned.
  • This object is achieved in a luminous element with the features of the preamble of claim 1 by the features of the characterizing part of claim 1.
  • the measure according to the invention increases the distance between adjacent turns from one another in space. This results in a significantly lower sensitivity to positional tolerances when pinching.
  • the embodiment according to the invention still offers the advantages known from the prior art: for example, the currents flowing in the adjacent turns are always opposite. The individual turns therefore repel each other due to the spiral current.
  • the electrical inductance of a double helix is significantly smaller, i.e. the lamp becomes more efficient in terms of its useful radiation generation and emits less electromagnetic interference.
  • the formation of a luminous body according to a double helix enables the stepless adjustment of the active helix length, since the orientation of the cross connection of the two halves of the double helix can be chosen as desired with respect to the connections. This results in a complete freedom of design for the sizes diameter, height, wire size and power.
  • the second measure ie the increase in the pitch of the turns alone, does not solve the problem mentioned above, since the double helix has the least mechanical stability at the end. de, on which the connections are located. Accordingly, if only the pitch of the turns is increased, this results in an even lower mechanical stability. Movements within the lamp body, especially when switched on due to inductive processes, therefore lead to an even greater short-circuit tolerance.
  • the sensitivity to positional tolerances in the case of pinching is not reduced if the second measure is used alone, since these positional tolerances mainly occur transversely to the longitudinal axis of the luminous element.
  • the purpose of the steady increase is to bring about a continuous increase in the spacing of the turns in space, since if only the last two turns are further apart, the problem is shifted to the penultimate turns.
  • a steady increase is therefore to be understood in particular as a linear, quadratic, cubic or exponential increase.
  • the invention also relates to a method for producing a luminous element according to the invention and to a device for carrying out the production method according to claim 10.
  • the wire forming the filament is simply placed in a notch at the narrow end of the winding spindle before the double helix is formed by winding the wire on the spindle.
  • each free wire end is bent over at a bending section of the winding spindle, so that after the bending, the wire ends are oriented essentially in the direction of the longitudinal axis of the winding spindle. This makes it possible that no subsequent processing step, which would have the purpose of bending the connections, must connect.
  • the winding of the wire on the winding spindle can be achieved by rotating the wire around a fixed winding spindle or rotating the winding spindle around its longitudinal axis between non-rotating wire feeds.
  • this relative movement can take place in such a way that the pitch of the windings on the winding spindle increases steadily from the narrow end of the winding spindle to the winding end section.
  • Figure 1 is a side view of a filament according to the invention.
  • FIG. 2 shows a sequence to illustrate the manufacturing method according to the invention.
  • Figure 3 is a detailed view of a winding spindle, as used in the manufacturing process according to the invention or in the device for carrying out the manufacturing process.
  • the luminous element 10 has the shape of a double helix.
  • the turns of the double helix have a diameter D1, on the side of the connections 18, 20 a diameter D2.
  • the windings have a winding pitch S1, on the side on which the connections 18, 20 of the luminous element 10 lie, a winding pitch S2. While the diameter increases steadily from Dl to D2 from the cross-connection side to the connection side, the winding pitch increases from S1 to S2 from the cross-connection side to the connection side.
  • the steady increase is exponential.
  • the continuity of the increase is essential, so that in particular a quadratic, cubic or exponential increase can also be considered.
  • FIG. 2 shows a sequence of steps which illustrate a method for producing the luminous element according to the invention.
  • FIG. 2a shows two wire feeds 22a, 22b, between which the wire 24 forming the luminous element 10, to which a winding spindle 26 is located, is tensioned.
  • the winding spindle 26 has a bending section 28, to which we will come back later.
  • 2b, 2c and 2d show how the wire 24 is inserted into a notch 30 at the narrow end 25 of the winding spindle 26 and then by rotation and appropriate forward movement of the winding spindle 26 the wire 24 in a desired manner, cf. Fig. 1, is wound on the winding spindle 26.
  • the feeds 22a, 22b release wire in this case.
  • the diameter of the winding spindle 26 increases continuously from its narrow end 25 to the winding end section 32.
  • a bending section 28 is provided for each of the two connections, the two bending sections 28a, 28b being symmetrically opposed with respect to the winding spindle.
  • 3 shows an enlarged representation of the winding spindle 26 with the wire 24 wound on it and the two bending sections 28a, 28b.
  • the bending sections 28a, 28b can be adjusted along the region of the winding spindle 26, which is characterized by a steady increase in its diameter.
  • the winding end section 32 can thus be varied.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leuchtkörper für eine Glühlampe, wobei der Leuchtkörper (10) die Form einer Doppelhelix aufweist, mit zwei an einem Ende der Doppelhelix angeordneten Anschlüssen (18, 20), wobei der Durchmesser (D1, D2) der Doppelhelix in Richtung der zwei Anschlüsse (18, 20) des Leuchtkörpers (10) stetig zunimmt. Sie betrifft weiterhin eine Glühlampe mit einem derartigen Leuchtkörper, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Leuchtkörpers und eine Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens.

Description

Leuchtkörper für eine Glühlampe
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leuchtkörper für eine Glühlampe, insbesondere einen Leuchtkörper, der die Form einer Doppelhelix aufweist, mit zwei an einem Ende der Doppelhelix angeordneten Anschlüssen. Sie betrifft weiterhin eine Glühlampe mit einem derartigen Leuchtkörper, ein Ver- fahren zum Herstellen eines derartigen Leuchtkörpers sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens.
Stand der Technik
Ein Leuchtkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bekannt aus der DE 4420 607, siehe dort Fig. 3 und zugehörige Beschreibung. Ein derartiger Leuchtkörper hat jedoch den Nachteil, daß er sehr anfällig ist für Über- schlage im Bereich des untersten Windungspaares. Aufgrund von Toleranzen bei der Herstellung des Leuchtkörpers ergeben sich bei der Quetschung des Leuchtkörpers, d.h. seiner Montage in einen Sockel, Verformungen, die zu einer Verschärfung des genannten Problems führen.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leuchtkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, der eine reduzierte Anfälligkeit für Überschläge, insbesondere im Bereich des untersten Windungspaares aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem Leuchtkörper mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird der Abstand benachbarter Windungen voneinander im Raum vergrößert. Dies resultiert in einer deutlich geringeren Empfindlichkeit gegenüber Lagetoleranzen bei der Quetschung.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform bietet nach wie vor die aus dem Stand der Technik bekannten Vorteile: Beispielsweise sind die in den jeweils benachbarten Windungen fließenden Ströme immer gegenläufig. Die einzelnen Windungen stoßen sich daher aufgrund des Wendelstroms gegenseitig ab. Gegenüber einer einfachen Helix ist die elektrische Induktivität einer Doppelhelix deutlich kleiner, d.h. die Lampe wird hinsichtlich ihrer Nutz- Strahlungserzeugung effizienter und strahlt weniger elektromagnetische Störungen ab. Weiterhin ermöglicht die Ausbildung eines Leuchtkörpers gemäß einer Doppelhelix die stufenlose Einstellbarkeit der aktiven Wendellänge, da die Orientierung der Querverbindung der beiden Hälften der Doppelhelix bezogen auf die Anschlüsse beliebig gewählt werden kann. Dadurch ergibt sich eine weitgehende völlige Designfreiheit für die Größen Durchmesser, Höhe, Drahtstärke und Leistung.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform nimmt nicht nur der Durchmesser der Doppelhelix in Richtung der zwei Anschlüsse des Leuchtkörpers stetig zu, sondern auch die Steigung der Windungen, d.h. der Ab- stand benachbarter Windungen voneinander. Dies resultiert in einer weiteren Vergrößerung des Abstands im Raum. Die zweite Maßnahme, d.h. die Zunahme der Steigung der Windungen allein, löst die oben genannte Aufgabe nicht, da die Doppelhelix die geringste mechanische Stabilität an dem En- de aufweist, an dem sich die Anschlüsse befinden. Wird demnach nur die Steigung der Windungen vergrößert, resultiert dies in einer noch geringeren mechanischen Stabilität. Bewegungen innerhalb des Lampenkörpers, insbesondere beim Einschalten aufgrund von induktiven Vorgängen, führen da- mit zu einer noch größeren Kurzschlußfreudigkeit. Auch die Empfindlichkeit gegenüber Lagetoleranzen bei der Quetschung ist bei alleiniger Anwendung der zweiten Maßnahme nicht reduziert, da diese Lagetoleranzen hauptsächlich quer zur Längsachse des Leuchtkörpers auftreten.
Die stetige Zunahme hat den Zweck, eine kontinuierliche Vergrößerung des Abstands der Windungen im Raum herbeizuführen, da, wenn lediglich die letzten beiden Windungen größeren Abstand voneinander haben, das Problem auf die vorletzten Windungen verlagert wird. Unter stetiger Zunahme ist daher insbesondere eine lineare, quadratische, kubische oder exponenti- elle Zunahme zu verstehen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Leuchtkörpers gemäß Anspruch 5 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 10.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der den Leuchtkörper bildende Draht einfach in eine Kerbe am schmalen Ende der Wickelspindel eingelegt, bevor die Doppelhelix durch Aufwickeln des Drahts auf der Spindel gebildet wird. Um engste Toleranzen einzuhalten, ist es besonders vorteilhaft, die Anschlüsse bereits in dem Zustand zurechtzubiegen, in dem die Doppelhelix stabil auf der Wickelspindel aufgewickelt ist. Hierzu wird jedes freie Drahtende an einem Umbie- geabschnitt der Wickelspindel umgebogen, so daß die Drahtenden nach dem Umbiegen im wesentlichen in Richtung der Längsachse der Wickelspindel orientiert sind. Hierdurch wird ermöglicht, daß sich kein nachfolgender Bearbeitungsschritt, der das Zurechtbiegen der Anschlüsse zum Zweck hätte, anschließen muß. Dies fülirt zu einer Minimierung der Gefalir, daß der Leuchtkörper unerwünschterweise aus seiner Optimalform verbogen wird. Das Aufwickeln des Drahtes auf der Wickelspindel kann durch Drehung des Drahtes um eine feststehende Wickelspindel oder Rotation der Wickelspin- del um ihre Längsachse zwischen nicht rotierenden Drahtzuführungen erzielt werden. Zur Erzielung einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Leuchtkörpers kann diese Relativbewegung derart erfolgen, daß die Steigung der Windungen auf der Wickelspindel vom schmalen Ende der Wickelspindel zum Wickelendabschnitt stetig zunimmt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:
Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Leuchtkörpers;
Figur 2 eine Sequenz zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens; und
Figur 3 eine Detailansicht einer Wickelspindel, wie sie in dem erfindungsgemäßen- Herstellungsverfahren bzw. in der Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens Anwendung findet.
Fig. 1 zeigt einen Leuchtkörper 10 in Form einer Doppelhelix. Hierbei ist ein hinführender Abschnitt 14 über eine Querverbindung 12 mit einem rückführenden Abschnitt 16 verbunden. Der Leuchtkörper 10 hat die Form einer Doppelhelix. An der Seite der Querverbindung 12 weisen die Windungen der Doppelhelix einen Durchmesser Dl, an der Seite der Anschlüsse 18, 20 einen Durchmesser D2 auf. Die Windungen weisen auf der Seite der Doppelhelix, auf der die Querverbindung 12 liegt, eine Windungssteigung Sl auf, auf der Seite, auf der die Anschlüsse 18, 20 des Leuchtkörpers 10 liegen, eine Windungssteigung S2. Während der Durchmesser von der Querverbin- dungsseite zur Anschlußseite stetig anwächst von Dl auf D2, vergrößert sich von der Querverbindungsseite zur Anschlußseite die Windungssteigung von Sl stetig auf S2. Im vorliegenden Fall erfolgt die stetige Zunahme exponenti- ell. Wesentlich ist die Stetigkeit der Zunahme, so daß insbesondere auch eine quadratische, kubische oder exponentielle Zunahme in Betracht kommt.
Fig. 2 zeigt eine Abfolge von Schritten, die ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers verdeutlichen.
Fig. 2a zeigt zwei Drahtzuführungen 22a, 22b, zwischen denen der den Leuchtkörper 10 bildende Draht 24 , dem eine Wickelspindel 26 gegenüberliegt, gespannt ist. Die Wickelspindel 26 weist einen Umbiegeabschnitt 28 auf, auf den später nochmals zurückgekommen wird. Fig. 2b, Fig. 2c und Fig. 2d zeigen, wie der Draht 24 in eine Kerbe 30 am schmalen Ende 25 der Wickelspindel 26 eingelegt wird und anschließend durch Rotation und angemessene Vorwärtsbewegung der Wickelspindel 26 der Draht 24 in erwünschter Weise, vgl. Fig. 1, auf der Wickelspindel 26 aufgewickelt wird. Die Zuführungen 22a, 22b geben hierbei auf Zug Draht frei. Der Durchmesser der Wickelspindel 26 nimmt von ihrem schmalen Ende 25 bis zum Wik- kelendabschnitt 32 stetig zu. Sobald der Draht 24 den Wickelendabschnitt 32 erreicht, wird er um die Umbiegeabschnitte 28a, 28b derart gebogen, daß die Anschlüsse 18, 20 des Leuchtkörpers 10 in Richtung der Längsachse der Wickelspindel 26 orientiert sind, vgl. Fig. 2e und Fig. 2f . Für jeden der beiden Anschlüsse ist ein Umbiegeabschnitt 28 vorgesehen, wobei die beiden Umbiegeabschnitte 28a, 28b sich mit Bezug auf die Wickelspindel symmetrisch gegenüberliegen. Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung die Wickelspindel 26 mit auf gewik- keltem Draht 24 und den beiden Umbiegeabschnitten 28a, 28b. Nach dem Umbiegen des Drahtes an den Umbiegeabschnitten 28a, 28b wird der Leuchtkörper 10 von der Wickelspindel 26 abgezogen. Eine Abtrennung von den Zuführungen 22a und 22b kann vor oder nach dem Abziehen folgen.
Zur Herstellung von Leuchtkörpern 10 unterschiedlicher Länge kann vorgesehen werden, daß die Umbiegeabschnitte 28a, 28b entlang des Bereichs der Wickelspindel 26, der sich durch eine stetige Zunahme seines Durchmessers auszeichnet, verstellt werden können. Damit kann der Wickelendabschnitt 32 variiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtkörper für eine Glühlampe, wobei der Leuchtkörper (10) die Form einer Doppelhelix aufweist, mit zwei an einem Ende der Doppelhelix angeordneten Anschlüssen (18, 20),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser (Dl, D2) der Doppelhelix in Richtung der zwei
Anschlüsse (18, 20) des Leuchtkörpers (10) stetig zunimmt.
2. Leuchtkörper nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steigung (Sl, S2) der Windungen der Doppelhelix in Richtung der Anschlüsse (18, 20) des Leuchtkörpers (10) stetig zunimmt.
3. Leuchtkörper nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die stetige Zunahme insbesondere eine lineare, quadratische, kubische oder exponentielle Zunahme umfaßt.
Glühlampe mit einem Leuchtkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
5. Verfahren zum Herstellen eines Leuchtkörpers, gekennzeichnet durch olgende Schritte:
a. Fixierung eines den Leuchtkörper (10) bildenden Drahtes (24) am ersten Ende (25) einer rotationssymmetrischen Wickelspindel (26), deren Durchmesser von ihrem ersten Ende (25) bis zu einem Wickelendabschnitt (32) stetig zunimmt;
b. Aufwickeln des Drahtes (24) auf der Wickelspindel (26) zwischen erstem Ende (25) und dem Wickelendabschnitt (32), wobei die Windungen auf der Wickelspindel (26) versetzt angeordnet werden;
c. Abziehen des Leuchtkörpers (10) von der Wickelspindel (26).
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Schritt a) der Draht (24) in eine Kerbe (30) am ersten Ende (25) der Wickelspindel (26) eingelegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Schritt b) und vor Schritt c) jedes freie Drahtende an einen Umbiegeabschnitt (28a, 28b) der Wickelspindel (26) umgebogen wird, so daß die Drahtenden nach dem Umbiegen im wesentlichen in Richtung der Längsachse der Wickelspindel (26) orientiert sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß Schritt b) derart erfolgt, daß die Steigung (Sl, S2) der Windungen auf der Wickelspindel (26) vom schmalen Ende (25) der Wickelspindel (26) zum Wickelendabschnitt (32) stetig zuriirnmt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die stetige Zunahme insbesondere eine lineare, quadratische, kubi- sehe oder exponentielle Zunahme umfaßt.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 9.
EP00989817A 2000-01-12 2000-11-30 Leuchtkörper für eine glühlampe Withdrawn EP1247290A2 (de)

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DE (1) DE10001007A1 (de)
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