EP2465134B1

EP2465134B1 - Halogenglühlampe für fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: EP2465134B1
Application number: EP10743086.0A
Authority: EP
Inventors: Jenny Trommer; Christoph Hoffmann; Gabriele Wahl; Katja Zeller
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2030-08-09
Also published as: WO2011018427A1; DE102009037577A1; EP2465134A1; US20120146495A1; HUE029064T2; US8692462B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Halogenglühlampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

I. Stand der Technik

Eine derartige Halogenglühlampe ist beispielsweise in der WO 96/05610 A1 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Zweifaden-Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere eine H4-Lampe, mit zwei Glühwendeln zum Erzeugen des Abblendlichts bzw. Fernlichts. Die EP 1667202 A1 beschreibt sowohl eine Einfaden-Halogenglühlampe als eine Zweifaden-Halogenglühlampe.

Gemäß gesetzlicher Vorschriften, wie beispielsweise ECE Regel 37 oder SAE, müssen die Abblendlichtglühwendel und Fernlichtglühwendel einer Zweifaden-Halogenglühlampe vom Typ H4-, H13- oder HB2-Lampe, die zum Betrieb an einer Bordnetzspannung von nominal 12 Volt vorgesehen sind, bei einer Prüfspannung von 13,2 Volt (für H4- und H13-Lampen) bzw. 12,8 Volt (bei HB2-Lampen) einen Lichtstrom gemäß den Werten in der nachstehenden Tabelle 1 generieren.

Tabelle 1:

Lampentyp	Lichtstrom der Abblendlichtglühwendel	Lichtstrom der Fernlichtglühwendel
H4-Lampe	1000 lm ± 15%	1650 lm ± 15%
H13-Lampe	1100 lm ± 15%	1700 lm ± 15%
HB2-Lampe	910 lm ± 10%	1500 lm ± 10%

Die elektrische Leistungsaufnahme der Abblendlichtglühwendel der H4-, H13- und der HB2-Lampe beträgt bei 12 Volt jeweils 55 Watt. Die elektrische Leistungsaufnahme der Fernlichtglühwendel der H4-, H13- und HB2-Lampe beträgt bei 12 Volt jeweils 60 Watt.
Außerdem sind Einfaden-Halogenglühlampen für Fahrzeugscheinwerfer bekannt, die in einem Abblendlichtscheinwerfer oder in einem Fernlichtscheinwerfer als Lichtquelle verwendbar sind. Beispiele für solche Einfaden-Halogenglühlampen sind H1-, H3-, H7- und H11-Lampen.
Gemäß ECE Regel 37 muss die Glühwendel einer H1-, H3- H7- oder H11-Lampe, die zum Betrieb an einer Bordnetzspannung von nominal 12 Volt vorgesehen ist, bei einer Prüfspännung von 13,2, Volt einen Lichtstrom gemäß den Werten in der nachstehenden Tabelle 2 erzeugen. Tabelle 2:

Lampentyp Lichtstrom

H1-Lampe 1550 lm ± 15%

H3-Lampe 1450 lm ± 15%

H7-Lampe 1500 lm ± 10%

H11-Lampe 1350 lm ± 10%
Diese Einfaden-Halogenglühlampen vom Typ H1-, H3- H7- oder H11-Lampe besitzen jeweils eine elektrische Leistungsaufnahme von nominal 55 Watt.
Bei Fahrzeugen, die keine Tagfahrscheinwerfer besitzen, werden üblicherweise die Lichtquellen der Abblendlichtscheinwerfer genutzt, um in Ländern, die ein Fahren mit Licht auch tagsüber vorschreiben, ein Tagfahrlicht oder Dauerfahrlicht zu erzeugen. Die oben beispielhaft aufgeführten konventionellen Halogenglühlampen sind aber hinsichtlich ihrer elektrischen Leistungsaufnahme und Lebensdauer für den Einsatz als Dauerfahrlicht oder Tagfahrlicht nicht ausgelegt.

II. Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer bereitzustellen, die zum Einen die Anforderungen an den Einsatz zum Erzeugen des Abblendlicht oder Fernlichts erfüllen und zum Anderen besser geeignet sind, um zusätzlich auch als Tagfahrlicht oder Dauerfahrlicht dienen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Halogenglühlampe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer weist mindestens einen Glühfaden auf, der derart ausgebildet ist, dass er als Lichtquelle zum Erzeugen des Abblendlichts oder Fernlichts verwendbar ist. Das heißt, der Glühfaden der erfindungsgemäßen Halogenglühlampe ist derart ausgebildet, dass er während seines Betriebs mit der Prüfspannung von 13,2 Volt bzw. 12,8 Volt einen Lichtstrom erzeugt, der, im Fall einer Zweifaden-Halogenglühlampe, im Bereich der Lichtstromwerte der Abblendlichtglühwendel der konventionellen H4-, HB2- oder H13-Lampe liegt oder, im Fall einer Einfaden-Halogenglühlampe, im Bereich der Lichtstromwerte der Glühwendel der konventionellen H1-, H3-, H7- oder H11-Lampe liegt. Zusätzlich ist der Glühfaden der erfindungsgemäßen Halogenglühlampe derart ausgebildet, dass er während seines Betriebs eine niedrigere elektrische Leistungsaufnahme besitzt als Glühfäden konventioneller Halogenglühlampen, die zum Erzeugen von Abblendlicht oder Fernlicht verwendbar sind. Insbesondere ist bei den erfindungsgemäßen Versionen der Einfaden-Halogenglühlampen vom Typ H1-, H3-, H7- oder H11-Lampe der Glühfaden derart ausgebildet, dass er während seines Betriebs mit der Prüfspannung von 13,2 Volt einen Lichtstrom im Wertebereich der konventionellen H1-, H3-, H7- oder H11-Lampe gemäß ECE. Regel 37 wie in Tabelle 2 angebeben erzeugt, aber eine geringere elektrische Leistungsaufnahme besitzt. Außerdem ist insbesondere bei den erfindungsgemäßen Versionen der Zweifaden-Halogenglühlampen vom Typ H13-, H4- oder HB2-Lampe zumindest der Abblendlichtglühfaden derart ausgebildet, dass er während des Betriebs mit der Prüfspannung von 13,2 Volt bzw. 12,8 Volt einen Lichtstrom im Wertebereich der konventionellen H13-, H4- oder HB2-Lampe gemäß ECE Regel 37 bzw. SAE wie in Tabelle 1 angegeben erzeugt, aber eine geringere elektrische Leistungsaufnahme besitzt. Dadurch verursachen die erfindungsgemäßen Halogenglühlampen beim Einsatz als Tagfahrlicht oder Dauerlicht einen geringeren Treibstoffverbrauch und eine entsprechend geringere CO₂-Emission als konventionelle Halogenglühlampen. Außerdem sind die erfindungsgemäßen Halogenglühlampen derart ausgebildet, dass durch ihren vorgenannten Einsatz und der entsprechend verlängertes. Betriebsdauer möglichst keine Verkürzung der Lampenwechselintervalle verursacht wird.
Der besagte Glühfaden der erfindungsgemäßen Halogenglühlampen ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass seine elektrische Leistungsaufnahme um mindestens 5% vorzugsweise sogar um mindestens 8% geringer ist als die elektrische Leistungsaufnahme des Glühfadens der konventionellen Halogenglühlampen. Die elektrische. Leistungsaufnahme des vorgenannten Glühfadens der erfindungsgemäßen Halogenglühlampe ist beim Betrieb an einer Bordnetzspannung von nominal 12 Volt kleiner als als 50 Watt.
Der als Wendel ausgebildete Glühfaden der erfindungsgemäßen Versionen der Einfaden-Halogenglühlampen und der als Wendel ausgebildete Abblendlichtglühfaden der erfindungsgemäßen Zweifaden-Halogenglühlampen besitzt vorzugsweise eine geringere Drahtstärke als die Glühwendel der konventionellen Einfaden-Halogenglühlampen bzw. als die Abblendlichtglühwendel der konventionellen Zweifaden-Halogenglühlampen, zum auf einfache Weise eine reduzierte Leistungsaufnahme zu ermöglichen.
In der erfindungsgemäßen Einfaden-Halogenglühlampe, insbesondere in einer H7-Lämpe, ist der Glühfaden als Wendel ausgebildet, deren Wendellänge im Bereich von 4,20 mm bis 4,35 mm liegt und deren Steigung im Bereich von 250 µm bis 260 µm liegt und deren Drahtstärke im Bereich von 148,9 µm bis 153,1 µm liegt. Der Kernfaktor liegt vorzugsweise im Bereich von 6,45 bis 6,65 und der Steigungsfaktor im Bereich von 1,68 bis 1,72.
In der erfindungsgemäßen Zweifaden-Halogenglühlampe, insbesondere in einer HB2- oder H.4-Lampe, ist der Abblendlichtglühfaden als Wendel ausgebildet, deren Wendellänge im Bereich von 5,40 mm bis 5,60 mm liegt und deren Steigung im Bereich von 265 µm bis 285 µm liegt und deren Drahtstärke im Bereich von 159,6 µm bis 164,1 µm liegt. Der Kernfaktor liegt vorzugsweise im Bereich von 5,1 bis 5,4 und der Steigungsfaktor im Bereich von 1,68 bis 1,71.
Die erfindungsgemäße Halogenglühlampe enthält vorteilhafterweise als Füllgas zusätzlich zur Halogenfüllung Krypton, um die Wolframverdampfungsrate des Glühfadens zu verringern und die Lebensdauer der Halogenglühlampe zu verlängern. Weiterhin kann das Füllgas zusätzlich zum Krypton oder anstelle von Krypton auch Xenon enthaltene, um die Wolframverdampfungsrate des Glühfadens zu verringern und die Lebensdauer der Halogenglühlampe zu verlängern. Xenon hat aufgrund seiner höheren Atommasse einen besseren Effekt als Krypton, ist aber dafür kostspieliger.
Die erfindungsgemäße Halogenglühlampe besitzt ein gläsernes, den mindestens einen Glühfaden umschließendes Lampengefäß, das mit einer lichtundurchlässig und lichtreflektierend ausgebildeten Kuppe versehen sein kann, um den Nützlichtanteil der Lampe zu erhöhen.

III. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: Eine Seitenansicht einer Einfaden-Halogenglühlampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung
Figur 2: Eine Seitenansicht einer Zweifaden-Halogenglühlampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Einfaden-Halogenglühlampe vom Typ H7-Lampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel schematisch abgebildet. Sie ist für den Betrieb an einer Fahrzeugbordnetzspannung von nominal 12 Volt vorgesehen. Diese Lampe besitzt ein gläsernes, im wesentlichen zylindrisches Lampengefäß 1, das an einem Ende mit einem Sockel 2 versehen ist. Das andere Ende des Lampengefäßes 1, das heißt die Kuppe 8 des Lampengefäßes 1 ist mit einer lichtundurchlässigen, lichtreflektierenden, silberfarbenen oder grünen Beschichtung versehen. Innerhalb des Lampengefäßes 1 ist ein als einfach gewickelte Wendel (single coiled filament) ausgebildeter Glühfaden 3 angeordnet. Die Glühwendel 3 ist axial bzw. parallel zur Lampengefäßachse ausgerichtet. Die mit einem Molybdänröhrchen umhüllten Wendelabgänge der Glühwendel 3 sind jeweils mit einem Stromzuführungsdraht 4, 5 verschweißt. Die beiden Stromzuführungsdrähte 4, 5 sind jeweils elektrisch leitend mit einem elektrischen Anschluss 6, 7 des Sockels 2 verbunden. Das Lampengefäß 1 besteht aus Quarzglas oder Hartglas, beispielsweise Alumosilikatglas. Der Innenraum des Lampengefäßes 1 ist mit Gas gefüllt, das eine Halogenfüllung und ein Edelgas oder Edelgasgemisch mit den Bestandteilen Xenon oder bzw. und Krypton enthält. Der Füllgasdruck bei Zimmertemperatur (22°C) liegt im Bereich von 1,0 Megapascal bis 1,5 Megapascal. Diese Einfaden-Halogenglühlampe bzw. ihre Glühwendel 3 erzeugt während des Betriebs an der Prüfspannung von 13,2 Volt einen Lichtstrom im Bereich von 1500 lm ±10%. Die elektrische Leistungsaufnahme dieser Lampe bzw. ihrer Glühwendel 3 beträgt beim Betrieb mit einer Spannung von 12 Volt 44,9 Watt. Die Daten der Glühwendel 3 einer erfindungsgemäßen H7-Halogenglühlampe sind in der linken Spalte der nachstehenden Tabelle 3 aufgelistet. In der rechten Spalte der Tabelle 3 sind zum Vergleich die entsprechenden Daten der Glühwendel einer konventionellen H7-Halogenglühlampe aufgelistet.

Tabelle 3:

	Erfindungsgemäße H7-Lampe	Konventionelle H7-Lampe
Kernfaktor	6,557	6,396
Drahtstärke	151 µm	159,5 µm
Wendellänge	4,27 mm	4,37 mm
Steigung	257 µm	263 µm
Steigungsfaktor	1,704	1,649
Leistungsaufnahme	44, 9 W	55 W

Der Begriff Drahtstärke bezeichnet die Dicke bzw. den Durchmesser des Wolframdrahtes, aus dem die Glühwendel besteht. Der Begriff Kernfaktor bezeichnet den Quotienten von Innendurchmesser der Wendel zur Drahtstärke. Der Begriff Steigung bezeichnet die Summe aus Drahtstärke und dem Zwischenraum bzw. Abstand zwischen zwei benachbarten Windungen der Wendel. Der Begriff Steigungsfaktor bezeichnet den Quotienten von Steigung zu Drahtstärke. Der Begriff Wendellänge bezeichnet die räumliche Ausdehnung des, gewickelten Teils der Wendel in Richtung ihrer Wickelachse gemessen.
In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Zweifaden-Halogenglühlampe vom Typ HB2-Lampe oder H4-Lampe schematisch dargestellt. Sie ist für den Betrieb an einer Fahrzeugbordnetzspannung von nominal 12 Volt vorgesehen. Diese Fahrzeugscheinwerferlampe besitzt ein mit einem Lampensockel 21 versehenes, gläsernes Lampengefäß 22, das im wesentlichen axialsymmetrisch ausgebildet ist. Der Innenraum des Lampengefäßes 22 ist mit Gas gefüllt, das eine Halogenfüllung und ein Edelgas oder Edelgasgemisch mit den Bestandteilen Xenon oder bzw. und Krypton enthält. Der Füllgasdruck bei Zimmertemperatur (22°C) liegt im Bereich von 0,4 Megapascal bis 1,0 Megapascal. Innerhalb des Lampengefäßes 22 sind zwei Glühwendeln 23, 24 angeordnet, die mit Hilfe von drei Stromzuführungsdrähten 25, 26 und 27 elektrisch kontaktiert und fixiert sind. Jeder der Stromzuführungsdrähte 25 bis 27 ist aus dem abgedichteten Ende des Lampengefäßes 22 herausgeführt und jeweils mit einem elektrischen Anschluss 29 des Lampensockels 21 elektrisch leitend verbunden. Das andere Ende des Lampengefäßes 22, das heißt, die Kuppe des Lampengefäßes 22, ist mit einer lichtundurchlässigen, lichtreflektierenden silberfarbenen oder grünen Beschichtung 221 versehen. Die drei Strömzuführungsdrähte 25, 26 und 27 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und die Fahrzeugscheinwerferlampe ist während ihres Betriebs so ausgerichtet, dass die drei Stromzuführungsdrähte 25 bis 27 übereinander angeordnet sind. Die erste Glühwendel 23 der HB2-Lampe, die zur Erzeugung des Abblendlichts dient, besitzt beim Betrieb mit einer Spannung von 12 Volt eine elektrischen Leistungsaufnahme von 46,2 Watt und einen Lichtstrom von 910 lm ±10% (gemessen bei einer Prüfspannung von 12,8 Volt). Der sockelnahe erste Wendelabgang der Abblendlichtglühwendel 23 ist mit dem dritten Stromzuführungsdraht 27 verbunden. Der sockeiferne zweite Wendelabgang der Abblendlichtglühwendel 23 ist mit einer, die Abblendlichtglühwendel 23 teilweise umgebenden, metallischen Abblendkappe 28 verbunden. Die Abblendkappe 28 ist ihrerseits mit dem ersten Stromzuführungsdraht 25 verschweißt, so dass die Abblendlichtglühwendel 23 über die Stromzuführungsdrähte 25 und 27 sowie über die Abblendkappe 28 elektrisch kontaktiert ist.

Die zweite Glühwendel 24 der HB2-Lampe, die zur Erzeugung eines Fernlichts dient, besitzt beim Betrieb mit 12 Volt eine elektrische Leistungsaufnahme von nominal 60 Watt und einen Lichtstrom von 1500 lm ±10% (gemessen bei der Prüfspannung von 12,8 Volt). Sie entspricht der. Fernlichtglühwendel einer konventionellen HB2-Lampe. Beide Glühwendeln 23, 24 sind als einfach gewickelte Glühwendeln (single cöiled filament) ausgebildet. Der sockelnahe erste Wendel abgang der Fernlichtglühwendel 24 ist mit dem abgewinkelten Ende des zweiten Stromzuführungsdrahtes 26 verbunden. Der sockelferne zweite Wendelabgang der Fernlichtglühwendel 24 ist mit dem dritten Stromzuführungsdraht 27 verbunden. Die Wickelachsen der beiden Glühwendein 23, 24 sind parallel versetzt zur Lampengefäßachse angeordnet. Die Glühwendel 23 und 24 bestehen üblicherweise aus Wolfram, während die Stromzuführungsdrähte 25, 26 und 27 sowie die Abblendkappe 28 aus Molybdän gefertigt sind. Die Verbindung der Wendelabgänge der Glühwendeln 23 und 24 mit den Stromzuführungsdrähten 25 bis 27 bzw. der Abblendkappe 28 wird beispielsweise auf die konventionelle Weise mit Hilfe von Molybdänröhrchen durchgeführt, welche die Wendelabgänge mit Klemmsitz umgeben und die mit den Stromzuführungsdrähten bzw. der Abblendkappe verschweißt sind. Tabelle 4 zeigt einen Vergleich der Wendeldaten.

Tabelle 4:

	Abblendlichtglühwendel der erfindungsgemäßen HB2-Lampe	Abblendlichtglühwendel der konventionellen HB2-Lampe
Kernfaktor	5,251	5,899
Drahtstärke	161,9 µm	188,1 µm
Wendellänge	5,51 mm	5,78 mm
Steigung	274 µm	320 µm
Steigungsfaktor	1,695	1,70
Leistungsaufnahme	46,2 W	55 W

In der linken Spalte der Tabelle 4 sind die Daten der Abblendlichtglühwendel 23 der erfindungsgemäßen HB2-Lampe aufgelistet. In der rechten Spalte der Tabelle 4 sind zum Vergleich die entsprechenden Daten der Abblendlichtglühwendel konventioneller HB2-Lampen aufgelistet.
Die Wendeldaten für die Zweifaden-Halogenglühlampe vom Typ HB2-Lampe können auch für Zweifaden-Halogenglühlampen vom Typ H4-Lampe verwendet werden, weil die beiden Lampentypen baulich und lichttechnisch sehr ähnlich sind.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern kann auch auf weitere Einfaden- oder Zweifaden-Halogenglühlampen angewandt werden.

Claims

Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer mit mindestens einem Glühfaden (3, 23), der derart ausgebildet ist, dass er als Lichtquelle zum Erzeugen des Abblendlichts oder Fernlichts verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenglühlampe eine Einfaden-Halogenglühlampe ist, deren Glühfaden (3) als Wendel ausgebildet ist, wobei die Wendellänge der Wendel im Bereich von 4,20 mm bis 4,35 mm liegt, die Steigung der Wendel im Bereich von 250 µm bis 260 µm liegt und die Drahtstärke der Wendel im Bereich von 148,9 µm bis 153,1 µm liegt, so dass der Glühfaden (3) während seines Betriebs an einer Spannung von 12 Volt eine elektrische Leistungsaufnahme von kleiner als 50 Watt besitzt,
oder eine Zweifaden-Halogenglühlampe mit jeweils einem Glühfaden (23, 24) zum Erzeugen von Abblendlicht und Fernlicht ist, wobei der Glühfaden (23) zum Erzeugen des Abblendlichts als Wendel ausgebildet ist, deren Wendellänge im Bereich 5,40 mm bis 5,60 mm liegt, deren Steigung im Bereich von 265 µm bis 285 µm liegt und deren Drahtstärke im Bereich von 159,6 µm bis 164,1 µm liegt, so dass besagter Glühfaden (23) zum Erzeugen des Abblendlichts während seines Betriebs mit einer Spannung von 12 Volt eine elektrische Leistungsaufnahme von kleiner als 50 Watt besitzt.
Halogenglühlampe nach Anspruch 1, wobei die Halogenglühlampe als Füllgas zusätzlich zur Halogenfüllung Krypton enthält.
Halogenglühlampe nach Anspruch 2, wobei das Füllgas zusätzlich Xenon enthält.
Halogenglühlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Halogenglühlampe ein gläsernes, den mindestens einen Glühfaden (3, 23) umschließendes Lampengefäß (1, 22) mit einer lichtundurchlässig und lichtreflektierend ausgebildeten Kuppe (8, 221) besitzt.