WO2010052140A1 - Halogenglühlampe für fahrzeugscheinwerfer und fahrzeugscheinwerfer - Google Patents

Halogenglühlampe für fahrzeugscheinwerfer und fahrzeugscheinwerfer Download PDF

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WO2010052140A1
WO2010052140A1 PCT/EP2009/063993 EP2009063993W WO2010052140A1 WO 2010052140 A1 WO2010052140 A1 WO 2010052140A1 EP 2009063993 W EP2009063993 W EP 2009063993W WO 2010052140 A1 WO2010052140 A1 WO 2010052140A1
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halogen incandescent
filament
millimeters
range
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Peter Helbig
Oliver Hering
Harald Kaps
Klaus Wittmann
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00—Details
    • H01K1/02—Incandescent bodies
    • H01K1/14—Incandescent bodies characterised by the shape

Definitions

  • the invention relates to a halogen incandescent lamp for vehicle headlights according to the preamble of claim 1 and vehicle headlights with such a halogen incandescent lamp.
  • a halogen incandescent lamp for example, in WO 2007/042464 A1.
  • This document describes a halogen incandescent lamp for vehicle headlights with an arranged inside a translucent lamp vessel incandescent.
  • the incandescent filament is dimensioned so that the halogen incandescent lamp has an electrical power consumption of approx. 55 watts during its operation on the onboard supply voltage of the vehicle and generates a luminous flux of approx. 1715 lumens.
  • the halogen incandescent lamp according to the invention for vehicle headlamps has one within a translucent Lamp vessel arranged, coiled filament, which is dimensioned such that the halogen incandescent lamp has an electrical power consumption in the range of 16 watts to 22 watts and generates a luminous flux in the range of 400 lumens to 600 lumens.
  • the halogen incandescent lamp according to the invention can be used in vehicle headlights for different functions.
  • the halogen incandescent lamp according to the invention can be used for a static or dynamic cornering light or cornering light or operated, for example, in a dimmed state in a headlight, which is used to generate the daytime running light or position light.
  • halogen incandescent lamps according to the invention can be used in a vehicle headlight for generating the high beam or or and the low beam.
  • the halogen incandescent lamp according to the invention can also be used as a light source in a reversing spotlight.
  • the halogen incandescent lamp according to the invention thus forms a versatile light source for vehicle headlights due to the inventive dimensioning of their filament.
  • the filament of the halogen incandescent lamp according to the invention has a helical body designed as a single wound, which satisfies the following condition:
  • the length of the helical filament of the halogen incandescent lamp according to the invention measured along its winding axis is preferably in the range from 2.1 millimeters to 3.6 millimeters, and the outside diameter of the filament body of the filament of the halogen incandescent lamp according to the invention is preferably in the range of 0.6 millimeter to 1.1 millimeters, to come as close as possible to the ideal of a point light source for the projection in the headlight.
  • the wire thickness of the filament of the filament of the halogen incandescent lamp according to the invention is preferably in the range of 85 microns to 90 microns. This allows the ohmic resistance of the coil to be adapted to the operating voltage and the desired electrical power consumption of the halogen incandescent lamp.
  • a filling gas is advantageously provided in the interior of the lamp vessel of the Halogenglüh- invention, in addition to a halogen filling a noble gas or a noble gas mixture from the group of xenon, krypton and argon.
  • the cold filling pressure of the halogen incandescent lamp according to the invention is preferably in the range from 0.7 megapascals to 1.5 megapascals.
  • the halogen incandescent lamp according to the invention preferably has a lamp vessel which has a circular-cylindrical section surrounding the filament with an outer diameter in the range of 9 millimeters to 15 millimeters and preferably in the range of 10.5 millimeters to 13 millimeters, sufficient to heat up sufficient for the halogen cycle of the lamp vessel.
  • the ratio of outer diameter to wall thickness of the cylindrical lamp vessel portion is preferably in the range of 9 to 13 for the same reason.
  • Figure 1 is a side view of a halogen incandescent lamp according to the preferred embodiments of the invention in a schematic representation
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the filament of the halogen incandescent lamp depicted in FIG In Figure 1, the structure of a halogen incandescent lamp according to the preferred embodiments of the invention is shown schematically.
  • This halogen bulb is a type H16 halogen bulb.
  • This halogen incandescent lamp has a quartz glass or hard glass, for example alumina-silicate glass, existing lamp vessel 1, which is fixed in the metal base part 21 of a lamp cap 2.
  • the adjoining the metal base part 21 plastic base part 22 of the lamp cap 2 is equipped with electrical connections (not shown) for powering the halogen incandescent lamp.
  • the gas-tightly sealed lamp vessel 1 has a sealed end 11 which is fixed in the metal base part 21, and a circular-cylindrical central lamp vessel portion 12 and a lamp vessel tip 13 which is opposite to the sealed end 11 and provided with an opaque coating.
  • the circular cylindrical lamp vessel section 12 has an outer diameter of 11.3 millimeters and its wall thickness is 1.1 millimeters.
  • a filling gas mixture with a cold filling pressure of about 1.2 megapascals which includes halogens and krypton.
  • a filament 3 designed as a tungsten filament 3 is arranged in the region of the circular-cylindrical lamp vessel section 12.
  • the winding axis AA of the helix 3 is aligned parallel to the cylinder axis of the cylinder s cyl indri see Lampengef äßabismes 12.
  • the two ends 31, 32 of the filament 3 are each covered by a molybdenum tube 33, serving as a welding aid 33, 34 and with a Power supply wire 4 or 5 welded from molybdenum.
  • the power supply wires 4, 5 are led out of the sealed end 11 of the lamp vessel 1 and connected to the electrical terminals of the halogen incandescent lamp.
  • the filament 3 is designed as a simple spiral filament. It has a coil body 30 designed as a single coil and two non-edged ends 31, 32. The uncoiled ends 31, 32 are each surrounded by a molybdenum tube 33, 34 or wrapped with a molybdenum foil, which serves as a welding aid during welding Ends 31, 32 of the filament 3 with the power supply wires 4, 5 serve.
  • the measured along its winding axis A-A length L of the coil body 30 is 2.86 millimeters.
  • the outer diameter D of the helical body 30 and the windings of the winding body 30 is 0.8 millimeters.
  • the helical body has 20 turns, that is, the number of turns W of the filament 3 is 20.
  • the wire thickness or diameter of the tungsten wire constituting the filament 3 is 87 micrometers.
  • the ratio of the product of length L and outer diameter D to the number of turns W of the helical body 30 is thus calculated to a value of 0.11.
  • the halogen incandescent lamp has an electrical power consumption of 21.3 watts when operated at a nominal vehicle electrical system voltage of 13.2 volts with this filament and generates a luminous flux of 430 lumens.
  • the halogen incandescent lamp according to the second embodiment of the invention differs from the above described first embodiment only by the helical data.
  • the filament according to the second embodiment of the invention is also designed as a simple wound filament. Her trained as a single wound coil body has a measured along its winding axis length L of 2.90 millimeters and an outer diameter D of 0.85 millimeters and a number of turns W of 20.
  • the wire thickness of the helical wire is in the filament according to the second embodiment of the invention 88th micrometers.
  • the ratio of the product of length L and outer diameter D to the number of turns W of the filament body of the filament according to the second embodiment of the invention is thus calculated to a value of 0.12.
  • the halogen incandescent lamp according to the second embodiment of the invention has an electrical power consumption of 21.7 watts when operating on a nominal vehicle electrical system voltage of 13.2 volts and generates a luminous flux of 475 lumens.
  • the halogen incandescent lamp according to the third embodiment of the invention differs from the embodiments described above only by the helical data.
  • the filament according to the third embodiment of the invention is also formed as a simple coiled filament. Its helical body designed as a single wound has a length L of 3.29 millimeters measured along its winding axis and an outer diameter D of 0.8 millimeter and a number of turns W of 21.
  • the wire thickness of the helical wire is 87 in the filament according to the third embodiment of the invention micrometers.
  • the ratio of the product of Length L and outer diameter D to the number of turns W of the filament body of the filament according to the third embodiment of the invention is thus calculated to a value of 0.13.
  • the halogen incandescent lamp according to the third embodiment of the invention has an electrical power consumption of 21.7 watts when operating on a vehicle electrical system voltage of 13.2 volts and generates a luminous flux of 465 lumens.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer mit einem innerhalb eines lichtdurchlässigen Lampengefäßes (1) angeordneten, gewendelten Glühfaden (3), wobei der Glühfaden (3) derart dimensioniert ist, dass die Halogenglühlampe eine elektrische Leistungsaufnahme im Bereich von 16 Watt bis 22 Watt besitzt und einen Lichtstrom im Bereich von 400 Lumen bis 600 Lumen generiert.

Description

Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer und Fahrzeugscheinwerfer
Die Erfindung betrifft eine Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Fahrzeugscheinwerfer mit einer derartigen Halogenglühlampe .
I . Stand der Technik Eine derartige Halogenglühlampe ist beispielsweise in der WO 2007/042464 Al offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer mit einer innerhalb eines lichtdurchlässigen Lampengefäßes angeordneten Glühwendel. Die Glühwendel ist derart dimensio- niert, dass die Halogenglühlampe während ihres Betriebs an der Bordnetzspannung des Fahrzeugs eine elektrische Leistungsaufnahme von ca. 55 Watt besitzt und einen Lichtstrom von ca. 1715 Lumen generiert.
II. Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine energiesparende HaIo- genglühlampe bereitzustellen, die in Fahrzeugscheinwerfern vielseitig für unterschiedliche Funktionen verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausfüh- rungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer weist einen innerhalb eines lichtdurchlässigen Lampengefäßes angeordneten, gewendelten Glühfaden auf, der derart dimensioniert ist, dass die Halogenglühlampe eine elektrische Leistungsaufnahme im Bereich von 16 Watt bis 22 Watt besitzt und einen Lichtstrom im Bereich von 400 Lumen bis 600 Lumen generiert. Dadurch kann die erfindungsgemäße Halogenglühlampe in Fahrzeugscheinwerfern für unterschiedliche Funktionen eingesetzt werden. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Halogenglühlampe für ein statisches oder dynamisches Kurvenlicht bzw. Abbiegelicht verwendet werden oder beispielsweise auch in einem gedimmten Zustand in einem Scheinwerfer betrieben werden, der zum Erzeugen des Tagfahrlichts oder Positionslichts dient. Außerdem können beispielsweise mehrere der erfindungsgemäßen Halogenglühlampen in einem Fahr- zeugscheinwerfer zum Erzeugen des Fernlichts oder bzw. und des Abblendlichts eingesetzt werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Halogenglühlampe auch als Lichtquelle in einem Rückfahrscheinwerfer eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Halogenglühlampe bildet damit aufgrund der erfindungsgemäßen Dimensionierung ihres Glühfadens eine vielseitig verwendbare Lichtquelle für Fahrzeugscheinwerfer.
Vorteilhafterweise weist der Glühfaden der erfindungsgemäßen Halogenglühlampe einen als Einfachgewickel ausge- bildeten Wendelkörper auf, der folgender Bedingung genügt :
0,10 ≤^—^≤ 0,16 W wobei D der Zahlenwert des in Millimeter gemessenen Außendurchmessers des Wendelkörpers ist, L der Zahlenwert der entlang der Wickelachse in Millimeter gemessenen Länge des Wendelkörpers ist und W die Windungszahl des Wendelkörpers ist, und wobei die Windungszahl W im Bereich von 17 bis 23 und vorzugsweise im Bereich von 18 bis 22 liegt. Dadurch kann auf einfache Weise gewährleistet werden, dass die Halogenglühlampe während ihres Betriebs an der Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeugs, die üblicherweise nominal 13,2 Volt beträgt, eine elektrische Leistungsaufnahme im Bereich von 16 Watt bis 22 Watt besitzt und einen Lichtstrom im Bereich von 400 Lumen bis 600 Lumen generiert.
Vorzugsweise liegt die entlang seiner Wickelachse gemes- sene Länge des Wendelkörpers des Glühfadens der erfindungsgemäßen Halogenglühlampe im Bereich von 2,1 Millimeter bis 3, 6 Millimeter und der Außendurchmesser des Wendelkörpers des Glühfadens der erfindungsgemäßen Halogenglühlampe liegt vorzugsweise im Bereich von 0,6 Milli- meter bis 1,1 Millimeter, um dem Ideal einer punktförmigen Lichtquelle für die Projektion im Scheinwerfer möglichst nahe zu kommen.
Die Drahtstärke des Wendeldrahtes des Glühfadens der erfindungsgemäßen Halogenglühlampe liegt vorzugsweise im Bereich von 85 Mikrometer bis 90 Mikrometer. Dadurch kann der ohmsche Widerstand der Wendel an die Betriebsspannung und die gewünschte elektrische Leistungsaufnahme der Halogenglühlampe angepasst werden. Um die Abdampfrate des Wendelmaterials von der Glühwendel zu reduzieren und eine Schwärzung des Lampengefäßes durch abdampfendes Wendelmaterial zu verhindern, ist im Innenraum des Lampengefäßes der erfindungsgemäßen Halogenglüh- lampe in vorteilhafter Weise ein Füllgas vorgesehen, das neben einer Halogenfüllung ein Edelgas oder ein Edelgasgemisch aus der Gruppe von Xenon, Krypton und Argon enthält. Der Kaltfülldruck der erfindungsgemäßen Halogenglühlampe liegt vorzugsweise im Bereich von 0,7 Megapas- cal bis 1,5 Megapascal.
Die erfindungsgemäße Halogenglühlampe weist vorzugsweise ein Lampengefäß auf, das einen den Glühfaden umgebenden kreiszylindrischen Abschnitt mit einem Außendurchmesser im Bereich von 9 Millimeter bis 15 Millimeter und vor- zugsweise im Bereich von 10,5 Millimeter bis 13 Millimeter besitzt, um eine für den Halogenkreisprozess ausreichende Aufheizung des Lampengefäßes zu gewährleisten. Das Verhältnis von Außendurchmesser zur Wandstärke des zylindrischen Lampengefäßabschnitts liegt aus dem gleichen Grund vorzugsweise im Bereich von 9 bis 13.
III. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Eine Seitenansicht einer Halogenglühlampe gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung in schematischer Darstellung
Figur 2 Eine vergrößerte Darstellung des Glühfadens der in Figur 1 abgebildeten Halogenglühlampe In Figur 1 ist schematisch der Aufbau einer Halogenglühlampe gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt. Bei dieser Halogenglühlampe handelt es sich um eine Halogenglühlampe des Typs H16.
Diese Halogenglühlampe besitzt ein aus Quarzglas oder Hartglas, beispielsweise Alumen-Silikatglas, bestehendes Lampengefäß 1, das in dem Metallsockelteil 21 eines Lampensockels 2 fixiert ist. Der sich an das Metallsockelteil 21 anschließende Kunststoffsockelteil 22 des Lampensockels 2 ist mit elektrischen Anschlüssen (nicht abgebildet) zur Energieversorgung der Halogenglühlampe ausgestattet. Das gasdicht verschlossene Lampengefäß 1 besitzt ein abgedichtetes Ende 11, das in dem Metallsockelteil 21 fixiert ist, und einen kreiszylindrischen mittleren Lampengefäßabschnitt 12 sowie eine Lampengefäß- kuppe 13, die dem abgedichteten Ende 11 gegenüberliegt und mit einer lichtundurchlässigen Beschichtung versehen ist. Der kreiszylindrische Lampengefäßabschnitt 12 besitzt einen Außendurchmesser von 11,3 Millimeter und seine Wandstärke beträgt 1,1 Millimeter. Im Innenraum des Lampengefäßes 1 befindet sich eine Füllgasmischung mit einem Kaltfülldruck von ca. 1,2 Megapascal, die Halogene und Krypton umfasst. Innerhalb des Lampengefäßes 1 ist im Bereich des kreiszylindrischen Lampengefäßabschnitts 12 ein als Wolframwendel ausgebildeter Glühfaden 3 angeordnet. Die Wickelachse A-A der Wendel 3 ist parallel zur Zylinderachse des krei s zyl indri sehen Lampengef äßabschnitts 12 ausgerichtet. Die beiden Enden 31, 32 des Glühfadens 3 sind jeweils von einem als Schweißhilfe dienenden Molybdänröhrchen 33, 34 umhüllt und mit einem Stromzuführungsdraht 4 beziehungsweise 5 aus Molybdän verschweißt. Die Stromzuführungsdrähte 4, 5 sind aus dem abgedichteten Ende 11 des Lampengefäßes 1 herausgeführt und mit den elektrischen Anschlüssen der Halogenglühlampe verbunden.
In der Figur 2 sind Einzelheiten des Glühfadens 3 schematisch dargestellt. Der Glühfaden 3 ist als einfach gewen- delte Glühwendel ausgebildet. Er besitzt ein als Einfach- gewickel ausgebildeten Wendelkörper 30 und zwei ungewen- delte Enden 31, 32. Die ungewendelten Enden 31, 32 sind jeweils von einem Molybdänröhrchen 33, 34 umgeben oder mit einer Molybdänfolie umwickelt, das bzw. die als Schweißhilfe beim Verschweißen der Enden 31, 32 des Glühfadens 3 mit den Stromzuführungsdrähten 4, 5 dienen. Die entlang seiner Wickelachse A-A gemessene Länge L des Wendelkörpers 30 beträgt 2,86 Millimeter. Der Außendurchmesser D des Wendelkörpers 30 bzw. der Windungen des Wickelkörpers 30 beträgt 0,8 Millimeter. Der Wendelkörper besitzt 20 Windungen, das heißt, die Windungszahl W des Glühfadens 3 ist 20. Die Drahtstärke bzw. der Durchmesser des Wolframdrahtes, aus dem der Glühfaden 3 besteht, beträgt 87 Mikrometer. Das Verhältnis des Produktes von Länge L und Außendurchmesser D zur Windungszahl W des Wendelkörpers 30 berechnet sich somit zu einem Wert von 0,11. Die Halogenglühlampe besitzt beim Betrieb an einer nominalen Bordnetzspannung von 13,2 Volt mit diesem Glühfaden eine elektrische Leistungsaufnahme von 21,3 Watt und generiert einen Lichtstrom von 430 Lumen.
Die Halogenglühlampe gemäß dem zweiten Ausführungsbei- spiel der Erfindung unterscheidet sich von dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel nur durch die Wendeldaten. Der Glühfaden gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ebenfalls als einfach gewen- delte Glühwendel ausgebildet. Ihr als Einfachgewickel ausgebildeter Wendelkörper besitzt eine entlang seiner Wickelachse gemessene Länge L von 2,90 Millimeter und einen Außendurchmesser D von 0,85 Millimeter sowie eine Windungszahl W von 20. Die Drahtstärke des Wendeldrahtes beträgt beim Glühfaden gemäß dem zweiten Ausführungsbei- spiel der Erfindung 88 Mikrometer. Das Verhältnis des Produktes von Länge L und Außendurchmesser D zur Windungszahl W des Wendelkörpers des Glühfadens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung berechnet sich somit zu einem Wert von 0,12. Die Halogenglühlampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt beim Betrieb an einer nominalen Bordnetzspannung von 13,2 Volt eine elektrische Leistungsaufnahme von 21,7 Watt und generiert einen Lichtstrom von 475 Lumen.
Die Halogenglühlampe gemäß dem dritten Ausführungsbei- spiel der Erfindung unterscheidet sich von den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen nur durch die Wendeldaten. Der Glühfaden gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ebenfalls als einfach gewendelte Glühwendel ausgebildet. Ihr als Einfachgewickel ausgebil- deter Wendelkörper besitzt eine entlang seiner Wickelachse gemessene Länge L von 3,29 Millimeter und einen Außendurchmesser D von 0,8 Millimeter sowie eine Windungszahl W von 21. Die Drahtstärke des Wendeldrahtes beträgt beim Glühfaden gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung 87 Mikrometer. Das Verhältnis des Produktes von Länge L und Außendurchmesser D zur Windungszahl W des Wendelkörpers des Glühfadens gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung berechnet sich somit zu einem Wert von 0,13. Die Halogenglühlampe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt beim Betrieb an einer Bordnetzspannung von 13,2 Volt eine elektrische Leistungsaufnahme von 21,7 Watt und generiert einen Lichtstrom von 465 Lumen.

Claims

Ansprüche
1. Halogenglühlampe für Fahrzeugscheinwerfer mit einem innerhalb eines lichtdurchlässigen Lampengefäßes (1) angeordneten, gewendelten Glühfaden (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Glühfaden (3) derart dimensioniert ist, dass die Halogenglühlampe eine elektrische Leistungsaufnahme im Bereich von 16 Watt bis 22 Watt besitzt und einen Lichtstrom im Bereich von 400 Lumen bis 600 Lumen generiert.
2. Halogenglühlampe nach Anspruch 1, wobei der Glühfaden (3) einen als Einfachgewickel ausgebildeten Wendelkörper (30) besitzt, der folgende Bedingung erfüllt:
0,10 ≤^—^≤ 0,16 W wobei D der Zahlenwert des in Millimeter gemessenen Außendurchmessers des Wendelkörpers (30) ist, L der Zahlenwert der entlang der Wickelachse in Millimeter gemessenen Länge des Wendelkörpers (30) ist und W die Windungszahl des Wendelkörpers (30) ist, und wobei die Windungszahl W im Bereich von 17 bis 23 liegt .
3. Halogenglühlampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Durchmesser bzw. die Drahtstärke des Glühfadendrahtes im Bereich von 85 Mikrometer bis 90 Mikrometer liegt.
4. Halogenglühlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die entlang seiner Wickelachse (A-A) gemessene Länge des Wendelkörpers (30) im Bereich von 2,1 Millimeter bis 3,6 Millimeter liegt.
5. Halogenglühlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Außendurchmesser des Wendelkörpers (30) im Bereich von 0,6 Millimeter bis 1,1 Millimeter liegt .
6. Halogenglühlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Innenraum des Lampengefäßes (1) ein Füllgas vorgesehen ist, das ein Edelgas oder ein Edelgasgemisch aus der Gruppe von Xenon, Krypton und Argon und außerdem Halogene enthält.
7. Halogenglühlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Lampengefäß (1) im Bereich des Glühfadens
(3) einen kreiszylindrischen Abschnitt (12) aufweist, dessen Außendurchmesser im Bereich von 9 Millimeter bis 15 Millimeter liegt.
8. Fahrzeugscheinwerfer mit mindestens einer Halogen- glühlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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