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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung einer
Kraftfahrzeug-Lampenbirne.
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Die offengelegte japanische Gebrauchsmusteranmeldung 4-81349
("Halogenlampenbirne") beschreibt ein Beispiel einer Technik, die sich auf
Kraftfahrzeug-Lampenbirnen bezieht. Ein Haltedraht 1, der mit einer Vertiefung 3
versehen ist und in Fig. 1 der obenerwähnten Anmeldung dargestellt ist, wird
vorbereitet, wobei ein Glasrohr 2 an der Spitze des Haltedrahts 1 angebracht
wird (Fig. 2), und wobei das Glasrohr 2 erwärmt und in diesem Zustand
beschichtet wird. Fig. 3 zeigt das Glasrohr 2, nachdem es am Haltedraht 1
angebracht worden ist.
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Die Fig. 5 und 6 der obenerwähnten Anmeldung sind hier wiedergegeben,
um eine bessere Beschreibung zur Verfügung zu stellen.
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Die Fig. 6a und 6b sind Schaubilder des Prozesses zur Herstellung einer
herkömmlichen Halogenlampenbirne. Fig. 6a entspricht Fig. 5 in der
obenerwähnten Anmeldung, während Fig. 6b der Fig. 6 entspricht, wobei jedoch
andere Bezugszeichen verwendet werden.
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4n Fig. 6a ist ein Haltedraht 102, der mit einem Glasrohr 101 ausstattet ist, in
einen versiegelten Glaskörper 103 eingesetzt, wobei die Luft abgesaugt wird
und die Anordnung erwärmt wird. Im Prozeß strömt das Abgas oder ein
Halogengas durch eine zylindrische Leitung 104.
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Die Fig. 6, die ein Schaubild der vollständigen Anordnung ist, zeigt einen
Zustand, in welchem die Spitze durch Weichmachen und Verschließen
mittels eines Brenners versiegelt worden ist.
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In Fig. 6 ist der Durchlaßwiderstand der zylindrischen Leitung 104
beträchtlich, da das Glasrohr 101 lang ist. Der Grund hierfür ist, daß der
Durchlaßwiderstand direkt proportional zur Länge und umgekehrt proportional zum
Quadrat der Querschnittsfläche des Durchlasses ist.
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Diesbezüglich muß die lichte Weite vergrößert werden um den Widerstand
zu senken. Eine vergrößerte lichte Weite erhöht den Durchmesser des
versiegelten Glaskörpers 103. Es ist beträchtlicher Zeitaufwand erforderlich,
um den versiegelten Glaskörper 103 mit großem Durchmesser zu der in
Fig. 6b gezeigten Form zu reduzieren.
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Um eine gleichmäßige lichte Weite zu erhalten, ist es erforderlich, die Mitte
des Haltedrahtes 102 auf die Mitte des versiegelten Glaskörpers 103
auszurichten, wobei eine anspruchsvolle Technik erforderlich ist, um eine solche
Zentrierung zu erreichen.
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Genauer verwendet die obenbeschriebene Technik eine komplexe
Verarbeitung und zieht hohe Verarbeitungskosten nach sich.
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Ein weiteres Merkmal ist, daß aufgrund der beträchtlichen Länge des oben in
Fig. 6b gezeigten Glasrohrs 101, die Vorsprungslänge H1 des versiegelten
Glaskörpers 103 unvermeidbar erhöht wird, was zu einer Sperrigkeit der
Halogenlampenbirne beiträgt.
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Diesbezüglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Kraftfahrzeug-Lampenbirne zu schaffen, die leicht zu verarbeiten ist und die einen
kürzeren Vorsprung in ihrem oberen Teil aufweist.
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Hinsichtlich der obenerwähnten Probleme bezieht sich Anspruch 1 auf eine
Kraftfahrzeug-Lampenbirne, bei der die Öffnung eines Glaskolbens mit Hilfe
einer Basis versiegelt wird, wobei wenigstens ein Fernlichtfaden und
wenigstens zwei Leiterdrähte zum Zuführen von Leistung zu diesem Fernlichtfaden
gemeinsam innerhalb dieses Glaskolbens aufgenommen sind, wobei ein
unverkennbares Merkmal darin besteht, daß einer der obenerwähnten
Leiterdrähte verlängert ist und seine Spitze am Halsabschnitt an der Spitze des
Glaskolbens mittels einer Perle befestigt ist.
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Die niedrige Perle ermöglicht, den vorstehenden oberen Abschnitt des
Glaskolbens zu verkürzen. Da die Perle mit der Innenfläche des
Halsabschnitts lediglich in Linienkontakt steht, kann eine Belüftungsleitung
aufgebildet werden, was ermöglicht, das Absaugen und die Auffüllung mit Gas mit
hoher Geschwindigkeit durchzuführen. Die Verwendung der Perle vereinfacht
die Ausrichtung des Leiterdrahtes auf den Halsabschnitt. Da eine Perle
eingesetzt wird, kann sich der Leiterdraht relativ zum Glaskolben bewegen,
wodurch es möglich wird, kostengünstiges Hartglas zu verwenden. Folglich
kann leicht eine kostengünstige und kompakte Lampenbirne hergestellt
werden.
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Anspruch 2 ist gekennzeichnet durch die Tatsache, daß ein
Befestigungsvorsprung zum Befestigen der Perle im oberen Abschnitt des obenerwähnten
verlängerten Leiterdrahtes vorgesehen ist. Die Perle kann am Leiterdraht mit
hoher Genauigkeit positioniert werden, was die Herstellung vereinfacht.
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Anspruch 3 ist gekennzeichnet durch die Tatsache, daß Belüftungsleitungen
in der obenerwähnten Perle ausgebildet sind. Es können große
Belüftungsleitungen sichergestellt werden, was ermöglicht, das Absaugen und die
Gasbefüllung in einer kurzen Zeitspanne durchzuführen.
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Anspruch 4 ist gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die
Belüftungsleitungen Vertiefungen sind, die am Außenumfang der Perle ausgebildet sind, oder
Freiräume, die zwischen den flachen Oberflächen und der Innenfläche des
Halsabschnitts ausgebildet sind. Das Absaugen und die Gasbefüllung
können in einer kurzen Zeitspanne bewerkstelligt werden, da große
Belüftungsöffnungen sichergestellt werden können, wobei irgendein
Kostenanstieg verhindert werden kann, da die Vertiefungen oder flachen Oberflächen
in einfacher Weise ausgebildet werden können.
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Anspruch 5 ist gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die
Belüftungsleitungen Freiräume sind, die zwischen dem Leiterdraht und den am Innenumfang
der Perle ausgebildeten Vertiefungen ausgebildet sind. Das Absaugen und
die Gasbefüllung können in kurzer Zeitspanne bewerkstelligt werden, da
große Belüftungsleitungen sichergestellt werden können, wobei irgendein
Kostenanstieg verhindert werden kann, da die Vertiefungen oder flachen
Oberflächen in einer einfachen Weise ausgebildet werden können.
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Im folgenden werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
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Fig. 1 ist ein Schaubild der vollständigen Kraftfahrzeug-Lampenbirne, auf die
sich die vorliegende Erfindung bezieht;
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Fig. 2 ist ein Schaubild, daß die obere Unterstützungsstruktur der
Kraftfahrzeug-Lampenbirne zeigt, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht;
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Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der Fig. 2 längs der Linie 3-3;
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Fig. 4 ist ein Schaubild, daß die Herstellung einer Kraftfahrzeug-Lampenbirne
zeigt;
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Fig. 5 ist ein modifiziertes Beispiel der Perle, auf die sich die vorliegende
Erfindung bezieht; und
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Fig. 6 ist ein Schaubild des Prozesses zur Herstellung einer herkömmlichen
Halogenlampenbirne.
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In Fig. 1, die ein Schaubild der vollständigen Kraftfahrzeug-Lampenbirne
gemäß der vorliegenden Erfindung ist, ist die Kraftfahrzeug-Lampenbirne 1
eine Speziallampenbirne, in der die Öffnung eines Glaskolbens 2 mit Hilfe
einer Basis 3 versiegelt ist, wobei innerhalb des Glaskolbens 2 ein
Fernlichtfaden 4, ein Fernlichtleiterdraht 5, ein Abblendlichtfaden 6, ein
Abblendlichtleiterdraht 7, eine Abschirmung 8 und ein gemeinsamer Leiterdraht 9
gemeinsam aufgenommen sind, und wobei im Innern ein Halogengas
eingeschlossen ist.
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Ein Strukturmerkmal ist, daß die Spitze (oberes Ende) des gemeinsamen
Leiterdrahtes 9 mittels einer Perle 10 im Glaskolben 2 befestigt ist. Das
Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Brücke, d. h. ein Glaselement zum
Befestigen der Leiterdrähte 5, 7 und 9.
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Ein geeignetes Material für den obenerwähnten Glaskolben 2 und die Perle
10 ist das weit verbreitete Glas mit der Bezeichnung B&sub2;O&sub3;-haltiges
Borsilikatglas oder Hartglas.
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Wenn der Fernlichtfaden 4 ausgewählt wird, wird er über einen Stromkreis
zum Leuchten gebracht, der in der angegebenen Reihenfolge oder in
umgekehrter Reihenfolge den Leiterdraht 5, den Fernlichtfaden 4 und den
gemeinsamen Leiterdraht 9 umfaßt.
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Wenn der Abblendlichtfaden 6 ausgewählt wird, wird er über einen
Stromkreis zum Leuchten gebracht, der in der angegebenen Reihenfolge oder in
umgekehrter Reihenfolge den Leiterdraht 7, den Abblendlichtfaden 6, die
Abschirmung 8 und den gemeinsamen Leiterdraht 9 umfaßt. Die
Hauptfunktion der Abschirmung 8 ist, einen Teil des vom Faden 6 ausgesendeten
Lichts zu blockieren, wobei die Abschirmung mit einem Ende des Fadens 6
verbunden ist, da sie aus Metall gefertigt ist.
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In Fig. 2, die ein Schaubild ist, das die obere Haltestruktur der Kraftfahrzeug-
Lampenbirne gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, ist der gemeinsame
Leiterdraht 9 ein Molybdän-Stab, wobei ein Befestigungsvorsprung 12 im
oberen Abschnitt des Drahtes ausgebildet ist und ein rechteckiger Abschnitt
13 an der Oberseite desselben ausgebildet ist, eine Perle 10 auf den
rechteckigen Abschnitt 13 aufgesetzt ist, und wobei der äußerste
Umfangsabschnitt 14 der Perle 10 gegen die Innenfläche des Halsabschnitts 15 des
Glaskolbens 2 gedrückt wird.
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Da der äußerste Umfangsabschnitt 14 der Perle 10 eine horizontale Linie ist,
wird er gegen den Halsabschnitt 15 des Glaskolbens 2 gedrückt, wobei er mit
diesem einen Linienkontakt ausbildet.
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Da die Perle 10 sehr niedrig ist, ist die Vorsprungshöhe H2 des
Halsabschnitts 15 klein.
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Fig. 3, die ein Querschnitt der Fig. 2 längs der Linie 3-3 ist, zeigt ein Beispiel,
in welchem eine Belüftungsvertiefung 21 am Außenumfang der Perle 10
ausgebildet ist, wobei der Freiraum zwischen der Vertiefung 21 und dem
Halsabschnitt 15 als Belüftungsleitung 22 verwendet wird.
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Im folgenden werden die wesentlichen Punkte des Prozesses zur Herstellung
der Kraftfahrzeug-Lampenbirne dargestellt.
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Die Fig. 4a und 4b sind Schaubilder, die die Herstellung der Kraftfahrzeug-
Lampenbirne zeigen.
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In Fig. 4a ist die Perle 10 am oberen Abschnitt des gemeinsamen
Leiterdrahtes 9 angebracht. Da die Perle 10 mit dem Befestigungsvorsprung 12
befestigt ist, ist die Perle 10 in Richtung der Höhe stabil positioniert, und ist
somit einfacher anzubringen.
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In Fig. 4b ist der mit der Perle 10 ausgestattete gemeinsame Leiterdraht 9 in
den Halsabschnitt 15 des Glaskolbens 2 eingesetzt. Der Innendurchmesser
des Halsabschnitts 15 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Perle
10.
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Die Luft wird abgesaugt und es wird statt dessen Stickstoffgas oder ein
anderes Schutzgas eingeleitet, wobei der Halsabschnitt 15 mit Brennern 17
in der Schutzgasatmosphäre aufgeheizt wird. Anschließend wird im Innern
Halogengas entsprechend dem im folgenden beschriebenen
Gaseinschlußverfahren eingeschlossen.
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(1) Der Basisabschnitt (der Abschnitt, der in einem Abstand vom
Halsabschnitt 15 angeordnet ist) des Glaskolbens 2 wird mit flüssigem Stickstoff
oder einem anderen Kühlmittel zwangsgekühlt.
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(2) Der Innenraum wird mit einem Hochdruck-Halogengas gefüllt, sobald das
Schutzgas sich thermisch zusammenzieht.
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(3) Der Halsabschnitt 15 wird verschlossen und versiegelt, wodurch die in
Fig. 2 gezeigte Form erhalten wird.
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Im obenerwähnten Schritt (1) wird auch der Basisabschnitt mittels des
gemeinsamen Leiterdrahtes 9 gekühlt. Da der gemeinsame Leiterdraht 9 aus
Metall gefertigt ist und eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als Glas,
erreicht der obere Abschnitt in kurzer Zeit eine niedrige Temperatur.
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Der Halsabschnitt 15 wird ebenfalls teilweise gekühlt, wenn die Struktur so
beschaffen ist, daß das obere Ende des gemeinsamen Leiterdrahtes 9 in
direktem Kontakt mit dem Halsabschnitt 15 steht. Der Glaskolben 2 macht
keine Probleme, wenn er einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweist, thermischen Schocks standhalten kann und aus Quarzglas gefertigt
ist.
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Wenn jedoch der Glaskolben 2 aus Hartglas gefertigt ist, entwickeln sich
wahrscheinlich Risse im Halsabschnitt 15, da das Hartglas einen höheren
Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist als Quarzglas.
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Daher werden die Temperaturänderungen des gemeinsamen Leiterdrahtes 9
bis unterhalb diejenigen des Halsabschnitts 15 reduziert, wobei Hartglas
verwendet werden kann aufgrund der Verwendung einer Struktur, in der eine
Perle 10 mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit zwischen dem oberen
Abschnitt des gemeinsamen Leiterdrahtes 9 und dem Halsabschnitt 15
eingesetzt ist, wie in Fig. 4b gezeigt ist.
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Die Fälle, in denen Hartglas und Quarzglas verwendet werden, sind in der
folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt.
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Das Ausbilden einer Belüftungsvertiefung 21 in der Perle 10 und das
Sicherstellen einer Belüftungsleitung 22 erlaubt dem Abgas oder Halogengas,
hauptsächlich durch die Belüftungsleitung 22 zu entweichen, wodurch es
möglich wird, das Absaugen und den Gaseinschluß mit hoher Effizienz
durchzuführen.
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Es ist ferner möglich, eine Perle 10 zu verwenden, der die
Belüftungsvertiefung 21 fehlt. In diesem Fall dient der Freiraum zwischen dem äußersten
Umfangsabschnitt 14 der Perle 10 und der inneren Umfangsfläche des
Halsabschnitts 16 als Belüftungsleitung. Der Grund hierfür ist, daß wie oben
beschrieben die Perle 10 und der Halsabschnitt 15 miteinander in
Linienkontakt stehen, mit dem Ergebnis, daß die Leitung sehr kurz ist und der
Durchlaßwiderstand niedrig ist, was eine stabile Gasströmung sicherstellt.
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Die Fig. 5a bis 5c sind Schaubilder, die ein modifiziertes Beispiel der Perle
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
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In Fig. 5a sind flache Oberflächen 23 am Außenumfang einer Perle 10B
ausgebildet, wobei dünne halbmondförmige Freiräume zwischen den flachen
Oberflächen 23 und der Innenfläche des Halsabschnitts 15 ausgebildet
werden, und wobei diese Zwischenräume als Belüftungsleitungen 22 dienen.
Der hier verwendete Ausdruck "flache Oberflächen" bezieht sich auf eine
flache Oberfläche, die durch Abschneiden eines Abschnitts eines runden
Stabes erhalten wird. Die flache Oberfläche kann auch durch Formpressen
gebildet werden.
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In Fig. 5b sind flache Oberflächen 24 am Außenumfang einer Perle 10C
ausgebildet, wobei dünne halbmondförmige Zwischenräume zwischen dem
Halsabschnitt 15 und den flachen Oberflächen 24 ausgebildet sind, und
wobei diese Zwischenräume als Belüftungsleitungen 22 dienen.
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In Fig. 5c sind mehrere Belüftungsvertiefungen 25 am Innenumfang einer
Perle 10D ausgebildet.
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Im folgenden werden das "Hartglas", das in den betrachteten praktischen
Beispielen verwendet wird, und das "Quarzglas", das für bestimmte
Halogenlampenbirnen verwendet wird, mit Bezug auf Tabelle 1 verglichen.
Tabelle 1
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Quarzglas, das in der Spalte "Vergleichsbeispiel" angegeben ist, besteht im
wesentlichen aus Siliciumdioxid, und findet zusätzliche Anwendungen in
hochwertigen Testrohren und als Elektroheizvorrichtungs-Beschichtungsglas,
und ist sehr widerstandsfähig gegen thermische Schocks. Wie in der Tabelle
gezeigt ist, hat dieses Material einen hohen Erweichungspunkt (1530ºC),
eine gute Wärmebeständigkeit und einen geringen
Wärmeausdehnungskoeffizienten, und entwickelt folglich eine hohe thermische Festigkeit. Ein
Nachteil sind die hohen Kosten.
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Die Verwendung dieses Quarzglases ermöglicht, die Spitze des
gemeinsamen Leiterdrahtes 9 direkt am Glaskolben 2 anzubringen. Der Grund besteht
darin, daß der Glaskolben 2 selbst dann nicht bricht, wenn die (durch die
Wärmeausdehnung erzeugte) Axialkraft des gemeinsamen Leiterdrahtes 9
ausgeübt wird.
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Andererseits hat Quarzglas einen hohen Erweichungspunkt, so daß der
Glaskolben 2, dessen Halsabschnitt 15 zu versiegeln ist, auf eine hohe
Temperatur aufgeheizt werden muß.
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Hartglas, das in der Spalte "praktisches Beispiel" angegeben ist, weist eine
geringe Siliciumdioxidreinheit auf und ist daher kostengünstig, jedoch liegt
der Erweichungspunkt bei 926ºC, wobei die Hitzefestigkeit deutlich niedriger
ist als diejenige von Quarzglas.
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Diesbezüglich ist der gemeinsame Leiterdraht 9 im Glaskolben 2 mittels der
Perle 10 befestigt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Es wird erwartet, daß der
Glaskolben 2 und der Außenumfang der Perle 10, oder die Perle 10 und der
gemeinsame Leiterdraht 9 relativ zueinander gleiten. Ein solches Gleiten
verhindert, daß auf den Glaskolben 2 eine übermäßige Kraft ausgeübt wird.
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Der niedrige Erweichungspunkt ermöglicht, dem Glaskolben 2 bei einer
vergleichsweise niedrigen Temperatur zu versiegeln.
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Folglich ermöglicht die Verwendung der Struktur des praktischen Beispiels,
kostengünstiges Hartglas zu verwenden, und macht die Herstellung eines
Produkts sehr einfach.
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Die Anzahl und die Form der Belüftungsleitungen 22, die in der Perle 10
ausgebildet sind, sind nicht durch das praktische Beispiel beschränkt.
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Außerdem verwendet das praktische Beispiel die Verlängerung des
gemeinsamen Leiterdrahtes 9, jedoch ist diese Anordnung nicht die einzige Option.
Es ist auch möglich, den Leiterdraht 5 des Fernlichtfadens oder den
Leiterdraht 7 des Abblendlichtfadens zu verlängern.
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Außerdem kann der Befestigungsvorsprung 12 am gemeinsamen Leiterdraht
9 mittels Druckbiegen ausgebildet werden, oder kann ausgebildet werden
durch Abscheiden eines Plättchens auf dem gemeinsamen Leiterdraht 9.
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Eine Kraftfahrzeug-Lampenbirne 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Spitze (oberes Ende) eines gemeinsamen Leiterdrahtes 9 im Halsabschnitt
15 eines Glaskolbens 2 mittels einer Perle 10 befestigt ist.
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Die niedrige Perle ermöglicht, den vorstehenden oberen Abschnitt des
Glaskolbens zu verkürzen. Die Verwendung der Perle erleichtert die
Ausrichtung des Leiterdrahtes auf den Halsabschnitt. Da eine Perle eingesetzt
ist, kann sich der Leiterdraht bezüglich des Glaskolbens bewegen, wodurch
es möglich wird, kostengünstiges Hartglas zu verwenden. Folglich kann eine
kostengünstige und kompakte Lampenbirne einfach hergestellt werden.
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Dies schafft eine Kraftfahrzeug-Lampenbirne, die leicht zu verarbeiten ist und
an ihrem oberen Abschnitt einen kurzen Vorsprung aufweist.