DD245080A1

DD245080A1 - GAS DISCHARGE LAMP FOR MOTOR VEHICLE HEADLIGHTS

Info

Publication number: DD245080A1
Application number: DD28495985A
Authority: DD
Inventors: Uwe J Amlong; Juergen Heyde; Peter Jerke; Tilo Stoeckert
Original assignee: Narva Rosa Luxemburg K
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1987-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe fuer Kfz-Scheinwerfer, insbesondere eine Halogen-Metalldampflampe. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lampenkonstruktion anzugeben, die eine zuverlaessige Zuendung gewaehrleistet und eine gute Lagesicherheit des Entladungsgefaesses ermoeglicht. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das Entladungsgefaess (1) aus Quarz- oder Hartglas an der Sockelseite eine partielle Einschmelzung oder Quetschung, in der die sockelseitige Elektrode (4) hindurchgefuehrt ist und eine rohrfoermige Verlaengerung (12) besitzt, in der die Stromzufuehrung (10) angeordnet ist, wobei ein Teil der rohrfoermigen Verlaengerung (12) ein einem in der Sockelhuelse (6) befindlichen Isolierteil (9) angebracht ist und dass zwischen dem Isolierteil (9) und der Sockelhuelse (6) eine parallel zum Entladungsgefaess (1) verlaufende Stromzufuehrung (5) fuer die sockelferne Elektrode (3) befestigt ist. FigurThe invention relates to a gas discharge lamp for motor vehicle headlights, in particular a metal halide lamp. The aim and object of the invention is to provide a lamp construction which ensures a reliable ignition and enables a good positional security of the discharge vessel. According to the invention, this object is achieved in that the discharge vessel (1) made of quartz or toughened glass on the base side has a partial melting or pinching, in which the base-side electrode (4) is guided and has a tubular extension (12) in which the power supply (10), wherein a part of the tubular extension (12) is attached to an insulating part (9) located in the base sleeve (6) and that between the insulating part (9) and the base sleeve (6) a parallel to the discharge vessel (1 ) extending power supply (5) for the remote base electrode (3) is attached. figure

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe für Kraftfahrzeugscheinwerfer, insbesondere eine Haiogen-Metalldampflampe.The invention relates to a gas discharge lamp for motor vehicle headlights, in particular a Haiogen metal halide lamp.

Characteristic of the known technical solutions

Für Kraftfahrzeugscheinwerfer sind Halogen-Metalldampflampen kleiner Leistung bekannt, deren Lichtbogen in Lampenachse, damit auch in Achsrichtung des Reflektors angeordnet ist und die eine als Soffitte ausgebildetes Entladungsgefäß mit entsprechend kleinem Durchmesser besitzen.For motor vehicle headlamps metal halide lamps low power are known, the arc is arranged in the lamp axis, so also in the axial direction of the reflector and have a designed as a soffit discharge vessel with a correspondingly small diameter.

Kfz-Scheinwerferlampen werden gewöhnlich nur an einer Seite gesockelt, so daß bei der Konstruktion dieser Lampe eine Zuleitung vom Sockel sowohl zum dem Sockel abgekehrten Ende als auch zum Sockelende der Soffitte vorzusehen ist, die Soffitte ist mechanisch im richtigen Abstand vom Sockel und zur Sockelachse zu halten. Es ist Sorge zu tragen, daß über Zuleitungen und Sockel die zur Zündung der Lampe erforderliche Hochspannung zugeführt werden kann. Da angestrebt wird, Kfz-Scheinwerferlampen auch in heißem Zustand sofort wiederzuzünden, beträgt diese Zündspannung dann etwa 25 kV. Da Kfz-Scheinwerferlampen im Scheinwerfereinsatz — Reflektor mit Streuscheibe oder äquivalente Konstruktionen — betrieben werden, kann auf den sonst bei Halogen-Metalldampflampen üblichen Außenkolben für die Lampe verzichtet werden. Es ist bekannt, eine Halogen-Glühlampe mit Kolben in Soffittenform für Kfz-Scheinwerfer mit einem metallischen Hülsensockel zu versehen. Die rechteckige Sockelhülse umfaßt eine der beiden Quetschungen des Kolbens, innerhalb dieser Hülse ist die innere Stromzuführung an den Sockel-Mittenkontakt angeschweißt. Die Stromzuführung an der dem Sockel entgegengesetzten Seite ist über einen abgewinkelten Draht mit der Sockelhülse verbunden. An der Sockelhülse ist in dem erforderlichen Abstand vom Leuchtkörper ein Sockelring befestigt, der die Lage der Lampe in der Fassung bestimmt (vergl. AU-PS 261 741). Diese Sockelkonstr-uktion hat den Nachteil, daß die zur sofortigen Wiederzündung notwendige Hochspannung nicht dem Entladungsgefaßt zugeführt werden kann, da bei Anlegen einer Spannung bereits von wenigen kV im Sockel ein Überschlag erfolgt. Halogen-Metalldampflampen für allgemeine Beleuchtungszwecke, die für sofortige Wiederzündung ausgelegt sind, enthalten ebenfalls Entladungsgefäße in Soffittenform und Außenkolben, die mit Kontakten an entgegengesetzten Enden des Kolbens versehen sind. Bei Gewindesockeln wird nur 1 Pol an diesen Sockel angeschlossen, der andere hat seinen Anschluß an der Kolbenkuppe. Andere Ausführungen besitzen auch als Soffitte ausgebildete Außenkolben, die beiderseitig gesockelt sind. Damit ist aber das Problem der Zuführung der Hochspannung von der Lampe auf die Leuchte verlagert, ein Weg, der für Kfz-Scheinwerfer große Schwierigkeiten mit sich bringen würde, da einerseits Scheinwerfer nur von einer Seite aus zugänglich sind, andererseits eine Stromzuführung im Innern des Scheinwerfers eine Einstellung der Lampe sehr schwierig möglich macht. Jn der DE-OS 3341846 ist eine einseitig gesockelte Halogen-Metalldampflampe für Kfz-Scheinwerfer mit soffittenförmigem Entladungsgefäß beschrieben, das an den Stromzuführungen zwischen zwei Drähten, die aus dem Sockel ragen, so befestigt ist, daß der Lichtbogen in der Lampenachse liegt. Zur Isolation gegen die Hochspannung der Zündimpulse kann eine sich zwischen die beiden parallelen Drähte erstreckende Abblendkappe angebracht werden.Automotive headlamps are usually socketed on one side, so that in the construction of this lamp a lead from the socket both the base facing away from the end and the base end of the Soffitte is provided, the soffit is mechanically at the correct distance from the base and the base axis hold. Care must be taken that the high voltage required to ignite the lamp can be supplied via leads and sockets. Since the aim is to re-ignite motor vehicle headlamps immediately even when hot, this ignition voltage is then about 25 kV. Since automotive headlamps in the headlamp use - reflector with diffuser or equivalent constructions - are operated, can be dispensed with the otherwise usual in metal halide lamps outer bulb for the lamp. It is known to provide a halogen incandescent lamp with piston in Soffittenform for motor vehicle headlights with a metallic sleeve base. The rectangular base sleeve includes one of the two bruises of the piston, within this sleeve, the inner power supply is welded to the socket center contact. The power supply at the side opposite the base is connected via an angled wire with the base sleeve. At the base sleeve, a base ring is fixed at the required distance from the lamp, which determines the position of the lamp in the socket (see AU-PS 261 741). This base constriction has the disadvantage that the high voltage necessary for immediate re-ignition can not be supplied to the discharge vessel since, when a voltage is applied, even a few kV in the base causes a flashover. General purpose metal halide lamps designed for immediate re-ignition also include submerged-form discharge vessels and outer flasks provided with contacts at opposite ends of the piston. For threaded sockets only 1 pole is connected to this socket, the other has its connection to the piston head. Other versions have also designed as Soffitte outer bulb, which are socketed on both sides. But this is the problem of feeding the high voltage of the lamp shifted to the lamp, a way that would bring great difficulties for motor vehicle headlights, since on the one hand headlights are accessible only from one side, on the other hand, a power supply inside the headlight makes a setting of the lamp very difficult. In DE-OS 3341846 a single-capped metal halide lamp for motor vehicle headlamps with soffittenförmigem discharge vessel is described, which is attached to the power supply lines between two wires which protrude from the base so that the arc is in the lamp axis. For isolation from the high voltage of the ignition pulses, a dimming cap extending between the two parallel wires can be attached.

Diese Lampe hat den Nachteil, daß zum Schutz gegen Spannungsdurchschlag zwischen den Sockelleitungen zum Entladungsgefäß ein zusätzliches Isolierteil benötigt wirdThis lamp has the disadvantage that an additional insulating part is needed to protect against voltage breakdown between the base lines to the discharge vessel

Als Material für das Kolbenglas wird Quarzglas verwendet. Nachteile des Kolbenmaterials Quarz sind jedoch: The material used for the flask glass is quartz glass. Disadvantages of the piston material quartz, however, are:

— die Notwendigkeit, für eine vakuumdichte Stromzuführung eine Mo-Folieneinschmelzung zu verwenden,The need to use Mo film fusion for a vacuum-tight power supply,

— die Gefahr, die Entladung durch Wasserstoffabgabe aus dem Quarz zu beeinflussen,The risk of influencing the discharge by releasing hydrogen from the quartz,

— die Durchlässigkeit des Materials für Natriumionen, wobei infolge der Natriumverluste ein schädlicher Halogenidüberschuß entsteht.- The permeability of the material for sodium ions, resulting in a harmful excess of halide due to the sodium losses.

— Die Folieneinschmelzung führt zu ungefügen, thermisch wenig günstigen Kolbenenden; daher ist es oft notwendig, besondere Maßnahmen zu ergreifen, um unerwünschte Abkühlung zu vermeiden.- The film melting leads to low, thermally less favorable piston ends; therefore, it is often necessary to take special measures to avoid unwanted cooling.

Bei Lampen mit kleinerer Leistung werden die genannten Nachteile immer gewichtiger. Da dort das Verhältnis der Kolbenoberfläche zum Volumen und zur Lampenleistung ungünstiger ist, treten Schwierigkeiten bei der Einhaltung der notwendigen Mindesttemperatur besonders an den Elektrodenenden des Kolbens auf. Die Abgabe von Verunreinigungen aus dem Kolbenmaterial ist dadurch relativ größer und die Natrium-Diffusion fällt relativ mehr ins Gewicht.For lamps with lower power, the disadvantages mentioned become more important. Since there the ratio of the piston surface to the volume and the lamp power is less favorable, difficulties in maintaining the necessary minimum temperature occur especially at the electrode ends of the piston. The delivery of contaminants from the piston material is thereby relatively larger and the sodium diffusion is relatively more significant.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Lampenkonstruktion anzugeben, die einen zuverlässigen Betrieb, insbesondere die zuverlässige Zündung gewährleistet und die bei mechanisch robuster Ausführung eine gute Lagesicherheit des Entladungsgefäßes ermöglicht.The aim of the invention is to provide a lamp construction, which ensures reliable operation, in particular the reliable ignition and allows for mechanically robust design good positional safety of the discharge vessel.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lampenkonstruktion mit in Sockelachse oder parallel dazu angeordnetem soffittenförmigem Brenner anzugeben, die die zur sofortigen Wiederzündung erforderliche Hochspannung ohne Verluste zu den Brennerelektroden führt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Entladungsgefäß aus Quarz- oder Hartglas an der Sockelseite eine partielle Einschmelzung oder Quetschung, in der die sockelseitige Elektrode hindurchgeführt ist und eine rohrförmige Verlängerung besitzt. In dem rohrförmigen Teil ist die Stromzuführung angeordnet. Ein Teil der rohrförmigen Verlängerung ist in einem in der Sockelhülse befindlichen Isolierten angebracht. Zwischen dem Isolierteil und der Sockelhülse ist die parallel zum Entladungsgefäß verlaufende Stromzuführung für die sockelferne Elektrode befestigt, die gleichzeitig als Haltedraht dient. Das Entladungsgefäß besteht aus Quarzglas oder einem Hartglas. Das Entladungsgefäß aus Hartglas besitzt direkt in die Gefäßenden eingeschmolzene Elektrodendrähte. Für die Erzeugung von Abblendlicht ist eine Abblendkappe an dem Isolierteil und/oder dem Haltedraht befestigt. Das Entladungsgefäß aus einem Hartglas oder Quarzglasrohr mit geeignetem Durchmesser ist über die Quetschung oder Einschmelzung an der Sockelseite hinaus verlängert, so daß sich das Rohr, in dem die von der sockelseitigen Elektrode zum Sockel führende elektrische Zuleitung angeordnet ist, bis in den Sockel oder die den Sockel vertretende Rückwand des Scheinwerfers erstreckt und dort mit dem Sockel oder der Rückwand fest verbunden ist. Die elektrische Zuleitung ist außerhalb dieser Befestigung mit dem zutreffenden Sockelkontakt verbunden. . The object of the invention is to provide a lamp construction with soffittenförmigem burner arranged in the base axis or parallel to it, which leads to the required for immediate re-ignition high voltage without loss to the burner electrodes. According to the invention the object is achieved in that the discharge vessel made of quartz or toughened glass on the base side a partial melting or pinch, in which the base-side electrode is passed and has a tubular extension. In the tubular part, the power supply is arranged. A part of the tubular extension is mounted in an insulated one located in the base sleeve. Between the insulating part and the base sleeve extending parallel to the discharge vessel power supply for the remote base electrode is attached, which also serves as a holding wire. The discharge vessel consists of quartz glass or a tempered glass. The discharge vessel made of tempered glass has melted electrode wires directly into the vessel ends. For the production of dipped beam, a dimming cap is attached to the insulating part and / or the retaining wire. The discharge vessel made of a tempered glass or quartz glass tube with a suitable diameter is extended beyond the pinch seal on the base side, so that the tube, in which the electric supply line leading from the base-side electrode to the base is arranged, extends into the base or the base Socket representative rear wall of the headlamp extends and is firmly connected there with the base or the rear wall. The electrical supply line is connected outside of this attachment with the appropriate base contact. ,

Die Zuleitung zur zweiten Elektrode des Entladungsgefäßes wird als Draht geführt und dort mit der Stromzuführung des Entladungsgefäßes verbunden.The supply line to the second electrode of the discharge vessel is guided as a wire and connected there to the power supply of the discharge vessel.

Die Konstruktion ermöglicht eine sichere, lagegenaue Befestigung des Entladungsgefäßes im Sockel und stellt eine zusätzliche Isolation der Zuleitungen zum Sockel sicher, so daß bei geeigneter Dimensionierung des Kolbenrohres und des Sockels zusätzliche Isolatoren nicht notwendig sind.The design allows a secure, positionally accurate attachment of the discharge vessel in the base and ensures additional insulation of the leads to the base, so that with appropriate dimensioning of the piston tube and the socket additional insulators are not necessary.

embodiment

Anhand eines Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt die Gasentladungslampe mit Sockel im Längsschnitt.Reference to an embodiment and the accompanying drawings, the invention will be explained in more detail. The figure shows the gas discharge lamp with base in longitudinal section.

Das Entladungsgefäß 1 ist aus einem Rohr mit einem Durchmesser von ca. 5... 6 mm bestehend aus Quarzglas oder geeigneten Hartglas geformt und enthält die Elektroden 3; 4 in Form von Wolframstiften mit einigen Zehntel mm Durchmesser im Abstand von 5 mm voneinander positioniert an der Rohrachse. Die Elektroden 3; 4 sind entweder direkt in das Glas eingeschmolzen oder mittels eines Zwischenglases wird eine vakuumdichte Durchführung gebildet. Der Innenraum 2 des Entladungsgefäßes 1 ist mit einem inerten Grundgas mit einem Druck von etwa 10 bis 10OkPa, mit einer genauen Dosis Quecksilber, etwa 2mg, und einigen mg geeigneter Metalljodide als Leuchtzusatz gefüllt. Zwischen den Elektroden 3; 4 erfolgt beim Zünden der Lampe der elektrische Durchschlag, der das Grundgas soweit ionisiert, daß sich der Lichtbogen ausbilden kann. Der Lichtbogen brennt wandstabjlisiert, wärmt die Atmosphäre in der Lampe soweit auf, daß das Quecksilber vollständig verdampft, endlich die Leuchtzusätze dissoziieren und die angeregten Metallatome die Lichtaussendung übernehmen. Dabei entsteht ein Druckanstieg bis in die Größenordnung von einigen MPa. Wird die so brennende Lampe ausgeschaltet, so ist eine sofortige Wiederzündung nur möglich, wenn die Zündspannung ausreicht, um die Brenneratmosphäre bei diesem hohen Druck zu durchschlagen. Das ist bei einer Spannung in der Größenordnung von 25kV der Fall.The discharge vessel 1 is formed from a tube with a diameter of about 5 ... 6 mm consisting of quartz glass or suitable hard glass and contains the electrodes 3; 4 in the form of tungsten pins with a few tenths of a mm diameter at a distance of 5 mm from each other positioned on the tube axis. The electrodes 3; 4 are either melted directly into the glass or by means of an intermediate glass, a vacuum-tight implementation is formed. The interior 2 of the discharge vessel 1 is filled with an inert base gas at a pressure of about 10 to 10OkPa, with a precise dose of mercury, about 2 mg, and a few mg of suitable metal iodides as a luminous additive. Between the electrodes 3; 4 takes place when igniting the lamp of the electrical breakdown, which ionizes the base gas so far that the arc can form. The arc burns to the wall, heats up the atmosphere in the lamp so far that the mercury evaporates completely, finally the luminous additives dissociate and the excited metal atoms take over the light emission. This results in a pressure increase up to the order of a few MPa. If the lamp burning in this way is switched off, immediate reignition is only possible if the ignition voltage is sufficient to break through the burner atmosphere at this high pressure. This is the case with a voltage of the order of 25kV.

Das Entladungsgefäß besitzt eine Verlängerung, diese setzt sich aus der partiellen Einschmelzung der sockelseitigen Elektrode 4 und der rohrförmigen Verlängerung 12 zusammen, in der dann die Stromzuführung verläuft. Der Rohransatz 11 ist in der Mittenöffnung eines Isolierteils 9 befestigt. Im Inneren des Isolierteils 9 befindet sich die Verbindungsstelle 10 von Stromzuführung und Mittenkontakt 8. Das Isolierteil 9 ist in einer Sockelhülse 6 aus Metall befestigt, die nach außen durch einen isolierenden Sockelstein 7 mit dem Mittenkontakt 8 abgeschlossen ist. Dadurch ist die sockelseitige Elektrode 4 mit der Stromzuführung und der Verbindungsstelle 10 zum Mittenkontakt 8 vollständig isoliert und damit gegen den Durchschlag von Hochspannungsimpulsen gesichert. Der mit Masse verbundene Pol der Stromquelle wird über die Sockelhülse 6 und einem Haltedraht, der als Stromzuführung 5 dient, mit der sockelfernen Elektrode 3 verbunden. Die Lage des Rohransatzes 11 im Isolierteil 9 sichert eine stabile Ausrichtung des Entladungsgefäßes 1 zur Sockelachse. Für den Fall, daß Zündimpulse geringerer Spannung ausreichend sind, ist es möglich, das Isolierteil 9 teilweise durch Metallteile zu ersetzen. Eine eventuell erforderliche Abblendkappe ist am Haltedraht oder ebenfalls am Isolierteil 9 zu befestigen. Auch kann die Abblendkappe als Bestandteil des Isolierteils 9 ausgebildet werden. An der Sockelhülse 6 kann in bekannter Weise z.B. durch Schweißen ein Sockelring befestigt werden, der dann die endgültige Lage des Entladungsgefäßes 1 in Länge und in den Seitenrichtungen zur Fassung bestimmt. Als Entladungsgefäß 1 kann auch ein Erdalkali-Alumo-Borosilikatglas eingesetzt werden. Hartgläser in geeigneter Zusammensetzung besitzen die erforderlichen Eigenschaften für Kolben von Halogen-Metalldampflampen. Sie sind widerstandsfähig gegen die in der Lampe vorkommenden Chemikalien. Die Beeinflussung der Entladungsstrecke durch aus dem Glas austretenden Wasserstoff ist wesentlich geringer als bei Quarzkolben, auch ist das Glas infolge der im Vergleich zu Quarzglas dichteren Struktur für Natriumionen weitgehend undurchlässig. Sein thermisches Ausdehnungsverhalten macht das Glas geeignet zum direkten Einschmelzen der als Elektroden verwendeten Wolframdrähte. Da das Glas im Vergleich zu Quarz bedeutend niedriger Bearbeitungstemperaturen erfordert und auch keine Notwendigkeit für eine Folieneinschmelzung besteht, kann das Glas um die Elektrodeneinschmelzung mit im Verhältnis zum Kolbendurchmesser kleinem Durchmesser geformt werden, so daß es leicht möglich ist, die Wärmeableitung durch die Einschmelzungen vom Entladungsraum zu steuern, um die gewünschte Temperaturverteilung im Entladungsraum zu erhalten. Infolge der guten Formbarkeit des Glases läßt sich die Lampe auch ohne Pumprohransatz herstellen.The discharge vessel has an extension, which is composed of the partial melting of the base-side electrode 4 and the tubular extension 12, in which then runs the power supply. The pipe socket 11 is fixed in the center opening of an insulating part 9. Inside the insulating part 9 is the connection point 10 of the power supply and center contact 8. The insulating part 9 is fixed in a base sleeve 6 made of metal, which is closed to the outside by an insulating base brick 7 with the center contact 8. As a result, the socket-side electrode 4 with the power supply and the junction 10 to the center contact 8 is completely isolated and thus secured against the breakdown of high voltage pulses. The connected to ground pole of the power source is connected via the base sleeve 6 and a holding wire, which serves as a power supply 5, with the base remote electrode 3. The position of the pipe socket 11 in the insulating part 9 ensures a stable alignment of the discharge vessel 1 to the base axis. In the event that ignition pulses of lower voltage are sufficient, it is possible to partially replace the insulating part 9 by metal parts. Any required dimming cap is to be attached to the retaining wire or also to the insulating part 9. Also, the Abblendkappe can be formed as part of the insulating part 9. On the base sleeve 6, in a known manner, e.g. be secured by welding a base ring, which then determines the final position of the discharge vessel 1 in length and in the lateral directions to the socket. As a discharge vessel 1, an alkaline earth aluminosilicate borosilicate glass can be used. Hard glasses of suitable composition have the required properties for flasks of metal halide lamps. They are resistant to the chemicals found in the lamp. The influence of the discharge path through hydrogen escaping from the glass is substantially lower than in the case of quartz pistons, and the glass is also largely impermeable to sodium ions as a result of the denser structure compared to quartz glass. Its thermal expansion behavior makes the glass suitable for direct melting of the tungsten wires used as electrodes. Since the glass requires significantly lower processing temperatures compared to quartz, and there is no need for film fusion, the glass can be molded around the electrode melt with a small diameter relative to the piston diameter, so that it is easily possible to dissipate heat by the flashings from the discharge space to control to obtain the desired temperature distribution in the discharge space. Due to the good formability of the glass, the lamp can be produced without Pumprohr approach.

Claims

Invention claim:

1. A gas discharge lamp for motor vehicle headlights with one-sided base and a discharge vessel designed as a soffit, whose electrodes are arranged in the axial direction of the reflector or parallel thereto, characterized in that the discharge vessel (1) made of quartz or toughened glass on the base side a partial melting or pinch, in which the socket-side electrode (4) is passed and has a tubular extension (12) in which the power supply (10) is arranged, wherein a part of the tubular extension (12) in an isolated in the base sleeve (6) isolated (9 ) is mounted and that between the insulating part (9) and the base sleeve (6) parallel to the discharge vessel (1) extending power supply (5) for the base remote electrode (3) is fixed.

2. Gas discharge lamp for motor vehicle headlights according to item 1, characterized in that the discharge vessel (1) made of tempered glass directly into the vessel ends melted electrode wires of the socket-side electrode (4) and the base remote electrode (3).

3. Gas discharge lamp for motor vehicle headlights according to item 1 and 2, characterized in that a Abblendkappe which surrounds the discharge vessel (1) partially, on the insulating part 9 and / or serving as a power supply (5) retaining wire is attached.