DE102007023638B4

DE102007023638B4 - Lampensockel für eine elektrische Lampe und dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102007023638B4
Application number: DE102007023638A
Authority: DE
Inventors: Peter Helbig; Alexander Vogel; Andreas Koch; Karl-Heinz Quadfasel; Prof. Dr. Dr. Ehrenstein Gottfried; Simon Amesoder; Mike Szameitat; Matthias Scholz
Original assignee: Hubert Stueken & Co KG GmbH; Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU; Schempp und Decker Praezisionsteile und Oberflaechentechnik GmbH; Osram GmbH
Current assignee: Hubert Stueken & Co Kg De GmbH; Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU; Osram GmbH; Diehl Metal Applications GmbH
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2027-05-23
Also published as: DE102007023638A1

Abstract

Lampensockel (2) für eine elektrische Lampe mit einem Kunststoffsockelteil (4), das einen ersten Abschnitt (60) aus einem höher schmelzendem Kunststoff in einem Bereich benachbart zum Lampengefäß (38), und einen zweiten Abschnitt (62) aus einem niedriger schmelzenden Kunststoff in einem Bereich mit mechanischer Beanspruchung aufweist, wobei sich ein Winkelbereich einer L-förmig ausgebildeten Kontaktfahne (12) im ersten Abschnitt (60) befindet, damit über die Stromzuführungen der Lampe der Kontaktfahne (12) zugeleitete Wärme über die Kontaktfahne (12) an das Umgebungsmaterial abgebbar ist, und wobei der zweite Abschnitt (62) einen buchsenartig ausgebildeten Anschlussabschnitt (6) mit einem Innenraum (8) und einem Bodenabschnitt (66) aufweist, der unterhalb des ersten Abschnitts (60) in Richtung des mit der Stromzuführung der Lampe verbindbaren Verbindungsabschnitts (14) der Kontaktfahne (12) weitergeführt ist, so dass entgegengesetzte Seiten des ersten Abschnitts (60) in einem Bereich, in dem in diesem der Winkelbereich der Kontaktfahne (12) aufgenommen ist, durch den zweiten Abschnitt (62) umgeben und mechanisch...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht von einem Lampensockel für eine elektrische Lampe, insbesondere für eine Kraftfahrzeugscheinwerferlampe, mit einem Kunststoffsockelteil aus.
Stand der Technik
Das Dokument DE 198 55 412 A1 offenbart eine Fahrzeugscheinwerferlampe mit einem Metall-Kunststoffsockel, wobei L-förmige Kontaktfahnen in einem Kunststoffsockelteil aufgenommen sind. Auf dem Kunststoffsockelteil befindet sich ein Silikondichtring. Um den gestiegenen Anforderungen an die Temperaturfestigkeit des Lampensockels gerecht zu werden, gelangt bevorzugt hochtemperaturfester Kunststoff wie PPS (Polyphenylensulfide) zum Einsatz. Um die Menge an verwendeten Kunststoff gering zu halten wird das Kunststoffsockelteil mechanisch optimiert ausgeführt.
Ein Nachteil derartiger Materialien mit hoher Temperaturfestigkeit besteht darin, dass diese spröde sind. Im Bereich von Anschlussabschnitten, an denen der Lampensockel elektrisch verbunden wird, sind daher hervorstehende Abschnitte, wie Rastnasen, bruchgefährdet. Darüber hinaus wird der zusätzlich notwendige Dichtring, der vorzugsweise aus Silikon besteht, als separates Bauteil gefertigt und montiert, wobei dieses zu zusätzlichem Fertigungsaufwand führt. Darüber hinaus wird für eine Abdichtung der Kontaktfahnen der Kunststoffsockel innen häufig mit einem Dichtverguss versehen, wodurch eine zusätzliche Vergießmaschine notwendig ist.
In DE 35 28 399 A1 sind entsprechend einer Ausführungsform eine Sockelhülse und ein Anschlussteil vorgesehen, in dem Durchführungen für Sockelkontakte ausgebildet sind und das aus einem Material mit geringerer Wärmebeständigkeit im Vergleich zum Material der Sockelhülse gefertigt ist. Der größte Teil der Kontakte ist außerhalb des Materials der Sockelhülse vorgesehen. In der weiteren Ausführungsform entsprechend ist in einem Anschlussteil aus Kunststoffmaterial mit geringerer Wärmebeständigkeit der Sockelkontakt aufgenommen.
Entsprechend Dokument DE 102 10 856 A1 sind ein ringförmiges Oberteil und ein Unterteil vorgesehen, die miteinander verschweißt oder verklebt sind. In Dokument DE 696 24 090 T2 wird zwischen einem temperaturbeständigen Kunststoff an der dem Lampengefäß zugewandten Seite und einer gegen niedrige Temperaturen beständigen Kunststoff an der dem Lampengefäß abgewandten Seite unterschieden.
In Dokument DE 10 2004 037 381 A1 ist ein Mehrkomponentenspritzgussverfahren angesprochen, bei dem sich die Kontaktstifte in einem streifenförmigen Bereich befinden, während sich der Sockel außerhalb davon befindet. In diesem Dokument werden unterschiedliche Ausführungsbeispiele in allgemeiner Weise in Bezug auf die Herstellung eines Sockels aus hochtemperaturbeständigem Materialien und weniger hochtemperaturbeständigen Materialien dargestellt.
Dokument DE 10 2005 007 048 A1 betrifft einen Lampensockel mit einer L-förmigen Stromzuführung und Dichtungsmitteln zur Abdichtung des Lampensockels in der Nähe des Winkelbereiches der Stromzuführung.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lampensockel für eine elektrische Lampe und ein Verfahren zur Herstellung eines Lampensockels vorzusehen, bei denen thermischen und mechanischen Anforderungen an den Lampensockel Rechnung getragen wird und ein einfacher Herstellungsprozess möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Es wird ein Lampensockel für eine elektrische Lampe, insbesondere für eine Kraftfahrzeugscheinwerferlampe mit einem Kunststoffsockelteil vorgesehen, das einen ersten Abschnitt aus einem höher schmelzenden Kunststoff in einem Bereich benachbart zum Lampengefäß und einen zweiten Abschnitt aus einem niedriger schmelzenden Kunststoff in einem Bereich mechanischer Beanspruchung aufweist. Auf diese Weise kann kostenintensiver, höher schmelzender Kunststoff eingespart werden, während gleichzeitig im Bereich mechanischer Beanspruchung eine höhere Lebensdauer abgesichert werden kann.
Es wird bevorzugt, wenn der Schmelzpunkt des höher schmelzenden Kunststoffes oberhalb von 260°C liegt und der Schmelzpunkt des niedriger schmelzenden Kunststoffes unterhalb von 260°C liegt. Auf diese Weise ist als höher schmelzender Kunststoff beispielsweise PPS und als niedriger schmelzender Kunststoff PA und PBT verwendbar, was zu einer kostengünstigen Umsetzung des Lampensockels führt.
Es wird ferner bevorzugt, wenn das Kunststoffsockelteil einen dritten Abschnitt aus einem polymeren Material mit Dichtwirkung aufweist. Somit lässt sich auch der dritte Abschnitt am Lampensockel anspritzen.
In einer Weiterbildung ist der dritte Abschnitt zu dem Lampengefäß zugewandten Flanschabschnitt des Lampensockels angeordnet, wodurch eine Abdichtung benachbart zum Lampengefäß unter Sicherstellung kleiner Abmessungen des Lampensockels umsetzbar ist.
In einer Weiterbildung ist der dritte Abschnitt zwischen einer Kontaktfahne und dem ersten oder zweiten Abschnitt des Kunststoffsockelteils vorgesehen. Auf diese Weise lässt sich eine Dichtwirkung zwischen Kontaktfahne und Kunststoffsockelteil umsetzen.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Lampensockels gelangen die Schritte zur Anwendung:
Ausbilden eines ersten Abschnitts eines Kunststoffsockelteils aus einem höher schmelzenden Kunststoff unter Einbringung von Kontaktfahnen, Ausbildung eines zweiten Abschnitts des Kunststoffsockelteils aus einem niedriger schmelzenden Kunststoff am ersten Abschnitt. Auf diese Weise kann durch zwei Spritzgießvorgänge ein Lampensockel in einfacher Weise vorgesehen werden, der sowohl thermischen als auch mechanischen Anforderungen im Vergleich zum Stand der Technik verbessert Stand hält.
In einer Weiterbildung erfolgt nach dem Ausbilden eines zweiten Abschnitts das Ausbilden eines dritten Abschnitts aus einem polymeren Material mit Dichtwirkung am ersten und/oder zweiten Abschnitt. Somit kann durch einen weiteren Einspritzvorgang in einfacher Weise ein Dichtabschnitt am Lampensockel vorgesehen werden.
Es wird bevorzugt, wenn der dritte Abschnitt zwischen einer Kontaktfahne und dem ersten oder zweiten Abschnitt des Kunststoffsockelteils vorgesehen ist. Somit kann um eine Kontaktfahne herum eine erhöhte Dichtwirkung bei gleichzeitig kostengünstiger Herstellung des Lampensockels umgesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erlautert werden. Die Figuren zeigen:
1 einen geschnittenen Lampensockel mit eingebrachter Halteeinrichtung für ein Lampengefäß,
2 eine Schnittansicht durch den Lampensockel entsprechend der vorliegenden Erfindung,
3 eine Teildraufsicht auf den Lampensockel von 2 und
4 eine Prinzipdarstellung der Fertigung des erfindungsgemäßen Lampensockels.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine erfindungsgemäße Lampenanordnung 1 mit schematisch dargestelltem Lampensockel 2.
Der Lampensockel 2 weist ein Kunststoffsockelteil 4 mit einem Anschlussabschnitt 6 auf. Der Anschlussabschnitt 6 ist buchsenartig ausgeführt. In dem Innenraum 8 des Anschlussabschnitts 6 steht ein Kontaktabschnitt 10 einer Kontaktfahne 12 vor. Die Kontaktfahne 12 ist im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und hat einen Verbindungsabschnitt 14, der mit Stromzuführungsdrähten 16, 18 der Lampe 20 verbindbar sind. Der Abschnitt der Kontaktfahne 12, an den der Kontaktabschnitt 10 mit dem Verbindungsabschnitt 14 verbunden ist, ist in das Kunststoffsockelteil 4 eingegossen.
Rechtwinklig zum Innenraum 8 ist am Kunststoffsockelteil 4 ein Flanschabschnitt 22 vorgesehen, über den der Lampensockel 2 an einem in 1 gestrichelt dargestellten Reflektor 24 über einen Dichtungsring 26 befestigbar ist. Radial innerhalb des Flanschabschnittes 22 ist im Lampensockel 2 ein Verbindungsraum 28 vorgesehen, in dem der Verbindungsabschnitt 14 der Kontaktfahne 12 hervorsteht. In dem Flanschabschnitt 22 ist ferner eine ringförmige Trägerhülse 30 verankert, vorzugsweise durch Ultraschallschweißen, in der ist über einen Zwischenring 32 ein napfartiges Halteteil 34 abgestützt, in dem die Quetschung 36 eines Lampengefäßes 38 der Lampe 20 aufgenommen ist. Am zur Quetschung 36 entgegengesetzten Endabschnitt des Lampengefäßes 38 ist eine Licht absorbierende Beschichtung 40 vorgesehen.
Die in 1 dargestellte Glühwendel 42 ist mit den Stromzuführungsdrahten 16, 18 elektrisch verbunden.
In der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Lampe 20 eine Einfaden-Halogenglühlampe, die für den Einsatz in einen Kraftfahrzeugscheinwerfer vorgesehen ist. Der Lampensockel 2 ist bevorzugt von den Typen H8, H9 oder H11, die sich insbesondere für Fernlicht- und Nebellichtleuchten verwenden lassen.
In 2 ist eine Schnittansicht durch den erfindungsgemäßen Lampensockel 2 detaillierter als in 1 gezeigt. Der Lampensockel 2 weist das Kunststoffsockelteil 4 auf, das einen Basisabschnitt 60, einen an diesen angrenzenden unteren Abschnitt 62 und einen von der Seite des Lampensockels her vorgesehenen Dichtabschnitt 64 aufweist. Die Festlegung der Abschnitte erfolgt nach der Funktion der unterschiedlichen Teile des Lampensockels in Betrieb.
Der Flanschabschnitt 22 aus 1 bildet Teil des Basisabschnitts 60 und ist bevorzugt aus höher schmelzendem Kunststoff ausgeführt. Derartige Kunststoffe zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit, Steifheit und Härte sowie eine Formbeständigkeit in der Wärme aus, und haben beispielsweise einen Schmelzpunkt von größer als 260°C. Ein Beispiel ist PPS (Polyphenylensulfide).
Da der Flanschabschnitt 22 das Lampengefäß 38 aufnimmt, sind an diesem die höchsten Temperaturen des Lampensockels zu erwarten. Daher wird der hoher schmelzende Kunststoff für den Basisabschnitt verwendet. Gleichzeitig befindet sich auch die L-förmig ausgebildete Kontaktfahne 12 im Basisabschnitt, da über die Stromzuführungen 16 und 18 der Lampe 20, der Kontaktfahne 12 Wärme zugeleitet wird und diese über die Kontaktfahnen an das Umgebungsmaterial abgebbar ist.
Der untere Abschnitt 62 des Kunststoffsockelteils 4 weist den Anschlussabschnitt 6 mit dem Innenraum 8 auf und ist durch einen Bodenabschnitt 66 unterhalb des Basisabschnitts 60 weitergeführt. Somit werden entgegengesetzte Seiten des Basisabschnitts 60 in dem Bereich, in dem in diesem die Kontaktfahne 12 aufgenommen ist, durch den unteren Abschnitt 62 eingefasst und somit mechanisch stabil gehalten.
Der untere Abschnitt 62 ist aus einem niedriger schmelzenden Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus einem Kunststoff mit einem Schmelzpunkt unterhalb von 260°C. Als Materialien sind beispielsweise PA (Polyamid) oder PBT (Polybutylentherephthalate) verwendbar. Derartige niedriger schmelzende Kunststoffe haben den Vorteil einer höheren mechanischen Belastbarkeit und sind weniger sprode als höher schmelzende Kunststoffe.
3 zeigt eine Draufsicht auf den Basisabschnitt 60 mit Dichtabschnitt 64 und benachbartem unteren Abschnitt 62. Wie dieser Figur zu entnehmen ist, ist im Bereich des Anschlussabschnitts 6 eine Rastnase 68 ausgebildet, über die ein Stecker auf den Anschlussabschnitt 6 aufbringbar und mechanisch stabil haltbar ist. Aufgrund der Verwendung des niedriger schmelzenden Kunststoffes für den unteren Abschnitt 62 kann diese Rastnase 68 mechanisch stabiler als im Stand der Technik ausgebildet werden und somit die Lebensdauer des Lampensockels erhöht werden.
In 2 ist am Flanschabschnitt 22 den Basisabschnitt 60 umgebend ein Dichtabschnitt 64 vorgesehen, der den Dichtungsring 26 und den Kontaktfahnen-Abdichtabschnitt 70 aufweist. Der Bereich mit dem Dichtungsring 26 des Dichtabschnitts 64 und der Bereich des Kontaktfahnen-Abdichtabschnitts 70 sind über einen Verbindungskanal 72 miteinander verbunden, der sicherstellt, dass beim Ausbilden des Dichtungsrings 26 das Dichtungsmaterial, beispielsweise Silikon, auch zum Kontaktfahnen-Abdichtabschnitt 70 gelangt.
Mit dem erfindungsgemäßen Kunststoffsockelteil 4 ist es möglich, im Bereich des Anschlussabschnittes hohe mechanische Stabilität zu erreichen und im Bereich des Flanschabschnittes 22 eine hohe Temperaturfestigkeit vorzusehen. Gleichzeitig kann an den geforderten Abschnitten wie Dichtungsring 26 und Kontaktfahnen-Abdichtabschnitt 70 eine geeignete Abdichtmasse vorgesehen werden.
Die Herstellung eines derartigen Lampensockels 2 erfolgt bevorzugt wie folgt.
Nach dem Bereitstellen der Kontaktfahnen wird in einem ersten Spritzvorgang ein Vorspritzling aus einem höher schmelzenden Kunststoff gespritzt, wobei dieser die Kontaktfahnen 12 und den Basisabschnitt 60 aufweist. Anschließend wird dieser Vorspritzling in ein weiteres Werkzeug eingelegt und mit dem niedriger schmelzenden Kunststoff umspritzt, so dass der untere Abschnitt 62 des Kunststoffsockelteils 4 ausgebildet wird.
Wenn erhöhten Dichtanforderungen Genüge getan werden soll, gelangt der Lampensockel in ein drittes Werkzeug und als dritte Komponente wird der Dichtring 26 angespritzt, wobei das Dichtungsmaterial uber Verbindungskanal 72 in den Bereich des Kontaktfahnen-Abdichtabschnitt 70 gelangt.
Im Ergebnis kann die Menge an verwendetem, höher schmelzenden Kunststoff wie beispielsweise PPS, aufgrund der Verwendung des niedriger schmelzenden Kunststoffes im unteren Abschnitt 62 verringert werden und gleichzeitig stabile Rastnasen an Anschlussabschnitt 6 vorgesehen werden. Da auch der Dichtring 26 und der Kontaktfahnen-Abdichtabschnitt 70 durch Anspritzen ausgebildet werden, können die Vergießmaschinen nach dem Stand der Technik, die dort für den Dichtverguss gesorgt haben, entfallen.
In 4 ist eine Maschine zum Herstellen erfindungsgemäßer Lampensockel schematisch wiedergegeben. Diese Maschine weist Stanzstreifenzufuhrungen 80a, 80b, die an einer Stanzstation 82a, 82b eine jeweilige Kontaktfahne vorsehen und einen Werkstückträger bei der Bestückungsstation 84a, 84b bestücken. Uber das Trägersystem 86 gelangen die Werkstückträger zur Messstation 88, an der eine Bestückungskontrolle und eine Temperaturmessung erfolgen. Die Werkstückträger werden einer ersten Spritzgießmaschine 90 und einer zweiten Spritzgießmaschine 92 zugeleitet und es werden der Basisabschnitt 60 sowie der untere Abschnitt 62 an den Kontaktfahnen ausgebildet. Nach der Entnahme der Sockel an der Entnahmestation 94 gelangen die fertig gestellten qualitativ hochwertigen Lampensockel zur Gutteilablage 96. Das Ausbilden des Dichtabschnitts 64 ist in 4 nicht gezeigt, kann aber im Anschluss an die Verarbeitung in der zweiten Spritzgießmaschine 92 erfolgen. In einer Abwandlung der Maschine nach 4 ist das Tragersystem 86 als Umlaufträgersystem ausgebildet.
Somit kann ein effektives Fertigungsverfahren zur Ausbildung eines Lampensockels mit zumindest zwei unterschiedlichen Kunststoffarten in einem einfachen Herstellungsprozess umgesetzt werden.

Claims

Lampensockel (2) für eine elektrische Lampe mit einem Kunststoffsockelteil (4), das einen ersten Abschnitt (60) aus einem höher schmelzendem Kunststoff in einem Bereich benachbart zum Lampengefäß (38), und einen zweiten Abschnitt (62) aus einem niedriger schmelzenden Kunststoff in einem Bereich mit mechanischer Beanspruchung aufweist, wobei sich ein Winkelbereich einer L-förmig ausgebildeten Kontaktfahne (12) im ersten Abschnitt (60) befindet, damit über die Stromzuführungen der Lampe der Kontaktfahne (12) zugeleitete Wärme über die Kontaktfahne (12) an das Umgebungsmaterial abgebbar ist, und wobei der zweite Abschnitt (62) einen buchsenartig ausgebildeten Anschlussabschnitt (6) mit einem Innenraum (8) und einem Bodenabschnitt (66) aufweist, der unterhalb des ersten Abschnitts (60) in Richtung des mit der Stromzuführung der Lampe verbindbaren Verbindungsabschnitts (14) der Kontaktfahne (12) weitergeführt ist, so dass entgegengesetzte Seiten des ersten Abschnitts (60) in einem Bereich, in dem in diesem der Winkelbereich der Kontaktfahne (12) aufgenommen ist, durch den zweiten Abschnitt (62) umgeben und mechanisch stabil gehalten sind.
Lampensockel (2) nach Anspruch 1, wobei das Kunststoffsockelteil (4) einen dritten Abschnitt (64, 26, 70) mit einem Kontaktfahnen-Abdichtabschnitt (70) aus einem polymeren Material mit Dichtwirkung aufweist, der zwischen der Kontaktfahne (12) und dem ersten Abschnitt (60) des Kunststoffsockelteils (4) zum Innenraum (8) weisend vorgesehen ist.
Lampensockel (2) nach Anspruch 2, wobei der dritte Abschnitt (64, 26, 70) einen den ersten Abschnitt (60) umgebenden Dichtungsring (26) und den zum Innenraum (8) weisenden Kontaktfahnen-Abdichtabschnitt (70) aufweist, die über einen Verbindungskanal (72) miteinander verbunden sind, der sicherstellt, dass beim Ausbilden des Dichtungsrings (26) das Dichtungsmaterial auch zum Kontaktfahnen-Abdichtabschnitt (70) gelangt.
Lampensockel (2) nach Anspruch 3, wobei der Dichtungsring (26) benachbart zu dem Lampengefäß (38) zugewandten Flanschabschnitt (22) des Lampensockels (2) angeordnet ist.
Lampensockel (2) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei im Bereich des Anschlussabschnitts (6) einstückig mit dem zweiten Abschnitt (62) eine Rastnase (68) ausgebildet ist, über die ein Stecker auf den Anschlussabschnitt (6) aufbringbar und mechanisch stabil haltbar ist.
Lampensockel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schmelzpunkt des höher schmelzenden Kunststoffes oberhalb von 260°C liegt und der Schmelzpunkt des niedriger schmelzenden Kunststoffs unterhalb von 260°C liegt.
Verfahren zur Herstellung eines Lampensockels (2) nach Anspruch 1 mit den Schritten: Ausbilden des ersten Abschnitts (60) des Kunststoffsockelteils (4) aus dem höher schmelzenden Kunststoff in einem ersten Spritzvorgang unter Einbringen von Kontaktfahnen (12), Ausbilden des zweiten Abschnitts (62) des Kunststoffsockelteils (4) aus dem niedriger schmelzenden Kunststoff am ersten Abschnitt (60) in einem zweiten Spritzvorgang.
Verfahren nach Anspruch 7 mit dem nach dem Ausbilden des zweiten Abschnitts (62) ausgeführten Schritt des Ausbildens eines dritten Abschnitts (70, 26, 64) mit einem Kontaktfahnen-Abdichtabschnitt (70) aus einem polymeren Material mit Dichtwirkung, der zwischen der Kontaktfahne (12) und dem ersten Abschnitt (60) des Kunststoffsockelteils (4) vorgesehen ist.