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Die
Erfindung betrifft eine Strahlenquelle, insbesondere eine Halogenlampe
mit einem Lampenkörper und einer Baugruppe für
dessen Halterung, umfassend einen an dem Lampenkörper fixierten
Sockel, der an seiner dem Lampenkörper abgewandten Seite
mindestens einen Anschlussstift aufweist, eine Fassung zur Aufnahme
des Sockels, die mit mindestens einer Anschlussbuchse zum Einführen
des Anschlussstifts versehen ist, sowie eine Erkennungseinrichtung
zur Strahler-Erkennung, die eine am oder im Sockel angeordnetes,
elektrisches Markermodul umfasst, das über eine elektrische
Verbindung mit einem Messgerät verbunden ist.
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Stand der Technik
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Unter
einer Strahlenquelle werden hier Halogenlampen und Infrarotstrahler
zusammengefasst. Halogenlampen, die im Folgenden auch als „Halogenstrahler” bezeichnet
werden, bestehen aus einem Lampenkörper, der einen Entladungsraum
für ein die Aufnahme einer Elektrodenanordnung und ein
halogenhaltiges Entladungsgas umgibt. Zur Halterung des Lampenkörpers
ist eine aus Sockel und Fassung bestehende Baugruppe üblich.
Der in der Regel zylindrische Lampensockel ist mit dem Lampenkörper fest
verbunden und er weist an seiner dem Lampenkörper abgewandten
Seite zwei Sockelstifte auf, die in kreisförmige Öffnungen
einer Fassung passen. Sockel und Fassung bilden insoweit Passungspaare
einer mehr oder weniger losen mechanischen Passung. Bei einem zweiseitig
gesockelten Halogenstrahler ist der Lampenkörper an beiden
stirnseitigen Enden mit einem Sockel und mit jeweils mindestens einem
elektrischen Anschlussstift versehen, der in eine zweigeteilte Fassung
mit jeweils mindestens einer Anschlussbuchse, die häufig
als Klammer ausgebildet ist, aufgenommen wird.
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Für
das Passungspaar Sockel/Fassung haben sich Standardmaße
durchgesetzt, die mit einem Kennbuchstaben und einer Ziffer kodifiziert
sind. Beispielsweise steht „GY9,5” für
eine Stiftsockellampe, bei der die Sockelstifte einen Abstand 9,5
mm voneinander haben.
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Halogenstrahler
werden für Beleuchtungszwecke und für anspruchsvolle
technologische UV-Anwendungen im kosmetischen, medizinischen oder
therapeutischen Bereich sowie in Industrie und Forschung eingesetzt.
Dabei bestehen an die Betriebssicherheit und die zeitliche Konstanz
der Strahlungseigenschaften hohe Anforderungen. Durch Einsatz falscher
Strahler kann es zu gesundheitlichen Schäden oder zu Störungen
und Ausfällen in der Produktion kommen.
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Es
ist daher eine Vielzahl von Vorschlägen bekannt geworden,
die darauf abzielen, Verwechslungen von Halogenstrahlern beim Austausch
zu verhindern. Dabei wird zusätzlich zu der üblichen
Passung von Sockel und Fassung eine weitergehende Verschlüsselung
zwischen Sockel und Fassung hergestellt.
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Die
Verschlüsselung kann auf mechanischen Maßnahmen
beruhen, die eine zusätzliche mechanische Abhängigkeit
zwischen Fassung und Sockel schaffen und die dazu führen,
dass falsche Strahler beziehungsweise deren Sockel nicht in die
Fassungs-Aufnahme passen. Diese Maßnahmen werden im Folgenden
auch unter dem Begriff „direkte Verschlüsselung” zusammengefasst.
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Die
EP 0 762 562 A2 beschreibt
beispielsweise eine mechanische Passung von Sockel und Fassung,
bei der eine Anzahl von nasenartigen Vorsprüngen und dazu
korrespondierenden nutförmigen Ausnehmungen vorgesehen
sind. Diese ermöglichen es, eine Codierung der Fassung
entsprechend den geforderten Leistungsmerkmalen der Strahlenquelle vorzunehmen.
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Die
direkten Verschlüsselungsmethoden haben den Nachteil, dass
durch Weglassen oder Entfernen der mechanischen Passelemente – wie
etwa von Vorsprüngen – die Verschlüsselung
verloren geht.
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Bei
einer anderen Gruppe von Maßnahmen, die im Folgenden auch
als „indirekte Verschlüsselung” bezeichnet
werden, beruht die Verschlüsselung auf einer elektronischen
Auswertung von Signalen magnetischer, optischer oder elektrischer
Art, die entweder vom Strahler oder dem Strahlersockel ausgehen.
Diese Methode ermöglicht eine weitergehende Charakterisierung
des Strahlers und die Erfassungen zusätzlicher Kenndaten,
wie maximale Lebensdauer, Betriebsdauer und dergleichen, so dass
die „indirekte Verschlüsselung” im Folgenden
auch als „Codierung” bezeichnet wird.
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Beispielsweise
beschreibt die
DE
196 40 625 A1 , aus der eine Halogenlampe der eingangs genannten
Gattung bekannt ist, eine Beleuchtungseinrichtung mit einem einseitig
gesockelten Strahler und einer daran angepassten Fassung. Diese
ist mit Detektoren für elektrische, magnetische oder optische Impulse
ausgestattet, die von einem Markierungselement ausgehen, das am
oder im Strahler-Sockel vorgesehen ist.
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Zu
den indirekten Verschlüsselungsmethoden kann auch eine
aus der
DE A 41 33 614
A bekannte Variante gezählt werden, bei der der
Gasfüllung Dotierstoffe mit charakteristischen Strahlungsemissionen
beigemischt werden, so dass der passende Strahlertyp über
das Emissionsspektrum identifizierbar ist. Die Emissionsspektren
können mittels eines optischen Detektors gemessen und mittels
eines Decoders bewertet werden.
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Das
Empfangen der elektrischen Signale, die von Markierungselement beziehungsweise
von der Gasfüllung ausgehen, erfordert eine Anordnung des
Empfängers in unmittelbarer Nähe der Signalerzeugung,
wo sehr hohe Temperaturen herrschen. Geeignet Sensoren und Messgeräte
sind jedoch in der Regel temperaturempfindlich und mechanisch anfällig
und unterliegen elektrischen Schwankungen. Um dies zu verhindern
sind aufwändige Schutzmaßahmen erforderlich, was
die betreffenden Bauteile konstruktiv kompliziert und kostenaufwändig
macht. Ein weiterer Nachteil der indirekten Verschlüsselungs-/Codierungsmethoden
liegt daher darin, dass es leicht möglich ist, den Empfänger
zu überbrücken und unwirksam zu machen.
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Technische Aufgabenstellung
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Codierung/Verschlüsselung
für Strahlenquellen bereit zu stellen, die schwieriger
zu umgehen oder auszuschalten ist, und die sich durch hohe Betriebssicherheit
und eine vergleichsweise einfache Bauweise auszeichnet.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von einer Strahlenquelle der eingangs genannten
Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die elektrische Verbindung zwischen Markermodul und Messgerät eine
lösbare elektrische Verbindung zwischen einem mechanischen Passelement
und einem Gegenelement umfasst, wobei das Passelement gleichzeitig Teil
einer mechanischen Passung zwischen Sockel und Fassung ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Strahlenquelle umfasst die
Baugruppe zur Halterung des Lampenkörpers eine elektrische
Verbindung zwischen dem im oder am Sockel angeordneten elektrischen
Markermodul, das zur elektronischen, Charakterisierung der Strahlenquelle
dient, zu einem Messgerät. Wichtiger Teil dieser Verbindungsstrecke
ist ein mechanisches Passelement. Das Passelement ist in Kombination
mit dem passenden Gegenelement Teil der elektrischen Verbindung
zwischen Markermodul und Messgerät, und es bildet gleichzeitig
zusammen mit dem Gegenelement oder einer anderen mechanischen Komponente
einen Bestandteil der mechanischen Passung zwischen Sockel und Fassung.
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Das
mechanische Passelement ist somit Teil sowohl einer direkten als
auch einer indirekten Verschlüsselung des Sockels (und
damit der Strahlenquelle). Es dient einerseits zur mechanischen
Verschlüsselung, indem es als mechanisches Passelement
nur den Einsatz von zueinander passenden Sockel-Fassung-Paaren erlaubt,
und es trägt andererseits zur elektronischen Verschlüsselung
bei, indem es zur elektrischen Übertragung der Signale
vom Markermodul zum Messgerät beiträgt. Diese
Doppelfunktion des Passelements vereinfacht den konstruktiven Aufbau
der Baugruppe Sockel/Fassung.
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Dazu
trägt auch bei, dass die vom Markermodul ausgehenden Signale
mittels der elektrischen Verbindung relativ einfach von der heißen
Zone weg zu weiter entfernt liegenden, kühleren Orten übertragen
werden können. Somit entfallen die Notwendigkeit einer
Anordnung eines Empfängers in unmittelbarer Nähe
der Strahlenquelle und die damit einhergehenden Schwierigkeiten
konstruktiver und thermischer Art.
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Die
elektrische Verbindung zwischen Markermodul und Messgerät
ist entweder durchgängig als elektrische Verbindungsleitung
ausgebildet, wobei das mechanische Passelement in Kombination mit
dem Gegenelement einen lösbaren Leitungsabschnitt bildet,
wie etwa eine elektrische Steckverbindung. Oder die elektrische
Verbindung umfasst eine elektrisch induktive oder elektrisch kapazitive
Verbindungsstrecke, wobei in dem Fall die elektrischen Signale vom
Markermodul induktiv oder kapazitiv über die Passelement/Gegenelement-Kombination
in einen galvanisch getrennten Stromkreis, der zum Messgerät
führt, überkoppeln.
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Das
mechanische Passelement ist der Fassung zugeordnet und das Gegenelement
dem Sockel, oder umgekehrt, das Gegenelement der Fassung und das
Passelement dem Sockel Da somit bei der erfindungsgemäßen
Strahlenquelle sowohl eine mechanische Verschlüsselung
als auch eine elektronische Codierung vorgesehen sein kann, kann
besser gewährleistet werden, dass nur solche Strahlenquellen
zum Einsatz kommen, die auch für die jeweilige Anwendung
geeignet sind. So wird sichergestellt, dass die technischen Eigenschaften
der Strahlenquelle erhalten bleiben, und dass keine Gefährdungen
und Schäden durch UV-Strahlung infolge eines Einsatzes
von ungeeigneten Werkstoffen oder Füllgasen auftreten.
Durch die Kombination von direkter Verschlüsselung (Mechanik)
und indirekter Verschlüsselung/Codierung (Elektronik) wird
auch ein fahrlässiger Missbrauch erschwert, da eine einfache mechanische
Veränderung der Fassung alleine nicht ausreicht, um die
Strahlenquelle in Betrieb zu nehmen.
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Bei
einer einseitig gesockelten Strahlenquelle, insbesondere Halogenlampe,
weist der Sockel mindestens zwei Sockelstifte und die Fassung weist mindestens
zwei dazu passende Anschlussbuchsen auf. Die zusätzlichen
Elemente zur mechanischen Verschlüsselung und zur elektronischen
Codierung sind in diesem Fall nur auf der gesockelten Seite der Strahlenquelle
vorgesehen. Bei einer zweiseitig gesockelten Strahlenquelle, insbesondere
Halogenlampe, sind die zusätzlichen Elemente zur mechanischen
Verschlüsselung und zur elektronischen Codierung entweder
auf einer gemeinsamen Seite der Strahlenquelle oder auf getrennten
Seiten vorgesehen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Strahlenquelle tragen das Passelement und das Gegenelement außerdem
zur mechanischen Passung von Sockel und Fassung bei.
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Hierbei
bildet die Kombination Passelement-Gegenelement nicht nur die lösbare
elektrische Verbindung zwischen Markermodul und Messgerät, sondern
auch ein aufeinander abgestimmtes mechanisches Passungspaar von
Sockel und Fassung. Dadurch erübrigt es sich, eine andere
Komponente als Passungspartner zum Passelement vorzusehen, was die
Konstruktion weiter vereinfacht.
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In
dem Zusammenhang hat es sich bewährt, wenn das mechanische
Passelement als weiterer Sockelstift und das Gegenelement als weitere
Anschlussbuchse in der Fassung ausgebildet sind.
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Der
Sockel eine einseitig gesockelten Strahlenquelle umfasst in diesem
Fall mindestens drei Sockelstifte, von denen zwei dem elektrischen
Anschluss zum Betrieb der Strahlenquelle dienen, und mindestens
ein weiterer Sockelstift – in Verbindung mit einer Anschlussbuchse
der Fassung – Bestandteil der lösbaren elektrischen
Verbindung von Markermodul zu Messgerät ist. Diese Ausführungsform ist
besonders einfach realisierbar, wobei auch eine umgekehrte Anordnung
der Anschlusselemente, also zusätzlicher Anschlussstift
an der Fassung und Buchse am Sockel, möglich ist.
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Dabei
sind die Anschlussstifte vorzugsweise so angeordnet, dass sie in
Draufsicht die Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks bilden, von
dem keine Schenkellänge einem Anschlussstiftabstand eines derzeitigen
Standard-Sockels entspricht, wobei insbesondere die Anschlussstiftabstände
von 9,5 mm, 12 mm, 16 mm und 22 mm zu nennen sind. Die Anordnung
der Anschlussstifte beziehungsweise der Anschlussbuchsen in Form
eines gleichschenkligen Dreiecks (wobei ein gleichseitiges Dreieck
wegen der Gefahr von Verdrehungen bei gleich dicken Anschlussstiften
nicht umfasst sein soll) vereinfacht das Einsetzen der Strahlenquelle
in die Fassung. Dadurch, dass keine Schenkellänge des gleichschenkligen
Dreiecks zu Standard-Sockeln mit Anschlussstiftabständen
von 9,5 mm, 12 mm, 16 mm und 22 mm passt, wird vermieden, dass allein
durch Entfernen des zusätzlichen Anschlussstiftes (oder
zusätzlicher Anschlussstifte) eine Einsetzbarkeit erzwungen wird.
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Vorzugsweise
ist das Markermodul ein passives elektrisches Bauelement, das bei
Anlegen einer Spannung als Sensorsignal einen Ausgangswert einer
Messgröße und einen zeitabhängige, nicht
lineare Änderung der Messgröße erzeugt.
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Das
passive elektrische Bauelement umfasst vorzugsweise einen elektrischen
Widerstand oder einen elektrischen Schwingkreis. Bei der Messgröße handelt
es sich beispielsweise um einen elektrischen Strom, eine elektrische
Spannung oder um eine Frequenz. Das passive elektrische Bauelement
liefert bei seiner Aktivierung (zum Beispiel bei Anlegen einer Spannung
oder bei Stromzufuhr) zunächst einen Ausgangswert der betreffenden
Messgröße, der für jede passende Strahlenquelle
gleich groß ist. Bei fortdauernder Aktivierung verändert
sich der Ausgangswert der Messgröße in einer charakteristischen
Art und Weise, wobei dieser Charakteristik weitere Eigenschaften
der Strahlenquelle zugeordnet werden können. Dadurch ergibt
sich ein zusätzlicher Parameter für die Identifizierung/Codifizierung
einer Strahlenquelle, zum Beispiel für unterschiedliche Strahlertypen,
auch wenn diese gleiche Sockel und Fassungen haben.
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Der
zeitabhängige Verlauf der Messgröße ergibt
sich beispielsweise dadurch, dass sich das Markermodul beim Stromdurchgang
erwärmt und infolge der Erwärmung eine Änderung
des Sensorsignals erfolgt. In dem Zusammenhang hat es sich bewährt,
wenn das Markermodul ein elektrisches Widerstandselement ist, das
aus mehreren Werkstoffschichten aufgebaut ist und das eine nicht-lineare Temperaturabhängigkeit
aufweist.
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Das
Widerstandselement ist als einfaches und preisgünstiges
Bauteil mit reproduzierbaren Eigenschaften einfach zu fertigen und
es ist auch bei hohen Temperaturen einsetzbar. Der Einsatz beweglicher
mechanischer Bauteile, wie Hebel, Kippschalter, Relais und dergleichen,
erübrigt sich damit.
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Die
nicht-lineare Temperaturabhängigkeit wird vorzugsweise
dadurch erreicht, dass die Werkstoffschichten eine Schicht aus einem
Heißleiter (NTC) und eine Schicht aus einem Kaltleiter
(PTC) umfassen.
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Der
Einsatz unterschiedlicher Widerstandsmaterialien in unterschiedlichen
Schichtdicken und Schichtfolgen ermöglich die Herstellung
einer unbegrenzten Vielzahl an Widerstandsbauteilen mit spezifischem
Temperaturgang des Widerstands, der als Kennkurve zur Identifizierung
einer Strahlenquelle geeignet ist.
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Bei
einer hierzu alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Strahlenquelle ist vorgesehen, dass das Markermodul einen elektrischen Schwingkreis
umfasst, der mit einer Induktionsspule in induktiver oder kapazitiver
Wirkverbindung steht und von dieser galvanisch getrennt ist, wobei
die Induktionsspule in oder an der Fassung vorgesehen und mit dem
Messgerät verbunden ist.
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Hierbei
ist keine direkte elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen
Markermodul (= Schwingkreis) und dem Messgerät vorgesehen,
sondern eine induktiv-elektrische oder kapazitiv-elektrische Verbindung,
im Folgenden auch als „Kopplung” bezeichnet. Ein
Teil des Schwingkreises ist hierbei im Bereich des Passelements
(im oder am Sockel) vorgesehen, und das mit dem Schwingkreis elektrisch kapazitiv
oder elektrisch induktiv verbundene Kopplungselement im Bereich
des Gegenelements.
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Der
Schwingkreis umfasst eine Spule und einen Kondensator. Im Gegenelement
(Fassung) ist zum Beispiel eine Kopplungsspule vorgesehen, die von
Strom durchflossen werden kann, und die mit dem Messgerät
verbunden ist. Ist der Sockel in die Fassung eingesetzt, liegen
sich Schwingkreis und Kopplungsspule gegenüber. Bei einem
Stromfluss durch den Schwingkreis wird im Bereich der Kopplungsspule
ein Magnetfeld induziert, das wiederum eine Frequenz- oder Amplitudenänderung
im Erregerschwingkreis bewirkt. Diese Änderung wird vom Messgerät,
das in dem Fall eine Frequenz- oder Amplitudenmesseinrichtung ist,
erfasst.
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Vorzugsweise
sind Schwingkreis und Kopplungsspule so aufeinander abgestimmt,
dass sich ein von der Art der Kopplungsspule abhängiger
Frequenzgang ergibt, der sowohl als Kennung für den richtigen
Strahlertyp dient, als auch für weitere Eigenschaften der
eingesetzten Strahlenquelle charakteristisch ist. Vorzugsweise ist
die Anfangsfrequenz für jede passende Strahlenquelle gleich
groß und liefert somit ein richtig/falsch-Signal über
den Strahler an das Messgerät. Die weitere Frequenz- oder
Amplitudenänderung ändert den Ausgangswert in
einer Art und Weise, die für unterschiedliche Strahlertypen charakteristisch
ist, auch wenn diese gleiche Sockel und Fassungen haben. Dadurch
ist eine weitergehende Strahler-Codifizierung möglich.
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In
dem Zusammenhang wird eine Ausführungsform der Strahlenquelle
bevorzugt, bei der das Passelement als Anlagefläche des
Sockels und das Gegenelement als an der Fassung ausgebildetes und
eine Kopplungsspule enthaltendes Widerlager ausgebildet ist.
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Hierzu
ist die im Betrieb stromdurchflossene elektrische Spule innerhalb
des Widerlagers verlegt. An dem Widerlager liegt eine Anlagefläche
an, die auf der Sockelseite vorgesehen ist und die einen Teil des
elektrischen Schwingkreises enthält. Widerlager und Anlagefläche
bilden somit ein mechanisches Passungspaar der Baugruppe Sockel/Fassung
und sie definieren gleichzeitig den Ort der elektrischen Kopplung
zwischen Schwingkreis (= Markermodul) und Messgerät.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Strahlenquelle ist vorgesehen, dass der Lampenkörper eine
Anode und eine in einem ersten Stromkreis mit der Anode angeordnete
Kathode umschließt, und dass ein zweiter Stromkreis vorgesehen
ist, in dem die Kathode und das elektrische Markermodul angeordnet
sind.
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Bei
dieser Ausführungsform der Baugruppe sind lediglich drei
Leitungen für zwei Stromkreise erforderlich, da der Stromkreis,
in dem Markermodul und Messgerät liegen, gleichzeitig den
Betriebsstromkreis der Halogenlampe nutzt. Der entsprechende Strahler
ist daher besonders preisgünstig herstellbar und zeichnet
sich durch eine hohe Betriebssicherheit aus.
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Ausführungsbeispiel
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und
einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt in
schematischer Darstellung im Einzelnen:
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1 eine
Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Halogenlampe mit einer Baugruppe zur Halterung und einer Messeinrichtung,
teilweise als Schaltbild der Stromversorgung,
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2 eine
erste Ausführungsform einer Fassung für eine erfindungsgemäße
Halogenlampe in dreidimensionale Darstellung,
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3 eine
Draufsicht auf die Fassung gemäß 2,
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4 eine
dreidimensionale Darstellung eines zur Fassung gemäß 2 passenden
Sockels in einer Ansicht auf die Sockel-Unterseite,
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5 eine
Draufsicht auf die Oberseite des Sockels gemäß 4,
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6 eine
zweite Ausführungsform einer Fassung für eine
erfindungsgemäße Halogenlampe in dreidimensionale
Darstellung,
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7 die
Fassung gemäß 6 in einer Draufsicht,
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8 einen
zu der Fassung gemäß 6 passenden
Sockel in dreidimensionale Darstellung mit Ansicht auf die Sockel-Unterseite,
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9 den
Sockel gemäß 8 in einer Draufsicht,
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10 die
Baugruppe aus Fassung gemäß 6 und
Sockel gemäß 8 im Zusammenbau
in dreidimensionaler Darstellung, und
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11 ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel für eine
spezifische Widerstands-Kennlinie zeigt.
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1 zeigt
schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Halogenlampe 1 in Form eines 500 Watt UV-Strahlers. Dieser
umfasst einen Quarzglaskolben 2, der beidseitig mit Quetschungen 3 verschlossen
ist. In dem Quarzglaskolben 2 sind ein halogenhaltiges
Entladungsgas sowie eine Elektrodenanordnung aus Anode und Kathode (in
der Figur nicht gezeigt) eingeschlossen.
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Die
Quetschung 3 am unteren Ende des Quarzglaskolbens 2 ist
in einem Sockel 5 fixiert. Der Sockel 5 besteht
aus Keramik und er weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt
auf. Mit seinem unteren Ende ragt er in eine passende Aufnahme einer
Fassung 6 und bildet mit dieser zusammen eine Baugruppe 16 zur
Halterung der Halogenlampe 1.
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In
einer Ausnehmung des Sockels 5 ist ein elektrisches Markermodul
in Form eines elektrischen Widerstand-Bauelements 4 fixiert,
das über eine elektrische Verbindungsleitung 8 mit
einem Dekoder 9 verbunden ist.
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Für
die Stromversorgung der Elektrodenanordnung ist ein erster Stromkreis „A” vorgesehen,
der ausgehend von einer Spannungsquelle 7, eine Leistungsplatine 10,
auf der die Leistungselektronik, umfassend ein elektronisches Vorschaltgerät
und einen Strombegrenzer zusammengefasst sind, einen Außenbügel 11,
Stromdurchführungen durch die Quetschungen 3 zu
den Elektroden, zwei Sockel-Anschlussstifte 12, 13,
die in entsprechende Buchsen der Fassung 6 hineinragen,
und eine Rückleitung 15 über den Dekoder 9 zurück
zur Leistungsplatine 10 führt.
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Das
elektrische Widerstands-Bauelement 4 liegt in Parallelschaltung
zum ersten Stromkreis „A” in einem zweiten Stromkreis „B”.
Dieser umfasst einen Teil des ersten Stromkreises „A”,
nämlich die Rückleitung 15 von der Leistungsplatine 10 zum
Sockel-Anschlussstift 13 (der zum elektrischen Anschluss
der Kathode und zur Masseleitung des Stromkreises „A” gehört),
und er umfasst das Widerstandsbauelement 4, das wiederum über
einen weiteren Sockel-Anschlussstift 14 und passender Anschlussbuchse
in der Fassung 6 über die Verbindungsleitung 8 zu
dem Dekoder 9 geführt ist.
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Der
Dekoder 9 beinhaltet die Auswerte- und Steuerelektronik
und wertet die vom elektrischen Widerstands-Bauelement 4 kommenden
elektrischen Signale aus. Der Dekoder 9 ist über
einen Datenbus 17 für bidirektionale Kommunikation
mit der Leistungsplatine 10 verbunden.
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Nachfolgend
wird die Baugruppe 16 anhand der 2 bis 5 sowie
eine alternative Ausführungsform der Baugruppe anhand der 6 bis 10 näher
erläutert.
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Die 2 und 3 zeigen
die Fassung 6 in dreidimensionaler Darstellung. Die Fassung 6 umfasst
einen keramischen Grundkörper 20 mit kreisförmigem
Querschnitt, auf dem zwei Klemmelemente 21 zur mechanischen
Fixierung des aufzunehmenden Sockels 5 (4)
vorgesehen sind. Der Durchmesser des Grundkörpers 20 entspricht
dem der Standardfassung GY 9,5. Weiterhin zeigt die Fassung 6 drei
Anschlussbuchsen 22 im Grundkörper 20,
die die elektrischen Anschlüsse an den Sockel 5 herstellen.
Wie aus 3 ersichtlich, sind die Anschlussbuchsen 22 in
Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit folgenden Schenkellängen
angeordnet: 12 mm/12 mm/5 mm. Keine dieser Schenkellängen entspricht
einem Standardabstand von Anschlussstiften einer Sockelstift-Halogenlampe.
Die Anschlussbuchsen 22 sind innerhalb des Grundkörpers 20 mit
drei Leitungen 23 verbunden.
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Die 4 und 5 zeigen
den zu der Fassung 6 passenden Sockel 5. Dieser
besteht aus einem keramischen Grundkörper 40,
der an seiner Unterseite drei Anschlussstifte 41 und 45 (entsprechend den
Anschlussstiften 12, 13, 14 in 1)
aufweist. Die Anschlussstifte 41 und 45 sind in
Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet und passen zu den
Anschlussbuchsen 22 (2) der Fassung 6. Die
Anschlussstifte 41 und zwei der Anschlussbuchsen 22 stellen
im eingesetzten Zustand den elektrischen Anschluss zu den Leitungen 23 der
Fassung 6 her, die dem Stromkreis „A” zugehören,
und der zusätzliche Anschlussstift 45 (der in 1 dem
Anschlussstift 14 entspricht), stellt den elektrischen
Anschluss zu der weiteren Leitung 23 der Fassung 6 her,
die dem Stromkreis „B” zugehört. Außerdem
bildet der zusätzliche Anschlussstift 45 einen
Teil der mechanischen Passung von Sockel 5 und Fassung 6.
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An
den sich gegenüberliegenden langen Flachseiten des Sockels 5 sind
Auswölbungen 42 vorgesehen, die im eingesetzten
Zustand von den Klemmelementen 21 der Fassung 6 übergriffen
werden und die zur mechanischen Fixierung des Sockels 5 an
der Fassung 6 beitragen. Die Draufsicht von 5 zeigt
zusätzlich die Aussparung 43 zur Aufnahme der
unteren Quetschung 3 (1) der Halogenlampe 2.
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In
einen Hohlraum des Sockels 5 ist eine Platine mit einem
Widerstandsbauteil 44 eingesetzt (5). Das
Widerstandsbauteil 43 besteht aus mehreren Widerstandsschichten
aus R-NTC- und PTC-Werkstoffen und ist mit dem dritten Anschlussstifte 41 elektrisch
verbunden. Das Widerstandsbauteil 44 bildet ein Markermodul
(4; siehe 1) im Sinne der Erfindung, und
der mit ihm verbundene dritte Anschlussstift 41, der im
Einbauzustand in eine der Anschlussbuchsen 22 der Fassung 6 eingreift
bildet ein Passelement.
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Dieses
Passelement (dritter Anschlussstift 41) ist gleichzeitig
Bestandteil der elektrischen Verbindung zwischen dem Widerstandsbauteil 44 und dem
Dekoder 9. Beim Einsetzten des Sockels 5 in die Fassung 5 wird
das Widerstandsbauteil 44 von Strom durchflossen und erhitzt
sich dabei. Der Anfangswert des elektrischen Widerstands wird detektiert
und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen. Bei Übereinstimmung
wird die eingesetzte Halogenlampe als ordnungsgemäß erkannt.
Der weitere zeitliche Verlauf des Widerstands hängt von
den Eigenschaften des Widerstandsbauteils 44 ab und ist
für Strahlertyp-spezifisch. Ein Beispiel für einen
zeitlichen Frequenzverlauf wird weiter unten anhand 11 erläutert.
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Die 6 und 7 zeigen
eine alternative Ausführungsform einer Fassung 60 für
eine Baugruppe zur Halterung einer Halogenlampe gemäß der
Erfindung. Auch hier sind Klemmelemente 21 zur mechanischen
Fixierung eines Sockels 70 (siehe 8) auf einem
Grundkörper 61 montiert. Dieser weist zwei Anschlussbuchsen 66 auf,
welche mit den elektrischen Anschlussleitungen 63 zum Betrieb
der Halogenlampe verbunden sind.
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Integraler
Bestandteil des Grundkörpers 61 ist eine in der
Draufsicht kreissektorförmige Erhebung 62. Wie 7 zeigt,
ist die Erhebung 62 seitlich von einer Rundung und zwei
senkrecht zueinander verlaufenden geraden Seitenflächen
begrenzt. Die Rundung schmiegt sich an den Zylindermantel des Grundkörpers 62 an,
eine der geraden Seitenflächen verläuft parallel
zu einem Klemmelement 21, und die andere gerade Seitenfläche 64 ist
frei zugänglich. In der Erhebung 62 ist ein Hohlraum
vorgesehen, in dem eine elektrische Erregerspule 65 fixiert
ist, die mit der weiteren Anschlussleitung 67 verbunden
ist.
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Die 8 und 9 zeigen
den zu der eben beschriebenen Fassung 60 passenden Sockel 70. Dieser
besteht aus einem keramischen Grundkörper 71,
der an seiner Unterseite zwei Anschlussstifte 72 aufweist,
die zu den Anschlussbuchsen 66 der Fassung 60 passen.
Weiterhin sind seitliche Auswölbungen 73 an der
rechten und linken Außenseite des Grundkörpers 71 vorgesehen,
die der mechanischen Rastverbindung mittels der Klemmelemente 21 der Fassung 60 dienen.
Die Draufsicht gemäß 9 zeigt
außerdem die Aussparung 74 zur Aufnahme der Halogenlampe
und Öffnungen 76 für die Stromzuführleitungen
zu den Anschlussstiften 72.
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In
einen Hohlraum des Sockels 70 ist eine Platine mit einem
Schwingkreis 75 eingesetzt. Der Schwingkreis 75 besteht
aus einer Spule und einem Kondensator und hat keinen elektrischen
Anschluss. In den Darstellungen der 8 und 9 ist
die Platine mit dem Schwingkreis 75 durch die Sockelwandung
verdeckt. Die Position des Schwingkreises 75 in dem Hohlraum
ist nur schematisch angedeutet. Der Schwingkreis 75 bildet
ein Markermodul im Sinne der Erfindung. Die dem Schwingkreis 75 benachbarte Anlagefläche 77 der
Grundkörper-Außenwandung ist eben ausgebildet.
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Im
Einbauzustand, wie er in der 10 dargestellt
ist, liegt diese Anlagefläche 77 an der planen Seitenwand 64 der
Erhebung 62 unmittelbar an. Anlagefläche 77 und
Erhebung 62 bilden insoweit ein mechanisches Passungspaar
der Baugruppe Fassung/Sockel. Außerdem definieren Anlagefläche 77 und
Erhebung 62 den Ort der elektrischen Verbindung zwischen
dem Schwingkreis 75 und dem Dekoder 9 (1).
Denn im Kontaktbereich von Anlagefläche 77 und
Seitenwand 62 liegen sich der Schwingkreis 75 und
die Erregerspule 65 unmittelbar gegenüber. Wird
die Erregerspule 65 von Strom durchflossen, wird im Schwingkreis 75 ein
Magnetfeld induziert, das wiederum eine Frequenzänderung
in der Erregerspule bewirkt. Die Anfangsfrequenz wird detektiert
und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen. Bei Übereinstimmung
wird die eingesetzte Halogenlampe als ordnungsgemäß erkannt.
Die weitere Frequenzänderung hängt von den Eigenschaften
des Schwingkreises 65 ab und ist spezifischen Strahlertypen
zuzuordnen.
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Das
Diagramm von 11 zeigt einen spezifischen
Verlauf des Widerstands des Widerstandsbauteils 44 (5)
mit der Zeit. Darin ist der am Dekoder 9 gemessene elektrische
Widerstand R (in relativen Einheiten) gegen die Zeit t (in s) aufgetragen. Bei
gegebener Stromzufuhr gibt es eine feste Korrelation zwischen der
Aufheizdauer (Zeit t) und der Temperatur des Widerstandes (und damit
dem Widerstandswert). Die Kennlinie zeigt eine nicht-lineare Abhängigkeit
des Widerstandes R von der Zeit t (und damit von der Temperatur).
Ausgehend von einem Anfangswert A, der für den Typ der
betreffenden Halogenlampe charakteristisch ist, steigt der Widerstand
zunächst linear (Kennlinienabschnitt B), mündet
in ein Plateau (Kennlinienabschnitt C) und steigt danach wieder
deutlich an (Kennlinienabschnitt D). Der Verlauf der Kennlinie in
den Abschnitten B-D ist spezifisch für Unterklassen des
betreffenden Halogenlampen-Typs und ermöglicht somit eine
detaillierte Identifizierung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0762562
A2 [0007]
- - DE 19640625 A1 [0010]
- - DE 4133614 A [0011]