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Die Erfindung betrifft eine Fassung für elektrische Lampen mit einem Sockel, die mittels einer Steck-Drehbewegung in die Fassung einsetzbar sind, wie Halogenlampen, mit Kulissen, die in einer quer zur Fassungsmittelachse verlaufenden Wand angeordnet und zu dieser Achse symmetrisch ausgebildet sind und Kontaktstifte des Sockels aufnehmen, welche einen Kontaktschaft und einen demgegenüber im Durchmesser erweiterten Kontaktkopf aufweisen, wobei jede Kulisse zumindest eine Einstecköffnung für den Kontaktkopf und einen die Drehbewegung begrenzenden Endanschlag für den Kontaktschaft aufweist und wobei die Fassung eine Auflagefläche für eine sockelseitige Gegenfläche aufweist.
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Derartige Fassungen sind insbesondere für Halogenlampen, aber auch für Starter von Leuchtstofflampen gemäß den Normblättern IEC61-1/7004-113-1 für den Sockel und IEC61-2/7005-113-1 für die Fassung aus dem Jahre 1996 bekannt. Hier handelt es sich konkret um Fassungen für Halogen-Niedervolt-Lampen. Solche Fassungen werden derzeit in anderen Abmessungen für andere Anwendungen, insbesondere auch für mit Netzspannung betriebene Halogenlampen entwickelt.
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Sowohl der Sockel der Lampen, wie auch der Fassungskörper selbst, sind in der Regel aus Porzellan hergestellt. Beim Brennen des Porzellans kommt es zu einem Masseschwund, der bis zu 15% betragen kann. Dabei entstehen relativ große Toleranzen in den Abmessungen der Werkstücke, die Probleme hinsichtlich der Fixierung des Sockels in der Fassung mit sich bringen. Insbesondere die exakte Ausrichtung des Lampenbrennpunktes im Hinblick auf einen gerichteten Lichtaustritt und eventuelle Reflektoren bereitet bei derartigen Toleranzen Probleme.
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Aus
DE 197 14 874 C1 ist es bekannt, die quer zur Fassungsachse angeordnete Wand an ihrer Unterseite mit einer Auflaufschräge zu versehen, die mit den Kontaktköpfen zusammenwirkt und den Sockel in die Fassung hineinzieht. Auf die Umfangsfläche der Kontaktköpfe wirkende Federelemente, drängen selbige gegen die Auflaufschräge. In Folge dessen ist gewährleistet, dass der Sockel in der Fassung an einer definierten Referenzebene anliegt, die beispielsweise ebenfalls als Referenzebene für den Lampenbrennpunkt dient.
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Diese besonders einfache, aber in jeder Hinsicht ausgesprochen wirksame Ausgestaltung hat sich bei Sockel-Fassungssystemen des Typs GU10 seit langem bewährt.
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Bei denen sich derzeit in der Entwicklung befindlichen gattungsgemäßen Fassungen größerer Abmessungen sind die absoluten Fertigungstoleranzen im Vergleich zum Fassungstyp GU10 größer. Praxisversuche haben ergeben, dass das aus
DE 197 14 874 C1 bekannte System zur lagekorrekten Ausrichtung des Sockels in der Fassung verbesserungswürdig ist.
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Auch aus
EP 0871264 B1 ist eine gattungsgemäße Fassung bekannt, welche sich des Problems der lagegerechten Anordnung des Sockels in der Fassung annimmt. Ein radial auf den Kontaktkopf wirkendes Schraubenfederelement drückt eine Zentrierplatte gegen den Kontaktkopf. Die Zentrierplatte weist zwei hinsichtlich der Ausrichtung der Kontaktkopf-Umfangsfläche schräg gestellte Schenkel auf. Der dem Sockel zugewandte Schräg-Schenkel wirkt auf den Übergangsbereich von Umfangsfläche zur Kontaktkopfoberseite (die dem Sockel zugewandte Seite des Kontaktkopfes). Durch diesen Schräg-Schenkel wird ein Teil der auf den Kontaktkopf aufgebrachten Radialkräfte in Axialkräfte transformiert, die den Kontaktkopf und in Folge dessen auch den Sockel in die Fassung ziehen. Die Zentrierplatte dient dabei zusätzlich als Kontakt, welcher die Spannungsversorgung der Lampe sicherstellt. Wie aus der dortigen
4 offensichtlich ist, liegt der Fassungskontakt, bedingt durch den Angriff des Schräg-Schenkels nicht flächig am Kontaktkopf an. Vielmehr bilden sich zwei, im Bereich der die Umfangsfläche begrenzenden Kanten gelegene, in etwa punktförmige Anlagebereiche aus. Unterschiedliche Lagen der beiden Kontaktköpfe in axialer Richtung, z. B. bedingt durch Maßtoleranzen, führen zu ungleichmäßigen elektrischen Kontaktierungen. Dies wirkt sich nachteilig auf die Kontaktsicherheit aus. Zudem müssen für eine lagesichere Ausrichtung des Sockels in der Fassung vergleichsweise hohe Radialkräfte aufgebracht werden, um das notwendige Mindestmaß an Axialkräften durch den Schräg-Schenkel auf den Kontaktkopf aufzubringen.
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Als weiterer Stand der Technik sei zunächst die
US 3,363,217 A benannt. Hier wird ein Kontakt mit zwei Federschenkeln offenbart. Einer der Federschenkel dient dem elektrischen Anschluss einer Leuchtstofflampe, der andere Federschenkel des Kontaktes dient dem Anschluss eines Starters.
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Eine Starterfassung ist zudem aus der
DE 15893233 bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Fassung bereitzustellen, die eine lagegerechte Anordnung des Sockels in der Fassung sicherstellt.
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Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass mittels des Federelementes unabhängig von den Fassungsabmessungen Fertigungstoleranzen ausgleichbar sind. Der Lampensockel wird vom Federelement sicher in die Fassung gezogen und liegt sicher in der Referenzebene.
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Gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten, keramischen Auflaufschräge weicht das erfindungsgemäße Federelement nach Toleranzausgleich zurück, sodass die Lampe in jedem Fall bis zum Kulissenanschlag bewegt werden kann. Dies ist insbesondere für den Benutzer vorteilhaft, da er eine Lampe – unabhängig von den Fertigungstoleranzen – immer bis in die selbe Lage drehen kann. Auch gleiten die metallenden Kontaktköpfe auf einem Federelement besser als auf der keramischen Auflaufschräge. Schließlich wirkt die Federkraft direkt axial und muss nicht, wie im zuletzt genannten Stand der Technik, von einer Radialkraft in eine Axialkraft transformiert werden. Das Federelement ermöglicht den Ausgleich größerer Toleranzen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Federschenkel (28, 29) sich unverformt in den dem Einführbereich in Drehrichtung nachgelagerten Raum und in eine Bewegungsbahn des Kontaktkopfes (45) erstrecken.
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Das konkret beanspruchte Federelement hat den wesentlichen Vorteil, über den gesamten Drehweg hinweg eine kontinuierlich steigende Federspannung zu erzeugen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Federelement einen ersten, axial auf den Kontaktkopf wirkenden Federschenkel und einen zweiten, auf die Umfangsfläche des Kontaktkopfes wirkenden Federschenkel aufweist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der zweite, auf die Umfangsfläche des Kontaktkopfes wirkende Federschenkel einen Anschlusskontakt zwischen sich und dem Kontaktkopf hält.
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Der wesentliche Vorteil ist darin zu sehen, dass das Federelement sowohl den axialen Toleranzausgleich, als auch die Sicherung des elektrischen Anschlusskontaktes gewährleistet und lediglich ein Federelement anstelle von den sonst üblichen zwei Federelementen genutzt werden muss. Dies führt zu einer Bauteilreduktion und in Folge dessen zu einer vereinfachten Montage.
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Es ist durchaus vorstellbar, dass das Federelement als elektrischer Kontakt dient. So kann auf einen separaten Anschlusskontakt verzichtet werden.
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Es ist weiterhin vorgesehen, dass der zweite, auf die Umfangsfläche des Kontaktkopfes wirkende Federschenkel den Kontaktschaft gegen dessen Endanschlag in der Kulisse hält. Diese Ausführungsform sichert den dauerhaft korrekten Sitz des Sockels in der Fassung.
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Schließlich ist eine Ausführungsform bevorzugt, die sich dadurch kennzeichnet, dass die Federschenkel (28, 29) über den gesamten Drehweg eine kontinuierlich steigende Federkraft auf den Kontaktkopf (45) aufbringen.
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Weitere Vorteile, sowie ein besseres Verständnis der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
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1: die Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Fassung, inklusive Darstellung einer Lampe,
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2: die perspektivische Darstellung der Lampe gemäß 1 in Ansicht auf die Sockelunterseite,
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3: die perspektivische Darstellung der Fassung gemäß 1 mit Einsicht in die Fassungsausnehmung,
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4: einen Vertikalschnitt durch eine Anordnung aus Fassung und Sockel, parallel zur Fassungsmittelachse,
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5: Einsicht in die erfindungsgemäße Fassung gemäß 1 von unten mit sockelseitigen Kontaktköpfen in Einsetzposition,
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6: eine Ansicht gemäß 5 mit sockelseitigen Kontaktköpfen in Montageposition,
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7: eine Ausschnittsvergrößerung des Vertikalschnitts gemäß 4 mit Kontaktköpfen in Einsetzstellung und
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8: eine Darstellung gemäß 7 mit Kontaktkopf in Montagestellung.
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In den Figuren ist eine Fassung zur Halterung eines elektrischen Bauelements insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen. Ein elektrisches Bauelement in Form einer gesockelten Zweistiftlampe ist insgesamt mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet.
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In 1 ist die Fassung 10 in Explosionsansicht dargestellt. Sie umfasst ein Fassungsgehäuse 11 mit einer Sockelaufnahme 12 sowie Federelemente 13, die in einem Fassungsraum 14 angeordnet sind und Anschlusskontakte 15 mit elektrischen Leitern 16 aufweisen. Der Fassungsraum 14 ist unterseitig durch eine Bodenplatte 17 verschlossen und mittels Nieten 18 mit dem Fassungsgehäuse 11 verbunden.
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Die ebenfalls in 1 dargestellte, gesockelte Zweistiftlampe 40 umfasst einen gläsernen Lampenkolben 41, der mit einem Lampensockel 42 versehen ist. Der Lampensockel 42 trägt an seiner zur Fassung 10 weisenden Unterseite zunächst zwei Kontaktstifte 43, welche von einem im Lampensockel 42 verankerten Kontaktschaft 44 und einem an dessen freien Ende angeordneten Kontaktkopf 45 gebildet sind. Der Kontaktkopf 45 ist in seinem Durchmesser gegenüber dem Kontaktschaft 44 erweitert.
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Nahe des Lampenkolbens bildet der Lampensockel 42 einen umfänglichen Anschlagkragen 46 aus, dessen axial zur Fassung 10 weisende Unterseite als Gegenfläche 47 zur fassungsseitigen Auflagefläche 19 ausgebildet ist. Die fassungsseitige Auflagefläche 19 wird von der axial zur Lampe 40 weisenden Stirnfläche des Fassungsgehäuses 11 gebildet. Zwischen dem Anschlagkragen 46 und den Kontaktstiften 43 bildet der Lampensockel 42 einen Sockelhals 48 aus.
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Die Zweistiftlampe 40 ist noch einmal in 2 dargestellt. In dieser Darstellung sieht man deutlich die der Sockelunterseite 49 entspringenden Kontaktstifte 43. Die an den Kontaktstiften 43 befestigten Kontaktköpfe 45 unterscheiden sich voneinander. Während der eine eine kreisförmige Umfangskontur aufweist, ist beim anderen Kontaktkopf lediglich ein Teilbereich kreisförmig im Umfang ausgebildet. Daran schließt sich eine ebene radial weisende Fläche an. Diese Kontaktkopfkontur dient der Einsetzkodierung. Im Zusammenwirken mit nachfolgend dargestellten Elementen der Fassung 11 wird sichergestellt, dass die Kontaktköpfe nur in einer Ausrichtung in die Fassung 10 eingesetzt werden können. Wie aus 2 ebenfalls ersichtlich, ist die Sockelbodenplatte 49 stufenförmig vom Sockelhals 48 abgesetzt.
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Die in ihrem Durchmesser gegenüber dem Sockelhals 48 verringerte Sockelbodenplatte 49 weist einen radialen Kodiervorsprung 50 auf, der im Zusammenwirken mit fassungsseitigen Bauteilen als Kodierung für bestimmte Lampenleistungen dienen kann.
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In 3 ist die Fassung 10 in perspektivischer Ansicht von oben dargestellt. Man erhält so Einblick in die Sockelaufnahme 12 auf die senkrecht zur nicht dargestellten Fassungsmittelachse angeordnete Wand 20. Die Wand 20 ist von zwei Kulissen 21 durchbrochen, die zunächst jeweils eine zu den Umfangskonturen der zugeordneten Kontaktköpfe komplementäre Einstecköffnung 22 ausbilden. An die Einstecköffnungen 22 schließt sich je ein gegenüber selbige verjüngter Führungsabschnitt 23 für die Kontaktschäfte 44 an. Dessen der Einstecköffnung 22 abgewandtes Ende definiert einen Endanschlag für die Kontaktschäfte 44. Ein Einleger 24 in Form eines ringförmigen Abschnittes sitzt auf der Wand 20 auf und ist bevorzugt als mit dem Kodiervorsprung 50 zusammenwirkendes Kodierungsteil der Fassung 10 ausgebildet.
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Das Einsetzen und Festlegen der Lampe 40 in der Fassung 10 geschieht wie folgt:
Die Kontaktstifte 43 werden zu den Kulissen 21 lagekorrekt ausgerichtet. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Kontaktköpfe 45 auf die Einstecköffnungen 22 gerichtet sind. Einstecköffnungen 22 weisen eine komplementäre Umfangskontur zu den Kontaktköpfen 45 auf, sodass eine erste Einsetzkodierung durch die in den 2 und 3 in ihrem Umfang unterschiedlichen Kontaktköpfen 45 gewährleistet ist.
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Nunmehr ist der Sockel 42 in die Fassungsaufnahme 12 einzuschieben, sodass der Sockelhals 48 in der Sockelaufnahme 12 einsitzt. Hierbei tauchen die Kontaktstifte 43 in die Einstecköffnungen 22, wobei die Kontaktköpfe 45 unterhalb der Wand 20 positioniert sind. Der stufenförmig abgesetzte Sockelboden 49 kommt innerhalb des teilringartig ausgebildeten Einlegers 24 zur Anlage und sitzt auf der Wand 20 auf. Der Kodiervorsprung 50 der Sockelbodenplatte 49 befindet sich im einlegerlosen Bereich der Wand 20.
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Nunmehr wird die Lampe 40 relativ zur Fassung 10 – im Ausführungsbeispiel im Uhrzeigersinn – gedreht. Hierbei untergreifen die Kontaktköpfe 45 die Wand 20. Hierdurch erfolgt eine bajonettartige Festlegung der Lampe 40 im Sockel 10. Die Drehung erfolgt, bis die Kontaktschäfte 44 an den von den Kulissen 21 gebildeten Anschlägen anliegen.
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5 zeigt eine Einsicht in den unterhalb der Wand 20 vom Fassungsgehäuse 11 ausgebildeten Fassungsraum 14. In diesem normalerweise von der Bodenplatte 17 verschlossenen Fassungsraum 14 sind in geeigneten Aufnahmen 26 Federelemente 13 eingesetzt. Die Federelemente 13 weisen zunächst einen radial zur Fassungsmittelachse wirkenden Federschenkel 28, welcher auf den zugehörigen Anschlusskontakt 15 wirkt. Ein parallel zur Fassungsmittelachse axial wirkender Federschenkel 29 dient der relativen Lageausrichtung von Lampensockel 42 und Fassung 10 und somit zum Toleranzausgleich. Die in 5 dargestellten Kontaktköpfe 45 befinden sich in ihrer Einsetzposition, in welcher sie durch die Einstecköffnungen 22 hindurchgetaucht sind, aber noch in deren Bereich liegen. In dieser Anordnung befinden sich die Umfangsflächen der Kontaktköpfe 45 in einer Ebene mit den elektrischen Anschlusskontakten 15. Eine elektrische Kontaktierung erfolgt in diesem Stadium jedoch noch nicht.
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Anhand von 5 läßt sich zudem die konkrete Ausgestaltung des Federelementes darstellen. Der radial auf den Kontakt 15 wirkende Federschenkel 28 des Federelementes 13 hat seinen Ursprung in dem sogenannten Einführbereich des Federelementes 13. Der Einführbereich ist der Teil des Federelementes, welcher der Einstecköffnung 22 der Lampenfassung 10 nahegelegen ist. Von hier aus erstreckt sich der radiale wirkende Federschenkel 28 in Richtung des Endanschlages der fassungsseitigen Kulisse 21, in einer zur Wand 20 der Fassung 10 vertikal, zur Fassungsmittelachse parallel angeordneten Ebene. Der radial wirkende Federschenkel ist dabei derart ausgestellt, dass er zumindest bereichsweise in die Bewegungsbahn des Kontaktkopfes 45 hineinragt.
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Der axial wirkende Federschenkel 29 hat seinen Ursprung ebenfalls im Einführbereich des Federelementes 13 und erstreckt sich ebenfalls in Richtung Endanschlag der Kulisse 21. Dabei ist er jedoch in Axialrichtung von der Wand 20 der Fassung 10 weggerichtet ausgestellt und innerhalb der Bewegungsbahn des Kontaktkopfes 45 angeordnet. Der axial wirkende Federschenkel 29 ist aus einem Stützstreifen des Federelementes 13 ausgeklinkt, mittels dessen das Federelement 13 an der Wand 20 der Fassung 10 abgestützt ist.
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Sowohl der radial als auch der axial wirkende Federschenkel 28, 29 erstreckt sich unverformt und gerade in die Bewegungsbahn des Kontaktkopfes 45, so dass sich im Verlauf der Drehbewegung die Federspannung beider Federschenkel 28, 29 kontinuierlich erhöht, wobei die Federschenkel 28, 29 vom Kontaktkopf 45 aus dessen Bewegungsbahn gedrängt werden.
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6 zeigt dieselbe Ansicht wie 5, jedoch befinden sich die Kontaktköpfe 45 in ihrer Montageposition, in welcher die Drehbewegung der Lampe 40 ihr Ende gefunden hat. Während der Drehbewegung – auf Grund des Ansichtswechsels von 3 zu den 5 und 6 gegen den Uhrzeigersinn – geraten die Umfangsflächen der Kontaktköpfe 45 mit den ihnen zugewandten Kontaktflächen der Anschlusskontakte 15 in Anlage. Die Kontakte 15 werden von den Kontaktköpfen 45 gegen den Federschenkel 28 aus ihrer Ruhelage gedrängt. Die vom Federschenkel 28 gegen den Kontakt 15 und den Kontaktkopf 45 gerichtete Federkraft gewährleistet eine sichere und definierte Anlage der Kontakte 15 an die Kontaktköpfe 45 und sichert so die Spannungsversorgung der Lampe 40. Die Kontakte 15 liegen linienförmig an den Kontaktköpfen an. Beide Federschenkel sind aus der Bewegungsbahn des Kontaktkopfes 45 gedrängt.
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Es ist aus den 5 und 6 ersichtlich, dass die Federelemente 13 als Anschlusskontakte dienen können. In diesem Falle wird auf den separaten Anschlusskontakt 15 verzichtet. Die elektrischen Leiter 16 werden dann mit den Federelementen 13 verbunden. Die elektrische Kontaktierung erfolgte durch die sichere Anlage des Federschenkels 28 an der Umfangsfläche des Kontaktkopfes 45.
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4 zeigt den Vertikalschnitt durch eine Anordnung aus Fassung 10 und Sockel 42 in der in 6 dargestellten Montageposition. Die sichere Anlage der Kontakte 15 an den Kontaktköpfen 45 kann hieraus nochmals ersehen werden.
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Dargestellt ist darüber hinaus, dass die axial wirkenden Federschenkel 29 der Federelemente 13 ebenfalls auf die Kontaktköpfe 45 wirken. Sie drücken axial auf die zum Sockel 42 gewandte Oberfläche eines jeden Kontaktkopfes 45 und ziehen so die Lampe 40 in die Fassung 10 hinein. Dies gewährleistet eine sichere Anlage von fassungsseitiger Auflagefläche 19 und sockelseitiger Gegenfläche 47 und somit eine definierte Ausrichtung der Lampe 40 in der Fassung 10. Dieses Zusammenspiel von Federelementen 13 und Kontaktköpfen 45 ist in den 7 und 8 noch einmal im Detail dargestellt.
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In 7 ist der Kontaktkopf 45 wiederum in seiner Einsetzposition dargestellt. Bei der Drehung der Lampe 40 zum Bereich der Montagestellung bewegt sich der Kontaktkopf 45 in die Papierebene hinein. Dabei untergreift er, wie aus der Montagestellung in 8 ersichtlich, den Federschenkel 29 und verdrängt ihn federrückstellelastisch aus seiner Ruhelage in Richtung Wand 20. Die so erzeugten axialen Federkräfte ziehen den Kontaktkopf 45 und den daran angeordneten Sockel 42 in die Fassung hinein, sodass die sichere Anlage von fassungsseitiger Auflagefläche 19 und sockelseitiger Gegenfläche 47 gewährleistet ist.
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Zusammenfassend wurde eine Fassung 10 beschrieben, welche eine lagegenaue Positionierung eines Lampensockels gewährleistet, in dem ein axial auf den Lampenkopf 45 wirkendes Federelement Fertigungstoleranzen ausgleicht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fassung
- 11
- Fassungsgehäuse
- 12
- Sockelaufnahme
- 13
- Federelement
- 14
- Fassungsraum
- 15
- Anschlusskontakte
- 16
- elektrische Leiter von 15
- 17
- Bodenplatte
- 18
- Nieten
- 19
- Auflagefläche
- 20
- Wand
- 21
- Kulissen
- 22
- Einstecköffnung
- 23
- Führungsabschnitt
- 24
- Einleger
- 26
- Aufnahme
- 28
- radial wirkender Federschenkel
- 29
- axial wirkender Federschenkel
- 40
- gesockelte Zweistiftlampe
- 41
- Lampenkolben
- 42
- Lampensockel
- 43
- Kontaktstift
- 44
- Kontaktschaft
- 45
- Kontaktkopf
- 46
- Anschlagkragen
- 47
- Gegenfläche
- 48
- Sockelhals
- 49
- Sockelboden
- 50
- Kodiervorsprung
