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Technisches Gebiet
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Die Erfindung geht aus von einer Hochdruck-Entladungslampe (nachfolgend als D-Lampe bezeichnet) mit einem justierten Referenzring gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Stand der Technik
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Die
WO 2008/110969 A2 offenbart eine Hochdruck-Entladungslampe dieser Gattung bestehend aus Hochdruck-Entladungsbrenner mit einer daran ausgebildeten büchsenartigen Fassung, der in eine Halterung eingesetzt ist. Hierfür hat die Halterung einen Ring bestehend aus einem inneren unteren Teil und einem äußeren oberen Teil, die jeweils als Tiefziehteile aus einem Metallblech geformt (gepresst/gestanzt) sind und die axial ineinander gesteckt sowie gegenseitig durch Umbördelungen verklemmt sind.
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Der untere, innere Ring ist mit vier in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten, axial vorragenden Sockeln oder Vorsprüngen ausgeformt, die durch die innere Durchgangsöffnung des oberen äußeren Rings axial hindurchgeführt sind und an denen der äußere Ring durch umgebogene Klemmlaschen verklemmt ist. Zwischen den Vorsprüngen verbleiben hierbei Unfangsspalte, durch die Haltelaschen radial nach innen sowie axial nach oben geführt sind, die am oberen äußeren Ring ausgebildet sind. Diese Haltelaschen, die wie Blattfedern aussehen, sind endseitig in Anlage mit der Fassung des Brenners und dort verschweißt oder verlötet. Der Begriff Brenner bezeichnet in dieser Patentanmeldung eine Baueinheit bestehend aus einem Entladungsgefäß und einem das Entladungsgefäß umschließenden Außenkolben.
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Ein genormter metallischer Referenzring einer Hochdruck-Entladungslampe gemäß der vorstehenden Definition muss eine eng tolerierte Ringdicke aufweisen, die von der gewählten Fertigungstechnologie reproduzierbar erfüllt werden muss. Bei der Konstruktion und Montageart des aus dem vorstehend genannten Stand der Technik bekannten Referenzrings ist die genaue Einhaltung seiner eng tolerierten Dicke nachweislich schwer möglich. Die erhöht die Ausschussrate und damit die Stückkosten insgesamt.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Hochdruckentladungslampe und insbesondere einen metallischen Referenzring für die Entladungslampe bereit zu stellen, bei dem die geforderte enge Toleranz in der Ringdicke besser eingehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Hochdruck-Entladungslampe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Prinzipiell ist es demzufolge vorgesehen, die Hochdruck-Entladungslampe gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung mit einem Referenzring bestehend aus einem ersten hülsenförmigen Ringteil mit Kragen und einem zweiten hülsenförmigen Ringteil auszubilden, an dem radial nach innen ragende, in Umfangsrichtung beabstandete Haltelaschen ausgeformt sind. Wesentlich ist es, dass der erste und der zweite Ringteil vorzugsweise radial außenseitig axial entgegen gesetzte Abkantungen aufweisen, von denen zumindest eine Abkantung eine vordefinierte Kantenhöhe hat. Die Abkantungen sind so angeordnet, dass sie unter umfangsseitigem Flächenkontakt ineinander gefügt und am Außenumfang der hierdurch außen liegenden Abkantung zumindest punktförmig verschweißt sind. Die zumindest eine Abkantung mit definierter Kantenhöhe ist vorzugsweise für die minimal mögliche Dicke des Referenzrings relevant.
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Vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Abkantungshöhe des ersten, in diesem Fall inneren Rings so gewählt ist, dass bei axialem Anschlagen der Abkantung des inneren Rings am zweiten äußeren Ring der Referenzring eine definierte lichte Höhe oder Dicke annimmt. Auf diese Weise ist die Referenzringdicke nur von der korrekt hergestellten Abkanthöhe abhängig und kann regelmäßig mit großer Genauigkeit reproduziert werden.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die radial äußere Abkantung an ihrer Umfangsseite mit einer Anzahl von in Umfangsrichtung im Wesentlichen gleichmäßig beabstandeten Abflachungen ausgebildet ist, welche die Punktschweißstellen definieren. Damit erfolgt ein Materialauftrag an nur an solchen Stellen der Abkantung, die zuvor ausgedünnt wurden, sodass bei Fertigstellung eine im Wesentliche gleichbleibende Wandstärke ohne spätere Wärmespannungsspitzen erreicht wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Montage einer Hochdruck-Entladungslampe bestehend aus einem Brenner sowie einem aus zwei tiefgezogenen, jeweils eine radial äußere Abkantung aufweisende Ringblechteilen zusammengesetzten Referenzring zur Halterung und Kontaktierung des Brenners in einer definierten Position bereitgestellt, dass im Wesentlichen die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- – Axiales Ineinanderfügen der beiden Ringblechteile unter umfangsseitigem Flächenkontakt zwischen den Abkantungen,
- – Justage der Referenzringdicke zwischen zwei axial wahlweise beabstandbaren Montageaufnahmen,
- – Verschweißen der beiden Ringblechteile am Außenumfang der außen liegenden Abkantung.
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Demzufolge wird bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung der zweigeteilte Referenzring erst nach der Justage auf eine vorbestimmte lichte Höhe durch einen Schweißprozess, beispielsweise Laserschweißen verbunden. Auf diese Weise kann die geforderte enge Dickentoleranz des Referenzrings prozesssicher realisiert werden. Es ist außerdem möglich, dass der zweite Referenzringteil den bereits vorjustierten Brenner enthält. D. h. dem vorstehend genannten Ineinanderfügschritt ist in vorteilhafter Weise ein weiterer Verfahrensschritt vorgelagert nämlich:
- – Vormontieren des Brenners am einem der Ringblechteile vor dem Ineinanderfügschritt.
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Auf diese Weise ist es möglich, einen vorjustierten Brenner mit dem zweiten äußeren metallischen Ringteil zu verbinden und anschließend den Referenzring fertig zu montieren.
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Weiter vorzugsweise ist der folgende Verfahrensschritt vorgesehen:
- – Verbinden des anderen der Ringblechteile mit einem Zündelektronikgehäuse vorzugsweise durch Schweißen oder Umbördeln vor dem Ineinanderfügschritt.
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In diesem Fall kann der zweite, äußere Ringteil mit daran vormontiertem Brenner and den ersten, am Zündgehäuse bereits fixierten Ringteil zusammengefügt werden, um die Lampe fertig zu stellen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
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1 die Perspektivenansicht (ISO-Ansicht) einer Hochdruck-Entladungslampe (nachfolgend als D-Lampe bezeichnet) gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in fertig montiertem Zustand,
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2 die Seitenansicht der D-Lampe gemäß der 1,
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3 die Draufsicht der D-Lampe gemäß der 1,
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4 den ersten Längsschnitt der D-Lampe gemäß der 1,
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5 den zweiten Längsschnitt der D-Lampe gemäß der 1 senkrecht zum Seitenriss gemäß der 4,
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6 den Querschnitt eines metallischen Referenzrings gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
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7 den Längsschnitt des Referenzrings gemäß der 6 und
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8 den Längsschnitt des erfindungsgemäßen Referenzrings einschließlich oberer und unterer Montageaufnahmen.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Gemäß der 1 hat eine D-Lampe des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung einen metallischen Referenzring 1, in dem ein Brenner 2 in einer bestimmten Relativlage fest gehalten ist und der auf einem Gehäuse 3 eines nicht weiter dargestellten Elektronikmoduls fixiert ist.
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Das Gehäuse 3 beinhaltet vorzugsweise die Zündelektronik der D-Lampe (nicht gezeigt) und ist mit einem Anschlussschacht 4 ausgeformt, in den eine Anzahl von Kontaktstiften 5 für den elektrischen Anschluss der D-Lampe an eine Spannungsquelle (nicht dargestellt) ragen, wie dies in den 1 und 4 schematisch angedeutet ist.
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Der Brenner 2 besteht aus einem Entladungsgefäß 7, in dessen Innenraum zwei einander gegenüberliegende Elektroden und Xenon sowie Metallhalogenide zum Erzeugen einer Gasentladung eingeschlossen sind, und einem Außenkolben 6, der das Entladungsgefäß 7 umschließt und am Entladungsgefäß 7 fixiert ist. An einem Endabschnitt des zylindrischen Außenkolbens 6 ist eine metallische, büchsenartige Fassung 8 fest aufgesteckt, welche den Außenkolben 6 hülsenartig über eine bestimmte Länge umgibt.
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Wie aus den 4 und 5 zu ersehen ist, bildet das Gehäuse 3 der Zündelektronik einen nach Außen hin offenen, d. h. an einer Seite unverschlossenen Aufnahmeraum 9, an dessen Boden elektrische Kontakte 10 angeordnet sind, die mit aus dem Entladungsgefäß 7 herausragenden Stromzuführungen 11, 12 für die Elektroden verbunden sind. Die Stromzuführungen 11 ragen aus den Enden des Entladungsgefäßes 7 bzw. des Brenners 2 heraus, wobei, gemäß der 4 und 5, die aus dem vom Gehäuse 3 abgewandten Ende des Entladungsgefäßes 7 herausragende Stromzuführung 11 mittels eines daran angelöteten oder geschweißten, elektrisch isolierten Verlängerungsdrahts 12 zum Gehäuse 3 zurückgeführt ist, sodass beim Einsetzen des Brenners 2 in den Aufnahmeraum 9 das Ende der in den Aufnahmeraum 9 hineinragenden Stromzuführung 11 und das Ende des Verlängerungsdrahts 12 gleichzeitig mit jeweils einem der Kontakte 10 in Berührung kommen.
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Zur Fixierung des Brenners 2 am Gehäuse 3 ist um die Metallhülse 8 der Referenzring 1 angeordnet, in welchem der Außenkolben 6 fixiert ist. Dieser Referenzring 1 ist in den 6 bis 8 detaillierter dargestellt.
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Demzufolge besteht der Referenzring 1 gemäß der Erfindung aus zwei separaten Ringteilen 13, 14, die jeweils aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise einem Blechteil gestanzt und durch Tiefziehen kalt geformt sind. Im konkreten Fall hat ein zweiter Referenzringteil 13 eine im Wesentlichen plane Ringscheibe 15, die an ihrem Außenumfang abgekantet ist, wodurch sich eine axial sich erstreckende Abkantung 16 vorbestimmter axialer Länge ergibt. Am Innenumfang der Ringscheibe 15 sind eine Anzahl von radial nach innen vorragende, sowie im Umfangsrichtung (gleichmäßig) beabstandete Laschen 17 ausgestanzt, die in Axialrichtung zur Ausbildung von Klemmfüßen abgekrümmt sind. In einem Radialabstand zum Innenumfang der Ringscheibe 15 ist eine axiale Durchgangsbohrung 18 ausgebildet Schließlich weist das zweite Referenzringteil 13 im radial äußeren Bereich der Abkantung 16 (radial äußere Abkantungs-Mantelfläche) eine Anzahl von Abflachungen 19 beispielsweise in Folge von Einpressungen oder von Abfräsungen auf, an denen sich der Radius des oberen Referenzringbauteils 13 entsprechend verringert.
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Der erste Referenzringteil 14 hat einen zentralen becherförmigen Bereich 20, dessen Boden eine kreisförmige Öffnung 21 hat etwa mit einem Durchmesser entsprechend dem Innendurchmesser der Ringscheibe 15 des oberen Referenzringteils 13. Ferner ist in dem Bodenabschnitt radial versetzt zur kreisförmigen Öffnung eine weitere Durchgangsbohrung 22 vorgesehen (siehe 6). Der axiale Randabschnitt 23 des Becherbereichs 20 ist axial endseitig (axial gegenüber dem Bodenabschnitt) zu einem radial nach außen sich erstreckenden Kragen 24 umgestülpt, der wiederum radial außenseitig zu einer axial nach oben sich ersteckenden Abkantung 25 vorzugsweise definierter Länge umgeformt ist. Der Außenradius der Abkantung 25 des ersten Referenzringteils 14 ist so gewählt, dass der erste Referenzringteil 14 unter Flächenkontakt der Abkantungen 16, 25 in den zweiten Referenzringteil 13 axial einfüg- oder einsteckbar ist. In diesem Fall bildet die Abkantung des zweiten Referenzringteils die radiale Außenseite des fertig montieren Referenzrings, wie er insbesondere in der 7 dargestellt ist.
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Demzufolge ragen die Halte- oder Klemmfüße 17 radial nach innen unten in Richtung hin zum ersten Referenzringteil 14 vor, ohne diesen jedoch zu berühren. Der erste Referenzringteil 14 ist axial in den zweiten Referenzringteil 13 unter Flächenkontakt beider Abkantungen 15, 16 eingesteckt, bis der obere Rand der Abkantung 15 des ersten Referenzringteils 14 an die Innenseite der Ringscheibe 15 des zweiten Referenzringteils 13 anschlägt und damit die minimale Dicke (lichte Höhe) des hierdurch sich ausbildenden Referenzrings 1 definiert. Dieser Zusammensteckvorgang ist in der 8 bildlich dargestellt. Die Begriffe „oben” und „unten” sind an die spezielle Ausrichtung der in den 4, 5, 7 und 8 dargestellten Lampenteile geknüpft.
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Vorliegend sind die beiden Referenzringteile 13, 14 zwischen zwei axial beabstandbaren Montageaufnahmen 26, 27 eingesetzt, die aufeinander zu bewegt werden können, um die beiden Ringteile 13, 14 axial ineinander zu schieben. Die Relativlage beider Referenzringteile 13, 14 ist so gewählt, dass die Durchgangsbohrungen 18, 22 in der Ringscheibe 15 und im Bodenabschnitt 20 sich in Axialrichtung gesehen überlagern. Die beiden Montageaufnahmen 26, 27 werden nunmehr axial aufeinander zu bewegt, solange, bis die Abkantung 25 des unteren Referenzringteils 14 an der Ringscheibe 15 des oberen Referenzringteils 13 innenseitig anschlägt oder bis die Montageaufnahmen 26, 27 einen vordefinierten Abstand zueinander erreicht haben. In dieser jeweils definierten Position hat der Referenzring 1 eine Dicke vorbestimmter Größe mit vorbestimmter enger Toleranz. In diesem Zustand werden beide Ringteile beispielsweise per Laserschweißtechnik miteinander Verschweißt und zwar jeweils im Bereich der vorstehend genannten Abflachungen 19.
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Der darauf hin in den fertig verschweißten Referenzring 1 eingesetzte Brenners 2 hat einen Kontakt zwischen den Klemmfüßen 17 und der den Außenkolben 6 umgebenden Metallhülse 8, sodass bei einer bestimmten justierten Relativlage von Außenkolben 6 und Referenzring 1 die Klemmfüße 17 mit der Metallhülse 8 beispielsweise durch Schweißen (Laserschweißen) fest verbunden werden. Hierbei ragt der vorstehend beschriebene Verlängerungsdraht 12 durch die beiden sich überdeckenden Durchgangsbohrungen 18, 22 hindurch.
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Nach dem der so ausgeformte Brenner 2 in den Aufnahmeraum 9 im Gehäuse 3 eingesetzt ist und die Stromzuführungen 11, 12 mit den Kontakten 10 verbunden sind, liegt der Referenzring 1 mit seinem ersten (inneren) Referenzringteil 14 auf der Außenseite des Gehäuses 3 auf, um dort beispielsweise durch Schweißen oder Bördeln fixiert zu werden.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Außenkolben 6 bereits im oberen Referenzringteil 13 vormontiert und an den Klemmfüßen 17 fixiert sein kann, bevor die beiden Referenzringteile 13, 14 miteinander verbunden werden. Auch ist es zusätzlich möglich, dass der erste Referenzringteil 14 bereits am Gehäuse 3 der Zündelektronik fixiert ist, bevor der zweite Referenzringteil 13 mit daran vormontiertem Außenkolben 6 bzw. Brenner 2 auf den unteren Referenzringteil 14 aufgesetzt und mit diesem verschweißt wird.
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Offenbart wird folglich eine Hochdruck-Entladungslampe mit einem Referenzring bestehend aus einem unteren Ringteil aus einem Tiefziehelement und einem oberen Ringteil aus einem Tiefziehelement, an dem radial nach innen ragende, in Umfangsrichtung beabstandete Haltelaschen ausgeformt sind. Erfindungsgemäß weist der obere und der untere Ringteil radial außenseitig axial entgegen gesetzte (bzw. axial einander zugewandte) Abkantungen mit jeweils vordefinierter Kantenhöhe auf, die unter umfangsseitigem Flächenkontakt ineinander gefügt und am Außenumfang der hierdurch außen liegenden Abkantung zumindest punktförmig verschweißt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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