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Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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I. Stand der Technik
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Eine derartige Hochdruckentladungslampe ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift
WO 2008/110969 A2 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Hochdruckentladungslampe, insbesondere eine Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe, die als Lichtquelle für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer vorgesehen ist. Die Hochdruckentladungslampe besitzt einen Sockel und eine mittels einer Halterung am Sockel fixierten Lampengefäßeinheit, wobei die Halterung einen Befestigungsring aufweist, der mechanisch am Sockel fixiert ist.
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II. Darstellung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Hochdruckentladungslampe mit einer einfachen und sicheren Fixierung des Befestigungsrings am Sockel bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hochdruckentladungslampe mit den Merkmalen aus dem Patentanspruch 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe dient vorzugsweise als Lichtquelle für Kraftfahrzeugscheinwerfer und besitzt einen Sockel und eine Lampengefäßeinheit sowie eine Halterung für die Lampengefäßeinheit, wobei die Halterung einen Befestigungsring aufweist, der mechanisch am Sockel fixiert ist. Die Lampengefäßeinheit umfasst das Entladungsgefäß der Hochdruckentladungslampe inklusive der darin angeordneten Mittel zur Erzeugung der Gasentladung, wie Elektroden und Füllung, sowie gegebenenfalls auch einen das Entladungsgefäß umschließenden Außenkolben. Erfindungsgemäß ist zur mechanischen Fixierung des Befestigungsrings am Sockel ein Halteelement vorgesehen, das in einer Öffnung oder Aussparung des Sockels mit Klemmsitz am Rand dieser Öffnung oder Aussparung angeordnet ist und das mit dem Befestigungsring verbunden ist. Durch diese Maßnahme kann der Befestigungsring rein mechanisch, ohne Schweißen oder Löten, zuverlässig am Sockel fixiert werden. Außerdem können dadurch für den Befestigungsring und für den Sockel unterschiedliche Materialien verwendet werden, und zwar insbesondere solche Materialien, die nicht durch Schweißen oder Löten miteinander verbindbar sind.
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Das Halteelement der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe besteht vorteilhafterweise aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl und insbesondere aus rostfreiem Edelstahl. Dadurch kann das Halteelement in einfacher Weise als Tiefziehteil aus Blech gefertigt und zur Montage des Befestigungsrings weiter umgeformt werden. Die Verwendung von Edelstahl bzw. rostfreiem Edelstahl bieten die Vorteile von guter Wärmeleitfähigkeit und elektrischer Leitfähigkeit sowie Schutz vor Korrosion.
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Die oben genannte Öffnung oder Aussparung ist vorzugsweise in einem Gehäuseteil des Sockels angeordnet. Das Gehäuseteil dient zur Aufnahme von elektronischen Komponenten einer Zünd- und Betriebsvorrichtung für die Hochdruckentladungslampe. Durch die Öffnung oder Aussparung können die aus der Lampengefäßeinheit herausragenden Stromzuführung in das Gehäuseteil eingeführt werden, um sie mit der im Sockel angeordneten Zünd- und Betriebsvorrichtung zu verbinden. Der Rand dieser Öffnung oder Aussparung besitzt vorteilhafterweise eine von der Rotationssymmetrie abweichende Geometrie. Dadurch kann das Halteelement gegen Verdrehung gesichert am Rand der Öffnung oder Aussparung im Sockel bzw. Gehäuseteil fixiert werden.
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Das Gehäuseteil besteht vorzugsweise aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, um ein möglichst geringes Gewicht und eine gute elektrische Leitfähigkeit sowie auch Wärmeleitfähigkeit zu erreichen. Über die Halterung und das Gehäuseteil kann dadurch die von der Gasentladung in der Lampengefäßeinheit generierte Wärme abgeführt werden. Außerdem kann dadurch das Gehäuseteil elektrisch leitend mit der Fahrzeugkarosserie in Verbindung stehen, um auf diese Weise, gegebenenfalls über den Befestigungsring, eine Masseanbindung des Scheinwerferreflektors und somit eine elektromagnetische Abschirmung der Hochdruckentladungslampe mit ihren im Sockel angeordneten elektronischen der Zünd- und Betriebsvorrichtung zu ermöglichen.
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Das Halteelement der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe umgreift vorzugsweise den Rand der Öffnung oder Aussparung mit Klemmsitz, um eine möglichst einfache und zuverlässige mechanische Fixierung des Halteelements am Sockel zu gewährleisten. Im Zusammenspiel mit der von der Rotationssymmetrie abweichenden Geometrie des Randes kann dadurch ein verdrehsicherer Klemmsitz des Halteelements in der Öffnung oder Aussparung erreicht werden. Das Halteelement weist zu diesem Zweck vorzugsweise einen ersten Abschnitt auf, der an einer Innenseite des Gehäuseteils anliegt, und einen zweiten Abschnitt, der an einer Außenseite des vorgenannten Gehäuseteils anliegt. Außerdem ist der erste oder der zweite Abschnitt des Halteelements vorzugsweise flanschartig geformt und der jeweilige andere Abschnitt des Halteelements weist mehrere Laschen auf, die derart geformt sind, dass das Gehäuseteil mit Klemmsitz zwischen dem flanschartigen Abschnitt und den Laschen angeordnet ist. Vorzugsweise sind die vorgenannten Laschen abgewinkelt und greifen über den Rand der Öffnung oder Aussparung. Dadurch wird auf besonders einfache Weise ein verdrehsicherer Klemmsitz des Halteelements am Rand der der Öffnung oder Aussparung gewährleistet.
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Der Befestigungsring der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe besteht vorteilhafterweise aus Metall. Dadurch kann auf einfache Weise eine Masseanbindung der Reflexionsfläche des Scheinwerferreflektors erreicht werden, da der Befestigungsring nach der Montage der Hochdruckentladungslampe im Fahrzeugscheinwerfer innerhalb des Scheinwerferreflektors angeordnet ist und an der Innenwand des Scheinwerferreflektors anliegt. Der Befestigungsring ist wiederum elektrisch leitend mit dem metallischen Gehäuseteil verbunden, das seinerseits entweder mit der auf Massepotenzial befindlichen Fahrzeugkarosserie oder mit dem schaltungsinternen Massebezugspotenzial der Zünd- und Betriebsvorrichtung verbunden ist. Der Befestigungsring besteht vorzugsweise aus Edelstahl, insbesondere rostfreiem Edelstahl. Dadurch kann er auf einfache Weise als Tiefziehteil gefertigt und mit dem Halteelement verbunden werden. Die Verbindung zwischen Befestigungsring und Halteelement kann beispielsweise durch Schweißen oder rein mechanisch durch Crimpen oder Bördeln erfolgen.
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Die Halterung der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe besitzt vorteilhafterweise eine die Lampengefäßeinheit umschließende Manschette, die durch mindestens einen Steg mit dem Befestigungsring verbunden ist. Dadurch kann die Lage und räumliche Ausrichtung der Lampengefäßeinheit, und insbesondere die Lage und Orientierung der entladungsseitigen Enden der Gasentladungselektroden, bezüglich der Ringebene des Befestigungsringes festgelegt werden. Die Ringebene des Befestigungsringes bildet eine Referenzebene für die Ausrichtung der Lampengefäßeinheit bzw. der Gasentladungselektroden im Reflektor des Fahrzeugscheinwerfers, da der Befestigungsring nach der Montage der Hochdruckentladungslampe im Fahrzeugscheinwerfer in einer prismatischen Aufnahme in der Lampenmontageöffnung des Reflektors angeordnet ist.
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Der Befestigungsring der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe besitzt vorzugsweise ein erstes und ein zweites Ringteil, die mechanisch oder durch Schweißen miteinander verbunden sind, wobei das erste Ringteil mit Hilfe des Halteelements am Sockel fixiert ist und das zweite Ringteil durch den mindestens einen Steg der Halterung mit der die Lampengefäßeinheit umschließenden Manschette verbunden ist. Dadurch wird eine zusätzliche Justageoption für die Lampengefäßeinheit geschaffen, da die Lage und Orientierung des zweiten Ringteils in Bezug auf das erste Ringteil vor dem Verbinden mit dem ersten Ringteil noch ausgerichtet werden kann.
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III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 Eine isometrische Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe
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2 Einen Querschnitt durch die in 1 abgebildete Hochdruckentladungslampe in schematischer Darstellung
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3 Eine Draufsicht auf das Gehäuseteil der in den 1 und 2 dargestellten Hochdruckentladungslampe
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4 Eine Draufsicht auf das Halteelement der in den 1 und 2 abgebildeten Hochdruckentladungslampe
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5 Eine Draufsicht auf das in 3 abgebildete Gehäuseteil und das in 4 dargestellte Halteelement nach der Montage dieser beiden Teile
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6 Eine Draufsicht auf das erste Ringteil des Befestigungsringes der in den 1 und 2 abgebildeten Hochdruckentladungslampe
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7 Eine Draufsicht auf Gehäuseteil, Halteelement und erstes Ringteil nach deren Montage
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8 Eine Draufsicht auf Gehäuseteil, Halteelement, erstes und zweites Ringteil nach deren Montage
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In den 1 bis 8 ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe komplett bzw. in Teilen abgebildet.
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Bei dieser Hochdruckentladungslampe handelt es sich um ein Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von nominal 25 Watt, die als Lichtquelle für Frontscheinwerfer von Kraftfahrzeugen vorgesehen ist.
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Diese Hochdruckentladungslampe besitzt eine Lampengefäßeinheit 1, die von einem zweiseitig abgedichteten Entladungsgefäß 10 aus Quarzglas mit darin angeordneten Elektroden 11, 12 und Füllung zum Erzeugen einer Gasentladung sowie von einem das Entladungsgefäß 10 umgebenden Außenkolben 13 gebildet wird. Die Füllung ist quecksilberfrei und enthält Xenon sowie Jodide der Metalle Natrium, Scandium, Indium und Zink. Die Lampengefäßeinheit 1 ist mittels einer Halterung 2 aus rostfreiem Edelstahl an einem Sockel 3 der Hochdruckentladungslampe fixiert. Die Halterung 2 besteht aus einer die Lampengefäßeinheit 1 bzw. den Außenkolben 13 der Lampengefäßeinheit 1 mit Klemmsitz umschließenden Manschette 21, einem Befestigungsring 22, der durch vier Stege 23 mit der Manschette 21 verbunden ist, und einem Halteelement 24 zur Fixierung des Befestigungsrings 22 an einem Gehäuseteil 31 des Sockels 3.
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Der Sockel 3 der Hochdruckentladungslampe besteht im wesentlichen aus einem haubenartigen Gehäuseteil 31 aus Aluminium und einer metallischen Abschlussplatte 32, Das haubenartige Gehäuseteil 31 besitzt eine Deckelseite 310 und vier Seitenwände 311. Die offene Bodenseite des haubenartigen Gehäuseteils 31 wird durch die Abschlussplatte 32 verschlossen. Das haubenartige Gehäuseteil 31 und die Abschlussplatte 32 bilden einen abgeschlossenen Innenraum 34, in dem die elektronischen Komponenten einer Zünd- und Betriebsvorrichtung (nicht abgebildet) der Hochdruckentladungslampe auf einer Montagplatte (nicht abgebildet) angeordnet sind. In einer Seitenwand 311 des haubenartigen Gehäuseteils 31 ist ein Anschlussteil 33 mit den elektrischen Anschlüssen zur Spannungsversorgung der Hochdruckentladungslampe angeordnet. Dem Anschlussteil 33 bzw. den darin angeordneten elektrischen Anschlüssen der Hochdruckentladungslampe wird die Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs zugeführt, um die Innenraum 34 des Sockels 3 angeordnete Zünd- und Betriebsvorrichtung der Hochdruckentladungslampe mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Zündvorrichtung ist beispielsweise in bekannter Weise als Impulszündvorrichtung ausgebildet und umfasst einen Hochspannungstransformator, dessen Primärwicklung in den Ladestromkreis eines Zündkondensators mit parallel dazu geschalteter Funkenstrecke angeordnet ist, und dessen Sekundärwicklung während der Zündphase die Elektrode 12 über die Stromzuführung 14 mit Hochspannungsimpulsen zum Zünden der Gasentladung versorgt. Die Betriebsvorrichtung ist beispielsweise in bekannter Weise als Vollbrückenwechselrichter ausgebildet, in dessen Brückenzweig die Entladungsstrecke der Hochdruckentladungslampe geschaltet ist, um die Hochdruckentladungslampe nach dem Ende der Zündphase mit einem rechteckigen Lampenstrom geringer Frequenz, typischerweise 500 Hz, zu versorgen.
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In der Deckelseite 310 des Gehäuseteils 31 ist eine Öffnung 35 angeordnet, deren Rand 350 eine von der Rotationssymmetrie abweichende Geometrie aufweist. Der Rand 350 der Öffnung 35 wird von drei geradlinig verlaufende Abschnitte 351 und drei runden Randabschnitte 352 gebildet, wobei die geradlinig verlaufenden 351 und runden Abschnitte 352 einander abwechselnd angeordnet sind. Die Öffnung 35 dient zur Montage der Lampengefäßeinheit 1 am Sockel 3 mittels der Halterung 2. Ein Ende der Lampengefäßeinheit 1 ist in die Öffnung 35 eingefügt, so dass die aus diesem, sockelnahen Ende der Lampengefäßeinheit 1 herausragende Stromzuführung 14 in den Innenraum 34 hineinragt und dort mit einer elektrischen Kontaktfläche einer Montageplatte verbunden ist, auf der die elektronischen Komponenten der Zünd- und Betriebsvorrichtung angeordnet sind. Die aus dem anderen, sockelfernen Ende der Lampengefäßeinheit 1 herausragende Stromzuführung 13 ist entlang der Lampengefäßeinheit zum Sockel 3 zurückgeführt und ragt durch die Öffnung 35 in den Innenraum 34 hinein und ist dort ebenfalls mit einer elektrischen Kontaktfläche der Montageplatte verbunden. Die Stromzuführungen 13, 14 sind jeweils mit einer der Elektroden 11, 12 verbunden.
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Die Halterung 2 für die Lampengefäßeinheit 1 umfasst das ringförmige Halteelement 24, das in die Öffnung 35 des Gehäuseteils 31 eingesetzt und mit Klemmsitz am Rand 350 der der Öffnung fixiert ist. Das Halteelement 24 besitzt einen flanschartigen, ringscheibenförmigen ersten Abschnitt 240, der an der inneren Oberfläche der Deckelseite 310 des Gehäuseteils 21 anliegt, und einen zweiten, kragenartigen Abschnitt 241, der durch die Öffnung 35 nach außen hindurchragt und am Rand der 350 der Öffnung 35 anliegt. Der zweite, kragenartigen Abschnitt 241 steht senkrecht auf dem flanschartigen Abschnitt 240 und weist drei abgewinkelte Laschen 242 auf, die jeweils im Bereich eines geradlinig verlaufenden Randabschnitts 351 über den Rand 350 der Öffnung 35 greifen und zur äußeren Oberfläche der Deckelseite 310 des Gehäuseteils 31 umgebogen bzw. abgewinkelt sind, so dass die Deckelseite 310 des Gehäuseteils 31 mit Klemmsitz zwischen dem ersten, flanschartigen Abschnitt 240 und den drei abgewinkelten Laschen 242 des zweiten, kragenartigen Abschnitts 241 des Halteelements 24 angeordnet ist. Die Kontur des zweiten, kragenartigen Abschnitts 241 des Halteelements 24 ist an die Kontur des Randes 350 der Öffnung 35 in dem Gehäuseteil 31 angepasst. Die zwischen den runden 352 und geradlinig verlaufenden Randabschnitten 351 liegenden Eckpunkte des Randes 250 verhindern dadurch eine Rotation des Haltelements 24 um seine Ringachse.
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Der Befestigungsring 22 besteht aus einem ersten Ringteil 221 und einem damit koaxial angeordneten, zweiten Ringteil 222, die mechanisch, beispielsweise durch Crimpen miteinander verbunden sind. Das erste Ringteil 220 ist auf den zweiten, kragenartigen Abschnitt 241 des Halteelements 24 aufgesetzt, so dass die Innenseite des ersten Ringteils 220 an der Außenseite des kragenartigen Abschnitts 241 des Halteelements 24 anliegt. Im Bereich der abgewinkelten Laschen 242 besitzt das erste Ringteil 221 Aussparungen 2210. Der Rand 2410 des kragenartigen Abschnitts 241 ist gebördelt, so dass er über das erste Ringteil 221 greift und das erste Ringteil 221 dadurch mit Klemmsitz zwischen der Deckelseite 310 des Gehäuseteils 31 und dem gebördelten Rand 2410 des kragenartigen Abschnitts 241 des Halteelements 24 angeordnet ist. In 7 sind das Gehäuseteil 31, das Halteelement 24 und das erste Ringteil 221 des Befestigungsringes 22 nach der Montage abgebildet.
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Ein Ende der oben genannten vier Stege 23 ist jeweils mit dem zweiten Ringteil 222 verbunden, während ihr anderes jeweils mit der Manschette 21 verschweißt ist. 8 zeigt das Gehäuseteil 31 mit dem Halteelement 24 und dem daran montierten ersten Ringteil 221 sowie zweiten Ringteil 222 des Befestigungsringes 22 inklusive der vier Stege 23, die mit dem zweiten Ringteil 222 verbunden sind. Die vier Stege 23 erstrecken sich in Richtung der Ringachse des Befestigungsringes 22 und werden nach dem Einsetzen und Justieren der Lampengefäßeinheit 1 mit der Manschette 21 verschweißt. Die 8 zeigt den Fertigungsstatus vor dem Einsetzen der Lampengefäßeinheit 1. Bei dem Halteelement 24 und dem ersten 221 und zweiten Ringteil 222 handelt es sich jeweils um Tiefziehteile aus rostfreiem Edelstahl.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beispielsweise können das erste 221 und zweite Ringteil 222 des Befestigungsrings 22 auch miteinander verschweißt sein. Ferner muss der Befestigungsring 22 nicht unbedingt zwei Ringteile 221, 222 aufweisen, sondern kann auch nur aus einem Ringteil bestehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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