-
Die
Erfindung betrifft einen Lampensockel für eine Hochdruckentladungslampe
gemäß des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1 und eine Hochdruckentladungslampe gemäß des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 5.
-
I. Stand der Technik
-
Ein
derartiger Lampensockel und eine derartige Hochdruckentladungslampe
sind beispielsweise in der Offenlegungsschrift WO 00/59269 offenbart. Diese
Schrift beschreibt einen Lampensockel mit darin integrierter Zündvorrichtung,
die einen Zündtransformator
aufweist, dessen Zündspannungsausgang mittels
eines elektrischen Kontaktelementes mit einer aus dem Entladungsgefäß der Hochdruckentladungslampe
herausgeführten
Stromzuführung
verbunden ist. Das elektrische Kontaktelement ist als Stanzbiegeteil
ausgebildet, dessen Enden mit dem Zündspannungsausgang und der
Stromzuführung verschweißt sind.
-
II. Darstellung der Erfindung
-
Es
ist die Aufgabe der Erfindung, einen Lampensockel für eine Hochdruckentladungslampe
und eine entsprechende Hochdruckentladungslampe mit einer verbesserten
Isolierung des obengenannten elektrischen Kontaktelementes und einem
vereinfachten Aufbau bereitzustellen.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 5 gelöst. Besonders vorteilhafte
Ausführungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen
beschrieben.
-
Der
erfindungsgemäße Lampensockel
weist eine Aufnahme für
einen Transformator auf und ist mit einem elektrischen Kontaktelement
ausgestattet, das zum Verbinden eines Spannungsausgangs des Transformators
mit einer aus dem Entladungsgefäß der Hochdruckentladungslampe
herausgeführten Stromzuführung dient
und das erfindungsgemäß als Baueinheit
mit einem Kunststoffspritzgussteil des Lampensockels ausgebildet
ist. Dadurch ist das elektrische Kontaktelement nahezu vollständig und
formschlüssig
in dem Material des Kunststoffspritzgussteils eingebettet, wobei
das Material des Kunststoffspritzgussteils eine vorzügliche elektrische
Isolierung des elektrischen Kontaktelementes gewährleistet. Durch das formschlüssige Einbetten
des elektrischen Kontaktelementes in dem Kunststoffspritzgussteil wird
ferner eine präzise
räumliche
Anordnung und Ausrichtung ermöglicht.
Die Kontaktierung des Zündspannungstransformators
und der Lampenstromzuführung
vereinfachen sich daher durch den erfindungsgemäßen Lampensockel ebenfalls.
-
Um
einen möglichst
kompakten Aufbau des Lampensockels und eine gute elektrische Isolierung des
Zündtransformators
zu gewährleisten,
weist das Kunststoffspritzgussteil des erfindungsgemäßen Lampensockels
vorteilhaft mindestens zwei Kammern auf, wobei eine erste Kammer
als Aufnahme für einen
Transformator ausgebildet ist, der vorzugsweise als Zündtransformator
für die
Hochdruckentladungslampe dient, und sich ein erstes Ende des elektrischen
Kontaktelementes in die erste Kammer erstreckt, um eine elektrische
Verbindung mit dem Spannungsausgang des Transformators zu ermöglichen,
während
ein zweites Ende des elektrischen Kontaktelementes vorteilhaft von
der zweiten Kammer des Kunststoffspritzgussteils aus zugänglich ist, um
dort für
eine elektrische Verbindung mit einer Stromzuführung der Hochdruckentladungslampe verfügbar zu
sein. Die Enden des elektrischen Kontaktelementes sind vorzugsweise
mit ebenen Kontaktflächen
versehen, um eine guten elektrischen Kontakt und eine gute Schweißverbindung
mit dem Spannungsausgang des Transformators bzw. mit der Stromzuführung zu
gewährleisten.
Das zweite Ende des elektrischen Kontaktelementes weist vorzugsweise
eine Bohrung für
die Stromzuführung
auf. Durch diese Bohrung wird die Stromzuführung hindurchgefädelt und
rückseitig
mit dem zweiten Ende des Kontaktelementes verschweißt, um eine
zuverlässige
Verbindung zwischen dem elektrischen Kontaktelement und der Stromzuführung herzustellen.
-
Die
erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe
weist einen Lampensockel mit einem darin angeordneten Zündtransformator
zum Erzeugen der Zündspannung
für die
Hochdruckentladungslampe auf, wobei in dem Lampensockel ein elektrisches
Kontaktelement angeordnet ist, das mit dem Zündspannungsausgang des Zündtransformators
und mit einer aus dem Entladungsgefäß der Hochdruckentladungslampe
herausgeführten
Stromzuführung
verbunden ist und das erfindungsgemäß als Baueinheit mit einem
Kunststoffspritzgussteil des Lampensockels ausgebildet ist. Wie
bereits oben erläutert
wurde, ist dadurch das elektrische Kontaktelement nahezu vollständig und
formschlüssig
in dem Material des Kunststoffspritzgussteils eingebettet, so dass
das Material des Kunststoffspritzgussteils eine vorzügliche elektrische
Isolierung des elektrischen Kontaktelementes gewährleistet. Durch das formschlüssige Einbetten
des elektrischen Kontaktelementes in dem Kunststoffspritzgussteil
wird ferner eine präzise
räumliche
Anordnung und Ausrichtung ermöglicht.
Die Kontaktierung des Zündspannungstransformators
und der Lampenstromzuführung
vereinfachen sich daher durch den erfindungsgemäßen Lampensockel ebenfalls.
-
Das
Kunststoffspritzgussteil besitzt vorzugsweise mindestens zwei Kammern,
wobei sich ein erstes Ende des elektrischen Kontaktelementes in
die erste Kammer und ein zweites Ende des elektrischen Kontaktelementes
von der zweiten Kammer aus zugänglich
ist. Dadurch wird eine separate räumliche Anordnung des Hochspannung
führenden
Zündtransformators
ermöglicht.
In der ersten Kammer des Kunststoffspritzgussteils ist vorzugsweise
der Zündtransformator
angeordnet und das erste Ende des elektrischen Kontaktelementes
ist mit dem Zündspannungsausgang
des Transformators verbunden, während
in der zweiten Kammer weitere elektronische Komponenten der Zündvorrichtung
der Hochdruckentladungslampe untergebracht werden können, die
geringere Anforderungen an die Spannungsisolierung stellen als der
Zündtransformator.
Das zweite Ende des elektrischen Kontaktelementes ist von der zweiten
Kammer des Kunststoffspritzgussteils aus zugänglich und ist dort vorzugsweise
mit dem Ende einer aus dem Entladungsgefäß der Hochdruckentladungslampe
herausgeführten
Stromzuführung
verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen dem zweiten Ende des elektrischen
Kontaktelementes und dem Ende der Stromzuführung ist vorteilhaft mit einer
elektrischen Isolierung versehen, die vorzugsweise als elekt risch
isolierende Vergussmasse ausgebildet ist, in der die Verbindungsstelle
eingebettet ist. Der Zwischenraum zwischen den Wänden der ersten Kammer des
Kunststoffspritzgussteils und dem Zündtransformator ist vorzugsweise
mit einer elektrisch isolierenden Vergussmasse ausgefüllt, um die
Hochspannungsfestigkeit des Lampensockels zu erhöhen.
-
III. Beschreibung des
bevorzugten Ausführungsgbeispiels
-
Nachstehend
wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 Eine Seitenansicht einer
Hochdruckentladungslampe gemäß des bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der Erfindung
-
2 Eine Draufsicht auf das
Sockelaußenteil
des Lampensockels der in 1 abgebildeten Hochdruckentladungslampe
-
3 Eine Seitenansicht des
in 2 abgebildeten Sockelaußenteils
in teilweise geschnittener Darstellung
-
4 Eine Draufsicht auf das
elektrische Kontaktelement zum Verbinden des Zündspannungstransformators und
der inneren Stromzuführung
der Hochdruckentladungslampe
-
5 Eine Seitenansicht der
im Sockelinnenteil fixierten, aus dem Entladungsgefäß und dem
Außenkolben
bestehenden Baueinheit der in 1 abgebildeten
Hochdruckentladungslampe
-
6 Eine Draufsicht auf den
Zündtransformator
der in 1 abgebildeten
Hochdruckentladungslampe
-
7 Eine Draufsicht auf die
Montageplatine, die im Lampensockel der in 1 abgebildeten Hochdruckentladungslampe
angeordnet ist
-
Bei
dem in 1 abgebildeten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung handelt es sich um eine einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe
für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer.
Diese Hochdruckentladungslampe besitzt ein von einem gläsernen Außenkolben 12 umschlossenes
Entladungsgefäß 11 aus
Quarzglas mit darin angeordneten Elektroden 13, 14 zum
Erzeugen einer Gasentladung. Die Elektroden 13, 14 sind
jeweils mit einer aus dem Entladungsgefäß 11 herausgeführten Stromzuführung 15 bzw. 16 verbunden, über die
sie mit elektrischer Energie versorgt werden. Die aus dem Entladungsgefäß 11 und
dem Außenkolben 12 bestehenden
Baueinheit 1 ist in dem in 5 abgebildeten
Sockelinnenteil 23 des Lampensockels 2 fixiert.
Der Lampensockel 2 besteht im wesentlichen aus dem Sockelinnenteil 23,
dem Sockelaußenteil 21,
dem Deckel 22 und der Anschlussbuchse 40. Das
Sockelaußenteil 21 ist
mit einer Aufnahme 211 versehen, in der das Sockelinnenteil 23 angeordnet
und montiert ist. Zur Montage des Sockelinnenteils 23 in der
Aufnahme 211 des Sockelaußenteils 21 sind das Sockelinnenteil 23 und
die Aufnahme 211 mit aufeinander abgestimmten Befestigungsmitteln 231, 212 versehen.
Das Sockelaußenteil 21 ist
als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet und besteht aus Polyetherimide,
das auch unter der Bezeichnung Ultem® 2300 bekannt
ist.
-
Die 2 zeigt eine Draufsicht
auf die von den Lampengefäßen 11, 12 abgewandte
Seite des Sockelaußenteils 21,
vor der Montage des Deckels 22. Das Sockelaußenteil 21 besitzt
einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt. Der Innenraum des
Sockelaußenteils 21 wird
durch eine Trennwand 213 in zwei unterschiedlich große Kammern 214, 215 unterteilt.
In der kleineren, ersten Kammer 214 ist ein Stabkerntransformator 1000 angeordnet,
der als Zündtransformator
für die
im Lampensockel 2 untergebrachte Impulszündvorrichtung
der Hochdruckentladungslampe dient. In der größeren, zweiten Kammer 215 sind
die restlichen Komponenten der Impulszündvorrichtung, insbesondere
der Zündkondensator 61 und
die Funkenstrecke 62, angeordnet. In dem Sockelaußenteil 21 ist
das in 4 abgebildete
elektrische Kontaktelement 3 eingebettet. Es besteht aus einem
Edelstahl und bildet mit dem Sockelaußenteil 21 eine Baueinheit.
Seine Enden 31, 32 besitzen ebene Kontaktflächen. Das
elektrische Kontaktelement 3 wurde bereits bei der Herstellung
des Kunststoffspritzgussteils 21 in dieses eingespritzt,
so dass es nahezu vollständig
von dem Material des Sockelaußenteils 21 umgeben
ist und nur die Enden 31, 32 des Kontaktelementes 3 für die Kontaktierung
zugänglich
sind. Das erste Ende 31 des elektri schen Kontaktelementes 3 erstreckt
sich in die erste Kammer 214 und ist nach der Montage des
Stabkerntransformators mit dem Hochspannung führenden Zündspannungsausgang des Stabkerntransformators
verschweißt.
Das zweite Ende 32 des elektrischen Kontaktelementes 3,
das mit einer durchgehenden Bohrung 33 für die innere
Stromzuführung 15 versehen
ist, erstreckt sich in die zweite Kammer 215. Die in der
Längsachse
der Hochdruckentladungslampe angeordnete, aus dem Entladungsgefäß 11 herausragende
innere Stromzuführung 15 verläuft in dem
konisch verengten Tubus 216 des Sockelaußenteils 21 und
ist durch die Bohrung 33 im zweiten Ende 32 des
elektrischen Kontaktelementes 3, das sich unmittelbar in
das konisch verengte Ende des Tubus 216 erstreckt, hindurchgefädelt. Die
konische oder trichterförmige
Verengung des Tubus 216 erleichtert das Hindurchfädeln der
Stromzuführung 15 durch
die Bohrung 33 des Kontaktelementes 3. Auf der
von dem Tubus 216 abgewandte Seite des elektrischen Kontaktelementes 3 ist
das durch die Bohrung 33 hindurchgefädelte Ende der Stromzuführung 15 mit
dem zweiten Ende 32 des Kontaktelementes 3 verschweißt (nicht
abgebildet). In dem Sockelaußenteil 21 ist
auf der von dem Tubus 216 abgewandten Seite des Kontaktelementes 3 eine
Wanne 2171 vorgesehen, die durch einen hohlzylindrischen
Steg 217 begrenzt wird. Das zweite Ende 32 des
Kontaktelementes 3 bildet einen Teil des Wannenbodens.
Nach dem Verschweißen
der inneren Stromzuführung 15 mit
dem zweiten Ende 32 des Kontaktelementes 3 wird
die Wanne 2171 mit einer elektrisch isolierenden Vergussmasse
ausgefüllt,
so dass die Schweißstelle
zwischen den beiden Lampenkomponenten 15, 32 in
der Vergussmasse eingebettet ist. Das in den Sockel 2 zurückgeführte Ende der
aus dem sockelfernen Ende des Entladungsgefäßes 11 herausragenden äußeren Stromzuführung 16 erstreckt
sich in den hohlzylindrischen Steg 218, der ebenfalls an
dem Sockelaußenteil 21 angeformt
ist. Weitere hohlzylindrische Stege 219 dienen zur Befestigung
des Deckels 22 und zur Befestigung der Anschlussbuchse 40,
die den elektrischen Anschluss der Hochdruckentladungslampe bildet.
Das Ende des Steges 218 ist mit einer Auflagefläche 2181 für eine Montageplatine 50,
deren Form passgerecht auf den Querschnitt der zweiten Kammer 215 abgestimmt
ist, ausgestattet. Die Montageplatine 50 verschließt nach
ihrer Montage die Kammer 215. Die auf der Montageplatine 50 angeordneten
Bauteile, wie zum Beispiel der Zündkondensator 61 und
die Funkenstrecke 62 der Impulszündvorrichtung, ragen in die
zweite Kammer 215 hinein. In den Seitenwänden 2151, 213 der
ersten Kammer 214 sind mehrere Führungsschienen 2142, 2131 für den Stabkerntransformator 1000 angeordnet.
Die Führungsschienen 2142, 2131 sind
passgerecht auf entsprechende Stege 1011, 1012, 1013 am
Gehäuse 1010 des
Stabkerntransformators 1000 abgestimmt, so dass die Position
des Stabkerntransformators 1000 in der ersten Kammer 214 dadurch
festgelegt ist. Zusätzlich befindet
sich in dem Boden 2143 der Kammer 214 eine Noppe 2144,
die zusammen mit dem ersten Ende 31 des Kontaktelementes 3 die
Einbautiefe des Stabkerntransformators 1000 bestimmt. Der
Zündspannungsausgang 1030 des
Stabkerntransformators 1000 sitzt auf dem ersten Ende 31 des
Kontaktelementes 3 auf und ist mit diesem verschweißt während das
Gehäuse 1010 des
Stabkerntransformators 1000 auf der Noppe 2144 aufsitzt.
Der Zwischenraum zwischen dem Stabkerntransformator 1000 und
den Seitenwänden 2151, 213 der
ersten Kammer 214 ist mit einer elektrisch isolierenden
Vergussmasse ausgefüllt.
Die Vergussmasse dringt durch Entlüftungsöffnungen 1014 auch
in das Innenraum des Transformatorgehäuses 1010 ein. Die
Primärwicklung 1020 des
Stabkerntransformators 1000 besteht aus einem Metallband
und ist auf die Außenseite
des Gehäuses 1010 gewickelt.
Der Deckel 22 deckt die Montageplatine 50 ab und
verschließt
beide Kammern 214, 215 des Sockelaußenteils 21.
-
In 7 ist die Montageplatine 50 dargestellt,
welche die zweite Kammer 215 des Sockelaußenteils 21 abdeckt.
Auf der Montageplatine 50 sind die als elektrischer Anschluss
der Hochdruckentladungslampe dienende Steckerbuchse 40 und
der Zündkondensator 61,
die Funkenstrecke 62 sowie weitere elektronische Bauteile
einer Zündvorrichtung der
in 1 abgebildeten Hochdruckentladungslampe
angeordnet. Die drei Kontaktstifte 42 der Steckerbuchse 40 sind
jeweils über
auf der Montageplatine 50 angeordnete Leiterbahnen (nicht
abgebildet) mit dem in der Montageplatine 50 eingebetteten
ringförmigen
metallischen Kontaktelement 52, dem Zündkondensator 61,
der Funkenstrecke 62 oder anderen elektronischen Bauteilen
verbunden. Das ringförmige Kontaktelement 52 besteht
aus einem Metallblech, beispielsweise aus Kupfer, Stahl oder einer
Kupfer- oder Stahllegierung. Die Montageplatine 50 wird
derart auf das Sockelaußenteil 21 aufgesetzt,
dass die auf der Montageplatine 50 montierten Bauteile 61, 62 der
Zündvorrichtung
in die zweite Kammer 215 des Sockelaußenteils hineinragen und die
Zapfen 44 der Steckerbuchse 40 in die Hohlstege 219 des
Sockelaußenteils 21 sowie
die Stege 220 in die Durchbrüche 51 der Montageplatine
greifen. Das aus dem Hohlsteg 218 des Sockelaußenteils 21 herausragende
Ende der äußeren Stromzuführung 16 wird
dabei durch die Ringöffnung 53 des
Kontaktelementes 52 hindurchgeführt und auf der Rückseite
der Montageplatine 50 mit dem Kontaktelement 52 verschweißt oder
verlötet.
Zur elektrischen Isolierung des ringförmigen Kontaktelementes 52 und
anderer Bauteile der Zündvorrichtung
von dem Zündkondensator 61 und
der Funkenstrecke 62 sind in der Montageplatine mehrere
Durchbrüche 54, 55, 56 vorgesehen.