DE19831042A1 - Beleuchtungssystem mit einer Hochdruckentladungslampe - Google Patents

Beleuchtungssystem mit einer Hochdruckentladungslampe

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem mit einer Hochdruckentladungslampe und einem Betriebsgerät (W, FS, C1, W) für die Hochdruckentladungslampe (1), wobei der Lampensockel (10) mindestens zwei Gehäuseteile (10a, 10b) besitzt, die durch einen lösbaren Verschluß (22) miteinander verbunden sind. Das erste Gehäuseteil (10a) weist Befestigungsmittel (24) für das mindestens eine Lampengefäß (11) auf. Im ersten Gehäuseteil (10a) ist das Hochspannungsteil (TR) der Zündvorrichtung (TR, FS, C1) untergebracht, während das zweite Gehäuseteil (10b) mit den elektrischen Anschlüssen (20) der Hochdruckentladungslampe (1) versehen ist und vorzugsweise die restlichen Komponenten (FS, C1) der Zündvorrichtung und den Spannungswandler (W) des Betriebsgerätes enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
I. Stand der Technik
Ein derartiges Beleuchtungssystem ist beispielsweise in der deutschen Of­ fenlegungsschrift DE 196 10 385 A1 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Hochdruckentladungslampe für Kraftfahrzeugscheinwerfer, die ein gläser­ nes Lampengefäß, zwei Elektroden und einen mit elektrischen Anschlüssen versehenen Lampensockel besitzt. In den Lampensockel ist ein Betriebsgerät für die Hochdruckentladungslampe integriert. Üblicherweise weist das Be­ triebsgerät eine erheblich längere Lebensdauer als die Hochdruckentla­ dungslampe auf. Da das Betriebsgerät aber unlösbar im Lampensockel inte­ griert ist, kann es bei defekter Lampe nicht weiter verwendet werden, son­ dern muß zusammen mit der defekten Lampe ausgetauscht werden.
II. Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, den Nachteil der Beleuchtungssystem ge­ mäß des Standes der Technik zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem weist eine Hochdruckentla­ dungslampe und ein Betriebsgerät für die Hochdruckentladungslampe auf, wobei die Hochdruckentladungslampe mindestens ein Lampengefäß, Elek­ troden und ein Leuchtmittel zur Erzeugung einer Gasentladung sowie einen mit elektrischen Anschlüssen versehenen Sockel besitzt. Der Sockel weist ferner Befestigungsmittel für das mindestens eine Lampengefäß auf. Das Be­ triebsgerät besitzt eine Zündvorrichtung, die im Sockel untergebracht ist und ein Hochspannungsteil aufweist. Erfindungsgemäß besitzt der Sockel minde­ stens zwei Gehäuseteile, die durch einen lösbaren Verschluß miteinander verbunden sind, wobei das erste Gehäuseteil die Befestigungsmittel für das mindestens eine Lampengefäß aufweist und in dem ersten Gehäuseteil das Hochspannungsteil untergebracht sind, während das zweite Gehäuseteil mit den elektrischen Anschlüssen der Hochdruckentladungslampe versehen ist.
Die vorgenannten erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen es, bei de­ fekter Hochdruckentladungslampe das zweite Gehäuseteil mit den darin angeordneten Komponenten weiter zu verwenden, indem der Verschluß zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil gelöst wird. Das erste Gehäuseteil wird zusammen mit der daran befestigten defekten Hochdruck­ entladungslampe ausgewechselt. Im ersten Gehäuseteil ist erfindungsgemäß aus sicherheitstechnischen Gründen das vorteilhafterweise aus einem Trans­ formator bestehende Hochspannungsteil der Zündvorrichtung unterge­ bracht, das zusammen mit der defekten Hochdruckentladungslampe ausge­ tauscht werden muß. Das Hochspannungsteil der Zündvorrichtung ist vor­ teilhafterweise in einer Vergußmasse eingebettet, die dessen elektrische Iso­ lierung verbessert. Ferner ist zu demselben Zweck vorteilhafterweise auch der mit einer Lampenelektrode verbundene Hochspannungsanschluß des Hochspannungsteils in der Vergußmasse eingebettet.
Vorteilhafterweise sind die weiteren Komponenten der Zündvorrichtung, wie beispielsweise der Zündkondensator und die Funkenstrecke in dem zweiten Gehäuseteil angeordnet. Dadurch müssen diese Komponenten der Zündvorrichtung bei defekter Hochdruckentladungslampe nicht ausgewech­ selt werden. Die weiteren Komponenten der Zündvorrichtung sind vorteil­ hafterweise auf einer Trägerplatte angeordnet, die sich auf einfache Weise in das zweite Gehäuseteil einsetzen läßt. Die mindestens zwei Gehäuseteile sind vorteilhafterweise durch einen Schnapp- oder Schraubverschluß oder durch eine Steckverbindung lösbar miteinander verbunden. Außerdem wei­ sen das erste Gehäuseteil vorteilhafterweise erste elektrische Kontakte und das zweite Gehäuseteil zweite elektrische Kontakte auf, zwischen denen bei miteinander verbundenen erstem und zweitem Gehäuseteil eine elektrisch leitende Verbindung besteht. Die ersten und zweiten elektrische Kontakte oder Gehäuseteile bilden vorteilhafterweise eine Steckverbindung, die auto­ matisch bei der Montage der mindestens zwei Gehäuseteile des Sockels her­ gestellt wird. Dadurch wird ein montagefreundlicher Lampensockel ge­ währleistet.
Zumindest ein Gehäuseteil des Sockels ist vorteilhafterweise mit einer Kühl­ vorrichtung ausgestattet, die die von dem Betriebsgerät generierte Wärme abführt. Außerdem weisen das erste und/oder das zweite Gehäuseteil eine Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung auf, die die Elektromag­ netische Verträglichkeit des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems ver­ bessert.
Das Betriebsgerät des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem weist neben der Zündvorrichtung einen Spannungswandler auf, der vorteilhafterweise als Wechselrichter, beispielsweise als Halb- oder Vollbrückenwechselrichter oder als Push-Pull-Wechselrichter oder als Eintaktwandler ausgebildet ist. Dieser Spannungswandler ist vorteilhafterweise auf derselben Trägerplatte wie die obengenannten weiteren Komponenten der Zündvorrichtung ange­ ordnet. Dadurch kann das komplette Betriebsgerät für die Hochdruckentla­ dungslampe im Sockel der Lampe untergebracht werden. Eine besonders kompakte und vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn der vorgenannte Spannungswandler als Integrierter Schaltkreis ausgeführt wird.
Die Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft auf ein Beleuchtungssystem mit einer einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe, die eine sockel­ nahe und eine sockelferne Elektrode aufweist, anwenden. Ein derartiges Be­ leuchtungssystem wird beispielsweise in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer eingesetzt. Der mindestens eine Hochspannungsanschluß des Hochspan­ nungsteils der Zündvorrichtung ist hier vorteilhafterweise mit der sockelna­ hen Elektrode der Hochdruckentladungslampe verbunden. Dadurch ist ge­ währleistet, daß die Hochspannung führenden Teile berührungssicher im Innenraum des ersten Gehäuseteils beziehungsweise des Lampengefäßes eingeschlossen sind. Außerdem werden dadurch die elektrischen Anschlüsse des Sockels der Hochdruckentladungslampe nur mit der vergleichsweise geringen Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs beaufschlagt. Die sockelfer­ ne Elektrode der Hochdruckentladungslampe und die Anschlüsse der Pri­ märwicklung des Transformators der Zündvorrichtung sind vorteilhafter­ weise mit den ersten elektrischen Kontakten des ersten Gehäuseteils elek­ trisch leitend verbunden. Diese Maßnahmen gewährleisten, daß die Hoch­ druckentladungslampe und die Primärwicklung des Zündtransformators automatisch, während der Montage des Sockels, mit den im zweiten Gehäu­ seteil untergebrachten Betriebsgerätkomponenten elektrisch kontaktiert werden.
III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Einen Querschnitt durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems in schematischer Dar­ stellung
Fig. 2 Eine vereinfachte, schematisierte Schaltskizze des Betriebsgerätes des bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Be­ leuchtungssystems.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um ein Beleuchtungssystem, das aus einer einseitig gesockelten Halogen-Metall­ dampf-Hochdruckentladungslampe 1 und einem in dem Sockel 10 dieser Lampe 1 angeordneten Betriebsgerät TR, C1, FS, W besteht. Dieses Beleuch­ tungssystem eignet sich beispielsweise zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug­ scheinwerfer.
Die Lampe 1 besitzt ein von einem Außenkolben 12 umhülltes Entladungsge­ fäß 11 aus Quarzglas, in dem eine sockelnahe Elektrode 13 und eine sockel­ ferne Elektrode 14 angeordnet sind. Die beiden Lampengefäße 11, 12 sind im Sockel 10 der Hochdruckentladungslampe 1 verankert. Der Sockel 10 besitzt ein erstes Gehäuseteil 10a und ein zweites Gehäuseteil 10b, die beide aus Kunststoff bestehen. Das erste Gehäuseteil 10a bildet das Sockeloberteil und das zweite Gehäuseteil 10b bildet das Sockelunterteil der Hochdruckentla­ dungslampe 1. Beide Gehäuseteile 10a, 10b sind durch einen lösbaren Schnappverschluß 22 miteinander verbunden. Das zweite Gehäuseteil 10b ist mit den als Stecker 20 ausgebildeten elektrische Anschlüssen 20 des Lampen­ sockels 10 ausgestattet. Das Sockeloberteil 10a besitzt erste elektrische Kon­ takte 17, 19, die bei der Montage des Sockels 10, das heißt, beim Zusammen­ fügen der beiden Gehäuseteile 10a, 10b, eine Steckverbindung und damit eine elektrische Verbindung zu den am Sockelunterteil 10b angebrachten zweiten elektrischen Kontakten 16, 18 eingehen.
Das Betriebsgerät des Beleuchtungssystems gemäß des bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels besteht aus einer Zündvorrichtung und einem Spannungs­ wandler, der die Kraftfahrzeugbordnetzspannung in die zum Lampenbetrieb erforderliche Betriebsspannung umwandelt. Die Zündvorrichtung weist ein aus einem Ringkerntransformator TR bestehendes Hochspannungsteil und einer Funkenstrecke FS sowie aus einem Zündkondensator C1. Der Trans­ formator TR besitzt eine Primärwicklung N2 und eine Sekundärwicklung N1. Die vorgenannten Bauteile TR, FS, C1 sind in bekannter Weise zu einem Impulszündgerät verschaltet, das die zum Zünden einer Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe 1 erforderliche Zündspannung erzeugt. Der Transformator TR ist im Innenraum des als Sockeloberteil ausgebildeten er­ sten Gehäuseteil 10a angeordnet und in einer elektrisch isolierenden Ver­ gußmasse 23 eingebettet. Die weiteren Komponenten der Zündvorrichtung, das heißt, die Funkenstrecke FS und der Zündkondensator C1 sind auf einer Trägerplatine 21 montiert, die im zweiten, das Sockelunterteil bildenden Ge­ häuseteil 10b angeordnet ist. Auf dieselbe Trägerplatine 21 ist auch der Spannungswandler W des Betriebsgerätes montiert. Bei dem Spannungs­ wandler W handelt es sich um einen Wechselrichter W, vorzugsweise um einen Vollbrückenwechselrichter, der die Bordnetzspannung des Kraftfahr­ zeuges an seinem Spannungseingang j1, j2 in eine Rechteckspannung um­ wandelt, deren Amplitude Werte zwischen ungefähr 0 V und -80 V annimmt.
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte, schematisierte Schaltskizze des Betriebsgerä­ tes. Die Lampe LP ist in den Brückenzweig des Wechselrichters W geschaltet. Die sockelnahe Elektrode 13 der Hochdruckentladungslampe 1 ist über die Stromzuführung 15 mit der Sekundärwicklung N1 des Transformators TR verbunden und wird während des Zündvorganges mit Hochspannungsim­ pulsen beaufschlagt. Der auf der Trägerplatine 21 angeordnete Wechselrich­ ter W ist mit den zweiten elektrischen Kontakten 16, 18 des Sockelunterteils 10b elektrisch leitend verbunden. Die Stromrückführung 16 der Hochdruck­ entladungslampe 1 stellt eine elektrische Verbindung zwischen der sockel­ fernen Elektrode 14 und dem ersten elektrischen Kontakt 19 des Sockelober­ teils 10a her. Die Lampengefäße 11, 12 sind mittels der Befestigungsvorrich­ tung 24 in bekannter Weise an dem Sockeloberteil 10a fixiert. Die Befesti­ gungsvorrichtung 24 ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 02 625.3 beschrieben.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausfüh­ rungsbeispiel. Beispielsweise können die Gehäuseteile 10a, 10b statt aus Kunststoff auch aus einem Metall oder einem metallisierten Kunststoff be­ stehen, um die elektromagnetische Verträglichkeit des Beleuchtungssystems zu verbessern. Ferner kann der Sockel 10 bzw. eines der Gehäuseteile 10a, 10b oder beide Gehäuseteile mit einer Kühlvorrichtung, beispielsweise mit Kühlrippen, für das Betriebsgerät versehen sein. Es ist weiterhin auch mög­ lich, den Sockel 10 bzw. die Gehäuseteile 10a, 10b mit einer Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung auszustatten, um die elektromagneti­ sche Verträglichkeit zu verbessern. Anstelle eines Vollbrückenwechselrich­ ters kann auch ein Halbbrückenwechselrichter oder ein anderer Spannungs­ wandler, beispielsweise ein Eintaktwandler verwendet werden. Außerdem ist es möglich, neben dem Hochspannungsteil TR auch die komplette Zünd­ vorrichtung TR, FS, C1 in dem ersten Gehäuseteil 10a unterzubringen. In die­ sem Fall müßte bei defekter Lampe 1 auch das komplette Zündgerät ausge­ wechselt werden.

Claims (19)

1. Beleuchtungssystem mit einer Hochdruckentladungslampe und einem Betriebsgerät (W, FS, C1, W) für die Hochdruckentladungslampe (1), wobei
  • - die Hochdruckentladungslampe (1) mindestens ein Lampengefäß (11) und Elektroden (13, 14) sowie ein Leuchtmittel zur Erzeugung einer Gasentladung besitzt,
  • - die Hochdruckentladungslampe (1) einen Sockel (10) aufweist, der mit elektrischen Anschlüssen (20) für die Hochdruckentladungs­ lampe (1) versehen ist und der Befestigungsmittel (24) für das mindestens eine Lampengefäß (11) besitzt,
  • - das Betriebsgerät (W, FS, TR, C1) eine Zündvorrichtung (TR, FS, C1) zur Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungs­ lampe (1) aufweist,
  • - die Zündvorrichtung (TR, FS, C1) im Sockel (10) untergebracht ist und ein Hochspannungsteil (TR) zur Erzeugung einer Hochspan­ nung besitzt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Sockel (10) mindestens zwei Gehäuseteile (10a, 10b) besitzt, die durch einen lösbaren Verschluß (22) miteinander verbunden sind,
  • - das erste Gehäuseteil (10a) die Befestigungsmittel (24) für das min­ destens eine Lampengefäß (11) aufweist,
  • - das Hochspannungsteil (TR) in dem ersten Gehäuseteil (10a) un­ tergebracht ist,
  • - das zweite Gehäuseteil (10b) mit den elektrischen Anschlüssen (20) der Hochdruckentladungslampe (1) versehen ist.
2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochspannungsteil (TR) als Transformator ausgebildet ist.
3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung weitere Komponenten (FS, C1) aufweist, die in dem zweiten Gehäuseteil (10b) angeordnet sind.
4. Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Komponenten eine Funkenstrecke (FS) und einen Zünd­ kondensator (C1) umfassen.
5. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsgerät einen Spannungswandler (W) aufweist, der in dem zweiten Gehäuseteil (10b) untergebracht ist.
6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (W) als Integrierter Schaltkreis ausgebildet ist.
7. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lösbare Verschluß (22) ein Verschluß aus der Gruppe Schnappver­ schluß, Schraubverschluß oder Steckverbindung ist.
8. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochspannungsteil (TR) in einer Vergußmasse (23) eingebettet ist.
9. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (10a) erste elektrische Kontakte (17, 19) und das zweite Gehäuseteil (10b) zweite elektrische Kontakte (16, 18) besitzt, wobei bei geschlossenem lösbaren Verschluß (22) eine elektrisch lei­ tende Verbindung zwischen den ersten (17, 19) und zweiten Kontak­ ten (16, 18) besteht.
10. Beleuchtungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (17, 19) und zweiten elektrischen Kontakte (16, 18) eine Steckverbindung bilden.
11. Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Komponenten (FS, C1) der Zündvorrichtungen auf einer Trägerplatine (21) angeordnet sind.
12. Beleuchtungssystem nach den Ansprüchen 5 und 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spannungswandler (W) auf der Trägerplatine (21) angeordnet ist.
13. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (W) ein Wechselrichter ist.
14. Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochspannungsteil (TR) mindestens einen Hochspannungsan­ schluß besitzt, wobei der mindestens eine Hochspannungsanschluß mit einer Elektrode (13) der Hochdruckentladungslampe (1) elektrisch leitend verbunden ist und in der Vergußmasse eingebettet ist.
15. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckentladungslampe (1) eine einseitig gesockelte Hoch­ druckentladungslampe mit einer sockelnahen (13) und einer sockel­ fernen Elektrode (14) ist.
16. Beleuchtungssystem nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der mindestens eine Hochspannungsanschluß mit der sockelnahen Elektrode (13) elektrisch leitend verbunden ist.
17. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Gehäuseteil eine Kühlvorrichtung aufweist.
18. Beleuchtungssystem nach den Ansprüchen 9 und 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die sockelferne Elektrode (14) und die Anschlüsse der Primärwicklung (N2) des Transformators (TR) mit den ersten elektrischen Kontakten (17, 19) elektrisch leitend verbunden sind.
19. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (10a) und/oder das zweite Gehäuseteil (10b) eine Abschir­ mung gegen elektromagnetische Strahlung aufweisen.
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