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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Zündtransformator sowie einen
Leuchtensockel zur Aufnahme eines Zündtransformators für eine Entladungsleuchte,
etwa eine Xenon-Leuchte
für Scheinwerfer,
wie sie beispielsweise im Fahrzeugbereich zunehmend verwendet werden.
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Bei
der Verwendung von Gasentladungsleuchten, etwa beispielsweise Xenon-Leuchten,
insbesondere im Automobil und im allgemeinen Fahrzeugbereich oder
auch in anderen Anwendungsbereichen, in denen kompakte Abmessungen
der Ansteuerelektronik für
die Entladungsleuchte erforderlich sind, beispielsweise beim Einsatz
in mobilen Geräten,
sind zum einen hohe Anforderungen hinsichtlich der Spannungsfestigkeit
und der Zuverlässigkeit bei
gleichzeitig kompakten Abmessungen erforderlich. Ferner sollen die
zum Betreiben von Entladungsfeuchten erforderlichen elektronischen
Komponenten einschließlich
des Zündtransformators
kostengünstig und
zuverlässig
montierbar sein, so dass der Aufbau des Leuchtensockels sowie der
elektronischen Komponenten und des Zündtransformators eine automatische
Bestückung
ermöglichen
soll.
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Bekanntlich
sind insbesondere zum Zünden einer
Entladungsleuchte relativ hohe Spannungen im Bereich von einigen
10 kiloVolt (kV), beispielsweise von etwa 30 kV, erforderlich, um
eine zuverlässige Zündung des
Gasgemisches in der Entladungskammer der Leuchte in Gang zu setzen.
Die erforderliche hohe Zündspannung
wird mittels eines Zündtransformators
erzeugt, der seinerseits eine relativ geringe Primärspannung
von etwa einigen 100 Volt von einer entsprechenden elektronischen
Vorschalteinrichtung erhält
und diese an dann in die hohe Zündspannung transformiert.
Zu diesem Zwecke werden vielfach Ringkerntransformatoren eingesetzt,
die jedoch auf Grund ihrer geometrischen Form und Eigenheiten eine
automatische Bestückung äußerst schwierig
gestalten, da entsprechende Anschlusselemente der Primär- und Sekundärwicklungen
nicht in fest montierbarer Weise vorgesehen werden können. Eine Verbesserung
in dieser Hinsicht ist beispielsweise in den Schriften
US 4,677,348 , WO 00/59269 und
EP 1352547 beschrieben,
in denen ein geradliniger Stabtransformator offenbart ist, der die
Möglichkeit bietet,
entsprechend fest montierte Anschlusselemente für die Wicklungsenden vorzusehen,
so dass eine automatische Bestückung
möglich
ist. Ferner gelingt es durch den Einsatz eines geradlinigen Stabtransformators
in Verbindung mit entsprechend gestalteten elektronischen Baugruppen
eine Zündeinrichtung
bereitzustellen, in der auf einem Raumbereich von etwa 4 cm × 4 cm × 2 cm die
für das
Zünden der
Entladungsleuchte erforderliche hohe Spannung von etwa 30 kV bereitgestellt
wird. Auf Grund der Notwendigkeit im Hinblick auf die automatische
Bestückbarkeit
einer entsprechenden Leuchtensockeleinrichtung ergeben sich gewisse
Einschränkungen beim
konventionellen geradlinigen Stabkemtransformator zur Verwendung
in einem Leuchtensockel, beispielsweise hinsichtlich der verwendbaren
Drahtdurchmesser zum Herstellen der entsprechenden Sekundärwicklung
des Zündtransformators
oder im Hinblick auf den verwendbaren Querschnitt des magnetischen
Kerns des Zündtransformators,
wie dies auch deutlicher mit Bezug zu
1a und
1b beschrieben
werden soll.
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1a zeigt
eine perspektivische Ansicht eines konventionellen geradlinigen
Stabkerntransformators 100, der einen Spulenkörper 101 mit
mehreren Kammern 101a, ..., 101e aufweist, in
denen jeweils entsprechende Wicklungsabschnitte 102a, ..., 102e aufgebracht
sind, die zusammen die Sekundärwicklung
des Zündtransformators 100 bilden.
Der Einfachheit halber ist eine entsprechende Primärwicklung,
die beispielsweise aus wenigen Windungen eines geeigneten Leitungsbandes
auf dem Spulenkörper 101 gebildet
sein kann, nicht gezeigt. Ferner sind an dem Zündtransformator 100 entsprechende
Abschlussplatten 103 an den Enden eines in 1a nicht
sichtbaren magnetischen Kerns zur Verbesserung der magnetischen
Eigenschaften des ansonsten offenen Zündkerntransformators 100 vorgesehen.
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1b zeigt
schematisch eine Draufsicht auf einen konventionellen Leuchtensockel 150 mit
einem Gehäuseteil 151,
in welchem der Zündtransformator 100 untergebracht
ist. Wie in dieser schematischen Ansicht deutlich wird, beinhaltet
der Zündtransformator 100 einen
geradlinigen magnetischen Kern 104, auf welchem die Wicklungsabschnitte 102a,
..., 102e mittels des Spulenkörpers 101 aufgebracht
sind. Hierbei ist der Zündtransformator 100 benachbart
zu einem von Isolationsmaterial 152 umschlossenen Anschlussbereich 153 angeordnet.
Der Anschlussbereich 153 dient zur Aufnahme eines Hochspannungsanschlusskontakts
der Entladungsleuchte, wobei das Isolationsmaterial 152 eine
zuverlässige
Isolierung zu umgebenden elektronischen Komponenten bewerkstelligen
soll. Ein zweiter Anschlussbereich 154 für einen
zweiten Anschluss der Entladungsleuchte, beispielsweise den Masseanschluss,
ist benachbart zu dem ersten Anschlussbereich 153 vorgesehen.
Weitere elektronische Komponenten, etwa ein Zündkondensator, eine Funkenstrecke,
ein Widerstand, optionale Entstördrosseln,
und dergleichen, die vorzugsweise in dem schraffiert dargestellten
Raumbereich 155 angeordnet sind, sind in 1b der
Einfachheit halber nicht gezeigt. Auf Grund des kompakten Aufbaus
des Leuchtensockels 150 ergeben sich jedoch für die Konfiguration
des Zündtransformators 100 gewisse
Einschränkungen, die
die Länge
des stabförmigen
Zündtransformators 100 sowie
den Querschnitt des magnetischen Kerns 104 und den zur
Verfügung
stehenden Wicklungsraum der einzelnen Kammern 101a, ... 101e betreffen.
So kann beispielsweise für
einen gegebenen erforderlichen Querschnitt des magnetischen Kerns 104 auf
Grund der Nähe
des Isolationsmaterials 152 die Anzahl der Windungen im
Wicklungsabschnitt in der Kammer 102c und damit auch in
den restlichen Kammern 102a bis 102e nur so gewählt werden, dass
der in der zentralen Kammer 102c zur Verfügung stehende
Wicklungsraum vollständig
genutzt ist. D. h., bei einer geforderten Anzahl an Windungen muss
gegebenenfalls der Drahtdurchmesser der Sekundärwicklung entsprechend bemessen
werden, so dass sich daraus unter Umständen ein erhöhter Wicklungswiderstand
ergibt. Andererseits kann bei einer entsprechenden Auswahl des Leiterquerschnitts
unter Umständen
die gewünschte
Windungszahl nicht erreicht werden, so dass eventuell eine höhere Eingangsspannung
erforderlich ist oder die Ausgangsspannung für die Entladungsleuchte nicht
auf den an sich gewünschten
Spannungswert hochtransformiert werden kann.
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Angesichts
dieser Sachlage besteht ein Bedarf für einen Zündtransformator und einen Leuchtensockel,
die ein höheres
Maß an
Flexibilität
bei der Auslegung der elektrischen Werte einer Zündeinrichtung zulassen und
wobei gleichzeitig ein hohes Maß an
Kompaktheit und Zuverlässigkeit
gegeben ist.
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Erfindungsgemäß wird die
obige Aufgabe gelöst
durch einen Zündtransformator
für eine
Gasentladungsleuchte, wobei der Zündtransformator einen offenen,
nicht-geradlinigen magnetischen Kern und einen auf dem magnetischen
Kern aufgebrachten Spulenkörper
mit mehreren Kammern zur Aufnahme einer Sekundärwicklung aufweist.
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Auf
Grund dieser erfindungsgemäßen Ausbildung
des Zündtransformators
lässt sich
die offene Bauweise beibehalten, die, im Gegensatz zu einem geschlossenen
Ringkern, das Vorsehen fest montierbarer Anschlussbereiche für die entsprechenden Wicklungsenden ermöglicht und
dabei gleichzeitig eine automatische Bestückung unterstützt. Hierbei
ist der Begriff „offen" so zu verstehen,
dass der magnetische Kern keinen in sich geschlossenen magnetischen
Kreis bildet. Der Begriff nicht-geradlinig" soll dabei alle von der geradlinigen
Form abweichenden Kerngeometrien beschreiben, d.h. eine geradlinige Form
soll als eine Kernform verstanden werden, in der eine einzige Richtung
zur Definition einer Längsachse,
die im wesentlichen der durch die Bewicklung definierten Flussrichtung
entspricht, ausreichend ist. Damit ist eine nicht-geradlinige Form
durch mindestens zwei unterschiedliche Richtungen der Flussrichtung
definiert. Insbesondere ist der Bergriff „nicht-geradlinig" im Hinblick auf
die Gesamtform des Kerns zu verstehen, so dass beispielsweise geradlinige
Abschnitte vorhanden sein können,
wobei jedoch die Gesamtkonfiguration von der obigen geradlinigen Geometrie
abweicht.
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Des
weiteren kann auf Grund der nicht-geradlinigen Ausbildung des magnetischen
Kerns eine entsprechende Anpassung der Kernform und damit des gesamten
Zündtransformators
an die geometrischen Gegebenheiten eines Leuchtensockels für die Gasentladungsleuchte
stattfinden, so dass insbesondere bei der Anwendung für Entladungsleuchten
im mobilen Bereich, beispielsweise bei Fahrzeugen, etc., ein hohes
Maß an
Raumausnutzung und damit Kompaktheit bei gleichzeitig verbesserten
elektrischen Eigenschaften im Vergleich zu einem geradlinigen Stabkerntransformator
gegeben ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der magnetische
Kern bogenförmig
ausgebildet. Auf Grund dieser bogenförmigen Formgebung ist eine
effiziente Anpassung elektrischer Eigenschaften, beispielsweise
der Windungszahl und dergleichen möglich, da insbesondere in peripheren
Bereichen bei gegebenem Kernquerschnitt eine höhere Anzahl an Windungslagen
im Vergleich zu einem geradlinigen Stabkern aufgebracht werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist der magnetische Kern mehrere geradlinige Abschnitte auf, die
zueinander versetzt angeordnet sind. Durch das Vorsehen mehrerer
geradliniger Kernabschnitte, die in ihrer Gesamtheit jedoch weiterhin
eine nicht geradlinige Form des offenen Magnetkerns ergeben, lassen
sich in besonders effizienter Weise Wicklungen in automatisierter
Form aufbringen, da die Verhältnisse
beim Bewickeln der entsprechenden geradlinigen Abschnitte den Verhältnissen
beim Bewickeln eines stabförmigen
geradlinigen Kerns entsprechen. So kann beispielsweise aufgrund
des Fehlens einer Rundung in entsprechenden Kammern eine größere Anzahl
von Windungen aufgebracht und/oder ein größerer Drahtdurchmesser verwendet werden
im Vergleich zu einer Kammer mit Rundung.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausbildung weisen Übergangsbereiche des magnetischen Kerns,
die zwischen den geradlinigen Abschnitten vorgesehen sind, und die
geradlinigen Abschnitte im Wesentlichen den gleichen Querschnitt
aufweisen. Mittels dieser Konfiguration lässt sich ein erforderlicher
Mindestquerschnitt des magnetischen Kerns verwirklichen, da sowohl
die geradlinigen Abschnitte als auch die Übergangsbereiche den erforderlichen Querschnitt
aufweisen, wobei dennoch auf Grund der versetzten Anordnung ein
hohes Maß an
Flexibilität bei
der Formanpassung des Zündtransformators
gegeben ist. Beispielsweise kann die Abmessung der Übergangsbereiche
in Flussrichtung relativ klein gehalten werden, so dass diese Übergangsbereiche ohne
Bewicklung vorgesehen werden können,
so dass insgesamt ein Verlust an Wicklungsraum gering bleibt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die versetzte Anordnung der mehreren geradlinigen Abschnitte
in einer einzelnen definierten Ebene ausgebildet. Demzufolge kann
die effektive Verlängerung
des magnetischen Kerns im Vergleich zu einem Stabkern in einer Ebene
liegend bewerkstelligt werden, so dass sich in der senkrecht zu
dieser Ebene liegenden Lichtung weiterhin ein hohes Maß an Kompaktheit
aufrecht erhalten lässt.
Beispielsweise lässt
sich ein gewünschtes
Maß an
Rundung in der definierten Ebene einstellen, indem die Anzahl, die
Abmessung und der Versetzungsgrad der einzelnen Abschnitte entsprechend
gewählt
wird.
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In
anderen Ausführungsformen
können
mehrere der geradlinigen Abschnitte in unterschiedlichen Ebenen
versetzt sein, so dass gegebenenfalls eine Anpassung der effektiven
Länge des
magnetischen Kerns erfolgen kann, ohne dabei die Maße eines Grundrisses
eines entsprechenden Leuchtensockels zu überschreiten, sofern beispielsweise
in der Höhenrichtung
eine gewisse Toleranz verfügbar
ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind mehrere geradlinige Abschnitte so vorgesehen, dass mindestens
zwei der geradlinigen Abschnitte zueinander gewinkelt angeordnete
Schenkel des magnetischen Kerns bilden. Eine derartige geometrische
Gestaltung des magnetischen Kerns lässt eine effiziente Anpassung
an vorgegebene geometrische Verhältnisse
in einem Gehäuse
zur Aufnahme des Zündtransformators
zu.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
bilden die Schenkel im Wesentlichen einen rechten Winkel. Beim Vorsehen
zweier derartiger Schenkel ergibt sich eine im Wesentlichen L-förmige Kerngestalt,
wodurch sich im Vergleich zu einem stabförmigen Kern, der benachbart
zu einem Hochspannungsanschluss anzuordnen ist, eine deutlich bessere
Raumausnutzung ergibt, so dass damit auch eine Verbesserung der
elektrischen Eigenschaften des Zündtransformators
zu erreichen sind, wie dies zuvor bereits erläutert ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist jeder der
Schenkel mindestens eine Kammer des Spulenkörpers auf. Mit dieser Anordnung kann
in effizienter Weise der für
die erforderliche Windungszahl benötigte Wickelraum geschaffen
werden, wobei sich gleichzeitig zumindest zwischen einigen der Wicklungsabschnitte
ein relativ großer
Abstand und damit eine hohe Spannungsfestigkeit erreichen lässt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bildet der Kern
im Wesentlichen eine U-Form. Mit
dieser geometrischen Konfiguration lässt sich eine hohe Raumausnutzung
verwirklichen, wobei dennoch die Vorteile eines nicht geschlossenen
Kernes, etwa eines stabförmigen
Kernes, beibehalten lassen. Insbesondere kann der von dem U-förmigen Kern
eingeschlossene Raumbereich für
das Vorsehen eines Hochspannungsanschlusses genutzt werden, so dass
damit einem Wesentlichen „abgeschlossener" Raumbereich geschaffen
wird, in welchem Hochspannung vorhanden ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist jeder Schenkel
des im Wesentlichen U-förmigen
Kerns mindestens eine Kammer des Spulenkörpers auf. Wie bereits zuvor
erwähnt
ist, lässt
sich damit der benötigte
Wickelraum schaffen, wobei gleichzeitig auch ein großer Abstand
zwischen zumindest einigen benachbarten auf unterschiedlichen Schenkeln
angeordneten Spulenkammern verwirklichbar ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist eine an einem zentralen Bereich des magnetischen Kerns angeordnete
Kammer des Spulenkörpers
weniger Wicklungslagen auf als eine an einem peripheren Bereich
des magnetischen Kerns angeordnete Kammer des Spulenkörpers. Auf
diese Weise lässt
sich die Anzahl der Windungen in gewünschter Weise erhöhen oder
es lässt
sich der verwendete Drahtquerschnitt vergrößern, da durch die nicht-geradlinige
Konfiguration des magnetischen Kerns an der Peripherie mehr Wicklungsraum
zur Verfügung
steht, wobei sich dennoch insgesamt zumindest an einem Rand des
Zündtransformators
eine im Wesentlichen „planare" Anordnung ergeben
kann. Beispielsweise kann bei einem Bogenkern oder einem Stufenkern
die Anzahl der Windungslagen und damit die Anzahl der Windungen
von innen nach außen
so zunehmen, dass an dem äußeren Rand
des bogenförmigen
oder gestuften Kerns auf Grund der zunehmenden Lagenanzahl ein im
Wesentlichen gerader Abschluss gebildet wird. Somit kann diese Seite
des Zündtransformators
an einer Gehäusewandung
angeordnet werden, wenn der Zündtransformator
beispielsweise in einem Leuchtensockel eingebaut ist, so dass sich
im Vergleich zu einem stabförmigen
Kern eine größere Anzahl
an Windungen unterbringen lässt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Leuchtensockel
für eine Gasentladungsleuchte
bereitgestellt, wobei der Leuchtensockel einen Gehäuseteil
mit einem durch Isolationsmaterial begrenzten ersten Anschlussbereich
zur Aufnahme eines Hochspannungskontakts der Entladungsleuchte und
einen zweiten Anschlussbereich zur Aufnahme eines zweiten Kontakts
der Entladungsleuchte aufweist. Ferner ist in dem Gehäuseteil
ein Zündtransformator
vorgesehen, wie er in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben ist
oder wie er in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung dargestellt
ist.
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Wie
eingangs bereits erwähnt
ist, ist insbesondere für
Gasentladungsleuchten im Bereich der Fahrzeugindustrie, bei mobilen
Anwendungen, und dergleichen eine äußerst kompakte Anordnung der Zündeinrichtung
für die
Gasentladungsleuchte bei gleichzeitig automatisierbarer Bestückung im
Hinblick auf die Kostenentwicklung und die Zuverlässigkeit äußerst vorteilhaft.
Die Verwendung des Zündtransformators
mit offenem, nicht-geradlinigen magnetischen Kern im Gegensatz zu
einem stabförmigen Kern
oder einem Ringkern erlaubt das Vorsehen entsprechend fest montierter Wicklungsanschlüsse, so dass
eine automatische Bestückung
des Zündtransformators
zusammen mit weiteren elektronischen Komponenten möglich ist.
Des weiteren ergibt sich aus der nicht-geradlinigen Konfiguration
des magnetischen Kerns ein höheres
Maß an
Flexibilität
bei der Auslegung des Zündtransformators
bei vorgegebener Geometrie des Leuchtensockels, so dass beispielsweise
bessere elektrische Eigenschaften in Form eines geringeren Widerstands,
einer geringerer Streuung, etc. erreichbar ist. So kann beispielsweise bei
vorgegebener geometrischer Konfiguration des Gehäuses im Vergleich zu einem
stabförmigen
Zündtransformator
die Anzahl der Wicklungen der Sekundärwicklung erhöht und/oder
der Querschnitt des Kerns vergrößert und/oder
der Streufluss reduziert werden.
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Vorzugsweise
ist der magnetische Kern so angeordnet, dass der erste Anschlussbereich
von dem magnetischen Kern zumindest teilweise umschlossen wird.
Hierbei ist der Begriff „zumindest
teilweise umschlossen" so
zu verstehen, dass periphere Bereiche des nicht-geradlinigen magnetischen
Kerns einen kleineren Abstand zu dem ersten Anschlussbereich aufweisen
als dies für
einen äquivalenten
peripheren Bereich eines geradlinigen stabförmigen Kerns bei sonst gleicher
geometrischer Konfiguration des Leuchtensockels der Fall wäre. D. h.,
der Begriff „zumindest
teilweise umschlossen" bezeichnet
eine „konkave" Form einer dem ersten
Anschlussbereich zugewandten Seite des erfindungsgemäßen Zündtransformators.
Auf Grund dieser geometrischen Ausbildung lässt sich eine bessere Raumausnutzung innerhalb
des Gehäuseteils
erreichen, ohne dass damit andere Gegebenheiten, etwa der Abstand
zu dem ersten und dem zweiten Anschlussbereich, wesentlich beeinflusst
werden. Insbesondere lässt
sich auf Grund der Anordnung des offenen, nicht-geradlinigen magnetischen
Kerns in dem Gehäuseteil
bei sonst gleichen geometrischen Konfigurationen eine Verbesserung
des elektrischen Verhaltens erreichen, da z. B. das Streuverhalten
und/oder der elektrische Widerstand und/oder die Ausgangsspannung
verbessert werden können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
definiert das Gehäuseteil
einen Grundriss mit einer Länge
und einer Breite, wobei der erste Anschlussbereich in der Mitte
der durch die Länge
und die Breite definierten Fläche
angeordnet ist. Mit dieser Ausbildung des Leuchtensockels ergibt
sich eine äußerst kompakte
Bauweise, die insbesondere eine zentrale Montage an einem Scheinwerfer,
beispielsweise einem Fahrzeugscheinwerfer, ermöglicht.
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Vorteilhafterweise
sind die Länge
und die Breite im Wesentlichen gleich. Auf Grund dessen ergibt sich
eine sehr symmetrische Anordnung des Leuchtensockels in Bezug auf
einen die Entladungsleuchte aufnehmenden Scheinwerfer, wobei trotz
der im Wesentlichen quadratischen Grundrissform ein hohes Maß an Anpassung
des Zündkerntransformators
an die Gegebenheiten innerhalb des Gehäuseteils möglich ist. Dies wird eben dadurch
erreicht, dass auf Grund der nicht-geradlinigen Konfiguration des
magnetischen Kerns ein gewisses Maß an Umschließung des
hochspannungsführenden
ersten Anschlussbereichs möglich
ist, so dass sich auf Grund dieser Konfiguration eben die zuvor
aufgezählten Verbesserungen
des elektrischen Verhaltens des Zündtransformators erreichen
lassen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Gehäuseteil
eine elektronische Baugruppe vorgesehen, die weitere Komponenten
zur Ansteuerung des Zündtransformators
trägt.
Auf Grund der verbesserten elektrischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Zündkerntransformators, beispielsweise
im Hinblick auf Ausgangsspannung und/oder elektrischen Widerstand
und/oder Streufluss kann auch eine Verbesserung der Eigenschaften
und/oder eine geringere Komplexität der elektronischen Baugruppe
erreicht werden. Beispielsweise kann auf Grund eines verbesserten
elektrischen Verhaltens des Zündkemtransformators
die Kapazität
und damit die Baugröße eines
Zündkondensators
gegebenenfalls verringert werden. Damit lässt sich bei einer fest vorgegebenen
geometrischen Konfiguration des Leuchtensockels auf Grund des eingesparten
Platzes eine Erhöhung
der Spannungsfestigkeit durch größere Abstände oder
zusätzliche Isoliergebiete
und damit der Zuverlässigkeit
zusätzlich
zu geringeren Fertigungskosten erreichen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen auch aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wenn
diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird. In
den Zeichnungen zeigen:
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1a und 1b eine
perspektivische Ansicht eines konventionellen stabförmigen Zündtransformators
bzw. eine Draufsicht auf einen konventionellen Leuchtensockel mit
dem konventionellen stabförmigen
Zündtransformator,
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2a,
c, e, g perspektivische Ansichten anschaulicher Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Zündtransformators
mit offenem, nicht-geradlinigen magnetischen Kern und
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2b,
d, f, h jeweils Draufsichten auf Leuchtensockel mit entsprechenden
Zündtransformatoren
der 2a, c, d, g gemäß anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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2a zeigt
perspektivisch und schematisch einen Zündtransformator 200,
der eine nicht-geradlinige Form aufweist. Der Zündtransformator 200 umfasst
einen Spulenkörper 201,
der mehrere Kammern 201a, ..., 201e aufweist,
in denen entsprechende Wicklungen bzw. Wicklungsabschnitte 202a,
..., 202e vorgesehen sind. Die Wicklungen 202a,
..., 202e können
beispielsweise Wicklungsabschnitte einer Sekundärwicklung repräsentieren,
da im Allgemeinen die Windungszahl der Sekundärwicklung auf Grund der erforderlichen
hohen Ausgangsspannung von einigen 10 kV, beispielsweise von etwa
30 kV ein entsprechend großes
Verhältnis
von Primärwindungszahl
zu Sekundärwindungszahl
erforderlich macht. Beispielsweise kann eine Primärwicklung (nicht
gezeigt) für
den Zündtransformator 200 vorgesehen
sein, die aus einigen wenigen Windungen, beispielsweise drei Windungen,
eines leitfähigen
Bandmaterials aufgebaut ist, die an dem Spulenkörper 201 geeignet
angebracht ist. In anderen Ausführungsformen
können
die einzelnen Wicklungsabschnitte 202a, ..., 202e entsprechende
Primär-
und Sekundärwicklungen
repräsentieren,
die zum Betreiben einer entsprechenden Entladungsleuchte erforderlich sind.
Des weiteren sind an Endbereichen des Zündtransformators 200 entsprechende
Ferritplatten 203 vorgesehen, die zur Verbesserung des
Streuflusses und damit zur Reduzierung des effektiven elektrischen
Widerstands der Sekundärwicklung,
d. h. in dem dargestellten Beispiel der Wicklungsabschnitte 202a,
..., 202e, dienen.
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2b zeigt
den Zündtransformator 200 in einer
schematischen Draufsicht, wobei nunmehr auch der offene, nicht-geradlinige
Kern 204 gezeigt ist. Wie aus den 2a und 2b zu
entnehmen ist, weist in diesem Ausführungsbeispiel der Kern 204 eine
im Wesentliche bogenförmige
Gestalt auf, wobei ein Krümmungsradius
entsprechend den geometrischen Gegebenheiten hinsichtlich des verfügbaren Raumbereichs,
dem Querschnitt des Kerns 204, der erforderlichen Windungszahl
in den einzelnen Kammern 201a, ..., 201e anzupassen
ist. In 2b ist der Zündtransformator 200 als
Bestandteil eines Leuchtensockels 250 gezeigt, der ein
Gehäuseteil 251 aufweist.
Ferner ist in dem Gehäuseteil 251 ein
von einem Isolationsmaterial 252 umschlossener erster Anschlussbereich 253 vorgesehen,
der zur Aufnahme eines hochspannungsführenden Anschlusskontakts einer
(nicht gezeigten), in den Leuchtensockel 250 einzuführenden
Entladungsleuchte ausgebildet ist. Benachbart zu dem ersten Anschlussbereich 253 ist
ein weiterer Anschlussbereich 254 vorgesehen, der beispielsweise
einen zweiten Anschlusskontakt, beispielsweise einen Massekontakt,
der Entladungsleuchte aufnimmt. Das Gehäuseteil 251 besitzt
eine Länge 251l und
eine Breite 251b, die somit eine Grundrissfläche definieren,
in der der Zündtransformator 200 sowie
weitere elektronische Bauteilelemente, die gemeinsam als elektronische
Baugruppe 255 dargestellt sind, in geeigneter Weise anzuordnen sind,
so dass bei vorgegebenen geometrischen Abmessungen die gewünschte Spannungsfestigkeit
erreicht wird. In der dargestellten Ausführungsform besitzt das Gehäuseteil 251 einen
im Wesentlichen quadratischen Grundriss, wobei der erste Anschlussbereich 253 im
Wesentlichen zentral angeordnet ist, so dass sich eine äußerst symmetrische
Positionierung der nicht gezeigten Entladungsleichte zu dem Leuchtensockel
ergibt. Ein Verbindungsbereich 256 kann vorgesehen sein,
um notwendige Versorgungsspannungen der elektronischen Baugruppe 255 von außerhalb,
beispielsweise von einem externen Vorschaltgerät, zuzuführen.
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Wie
aus 2b zu entnehmen ist, ist der Zündtransformator 200 so
angeordnet, dass der erste Anschlussbereich 253 zumindest
teilweise umschlossen wird, d. h. eine dem Anschlussbereich 253 zugewandte
Seite des Zündtransformators 200 besitzt
eine im Wesentlichen konkave Form, so dass sich insbesondere für die äußeren Kammern 204a, 204b, 204d und 204e im
Vergleich zu einer geradlinigen Anordnung, wie sie beispielsweise
in 1b gezeigt ist, ein größeres Volumen ergibt, das zur
Bewicklung zur Verfügung
steht. D. h., auf Grund des Abstandes 206a des nicht-geradlinigen
Kerns 204 an dessen Peripherie im Vergleich zu einem entsprechenden
Abstand 206c in der zentralen Kammer 202c lässt sich
eine größere Anzahl
an Wicklungslagen vorsehen, so dass damit eine größere Anzahl
an Windungen und/oder ein größerer Drahtdurchmesser und/oder
ein größerer Querschnitt
des Kerns 204 anwendbar ist im Vergleich zu dem konventionellen
geradlinigen Zündtransformator 100.
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Wie
eingangs bereits erwähnt
ist, können
auf Grund der „offenen" Konfiguration des
Kerns 204 entsprechende Anschlusskontakte (nicht gezeigt)
für Wicklungsenden
der Sekundärwicklung,
die in dem dargestellten Beispiel aus den Wicklungsabschnitten 202a,
..., 202d aufgebaut ist, und auch der Primärwicklung
als fest montierte Komponenten vorgesehen werden, so dass der Zündtransformator 200 sowie
die elektronische Baugruppe 255 beispielsweise auf einem
entsprechenden Träger
oder einzeln durch automatische Bestückung in den Leuchtensockel 250 eingeführt werden
können.
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2c zeigt
den Zündtransformator 200 gemäß einer
weiteren anschaulichen Ausführungsform, in
der eine Abweichung von der konventionellen geradlinigen Form durch
das Vorsehen von geradlinigen Abschnitten bewerkstelligt wird, die
zueinander versetzt angeordnet sind. In der perspektivischen Darstellung
aus 2c weisen demgemäß der Spulenkörper 201 und
die in den entsprechenden Kammern 201a, ..., 201e hergestellten
Wicklungsabschnitte 202a, ..., 202e eine entsprechend
abgestufte Konfiguration auf.
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2d zeigt
den Zündtransformator 200 aus 2c in
einer Draufsicht, wenn dieser in dem Leuchtensockel 250 montiert
ist. Hierbei ist der Stufenkern 204 gezeigt, wobei entsprechend
geradlinige Abschnitte 204a, ..., 204e zu einer
insgesamt im Wesentlichen „konkaven" Gestalt der dem
Anschlussbereich 253 zugewandten Seite des Zündtransformators 200 führen. Ferner
sind zwischen den geradlinigen Abschnitten 204a, ..., 204e entsprechende Übergangsbereiche 214 vorgesehen,
die in der gezeigten Ausführungsform
im Wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweisen wie die einzelnen
geradlinigen Abschnitte 204a, ... 204e, so dass
der magnetische Fluss in dem Kern 204 durch die stufenartige
Konfiguration im Wesentlichen nicht beeinträchtigt ist. Im Unterschied
zu der in den 2a und 2b gezeigten
Ausführungsform
weisen hier die auf den entsprechenden geradlinigen Abschnitten 204a,
..., 204e angebrachten Kammern 201a, ..., 201e des Spulenkörpers 201 ebenso
eine geradlinige Konfiguration auf, so dass das Bewickeln in effizienterer
Weise auf Grund des Fehlens einer Rundung möglich ist. Damit kann insbesondere
in den peripheren Bereichen des Kerns 204 eine große Anzahl
an Windungen aufgebracht werden, so dass bei Bedarf auch ein entsprechend
großer
Drahtdurchmesser für
die gesamte Sekundärwicklung,
d. h. in den dargestellten Ausführungsbeispielen
für die
Wicklungsabschnitte 202a, ..., 202e vorgesehen
werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ergibt sich eine
versetzte Anordnung des Kerns 204 in der Ebene des Grundrisses
aus 2d, so dass der Abstand 206a durchgehend
für die
gesamte Kammer 201a entsprechend gewählt werden kann, im Gegensatz
zu dem sich in verändernden
Abstand 206a der Kammer 206a aus 2b.
In anderen Ausführungsformen
besteht jedoch auch die Möglichkeit
zusätzlich
oder alternativ eine Versetzung der geradlinigen Abschnitte in einer Ebene
senkrecht zum Grundriss der 2d vorzusehen,
also beispielsweise eine Versetzung in der Richtung senkrecht zur
Zeichenebene aus 2d, um damit beispielsweise
eine variierende Dicke der einzelnen Wicklungsabschnitte 202a,
..., 202e zum Erreichen einer im wesentlichen planaren
Auflagefläche
des Zündtransformators 200 zu
kompensieren.
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2e zeigt
perspektivisch den Zündtransformator 200 in
einer im Wesentlichen L-förmigen Anordnung,
wobei mindestens zwei Schenkel zueinander angewinkelt vorgesehen
sind.
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2f zeigt
den Leuchtensockel 250 mit dem Zündtransformator 200 aus 2e im
eingebauten Zustand in der Draufsicht. Hierbei ist der Kern 204 so
gezeigt, dass dieser zumindest einen ersten Schenkel 224a und
einen zweiten Schenkel 224b aufweist, die so zueinander
orientiert sind, dass sie einen speziellen Winkel, in dem vorliegenden
Falle im Wesentlichen einen rechten Winkel bilden. Ferner ist ein
geeignet ausgebildeter Übergangsbereich 224c zwischen
den Schenkeln 224a und 224b vorgesehen, so das
auf dem Schenkel 224a die Kammern 201a, ..., 201d angeordnet
werden können,
während die
Kammer 201e auf dem Schenkel 224b montiert ist.
In dieser Anordnung lässt
sich eine große
effektive Länge
des Kerns 204 erreichen, wobei gleichzeitig insgesamt ein
großes
Wickelvolumen für
die Sekundärwicklung
zur Verfügung
steht, da beispielsweise der Kernquerschnitt durch Auswahl eines
geeigneten Materials geringer gewählt werden kann.
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2g zeigt
perspektivisch den Zündtransformator 200 in
einer im Wesentlichen U-förmigen Gestalt,
wobei auf allen drei Schenkeln eine oder mehrere Kammern des Spulenkörpers 201 vorgesehen
sind.
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2h zeigt
die entsprechende Draufsicht auf den Leuchtensockel 250,
in der der Kern 204 sichtbar ist, der durch einen ersten
Schenkel 234a, einen zweiten Schenkel 234b und
einen dritten Schenkel 234c eine U-Konfiguration aufweist.
Hierbei sind die Abmessungen der einzelnen Schenkel 234a,
..., 234c so gewählt,
dass zum einen insgesamt das erforderliche Wickelvolumen bereitgestellt wird
und zum anderen der Anschlussbereich 253 effizient umschlossen
wird, um damit eine hohe Flächennutzung
für den
Zündtransformator 200 zu
erreichen.
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In
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
sind jeweils fünf
Kammern 201a, ..., 201e für den Spulenkörper 201 gezeigt,
wobei die Kammern 201a, ..., 201e der jeweiligen
Kernform angepasst sind. Beispielsweise sind Begrenzungswände der einzelnen
Kammern der Rundung der Kerne 204 in den 2a bis 2d so
angepasst, dass diese eine im wesentlichen Planare Auflageebene
bzw. Anlageebene beim Einbringen des Zündtransformators 200 in
das Gehäuseteil 251 bilden.
Es sind jedoch auch andere Konfigurationen möglich, in denen mehr oder weniger
als fünf
Kammern vorgesehen sind. Auch kann die Abmessung der einzelnen Kammern in
Flussrichtung unterschiedlich sein.
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Des
weiteren können
die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen
miteinander kombiniert werden. So kann in einer Ausführungsform
der in den 2e und 2f gezeigte
Kern 204 so modifiziert werden, dass der Schenkel 224a auch
eine nicht-geradlinige Form aufweist, und beispielsweise eine stufenartige
Versetzung erhält ähnlich zu
der Konfiguration des Schenkels 224b in Kombination mit
dem Verbindungsbereich 224c. Es kann auch der periphere Bereich,
der den Kammern 201a und 201b entspricht, als
Versetzung oder als Bogen ausgeführt werden,
wie dies in den entsprechenden peripheren Bereichen der Kerne 204 in
den 2b und 2d gezeigt
ist In der vorliegenden Erfindung wird durch das Vorsehen eines
nicht-geradlinigen magnetischen Kerns, der aber dennoch eine nicht
geschlossene Konfiguration aufweist, die Möglichkeit geschaffen, die elektrischen
Eigenschaften des Zündtransformators
in effizienter Weise bei vorgegebenen geometrischen Verhältnissen
eines Gehäuses
anzupassen, indem sich beispielsweise im Gegensatz zu stabförmigen Zündtransformatoren
ein insgesamt größeres Wickelvolumen
und/oder ein höheres
Maß an
Flexibilität
bei der Auswahl des Kernquerschnitts und/oder eine insgesamt größere effektive
magnetische Länge verwirklichen
lässt.
Durch dieses größere Maß an Flexibilität bei der
Gestaltung des Zündtransformators
lässt sich
der Leuchtensockel bei vorgegebenen geometrischen Abmessungen hinsichtlich
der Funktionalität,
der Zuverlässigkeit
und der Sicherheit verbessern.