DE2926531C2

DE2926531C2 - Scheinwerfer mit einem aus Kunststoff bestehenden Reflektor

Info

Publication number: DE2926531C2
Application number: DE2926531A
Authority: DE
Inventors: Vincent South Euclid Ohio Vodicka
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1979-06-30
Publication date: 1984-05-30
Also published as: DE2926531A1; BR7904084A; JPS559391A; NL7903552A; GB2030379B; JPS581512B2; US4259712A; CA1120015A; GB2030379A; FR2430674A1

Description

a) die Halterung umfaßt einen aus zwei gleichen Hälften bestehenden Kunststoffblock (11) mit einer der Lichtquelle zugewandten Bezugsfläche (18) und zu dieser im wesentlichen senkrechten weiteren Bezugsflächen (19);

b) der Kunststoffblock (11) weist zur Durchführung jeder elektrischen Zuleitung einen durchgehenden Kanal auf, der jeweils aus zwei nach außen tührenden Teilkanälen (12,13) und einem dazwischenliegenden Hohlraum (t4) besteht;

c) in jeden durchgehenden Kanal (12,13,14) sind elektrische Zuleitungsteile (15, 16) eingebettet, in den Hohlraum (14) ist ein elastomeres, am Material des Kunststoffblocks (11) und der Zuleitungsteile (15, 16) leitendes Polymer zum Abdichten des Kanals eingebracht und die beiden Hälften des Kunststoffblocks (11) sind miteinander dicht verbunden;

d) mit den Enden von mindestens zwei Zuleitungsdrähte·. (15) ist die Lichtquelle in definierter Lage zu den Bezugsflächer (18,19) elektrisch leitend verbunden;

e) der Reflektor (20) ν,-eist rn seiner Scheitelöffnung (24) einen Ansatz (23) mit zur optischen Achse senkrechten Bezugsflächen (25, 26) für die Aufnahme der Halterung(lO) auf;

f) die Halterung (10) ist in den Ansatz (23) mit definierter Lage der Lichtquelle zum Reflektor (20) eingesetzt und mit diesem dicht verbunden.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkanäle (12, 13) im Kunststoffblock (11) parallel, aber seitlich gegeneinander versetzt verlaufen.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Zuleitungen jeweils aus einem mit dem kürzeren Schenkel eines L-förmig abgewinkelten Blechstreifens (16) verbundenen Zuleitungsdraht (15) bestehen.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffblock (U) aus PoIycarbonat besteht.

5. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Hohlraum (14) eingebrachte elastomere Polymer Siliconkautschuk oder Polyurethan ist.

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer mit einem aus Kunststoff bestehenden Reflektor, einer mit dem Reflektor dicht verbundenen Abdeckscheibe und einer Lichtquelle, die mittels einer am Reflektor befestigten Halterung mit mindestens zwei elektrischen Zuleitungen in definierter Lage zum Reflektor angeordnet ist

In dem DE-GM 16 24 618 ist eine elektrische Glühlampenfassung beschrieben und beansprucht bei der die Anschlußklemmen für die Zuleitung einerseits auf einem besonderen Kontaktträger angeordnet sind, der durch den Fassungsmantel oder von Schraubenbolzen in einem großen Abstand von den Lampenfußkontakten gehalten wird und andererseits mit den Lampenfußkontakten durch gewundene Drähte oder Bleche, die eine große Oberfläche besitzen und aus Material niedriger Wärmeleitzahl bestehe«, verbunden sind.

Die DE-PS 2 25 999 betrifft einen elektrischen Beleuchtungskörper, insbesondere für nasse Räume, bei dem die Glühlampe ohne Anwendung einer Fassung oder sonstiger Zwischenteile auf einer die Stromzuführungsdrähte aufnehmenden Kappe aufgedichtet und befestigt ist derart, daß zwischen Glühlampe und Kappe ein die Verbindungsstelle der Drähte mit der Lampe gegen Feuchtigkeit, Säuredämpfe und dgl. schützender Raum entsteht.

Vor 1940 sind in den USA und derzeit werden in Europa vorfokussierte Lampen zusammen mit Metalloder anderen Reflektoren in Krafiifahrzeugscheinwerfern benutzt. Diese Lampen werden im allgemeinen mechanisch an dem Reflektor befestigt, aber nicht abgedichtet. Abgedichtete Scheinwerfer, die ein Lichtbündel mit in engen Grenzen festgelegter Lichtstärkeverteilung liefern, sind durch eine Lötverbindung zwischen dem Haltering und dem Zuleitungsdraht und durch Einbettung des Halterings im Glas abgedichtet.

Bei Kunststoffreflektoren entsteht ein Problem dadurch, daß Versuche, die Ansätze und/oder die Zuleitungsdrähte z. B. durch Ultraschallschweißen abzudichten, nicht zu einer dauerhaften Abdichtung führen. Üblicherweise wird die Haftung zwischen den Metallteilen und dem Kunststoff bei den thermischen Aufheiz- und Abkühlungszyklen der Lampe im Gebrauch aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Teile beeinträchtigt. So hat Messing z. B. einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 21,2 χ 10~⁶ cm/crn/°C, während Po;y~arbonat einen solchen von 68,4 χ 10-⁶ cm/cm/" C hat.

Ein anderes Problem ist der Einbau der Lampe in den Reflektor. Bei der derzeitigen Scheinwerferherstellung ordnet man den Glühfaden entweder frei oder innerhalb eines Lampenkolbens im oder nahe dem Brennpunkt des Reflektors an und befestigt die Zuleitungen an dem Reflektor, um den Glühfaden an der gewünschten Stelle zu halten. Bei der größeren Formgenauigkeit, die mit Kunststoff verglichen mit Glas erzielt werden kann, ist es erwünscht, eine vorfokussierte Halterung zu benutzen, um das individuelle Fokussieren, das bei den derzeit verfügbaren Scheinwerfern mit aiuminisiertem Parabol- ; eflektor erforderlich ist, zu beseitigen.
Ein Scheinwerfer der eingangs genannten Art ist in der US-PS 39 09 607 beschrieben. Bei dem Scheinwerfer nach dieser US-PS sind die stiftförmig ausgebildeten Zuleitungen durch den Reflektor hindurchgeführt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine solche Durchführung aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten nicht dauerhaft abzudichten ist.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Scheinwerfer dahingehend zu verbessern, daß die Zuleitungen dauerhaft abgedichtet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

die folgenden Merkmale:

;i) Πί<: Hühenin.iT umfußt einen au¹- zwei gleichen

Td 2b

Hälften bestehenden Kunststoffblock mit einer der Lichtquelle zugewandten Bezugsfläche und zu dieser im wesentlichen senkrechten weiteren Bezugsflächen;

b) der Kunststoffblock weist zur Durchführung jeder elektrischen Zuleitung einen durchgehenden Kanal auf, der jeweils aus zwei nach außen führenden Teilkanälen und einem dazwischenliegenden Hohlraum besteht;

c) in jeden durchgehenden Kanal sind elektrische Zuleitungsteile eingebettet, in den Hohlraum ist ein elastomeres, am Material des Kunststoffblocks und der Zuleitungsteile haftendes Polymer zum Abdichten des Kanals eingebracht und die beiden Hälften des Kunststoffblocks sind miteinander dicht verbunden;

d) mit den Enden von mindestens zwei Zuleitungsdrähten ist die Lichtquelle in definierter Lage zu den Bczugsflächen elektrisch leitend verbunden;

e) der Reflektor weist an seiner Scheitelöffnung einen Ansatz mit zur optischen Achse senkrechten Bezugsflächen für die Aufnahme der ί Ialterung auf;

f) die Halterung ist in den Ansatz mit definierter Lage der Lichtquelle zum Reflektor eingesetzt und mit diesem dicht verbunden.

Vorteilhafte Aus- oder Weiterbildung des Scheinwerfers nach dem Hauptanspruch finden sich in den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 Teile einer Halterung für die Lichtquelle,

F i g. 2 einen Reflektor mit einer Aufnahmevorrichtung für die Halterung nach F i g. 1 und

F i g. 3 ein Detail des Reflektors nach F i g. 2.

F i g. 1 zeigt Teile einer Halterung für die Lichtquelle vor dem Zusammenbau der Halterung. Im besonderen umfaßt die Halterung 10 einen Block 11 aus Kunststoff, z. B. Polycarbonat, der Kanäle, wie den Kanal 12, in der einen Seite aufweist, um die elektrischen Zuleitungen aufzunehmen sowie Kanäle, wie den Kanal 13, auf der anderen Seite, um den L-förmig abgewinkelten Blechstreifen 16 aufzunehmen, der zur Stromzuführung dient. Diese Kanäle sind durch einen Hohlraum 14 verbunden, der eine vergrößerte öffnung in der Kunststoffhalterung bildet und zur Aufnahme des Verbindungsteils zwischen der Zuleitung 15 und dem Blechstreifen 16 dient. Der Hohlraum 14dient weiter als Behälter für ein elastomeres Polymer, das sowohl an dem Kunststoff des Blockes 11 als auch den Metallen haftet, die für die Zuleitungen und die Blechstreifen benutzt werden. Die Kanäle 12 und 13 verlaufen parallel, aber nicht unbedingt in der gleichen Linie. So sind z. B. wie in Fig. 1 veranschaulicht, die Kanäle 12 und 13 parallel, aber seitlich gegeneinander versetzt, um eine Anpassung an die besondere Form des Blechstreifens 16 zu erhalten. Der Blechstreifen 16 hat vorzugsweise die in F i g. 1 gezeigte l.-förmige Gestalt, so daß die Kräfte, die auf die Halterung ausgeübt werden, wenn man ein Zuleitungskabel mit dem Blechstreifen verbindet, durch die große Fläche innerhalb der Halterung aufgenommen werden.

Die dargestellten Halterungen stellt man her, indem man zuerst die Zuleitung mit dem Blechstreifen, z. B. durch Anwürgen oder Schweißen verbindet. Dann bringt man eine Menge des elastomeren Polymers in den Hohlraum 14 ein und legt die Verbindung aus Zuleitung und Zapfen in die in Block 11 geformten Kanäle. Dann legt man einen entsprechenden Block, der entweder eine glatte Berührungsfläche oder identische Kanäle und Hohlräume hat und in den man auch das elastomere Polymer eingefüllt hat, über den Block 11 und verbindet ihn mit Ultraschall damit. Das Elastomer kapselt somil die Blechstreifen und Zuleitungen ein und ergibt nach dem Härten eine festhaftende Abdichtung zwischen allen Oberflächen. Die Härtung des Elastomers muß nur rasch genug vor sich gehen, damit sie abgeschlossen ist, bevor die Halterung 10 an einem Reflektor befestigt wird.

Geeignete elastomere Polymere schließen Silikonkautschukmassen ein, wie die bei Raumtemperatur vulkanisierbaren oder andere elastomere Polymere, wie Polyurethane. Die einzigen Anforderungen an das elastomere Polymer bestehen darin, daß es nach dem Härten an dem Kunststoff des Blockes und den Metallen haftet, die für die Zuleitungen und Blechstreifen benutzt werden, z. B. vernickeltem Eisen und Messing, und daß diese Haftung während der ganzen Lebensdauer der Lampe anhält, um die hermetische Abdichtung während dieser Zeit sicherzustellen.

Die obere Oberfläche 18 und die Ser\-·nflächen 19 der Halterung 10 dienen als Bezugsflächen f'ir die justierung der Lichtquelle. Diese erfolgt leicht mechanisch in einer geeigneten Halte- oder Einspannvorrichtung. Die Lichtquelle ist auf diese Weise auf der Halterung vorfokussiert !,-sfestigt, was die Herstellung des Scheinwerfers beschleunigt, da nur der weitere mechanische Zusammenbau erforderlich ist.

Während des Betriebes der Lampe kompensiert das elastomere Polymer den Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den verschiedenen Werkstoffen der Lampenhalterung und hält so eine hermetische Dichtung aufrecht. Während das elastomere Polymer die Verbindung zwischen den. Zuleitungen und den Blechstreifen einschließt und diese dadurch vor Korrosion schützt, schützt die Kunststoffhalterung seinerseits das elastomere Polymer durch Einkapseln vor dem Angriff einer nachteiligen Atmosphäre.

In Fig.2 ist der Reflektor 20 mit einer geeigneten Aufnahmevorrichtung für die Halterung nach Fig. 1 versehen. Der Reflektor 20 ist, obwohl rechteckförmig dargestellt, auch in runder Ausführungsform möglich, mit einem zentralen Ansatz 23 am Scheitelpunkt des Reflektors versehen. Dieser Ansatz 23 ist mit einer Öffnung 24 ausgebildet, durch die die Zuleitungen der Halterung mit der daran befestigten Lichtquelle eingeführt werden.

Die Gestalt des Ansatzes 23 ist am besten durch gleichzeitige Betrachtung der F i g. 3 verständlich, die den Ansatz im Querschnitt zeigt. Dieser Ansatz 23 umfaßt im einzelnen eine Wand, die eine innere Ringfläche 25 umgibt. Diese Ringfläche verläuft rechtwinklig zur optischen Achse der Lampe und dient als allgemeine Bc.ug^otierfläche oder -ebene. Die tatsächliche Anordnung der Halterung entlang der Lampenachse ist bestimmt durch die Eiiiebung 26 mit dem eingeformten nach oben hervorstehenden Vorsprung 27. Dieser Vorsprung 27 enthält Material zur Deformation während des Ultraschallverbindens der Halterung 10 mit der Erhebung 26. Die Wände des Ansatzes 23 lokalisieren also die Halterung 10 entlang Achsen, die rechtwinklig zur optischen Achse der Lampe liegen, während die- Erhebung 26 die Lage der Halterung 10 entlang der optischen Achse der Lampe festlegt. Beim Verbinden durch Ultraschall wird die Halterung 10 also mit Bezug auf die drei Achsen der Lampe fixiert. Da der Glühfaden vorher mit Bezug auf die Halterung vorfokussiert worden ist.

wird beim Einbauen der Halterung 10 in den Reflektor 20 die Lampe zwangsläufig mit Bezug auf den Reflektor fokussiert. Da weiter die Halterung 10 mit der Erhebung 26 dicht verbunden ist, ist das Innere der Lampe hermetisch gegen die äußere Umgebung abgedichtet, vorausgesetzt, eine in die Lichtaustrittsfläche des Reflektors 20 eingesetzte Abdeckscheibe ist in ähnlicher Weise abgedichtet.

Durch die Erfindung wird somit eine vorfokussierte Halterung geschaffen, die nicht nur den Zusammenbau des Scheinwerfers erleichtert, sondern auch dessen Innenseite und die Verbindungen zu den Zuleitungen gegen die äußere Umgebung abdichtet, da jede Unterbaueinhcit wiederum zur benachbarten abgedichtet ist. Da die Halterung dauerhaft am Reflektor befestig¹ wird, wird die durch die Herstellerfirma vorgenommene Ausrichtung der Lampe bei der nachfolgenden Handhabung nicht beeinträchtigt.

Bei dem Scheinwerfer nach der Erfindung können

speziellen Ausführungsbeispiels vorgenommen werden. So kann eine Vielfalt von elastomcren Polymeren eingesetzt werden, vorausgesetzt daß sie die Bedingung erfüllen, sowohl am Metall als auch am Kunststoff zu haften. Auch können die Halterung 10 und die Wände des Ansatzes 23 außer der dargestellten quadratischen Gestalt irgendeine andere geeignete Gestalt haben, die dazu dient, die Lage der Halterung 10 entlang zwei zur optischen Achse des Reflektors senkrechten Achsen sowie die Drehlage der Halterung um die optische Achse festzulegen. Geeignete Lichtquellen schließen eine Glühlampe mit Innenkolben oder eine Entladungslampe ein.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Scheinwerfer mit einem aus Kunststoff bestehenden Reflektor, einer mit dem Reflektor dicht verbundenen Abdeckscheibe und einer Lichtquelle, die mittels einer am Reflektor befestigten Halterung mit mindestens zwei elektrischen Zuleitungen in definierter Lage zum Reflektor angeordnet ist. gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: