DE3028462A1

DE3028462A1 - Kunststoff-reflektor mit vorfokussierter lichtquellen-halterung und eine diese einrichtung enthaltende reflektorlampe

Info

Publication number: DE3028462A1
Application number: DE19803028462
Authority: DE
Inventors: Irving Bradley; Martin Joseph Graf; James Mark Hanson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1979-07-30
Filing date: 1980-07-26
Publication date: 1981-02-12
Also published as: GB2056041A; FR2462652A1; GB2056041B; JPS5624703A; US4339790A; FR2462652B1; CA1148915A

Description

Beschreibung

Kunststoff-Reflektor mit vorfokussierter Lichtquellen-Halterung und eine diese Einrichtung enthaltende Reflektorlampe

In der deutschen Patentanmeldung, für die die Priorität der US-Patentanmeldung Ser.-No. 58 061 vom 16. Juli 1979 beansprucht ist, ist ein abgedichteter, vorfokussierter Kunststoff-Halterungsaufbau für parabolische, aluminisierte Reflektor-Lampen (PAR-Lampen) aus Kunststoff beschrieben, welche den gleichen allgemeinen Aufbau besitzen, wie er hier beschrieben wird. Insbesondere enthält diese Kunststoffblock-Halterung Paßteile, die einen Hohlraum für die Aufnahme der Zuleitungsdrähte einer angeschlossenen Lichtquelle begrenzen, wobei dieser Hohlraum mit einem elastomeren Polymeren ausgefüllt ist, das eine wasserdichte Umhüllung schafft. Eine weitere wasserdichte Abdichtung wird durch die zur Verbindung des Halterungsaufbaus mit dem Lampenreflektorteil verwendeten Mittel geschaffen. Einstell- oder Bezugsebenen an dem Halterungsaufbau und dem Reflektorteil wirken gemeinsam zusammen, um im allgemeinen eine genaue Positionierung der Lichtquelle am Fokus des Reflektorteils sicherzustellen. Die Positionsgenauigkeit- —— —— — ■—-

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der Lichtquelle kann, wenn die vorfokussierte Halterung anschließend mit dem Reflektor verbunden wird, infolge der in der Praxis auftretenden Preßteiltoleranzen für die vereinigten Kunststoffteile noch ein Problem bedeuten und zu einer falschen Fokussierung der Lichtquelle führen. Demzufolge sind zuverlässigere Positionierungsmittel erwünscht, die dabei helfen, den Kunststoffblock in der Mitte des Aufnahmesitzes an dem Reflektor zu zentrieren, wenn er damit verbunden wird.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden erreicht, wenn man in die endgültige Halterungsanordnung Einstellelemente einbringt, welche die Lichtquelle am Fokus des Reflektorteils in die richtige Position bringen. Wie oben angegeben, verwendet die endgültige Haiterungsanordnung erhöhte Aufnahmesitz-Teile, die an der Rückseite des Kunststoff-Reflektorteils, mit welchem die Kunststoffblock-Halterung verbunden wird, angeordnet sind. Diese Einstellelemente können Rippen sein, die sich aus einem erhöhten Aufnähmesitz-Hohlraum nach innen erstrecken und die dazu dienen, den Kunststoff block in der Mitte des- Hohlrau: s zu zentrieren. Wenn der Kunststoffblock und die vorfokussierte Lichtquelle in den Aufnahmesitz-Hohlraum zur Montage darin eingepaßt werden, können die Rippenelemente ferner als Mittel zum Verbinden der zusammenmontierten Teile dienen, wie dies nachstehend deutlicher erläutert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform, in welcher der Kunststoff block als vorfokussiertes Halterungsteil verwendet wird, enthält der Block Paßteile, die den Hohlraum zur Aufnahme von zumindest zwei Zuleitungsdrähten begrenzen und die Paßteile einen inneren Behälterteil, der den Hohlraum begrenzt, der in ein äußeres Gehäuseteil eingepaßt ist, umfassen. Die

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inneren und äußeren Teile des Halterungsaufbaus sind nach der Montage der Zuleitungsdrähte in dem Hohlraum unter Ausbildung einer wasserdichten Umgrenzung abgedichtet, indem man den Hohlraum mit einem elastomeren Polymeren ausfüllt, das eine wasserdichte Abdichtung um die Zuleitungsdrähte herum schafft. In der bevorzugten Ausführungsform hat der innere Behälterteil der montierten Halterung eine schachtelähnliche Form, die in ein äußeres, schachtelähnliches Gehäuseteil eingepaßt ist, wobei die schachtelähnlichen Teile anschließend an der Peripherie des inneren Teils durch Ultraschall- oder Vibrationsschweißen miteinander abdichtend verbunden werden. An den montierten Halterungsaufbau, der zumindest ein Paar daraus herausragende elektrische Leitungen aufweist, kann dann an den Drahteinführungen die Lichtquelle in einer Position anmontiert werden, die bezüglich einer Einstellfläche an dem Halterungsaufbau, welche die Lichtquelle vorfokussiert, fixiert ist. Die montierte Halterung und die Lichtquelle können anschliessend in die Bezugsmerkmale des erhöhten Aufnahmesitzes, die in der rückwärtigen Außenfläche des Reflektorteils eingepreßt sind, eingepaßt werden, um die endgültige Halterungsanordnung zu schaffen, welche die Lichtquelle am Fokus des Reflektors in die richtige Position einstellt. Die bevorzugte Lichtquelle der Reflektorlampe ist eine Wolfram-Halogenglühlampe, wie sie in der US-PS 4 139 794 beschrieben wird.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten, nicht montierten Halterungsaufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung, die ferner Teile des verbesserten Reflektorteils enthält, an welchen die Halterung schließlich anmontiert wird;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Halterungsaufbaus nach der Montage in dem Reflektor; und Fig. 3 ist eine Draufsicht des erhöhten Aufnahmesitzes für den Reflektorteil, welche die in dem Aufnahmesitz-Hohlraum

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- 6 angeordneten Einstellelemeirte darstellt.

In Fig. 1 werden die nicht montierten Teile eines vorfokussierten Halterungs- und Reflektorlampen-Aufbaus der vorliegenden Erfindung gezeigt. Demzufolge umfaßt der Halterungsaufbau IO einen Aufbausatz eines inneren Behälterteils 12 aus Kunststoff, der in einen äußeren Gehäuseteil 14 aus Kunststoff eingepaßt ist und nach dem abdichtenden Verbinden der Teile einen eingeschlossenen Hohlraum 16 begrenzt. Ein Paar Zuleitungsdrähte 18 und 20 sind mit Metallzinken 22 bzw. 24 als elektrische Verbindungen, die aus dem gegenüberliegenden Ende des Kunststoff-Halterungsaufbaus herausragen und die der elektrischen Verbindung der Lichtquelle 26 mit einem geeigneten Netzanschluß (nicht gezeigt) dienen, verbunden. Jeder der Zuleitungsdrähte ist mechanisch mit dem L-förmigen Metallzinken durch Einführen des Drahtes in eine viereckige Öse 28 mit nachfolgender mechanischer Deformierung des kreisförmigen Zuleitungsdrahtes zur Verhinderung einer Drehung desselben, verbunden. Die Zuleitungsdrähte 18 und 20 können auch mit den Drahteinführungen 30 bzw. 32 der Lampe durch übliches Zusammendrehen oder Verschweißen, vorzugsweise nach der Abbiegung 34, verbunden werden, um eine zusätzliche mechanische Starrheit zu gewährleisten. Der innere Kunststoffblock 12, welcher einen Hohlraum für die Aufnahme der verbundenen Zuleitungsdrähte umgrenzt, weist ein Paar schlitzförmiger Öffnungen 36 und 38 für den Austritt der Metallzinken, zusammen mit einer Eingangsöffnung 40 auf, welche das Ausfüllen des Hohlraums mit dem elastomeren Polymeren (nicht gezeigt) nach dem Eingreifen in den äußeren Gehäuseteil 14 ermöglicht. In dieser Weise vorgesehene Abdichtungsmittel schaffen nicht nur eine wasserdichte Umkleidung von dem Reflektorteil 42 nach der Montage daran, sondern ferner auch eine wasserdichte Abdichtung um die Zuleitungs-

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drähte herum nach dem Ausfüllen der Kanalöffnungon 44 und 46 für die Zuleitungsdrähte, welche in das Innere des Reflektorteils führen. Das elastomere Polymere kann in die Hohlraumöffnung eingespritzt werden, nachdem die zusammengehörigen Kunststoffteile montiert und vorzugsweise miteinander durch Ultraschall- oder Vibrationsschweißen an der Peripherie 48 des inneren Teils miteinander verbunden worden sind. Das Elastomere kapselt somit die Zinken und Zuführungsleitungen ein und schafft nach der Härtung zur Erzielung der gewünschten wasserdichten Umkleidung zwischen allen Oberflächen eine Klebstoffabdichtung.

Der montierte Halterungsaufbau 10 ist geeigneterweise mit einem Reflektorteil 42 an dem erhöht ausgebildeten Aufnahmesitz 50, der an der Rückseite des Reflektors angeordnet ist, zur Schaffung der endgültigen Halterungsanordnung verbunden. Demzufolge umfaßt der erhöht ausgebildete Aufnahmesitz ein schachtelähnliches Teil 52, in welches die montierte Kunststoffblock-Halterung eingepaßt ist und die eine zentrale Öffnung 54 aufweist, durch welche die Lichtquelle 26 nach der Verbindung geführt ist. Wandteile 56 des Aufnahmesitzes liefern ein Trageprofil 58, welches die Fläche an der Unterseite eines umgezogenen Bördeis 60 auffängt, der aus der montierten Blockhalterung nach der, wie nachstehend beschrieben, durchgeführten Verbindung nach außen herausragt. Eine Vielzahl von Rippenelementen 59 erstrecken sich von dem erhöhten Aufnahmesitz-Hohlraum 61 nach innen, um die Einstellmittel der vorliegenden Erfindung zu schaffen. Die Rippenelemente 59 zentrieren den Kunststoffblock IO in dem erhöhten Hohlraum 61 in spezifischer Weise durch physikalisches Auflager mit den unteren Wandteilen 6 3 des Kunststoff blocks. Die Lichtquelle 26, die sich durch die zentrale Öffnung 54 und den Aufnahmesitz-Hohlraum 61 erstreckt,

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wird hierdurch entsprechend in einer vertikalen Richtung bezüglich des Fokus des Reflektorteils zentriert. Die restliche Ausrichtung der Lichtquelle am Fokus des Reflektorteils erfolgt während der Montage in den Aufnahrnesitz, wie dies weiter unten erläutert wird.

Ein ringförmiger erhöhter Wall 62, der in einem Scheitel 64 ausläuft, umgibt die zentrale Öffnung 54 in dem Aufnahmesitz-Hohlraum 61 und liefert die Möglichkeit für eine Ultraschallverbindung oder eine sonstige Klebstoffverbindung der montierten Blockhalterung mit dem Aufnahmesitz. Die obige endgültige Halterungsanordnung erzielt eine Vorfokussierung der Lichtquelle für eine Reflektorlampe in doppelter Weise für eine verbesserte Ausrichtung der Lichtquelle am Fokus des Reflektors. Die anfängliche Vorfokussierung der Lichtquelle wird in spezifischer Weise durch Einstellen des Lampenglühfadens 66 bei einem vorherbestimmten Abstand von der Unterseite der erwähnten Fläche oder Bezugsebene, welche durch den umgezogenen Bördelteil 60 der montierten Blockhalterung 10 geschaffen wird, durchgeführt, wenn die Lichtquelle daran anmontiert ist. Eine abschließende Vorfokussierung der Lichtquelle findet statt, wenn die montierte Blockhalterung und die Lichtquelle danach mit dem Aufnahmesitz 50 des Reflektorteils 42 verbunden wird. Die abschließende Vorfokussierungsstufe kann während des Verschweißens der montierten Blockhalterungs- und Lichtquellen-Einheit mittels Ultraschall mit dem erhöhten Wall 62 des Aufnahmesitzes erfolgen, wie dies besser aus Fig. 2 zu ersehen ist. Die Ultraschallschweißung schmilzt einen ausreichenden Teil des erhöhten Walls 62 und ermöglicht es der untenliegenden Seite des umgezogenen Bördeis 60 auf der montierten Block- und Lampen-Einheit, auf dem Trageprofil 58 des Wandteils 52 des Aufnahmesitzes aufzuruhen. Auf diese Weise dient das Trage-

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profil 58 als Einstellfläche zur Einrichtung der Position der Lichtquelle am Fokus des ^r"3f lektors. Die abschließende Bindung des ringförmigen Wallteils 62 an die untenliegende Frontfläche der montierten Blockhalterung dient ferner zur Schaffung einer wasserdichten Abdichtung des Reflektorteils gegen die äußere Umgebung. Ein Paar der zentrierenden Rippenelemente 59 wird ebenfalls gezeigt, zusammen mit dem physikalischen Auflager-Kontakt zwischen den Rippenelementen und dem unteren Wandteil 6 3 des Kunststoffblocks nach der Montage.

In Fig. 2 wird ein Querschnitt der oben in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Halterungsanordnung gezeigt. Danach sind die montierte Blockhalterung 10 und die Lichtquelle 26 mit dem Aufnahmesitz 50 des Reflektorteils 42 durch Ultraschallverschweißung verbunden. Das Paar der elektrischen Zuleitungsdrähte 18 und 20 ist, wie bemerkt werden kann, mit den Metallzinken 22 und 24 verbunden und liegt in dem eingeschlossenen Hohlraum 16, obwohl sich die Teile aus der montierten Blockhalterung nach außen erstrecken. Der Hohlraum 16 wird durch die Wand 48 des inneren schachtelartigen Behälterteils 12 gebildet, der innerhalb der Wand 49 des äußeren Gehäuseteils 14 aufsitzt. Die Eingangsöffnung 40 des inneren Behälterteils 12 ermöglicht das Einspritzen des elastomeren Polymeren 51 in den eingeschlossenen Hohlraum, um eine wasserdichte Abdichtung für die montierte Blockhalterung zu gewährleisten. Wie ebenfalls zu ersehen ist, existiert eine weitere wasserdichte Abdichtung zwischen der montierten Blockhalterung und dem Reflektorteil 42, die von einer dazwischenliegenden Verbindung herrührt. Das Verschweißen des Walls 62 in dem Aufnahmesitz mit der untenliegenden Fläche der montierten Blockhalterung mittels Ultraschall schafft eine Barriere gegen das Eindringen von Feuch-

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tigkeit, das durch Witterungseinflüsse bei Umgebungsbedingungen erfolgen kann, in das Innere des Reflektorteils. Das Verschweißen der montierten Blockhalterung mit dem Aufnahmesitz des Reflektorteils 42 mittels Ultraschall ermöglicht ferner eine Absenkung der unterhalb des umgezogenen Bördeis 60 gelegenen Fläche der Blockhalterung zum Aufruhen auf der Fläche 58, die durch die Außenwand 56 des Aufnahmesitzes gebildet wird. In der Querschnittsansicht wird ferner auch ein Paar der Rippenelemente 59 in Auflager-Beziehung mit dem unteren Wandteil 63 des Kunststoffblocks gezeigt.

Eine Draufsicht des erhöhten Aufnahmesitzes auf dem oben beschriebenen Reflektorteil wird in Fig. 3 gezeigt, um die Lage aller Rippenelemente 59 in dem erhöhten Aufnahmesitz-Hohlraum 61 eindeutiger darzustellen, welche das gewünschte Zentrieren der Kunststoffblock-Halterung in einer vertikalen Richtung sicherstellen, wenn die Lichtquelle durch die zentrale Öffnung 54 hindurchgeht. Demzufolge sind die Rippenelemente 59 in allgemeiner Weise im gleichen Abstand rund um die innere Peripherie des Hohlraums des erhöhten Aufnahmesitzes 61 verteilt und können in die Wand 56 des bevorzugten Aufnahmesitz-Teils 52 aus Kunststoff bei der Herstellung eingepreßt werden. In dem bevorzugten, ganz aus Kunststoff bestehenden, vorfokussierten Halterungsaufbau 10 kann Ultraschallschweißen auch dazu verwendet werden, um die Rippenelemente im Auflager mit der äußeren Wand 63 der montierten Kunststoffblock- und Lampen-Einheit partiell zu schmelzen und eine Klebstoffbindung dazwischen zu schaffen. Diese abschließende Schmelzstufe wird durchgeführt, nachdem die montierte Blockhalterung mit dem Reflektorteil, wie oben beschrieben, verbunden worden ist.

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Geeignete elastomere Polymere für eine Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung schließen Siliconkautschuk-Verbindungen, wie solche, die als RTV bekannt sind, oder andere elastomere Polymere, wie Polyurethan, ein. Die einzige Anforderung an das elastomere Polymere besteht darin, daß es nach der Härtung an dem Kunststoffblock und den Metallen, die für die Zuleitungen und die Zinken verwendet werden, beispielsweise nickelplattiertes Eisen bzw. Messing, während der Lebensdauer der Lampe haftet und so die Wasserdichtheit der Abdichtung sicherstellt. Ein Polycarbonat-Harz wird als Kunststoffmaterial für den erfind-.:ngsgemäßen Lampen- und Halterungsaufbau wegen seiner thermischen und mechanischen Eigenschaften für diese Produktanwendung bevorzugt.

Es ist für den Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung klar, daß bei der erfindungsgemäßen Verbesserung verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können, die noch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen- Beispielsweise kann, wie bereits oben gesagt, eine Vielzahl von elastomeren Polymeren eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß sie die Bedingung erfüllen, sowohl an Metall als auch an Kunststoff zu haften. Während die bevorzugten Ausfuhrungsformen mit gewöhnlicher rechtwinkeliger Form in Form von schachtelartigen Teilen beschrieben wurden, können in ähnlicher Weise andere geeignete Formen, wie zum Beispiel zylinderische Formen, für die Schaffung des gewünschten Halterungsaufbaus eingesetzt werden. Vergleichbare Ergebnisse können auch erzielt werden, wenn die Einstell-Rippenelemente sich aus dem Kunststoffblock eher nach außen erstrecken, als daß die Einstellmittel in dem Aufnahmesitz-Hohlraum des Reflektorteils angeordnet sind. Es ist ebenso beabsichtigt, daß geeignete Lichtquellen herkömmliche Glühlampen, Wolfram-Halogenlampen oder Entladungslampen einschließen. Die vor-

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liegende Erfindung soll daher lediglich durch den Umfang der Ansprüche beschränkt sein.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung verbesserte Einstellmittel zur Einstellung einer Lichtquelle am Fokus einer PAR-Lampe, und insbesondere verbesserte Einstellmittel, welche die Lichtquelle in dem Kunststoff-Reflektor einer PAR-Lampe, und vorzugsweise in allen Kunststoff-PAR-Lampen zentriert. Der bevorzugte angewandte Halterungsaufbau verwendet einen Kunststoffblock mit Paßteilen, welche einen Hohlraum umgrenzen, aus welchem Zuleitungsdrähte herausragen und der mit einem elastomeren Polymeren ausgefüllt ist, durch welches sowohl eine wasserdichte Abdichtung um die Zuleitungsdrähte herum, als auch eine zuverlässigere Barriere gegen das Eindringen von Feuchtigkeit durch die Halterungsanordnung geschaffen wird. Die verbesserten Einstellmittel können Rippenelemente sein, die in dem Aufnahmesitz an dem Reflektor liegen, mit dem die Kunststoff-Halterung verbunden ist.

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Claims

Dr. rer. not. Horst Schüler ο η ο ft A £ ? 600° Frankfurt/Main ] ' 25 · 7 ·1^ PATENTANWALT 30284Ö2 Kaiserstrasse 41 Üra/Dr. Sb/We, Telefon (0611) 235555 Telex: 04-16759 mapat d Postscheck-Konto: 282420-602 Frankfurt/M. Bankkonto: 225/0389 Deutsche Bank AG, Frankfurt/M. 844O-LD-8261 GENERAL ELECTRIC COMPANY 1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A. Patentansprüche

1. Kunststoff-Reflektor mit vorfokussierter Lichtquellen-Halterung in Form eines Kunststoffblocks (10) mit zumindest zwei daraus herausragenden Zuleitungsdrähten (18, 20), einer mit den Enden der Zuleitungsdrähte verbundenen Lichtquelle (26) und einem erhöht ausgebildeten Aufnahmesitz (50) auf dem Reflektor (42), mit dem der Kunststoffblock unter Ausbildung einer endgültigen Halterungsanordnung, welche die Lichtquelle am Fokus des Reflektors in die richtige Lage bringt, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Haiterungsanordnung Einstellelemente (59) zum Zentrieren des Kunststoffblocks in der Mitte des Aufnahmesitz-Hohlraums (61) enthält.

2. Kunststoff-Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellelemente (59) Rippen sind, die sich aus den Wänden (56) , welche den Aufnahmesitz-Hohlraum (61) begrenzen, nach innen erstrecken.

3. Kunststoff-Reflektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (59) mit den

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Wandteilen (56) des Kunststoffblocks (10) verbunden sind.

4. Kunststoff-Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmesitz (50) ferner eine zentrale Öffnung (54) mit einem erhöhten Wandteil (62) aufweist, durch welche die Lichtquelle (26) zur Positionierung am Fokus des Reflektors (42) ragt.

5. Kunststoff-Reflektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne t₇ daß die untere Fläche des Kunststoffblocks (10) mit dem erhöhten Wandteil (62) der zentralen öffnung (54) in dem Aufnahmesitz -(50) verbunden ist.

6. Reflektorlampe, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit dem verbesserten Kunststoff-Reflektor nach Anspruch 1 verbundene Linse besitzt.

7. Reflektorlampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Kunststoffblocks UO) mit dem Reflektorteil (42) eine leckdichte Abdichtung schafft.

8. Reflektorlampe nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (26) eine Wolfram-Halogenlampe ist.

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