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Die Erfindung betrifft elektrische Lampen und vor allem von
einem Halter gehaltene elektrische Lampen. Vor allen Dingen
bezieht sich die Erfindung auf eine rotierend gequetschte
Verbindung zwischen der Lampenzuleitung und dem Steckverbinder
bei einer Fahrzeuglampenkapsel.
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Scheinwerferlampenkolben können mittels Metallklammern
gehalten werden, die ihrerseits von Kunststoffhaltern
abgestützt sind. Die elektrischen Zuleitungen werden sodann
mit Metallsteckern verbunden, die in dem Plastikhalter
angebracht sind, sodaß ein fassungsartiger Verbinder befestigt
werden kann. Fahrzeugscheinwerferkapseln werden nunmehr häufig
auf diese Art und Weise angeschlossen. Wenn die Fassung auf
die Steckverbinder gestoßen wird, können die auf die
Steckverbinder ausgeübten Kräfte die Steckverbinder bewegen,
die Verbindung zwischen Zuleitung und Steckverbinder
überbeanspruchen oder Bewegung auf die Lampe übertragen, falls
diese nicht sicher verankert ist. Eine solche
Beanspruchungsweiterleitung müssen Kopplungen zwischen
Steckverbindern und Zuleitungen vermeiden. Die Verbindung
zwischen Stecker und Zuleitung ist auch wechselnden
Wärmebeanspruchungen unterworfen, sowie möglicher Korrosion.
Es ist wichtig, einen Ausfall der Verbindung von Stecker und
Zuleitung zu vermeiden, was typischerweise durch Widerstands-
oder Laserverschweißung von Zuleitung und Stecker erreicht
wird, wenn diese einmal richtig zueinander lokalisiert worden
sind.
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Schweißungen zwischen Zuleitung und Stecker erfordern einen
Positionsgeber, um die Verbindung zwischen Zuleitung und
Stecker zu finden, die beiden Teile in Kontakt miteinander zu
halten und eine Qualitätsschweißung per Laser oder auf
elektrische Weise anzubringen, ohne die benachbarten
Strukturen zu beschädigen. Hat die Zuleitung ein längeres
Übermaß, dann kann dieses den Schweißvorgang stören, oder,
falls eine erfolgreiche Schweißung erzielt wurde, kann die
Überlänge auch die nachfolgende Fassungsverbindung stören.
Unglücklicherweise besitzt Laserschweißung nur eine begrenzte
Leistung und ihre Effektivität ist von den Massen der zu
verschweißenden Materialien abhängig und ist allgemein nicht
in der Lage, eine Zuleitungsüberlänge zu entfernen. Im
Ergebnis muß die Zuleitung dann vorher getrimmt werden, um
vor dem Schweißen nahe an der Steckerfläche zu enden. Genaues
Trimmen ist somit ein erforderlicher Gesichtspunkt bei einer
lasergeschweißten Verbindung, obgleich exaktes Trimmen Zeit,
Arbeit und Energie verbraucht. Widerstandsschweißung verlangt
auch, daß die Teile zusammengedrückt werden, während sie
aufgeheizt werden. Ist in dem Aufbau mechanisches Spiel
vorhanden, kann sich die Lampe verschieben. Werden die
Zuleitung und der Stecker während des Schweißens zu fest
zusammengepreßt, können der Stecker und die Zuleitung beim
Kühlen überstrapaziert werden oder es kann ein Fehler in der
Schweißung auftreten. Der Stecker kann in den Halter
hineinschmelzen, was für einen kleinen Spalt in der
Steckerabstützung und -positionierung sorgt. Der Stecker kann
dann zu lose oder zu fest sein. Die Schweißung kann oder kann
nicht greifen. Die Lampe kann oder kann nicht korrekt
positioniert werden. Es gibt somit einen Bedarf bezüglich
einer eine Steckverbindung aufweisenden Lampenkapsel, bei
welcher die elektrische Verbindung ohne Berücksichtigung der
Zuleitungslänge hergestellt und schnell und sicher
durchgeführt wird, und zwar mit einer geringen Möglichkeit
einer Bewegung der Teile. Darüberhinaus besteht ein Bedarf an
einer Massenproduktion derartiger Lampenkapseln in kürzester
Montagezeit.
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Ein Beispiel für die Schweißtechnik ist beispielsweise in
der U. S. A. 5 160 281 offenbart, die eine Lampenkapsel mit
zumindest einem Steckverbinder lehrt, mit einem Lampenkolben
und zumindest einer langgestreckten Zuleitung mit einem
Zuleitungsdurchmesser sowie mit einem Halter zur Halterung des
Lampenkolbens mit einer Innenwand und einem in der Innenwand
ausgebildeten Durchgang, wobei die Zuleitung derart
positioniert ist, daß sie sich durch den Durchgang
hindurcherstreckt, und wobei ein Steckverbinder mit einem
Fußabschnitt nahe der inneren Wand positioniert ist, sowie ein
Loch in dem Fuß ausgebildet und gegenüber dem Wanddurchgang
ausgerichtet ist, und wobei die Zuleitung derart angeordnet
ist, daß sie sich durch das Fußloch erstreckt.
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Es wird als Aufgabe der Erfindung angesehen, die erwähnten
Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
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Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch Verwendung einer
oben beschriebenen Lampenkapsel und durch Kopplung der
Zuleitung an den Stecker mittels einer rotierend an dem
Stecker ausgebildeten Quetschung, wobei sich die Quetschung
rund um die Zuleitung erstreckt, sodaß ein Teil des Steckers
in engen Kontakt mit der Zuleitung gepreßt worden ist, um
dadurch die Zuleitung mit dem Steckverbinder mechanisch zu
verriegeln und elektrisch zu koppeln.
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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigt:
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Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten
Ausführungsform der Lampenkapsel mit ringförmig angestauchten
Steckverbindern;
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Fig. 2 einen Stecker vor dem Zusammenbau;
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Fig. 3 eine schematische Zeichnung nach einer Fotografie
eines tatsächlichen Querschnitts einer rotierend
angequetschten Kupplung.
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Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer
Lampenkapsel mit rotierend angequetschten Steckverbindern.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder entsprechende
Teile in Zeichnungen und Beschreibung. Die Lampenkapsel mit
rotierend angestauchten Steckverbindern ist aus einem
Lampenkolben 10, einem Halter 20 und einem oder mehreren
Steckern 42 zusammengesetzt.
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Der Lampenkolben 10 besitzt eine Hülle 12, eine Lichtquelle 14
und eine oder mehrere Zuleitungen 16. Die bevorzugte Hülle 19
besteht aus Quarz oder Hartglas, und die bevorzugte
Lichtquelle 14 ist ein Wolframglühfaden, obwohl auch eine
Entladungslampe angepaßt werden könnte. Vom Lampenkolben 10
erstreckt sich eine Zuleitung 16. Da die ringförmige Anform-
bzw. Quetschkraft nicht auf die Zuleitung 16 sondern nur auf
den Verbinder 42 ausgeübt wird, kann die Zuleitung 16 entweder
steif oder flexibel sein. Verdrehung der Zuleitung 16 findet
nicht statt und wird nicht als Problem betrachtet. Die
bevorzugte Zuleitung 16 ist ein Molybdänstab.
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Der Lampenkolben 10 kann in einer Metallklammer 18 gehalten
sein, die in einem Halter 20 abgestützt ist, der aus
Kunststoff hergestellt sein kann, beispielsweise einem
Hochtemperaturkunststoff oder einem gefüllten Kunststoff. Der
Kunststoffhalter 20 kann eine von einer Vielzahl von Formen
aufweisen. Gewöhnlich besitzt der Halter 20 grob einen
zylindrischen Teil an einer Innenseite 22 mit einer
Metallklammer 18, um den Lampenkolben 10 zu halten. In einem
Mittelbereich des Halters 20 ist eine innere Wand 24
vorgesehen, um den Durchfluß von Luft, Wasser oder
Verunreinigungen zur dem Lampenkolben 10 zugewandten Seite des
Halters 20 zu verhindern. Die Innenwand 24 ist mit einer oder
mehreren Zuleitungsdurchgängen 26 ausgebildet, um die
Lampenkolbenzuleitungen 16 von der Innenseite 22 einer
Außenseite 28 zuzuführen. Der bevorzugte Zuleitungsdurchgang
26 besitzt ein kegelförmiges, der Innenseite 22 zugewandtes
Ende, einen schmalen Mittelbereich, um einerseits eine enge,
konforme Passung für die Lampenzuleitung 16 einerseits und in
einem Oberflächenbereich 30, an die Außenseite 28 des
Zuleitungsdurchgangs 26 angrenzend, für einen Steckverbinder
42 andererseits zu bilden. Die bevorzugte Außenfläche 30
umfaßt eine ebene Anlagefläche und einen umgebenden
Leimschacht 34. Eine bevorzugte Ausführungsform des Halters 20
ist zusätzlich in der US-PS 5 880 011 beschrieben, die hier
durch Bezugnahme inkorporiert ist.
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Auf der Außenseite 28 treten die Kolbenzuleitungen 16 in einen
äußeren Steckschacht 36 hervor. Der Halter 20 kann ferner
Abdicht- und Verriegelungsmechanismen aufweisen, um den Halter
20 relativ zum Lampenreflektor an Ort und Stelle zu halten;
dieselben können nach Belieben von einem Designer gewählt
werden. Der bevorzugte Halter 20 besitzt eine O-Ringnut 38 und
einen O-Ring 40 zur Abdichtung, sowie mit Rasten versehene
radiale Arme zwecks Bajonetthalterung an einem Lampenreflektor
oder einem Lampengehäuse.
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Fig. 2 zeigt einen Steckverbinder 42. Der Steckverbinder 42
kann aus einem steifen Leitermaterial hergestellt sein, wie
aus einem flachen, schmalen Metallstück, das gebogen worden
ist, um die allgemeine Form eines L's mit einem Fußabschnitt
44 und einem Rückenabschnitt 46 aufzuweisen. Der Fußabschnitt
44 ist mit einem Verbindungsloch 48 ausgebildet, das derart
dimensioniert ist, daß es ein vorstehendes Ende der Zuleitung
16 mit enger Passung aufnimmt. Bei der bevorzugten
Ausführungsform ist in dem Steckerfuß 44 rund um das Loch 48
eine Quetschlippe 50 ausgebildet, die allgemein der Außenseite
gegenüberliegt. Die Quetschlippe 50 kann das Ergebnis davon
sein, daß man den Fuß 44 während der Bildung des Loches 48
sich deformieren läßt, oder durch Hämmern oder durch
anderweitiges Aufbiegen des Randes des Lochs 48 gebildet sein,
und zwar aufwärts und weg vom Zentrum des Lochs 48.
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Die Lampe wird durch ein Verstemmen oder Eingießen der
Steckverbinder 42 in den Leimschächten 34 zusammengesetzt. Der
Durchgang des Halters 20 und das Steckverbinderloch 48 werden
sodann ausgerichtet. Der Lampenkolben 10 wird dann in den
Halter 20 eingesetzt und die Zuleitungen 16 werden durch die
konischen Öffnungen gefädelt, um sich durch den Durchlaß der
Innenwand 24 und die Steckverbinderlöcher 48
hindurchzuerstrecken. Der Lampenkolben 10 ist sodann durch das
gewählte Verbindungsverfahren richtig ausgerichtet und
an seinem Platz verriegelt. Das bevorzugte Quetschwerkzeug ist
ein Schaft, der an einem Ende offen und mit einer sich axial
erstreckenden Höhlung ausgebildet ist, die derart
dimensioniert ist, daß sie über die Zuleitung 16 paßt. Das
Ende des Schafts ist sowohl vom äußeren Rand her als auch vom
inneren Rand her abgeschrägt, um ein kreisförmiges V zu
bilden. Das drehbare Quetschwerkzeug wird dann in den
Steckverbinderschacht 36 vorgeschoben, um über und rund um das
sich nach außen erstreckende Ende der Zuleitung 16 zu passen.
Das Quetschwerkzeug wird dann weiter vorgeschoben, um den V-
Rand gegen den Steckerfuß 44 und die Quetschlippe 50
vorzuschieben. Das Quetschwerkzeug wird sodann rotiert und
weiter gegen die Quetschlippe 50 gepreßt. Das vorgehende
Quetschwerkzeug drückt dann in die Quetschlippe 50 hinein und
deformiert dieselbe zu einem die Zuleitung 16 umgebenden Ring.
Mit weiterer Deformation wird die Quetschlippe 50 derart
deformiert, daß sie einen Umfangskontakt mit der Zuleitung 16
bildet. Bei noch weiterer Deformation kann die Zuleitung 16
von der Quetschlippe 50 etwas verformt werden, welche
fortfährt, in die Zuleitung 16 hineingedrückt zu werden. Die
Zuleitung 16 und die Quetschlippe 50 werden somit in
engen Kontakt miteinander gepreßt, was zu einer Abdichtung,
mechanischen Verriegelung und elektrischen Kopplung der
Zuleitung 16 mit dem Steckverbinder 42 führt. Die
Deformationskräfte sind im wesentlichen senkrecht zur
Zuleitung 16, derart, daß kleine oder überhaupt keine Kraft
längs der Leitung 16 übertragen wird, um den Lampenkolben 10
zu verlagern oder den Steckverbinder 42 zu stark oder zu
schwach an den Halter 20 zu pressen. Das Quetschwerkzeug wird
dann entfernt und die verbleibenden Zuleitungs- und
Steckverbinder-Paare werden entsprechend der Gestaltung
angesiegelt. Der Steckverbinderschacht 34 kann dann mit einem
Abdichtmittel gefüllt werden, wie dies bekannt ist.
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Fig. 3 zeigt eine Zeichnung, die einer Fotografie eines
tatsächlichen Querschnitts einer drehungsgequetschten Kupplung
entnommen wurde. Der Steckverbinder 42 ist in dem Halter 20
fest fixiert. Die Quetschlippe 50 des Steckverbinders 42 ist
rotierend gequetscht worden und dabei wurde das
Steckverbindermaterial in die Seite der Zuleitung 16
hineingepreßt. Die Quetschlippe 50 steht in Richtung auf die
Zuleitung 16 vor und besitzt die Form eines weit geöffneten V,
während die angrenzende Zuleitung 16 ein konformes
eingetieftes V darstellt, das wannenförmig geformt eine enge
Verbindung mit dem Steckverbinder 42 bildet. Die Verbindung
erstreckt sich längs eines Kreises rund um die Zuleitung 16
und schließt dadurch die Zuleitung 16 und den Steckverbinder
42 zusammen und versiegelt gleichzeitig die Berührungsfläche
zwischen Zuleitung 16 und Steckverbinder 42.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wurde der Verbinder aus
0,6 Millimeter (0,024 Zoll) dickem zinnplattierten Messing
gestanzt. Der Steckverbinder besaß eine L-Form mit einem
15,47 Millimeter (0,61 Zoll) langen Rückenabschnitt. Der
Fußabschnitt war 3,28 Millimeter (0,13 Zoll) lang. In dem Fuß
wurde ein Loch mit einem Durchmesser von 1,1 mm (0,04 Zoll)
ausgebildet. Rund um das Loch war eine Quetschlippe
ausgebildet, mit einer Gesamthöhe von 1,33 Millimetern (0,05
Zoll) und einem äußeren Durchmesser von 1,82 Millimetern (0,07
Zoll). Das Quetschwerkzeug besaß einen inneren Durchmesser von
1,04 Millimetern (0,041 Zoll) und einen äußeren Durchmesser
von 3,175 mm (0,125 Zoll), sowie ein kreisförmiges V-Randende
mit einem Durchmesser von 1,8 Millimetern (0,071 Zoll). Das
zylindrische Innere erstreckte sich um 12,7 Millimeter (0,5
Zoll) in den Schaft hinein.
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Die offenbarten Betriebsbedingungen, Abmessungen,
Konfigurationen und Ausführungsformen sind lediglich
Beispiele. Zur Implementierung der Erfindung können andere
geeignete Konfigurationen und Verhältnisse verwendet werden.