WO1997015064A1 - Entladungslampe, insbesondere für fahrzeugbeleuchtungssysteme - Google Patents

Entladungslampe, insbesondere für fahrzeugbeleuchtungssysteme Download PDF

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WO1997015064A1
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Martin Frey
Thomas Fabry
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Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/56—One or more circuit elements structurally associated with the lamp

Definitions

  • Discharge lamp in particular for vehicle lighting systems
  • the invention relates to a discharge lamp, in particular for vehicle lighting systems, according to the preamble of claim 1.
  • Such a discharge lamp is known from DE 36 03 743 AI.
  • This discharge lamp has a discharge vessel in which two electrodes are arranged.
  • the discharge lamp has a base made of electrically insulating material, through which electrical leads are led to the electrodes.
  • Discharge lamps are usually operated at high voltage and it has been shown that electromagnetic noise propagates along the supply lines to the lamp during their operation.
  • DE 43 10 307 AI proposes to arrange an interference suppression circuit in a housing part near the discharge lamp in order to prevent or at least attenuate the spread of the electromagnetic interference.
  • the suppressor circuit has, among other things, a capacitor which is connected in parallel between the leads to the discharge lamp.
  • this additional interference suppression circuit is very complex and causes additional costs.
  • the discharge lamp according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that a capacitive component is integrated with a few additional components in the base of the discharge lamp, through which the spread of electromagnetic interference via the leads of the lamp is prevented or at least weakened.
  • FIG. 1 shows a discharge lamp in a longitudinal section
  • FIG. 2 shows the discharge lamp in a cross section along line II-II in FIG. 1.
  • FIGS. 1 and 2 A discharge lamp for vehicle lighting systems shown in FIGS. 1 and 2, in particular
  • Motor vehicle headlight has a discharge vessel 10, into which two electrodes 12 and 13 protrude.
  • the electrodes are 12, 13 arranged opposite each other in the direction of the longitudinal axis 14 of the lamp.
  • the discharge vessel 10 contains a mixture of different substances which are excited to emit light when a voltage is applied between the electrodes 12, 13.
  • the discharge vessel 10 preferably contains mercury under high pressure and, if appropriate, a metal halide or a mixture of different metal halides.
  • an inert gas can be contained in the discharge vessel, for example xenon.
  • An electrical feed line 16 or 17 is connected to each electrode 12, 13, which leads to a base 20 of the
  • Discharge lamp leads The connected to the side facing the base 20 'electrode 12 supply line 16 is approximately centrally to the discharge vessel 10 and approximately parallel to the longitudinal axis 14 of the lamp and connected to the other electrode 13 of lead 17 is arranged eccentrically and substantially parallel to the longitudinal axis 14 of the lamp.
  • the base 20 of the discharge lamp consists of an electrically insulating material, for example plastic or ceramic.
  • a component 22 made of electrically conductive material is connected to the end of the feed line 16 arranged in the base 20 and is designed, for example, as a sleeve which is round at least on its outer circumference and is arranged coaxially to the longitudinal axis 14 of the lamp.
  • the component 22 is enclosed at least on its outer circumference by the insulating material of the base 20.
  • the component 22 has a length 1 in the direction of the longitudinal axis 14 of the discharge lamp and a radius r1 with respect to the longitudinal axis 14.
  • the base 20 has a widening 21 in which the end of the feed line 17 is arranged.
  • the component 26 is essentially ring-shaped and has a connecting section 27 via which it is connected to the end of the feed line 17 and an annular section 28 which surrounds the component 22.
  • the annular section 28 of the component 26 is preferably arranged coaxially to the component 22 and thus to the longitudinal axis 14, so that the distance between the outer circumference of the component 22 and the inner circumference of the section 28 is constant.
  • the annular section 28 of the component 26 When viewed in the direction of the longitudinal axis 14 of the lamp, the annular section 28 of the component 26 is arranged in the same area as the component 22 and preferably extends over the same length 1 as the component 22. The annular section 28 of the component 26 is thus in
  • the annular section 28 of the component 26 is arranged on a radius r2 around the longitudinal axis 14 and is preferably designed to be closed over its entire circumference, but can also be interrupted. At its end pointing away from the discharge vessel 10, the annular section 28 of the component 26 has an edge 29 which projects radially outward to the longitudinal axis 14.
  • the component 26 is almost completely enclosed by the insulating material of the base 20.
  • the supply line 17 can be provided with an electrically insulating sheath 30 in its area outside the base 20 towards the electrode 13.
  • the components 22 and 26 are preferably made of metal, for example copper, and are electrically separated from one another by the electrically insulating material of the base 20 located between them. When the discharge lamp is in operation, the components 22 and 26 produce a capacitive effect with the insulating material of the base 20 and form a capacitive component which is connected in parallel between the two supply lines 16 and 17.
  • the capacitance C of this component can be determined using the following equation:
  • ⁇ r is the dielectric constant of the insulating material of the base
  • ⁇ 0 is the electrical field constant
  • a capacitive component with a predetermined capacitance can be formed by correspondingly varying the dimensions 1 and / or rl and / or r2.
  • the capacity can be changed in a simple manner, in particular by varying the length 1.
  • the material for the base 20 of the discharge lamp can be, for example, polyetherimide, PEI,
  • Connection elements arranged on the side of the base 20 opposite the discharge vessel 10 are connected to the feed lines 16, 17.
  • a plug-in sleeve 31 or a plug pin can be connected to the central feed line 16 and a conductor ring 32 to the off-center feed line 17.
  • the base 20 of the discharge lamp is preferably produced by injection molding, the components 22, 26 being introduced into an injection mold in their predetermined association with one another and then encapsulated with the electrically insulating plastic material of the base.
  • a plate-like design of these components can also be provided.
  • a plate-shaped, electrically conductive component is likewise connected to each supply line 16, 17, the two components being separated from one another by the insulating material of the base 20 and forming a plate capacitor.

Landscapes

  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)

Abstract

Die Entladungslampe weist ein Entladungsgefäß (10) und einen Sockel (20) aus elektrisch isolierendem Material auf. In das Entladungsgefäß (10) ragen zwei Elektroden (12, 13), mit denen durch den Sockel (20) geführte elektrische Zuleitungen (16, 17) verbunden sind. Mit der einen Zuleitung (16) ist ein erstes elektrisch leitfähiges Bauteil (22) verbunden und mit der anderen Zuleitung (17) ist ein zweites elektrisch leitfähiges Bauteil (26) verbunden, das das erste Bauteil (22) umgibt und von diesem durch das isolierende Material des Sockels (20) getrennt ist. Die beiden Bauteile (22, 26) bilden zusammen mit dem isolierenden Material des Sockels (20) ein kapazitives Bauelement, das parallel zwischen den beiden Zuleitungen (16, 17) geschaltet ist und durch das die Ausbreitung elektromagnetischer Störungen entlang der Zuleitungen (16, 17) verhindert oder zumindest abgeschwächt wird.

Description

Entladungslampe, insbesondere für Fahrzeugbeleuchtungssysteme
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Entladungslampe, insbesondere für Fahrzeugbeleuchtungssysteme, nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Entladungslampe ist durch die DE 36 03 743 AI bekannt. Diese Entladungslampe weist ein Entladungsgefäß auf, in dem zwei Elektroden angeordnet sind. Außerdem weist die Entladungslampe einen Sockel aus elektrisch isolierendem Material auf, durch den elektrische Zuleitungen zu den Elektroden geführt sind. Entladungslampen werden üblicherweise mit Hochspannung betrieben und es hat sich gezeigt, daß bei deren Betrieb elektromagnetische Störungen sich entlang der Zuleitungen zur Lampe ausbreiten. In der DE 43 10 307 AI wird vorgeschlagen, in einem Gehäuseteil nahe der Entladungslampe eine Entstörschaltung anzuordnen, um die Ausbreitung der elektromagnetischen Störungen zu verhindern oder zumindest abzuschwächen. Die Entstorschaltung weist unter anderem einen Kondensator auf, der parallel zwischen die Zuleitungen zur Entladungslampe geschaltet ist. Diese zusätzliche Entstorschaltung stellt jedoch einen großen Aufwand dar und verursacht zusätzliche Kosten. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Entladungslampe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß mit wenigen zusätzlichen Bauteilen im Sockel der Entladungslampe ein kapazitiv wirkendes Bauelement integriert ist, durch das die Ausbreitung elektromagnetischer Störungen über die Zuleitungen der Lampe verhindert oder zumindest abgeschwächt ist.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Entladungslampe angegeben.
Zeichnung
*Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Entladungslampe in einem Längsschnitt und Figur 2 die Entladungslampe in einem Querschnitt entlang Linie II-II in Figur 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Eine in den Figuren 1 und 2 dargestellte Entladungslampe für Fahrzeugbeleuchtungssysteme, insbesondere
Kraftfahrzeugscheinwerfer, weist ein Entladungsgefäß 10 auf, in das zwei Elektroden 12 und 13 hineinragen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 12,13 einander in Richtung der Längsachse 14 der Lampe gegenüberliegend angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Elektroden so anzuordnen, daß sie quer zur Längsachse 14 der Lampe einander gegenüberliegen. Im Entladungsgefäß 10 ist eine Mischung aus verschiedenen Stoffen enthalten, die bei Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden 12,13 zur Lichtabgabe angeregt werden. Vorzugsweise ist im Entladungsgefäß 10 Quecksilber unter hohem Druck und gegebenenfalls ein Metallhalogenid oder eine Mischung aus verschiedenen Metallhalogeniden enthalten. Zusätzlich kann im Entladungsgefäß ein Edelgas enthalten sein, beispielsweise Xenon.
Mit jeder Elektrode 12,13 ist eine elektrische Zuleitung 16 bzw. 17 verbunden, die zu einem Sockel 20 der
Entladungslampe führt. Die mit der zum Sockel 20 weisenden 'Elektrode 12 verbundene Zuleitung 16 ist etwa mittig zum Entladungsgefäß 10 und etwa parallel zur Längsachse 14 der Lampe angeordnet und die mit der anderen Elektrode 13 verbundene Zuleitung 17 ist außermittig und etwa parallel zur Längsachse 14 der Lampe angeordnet. Der Sockel 20 der Entladungslampe besteht aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Kunststoff oder Keramik. Mit dem im Sockel 20 angeordneten Ende der Zuleitung 16 ist ein Bauteil 22 aus elektrisch leitfähigem Material verbunden, das beispielsweise als eine zumindest an ihrem Außenumfang runde Hülse ausgebildet ist, die koaxial zur Längsachse 14 der Lampe angeordnet ist. Das Bauteil 22 ist zumindest an seinem äußeren Umfang vom isolierenden Material des Sockels 20 umschlossen. Das Bauteil 22 weist in Richtung der Längsachse 14 der Entladungslampe eine Länge 1 auf und bezogen auf die Längsachse 14 einen Radius rl.
Mit dem im Sockel 20 angeordneten Ende der anderen Zuleitung 17 ist ebenfalls ein Bauteil 26 aus elektrisch leitfähigem Material verbunden. Der Sockel 20 weist eine Verbreiterung 21 auf, in der das Ende der Zuleitung 17 angeordnet ist. Das Bauteil 26 ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet und weist einen Verbindungsabschnitt 27 auf, über den es mit dem Ende der Zuleitung 17 verbunden ist und einen ringförmigen Abschnitt 28, der das Bauteil 22 umgibt. Vorzugsweise ist der ringförmige Abschnitt 28 des Bauteils 26 koaxial zum Bauteil 22 und damit zur Längsachse 14 angeordnet, so daß der Abstand zwischen dem äußeren Umfang des Bauteils 22 und dem inneren Umfang des Abschnitts 28 konstant ist. Der ringförmige Abschnitt 28 des Bauteils 26 ist in Richtung der Längsachse 14 der Lampe betrachtet im selben Bereich angeordnet wie das Bauteil 22 und erstreckt sich vorzugsweise über dieselbe Länge 1 wie das Bauteil 22. Der ringförmige Abschnitt 28 des Bauteils 26 ist somit in
Richtung der Längsachse 14 der Lampe betrachtet zumindest annähernd deckungsgleich mit dem Bauteil 22 angeordnet. Der ringförmige Abschnitt 28 des Bauteils 26 ist auf einem Radius r2 um die Längsachse 14 angeordnet und vorzugsweise über seinen gesamten Umfang geschlossen ausgebildet, kann jedoch auch unterbrochen sein. An seinem vom Entladungsgefäß 10 wegweisenden Ende weist der ringförmige Abschnitt 28 des Bauteils 26 einen radial zur Längsachse 14 nach außen abstehenden Rand 29 auf. Das Bauteil 26 ist nahezu vollständig vom isolierenden Material des Sockels 20 umschlossen. Die Zuleitung 17 kann in ihrem außerhalb des Sockels 20 angeordneten Bereich zur Elektrode 13 hin mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung 30 versehen sein.
Die Bauteile 22 und 26 bestehen vorzugsweise aus Metall, beispielsweise Kupfer, und sind durch das zwischen ihnen befindliche elektrisch isolierende Material des Sockels 20 elektrisch voneinander getrennt. Beim Betrieb der Entladungslampe erzeugen die Bauteile 22 und 26 mit dem isolierenden Material des Sockels 20 eine kapazitive Wirkung und bilden ein kapazitives Bauelement, das parallel zwischen die beiden Zuleitungen 16 und 17 geschaltet ist. Die Kapazität C dieses Bauelements kann nach der nachfolgenden Gleichung bestimmt werden:
εr
In (r2/rl)
Darin ist εr die Dielektrizitätskonstante des isolierenden Materials des Sockels, ε0 die elektrische Feldkonstante, die
8,854 IO"12 F/m beträgt, rl der Radius des inneren Bauteils 22, r2 der Radius des ringförmigen Abschnitts 28 des äußeren Bauteils 26, 1 die Länge der Bauteile 22,28
Durch entsprechende Variation der Abmessungen 1 und/oder rl und/oder r2 kann ein kapazitives Bauelement mit einer vorgegebenenen Kapazität gebildet werden. Insbesondere durch Variation der Länge 1 kann die Kapazität auf einfache Weise verändert werden. Als Material für den Sockel 20 der Entladungslampe kann beispielsweise Polyetherimid, PEI,
verwendet werden, das eine Dielektrizitätskonstante εr von etwa 3,5 aufweist. Mit den Werten rl = 4mm und r2 = 5,2 mm ergibt sich bei einer Länge 1 von 8 mm eine Kapazität von etwa 5,9 pF, bei einer Länge 1 von 10 mm eine Kapazität von 7,4 pF und bei einer Länge 1 von 12 mm eine Kapazität von 8,9 pF. Als Material für den Sockel 20 kann auch Polyphenylensulfid, PPS, verwendet werden.
Mit den Zuleitungen 16,17 sind auf der dem Entladungsgefäß 10 gegenüberliegenden Seite des Sockels 20 angeordnete Anschlußelemente verbunden. Beispielsweise kann mit der mittigen Zuleitung 16 eine Steckhülse 31 oder ein Steckstift verbunden sein und mit der außermittigen Zuleitung 17 ein Leiterring 32. Auf den Sockel 20 der Entladungslampe kann ein nicht dargestelltes Steckerteil aufgesetzt werden, das entsprechende Gegenanschlußelemente aufweist.
Der Sockel 20 der Entladungslampe wird vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt, wobei die Bauteile 22,26 in ihrer vorbestimmten Zuordnung zueinander in eine Spritzgießform eingebracht werden und anschließend mit dem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial des Sockels umspritzt werden.
Anstelle der vorstehend beschriebenen ringförmigen Ausbildung der Bauteile 22 und 26 kann auch eine plattenformige Ausbildung dieser Bauteile vorgesehen werden. In diesem Fall ist ebenfalls mit jeder Zuleitung 16,17 ein plattenformiges elektrisch leitfähiges Bauteil verbunden, wobei die beiden Bauteile durch das isolierende Material des Sockels 20 voneinander getrennt sind und einen Plattenkondensator bilden.

Claims

Ansprüche
1. Entladungslampe, insbesondere für Fahrzeubeleuchtungssysteme, mit einem Entladungsgefäß (10) , in das wenigstens zwei Elektroden (12,13) hineinragen und mit einem Sockel (20) aus elektrisch isolierendem Material, wobei elektrische Zuleitungen (16,17) zu den Elektroden (12,13) durch den Sockel (20) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Zuleitung (16,17) wenigstens ein Bauteil (22,26) aus elektrisch leitfähigem Material verbunden ist, das im Sockel (20) angeordnet ist, wobei die verschiedenen Zuleitungen (16,17) zugeordneten Bauteile (22,26) durch das isolierende Material des Sockels (20) elektrisch voneinander getrennt sind und zusammen mit dem isolierenden Material des Sockels (20) ein kapazitives Bauelement bilden.
2. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (22,26) zumindest teilweise vom isolierenden Material des Sockels (20) umschlossen sind.
3. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer der Zuleitungen (16) verbundenes erstes Bauteil (22) eine etwa zylinderförmige Außenform aufweist und daß ein mit einer anderen der Zuleitungen (17) verbundenes zweites Bauteil (26) einen zumindest annähernd ringförmigen Abschnitt (28) aufweist, der das erste Bauteil (22) mit Abstand umgibt.
4. Entladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (22) und der ringförmige Abschnitt
(28) des zweiten Bauteils (26) zumindest annähernd koaxial 9angeordnet sind.
5. Entladungslampe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode (12) und die mit dieser verbundene Zuleitung (16) etwa mittig bezüglich der Lampenlängsachse (14) angeordnet ist und mit dieser Zuleitung (16) das erste Bauteil (22) verbundenist und daß eine andere Elektrode (13) und die mit dieser verbundene Zuleitung (17) außermittig bezüglich der Lampenlängsachse
(14) angeordnet ist und mit dieser Zuleitung (17) das zweite Bauteil (26) verbunden ist.
6. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bauteile (22,26) in Richtung der Lampenlängsachse (14) zumindest annähernd deckungsgleich angeordnet sind.
7. Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (20) aus Kunststoff besteht.
8. Entladungslampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (20) aus Polyetherimid besteht.
9. Entladungslampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (20) aus Polyphenylensulfid besteht.
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