CN104246962A - 底座内具有接触路径的放电灯 - Google Patents

Abstract

描述了包括固定至灯座12的灯头14的灯10。操作电路50被设置在灯座12内，以用于向灯头14供给电力。操作电路50电气连接至在底座内延伸的至少一个伸长的接触路径元件70。接触路径元件70被支撑在底座12内并且包括固定在底座内的第一部分70a和可滑动地容纳在底座12内的第二部分70b。接触路径元件70在设置在从第二部分70b的纵向上的位置处固定至操作电路50。这允许一种制造方法，其中接触路径元件在设置在从第二部分的纵向上的位置处固定至操作电路50，使得第二部分的纵向移动可能补偿制造公差。

Description

底座内具有接触路径的放电灯

技术领域

本发明涉及灯和制造灯的方法，特别地涉及放电灯，并且更具体地涉及用于使用在车辆前灯中的灯。

背景技术

如今，电气放电灯、特别是高强度放电（HID）灯被广泛使用在例如车辆前灯中。虽然第一代这样的汽车HID灯仅仅为了灯头的机械安装和电气接触而包括灯座，但是当前发展的灯包括集成在灯座内的用于灯头的操作和/或点火的电路。

本发明涉及在灯座内提供到操作电路的组件的电气接触。

US 2006/0119282 A1描述了具有灯座的高压放电灯，所述灯座具有集成的启动装置。提供电磁屏蔽，其连接至操作设备的接地参考电位。电磁屏蔽被提供为围绕灯座的金属壳，并且具有用于放电容器和用于灯的电气连接的孔。金属壳由铝或者由铝/镁合金或者由镀锌钢片制成。在内部，引线框架提供有启动装置的电气组件，所述引线框架包括嵌在电气绝缘塑料中的金属网。金属舌从引线框架伸出并且离开灯座的内部。在安装好的状态中，金属网的金属舌与金属壳的壁部电气和机械接触。金属网利用夹紧配合以类似于板簧的方式抵靠金属壳。

发明内容

可以考虑提供灯和制造方法从而允许可靠的电气接触的目的。

该目的通过根据权利要求1的灯和通过根据权利要求13的用于制造灯的方法解决。从属权利要求指的是本发明的优选实施例。

根据本发明的灯包括固定至灯座的灯头，优选为HID（高强度放电）灯头。操作电路提供在底座内。操作电路服务于向灯头供给电力，并且可以包括用于点火和/或用于在稳态操作期间向灯供给交变电流的电路。优选地，操作电路包括点火器和驱动器电路二者，使得灯可以通过车辆车载电压的仅有供给而完全地操作。

根据本发明，至少一个伸长的接触路径元件被提供成在底座内延伸。接触路径元件优选地为金属条或者网，例如，由诸如钢之类的金属片制成。接触路径元件电气连接至操作电路的至少一个组件，优选地电气连接至安装操作电路的多个电气组件的诸如印刷电路板之类的电路载体。

本发明假设接触路径元件以特殊的方式在底座内、优选地在底座壳内被支撑。接触路径元件的第一部分固定在底座内，并且其第二部分可滑动地容纳在底座内。因而，接触路径元件的第一部分固定并且相对于底座不可移动，而第二部分仅仅被可滑动地容纳并且没有完全固定，使得它可以在其纵向上移动。

另外，接触路径元件在设置在从其第二部分的纵向上的位置处固定至操作电路。

如以下将参考优选实施例解释的，已经发现接触路径元件的该特殊支撑因简单的制造和可靠的电气接触而是有利的。在制造期间，接触路径元件在可滑动地容纳在底座内时保留纵向移动的某种灵活性。这允许建立可靠的连接，例如，通过焊接、熔焊或者将接触路径元件固定至操作电路的其它类型的连接。接触路径元件的第二部分的某个量的可滑动移动允许补偿可能的制造公差以确定做出可靠的接触。

在根据本发明的制造方法中，提供如所描述的灯座，灯头可以已经被固定至所述灯座，或者灯头可以稍后被装配到那里。在制造期间，接触路径元件在设置在第二部分的纵向上的位置处固定至操作电路。

根据本发明的优选实施例，底座包括可以设置在底座的壳内或者可以是底座的壳的一部分的非导电的支持物元件，所述支持物元件优选地由塑料制成。接触路径元件可以在其第一部分处固定至支持物元件，例如通过夹紧、胶粘、嵌入等。接触路径元件的第二部分可以可滑动地容纳在支持物元件内。优选地，它被封闭在支持物元件的开口或者凹进内，优选为伸长的通道。

在优选实施例中，伸长的接触路径元件的第二部分被容纳成在非导电的罩壳内被引导。优选地，罩壳至少部分地、优选为完全地围绕在第二部分处的接触路径元件，使得它可以关于所有横向被引导，但是在其纵向上保持可滑动地可移动。

根据另外的优选实施例，接触路径元件包括设置在其第一和第二段之间的第三段。在壳内提供弹簧空间，使得第三段被设置成响应于第二段的纵向运动可移动进入所述弹簧空间。因此，当在制造期间接触路径元件的可滑动容纳的第二段在其纵向上移动时，这可以导致在第三段处接触路径元件的偏转，使得它可以在变化的程度上进入所提供的空闲弹簧空间，这取决于第二段的纵向运动。通过提供弹簧空间和可移动的第三段，补偿制造公差是容易可能的，使得接触路径元件至操作电路的连接能够做得可靠，例如，通过焊接。

优选地，容易制造的灯中的接触路径元件可以是装有弹簧的，以在其第二部分的纵向上施加力。在制造期间，优选的是操作电路优选地在接触表面处压在接触路径元件上，使得其第二部分在第二部分的纵向上移位。这可以导致关于操作电路的接触路径元件的装有弹簧的设置，使得接触路径元件通过其对应设置压在接触表面上，确保可靠的接触。

根据本发明的优选实施例，接触路径元件被弯曲以形成角度。该角度可以形成在其第一和第二段之间。优选地，角度形成在第三和第二段之间。角度可以为例如30至120°，并且优选地至少基本上对应于（例如，+/-10°）90°的直角。

接触路径元件优选地固定至操作电路的载体，诸如引线框架或者印刷电路板（PCB），其包括操作电路的至少一些组件。尤其优选的是接触路径元件通过焊接固定至接触表面。特别是当接触路径元件压在接触表面上时，可以可靠地做出焊料连接。为了允许工具的外部接入，例如，以用于焊接、熔焊、压接等，支持物元件优选地包括允许接入接触路径元件到操作电路的固定位置的开口。

优选地，接触路径元件是由金属片制成的扁平、弯曲元件。另外优选的是，多个接触路径元件被设置成至少基本上平行。另外，优选的是接触路径元件将操作电路连接至被提供成从底座的外部可接入的插头/插座连接器。

附图说明

参照以下实施例，本发明的这些和其它方面将是显而易见的，并且将参照以下实施例对它们进行阐述。

在附图中，

图1示出汽车HID灯的实施例的透视图；

图2示出具有沿图1中的A..A的截面的图1的灯的截面视图；

图3示出图1、图2的灯的分解视图；

图4示出具有局部切除的壳的图1-3的灯的侧视图；

图5示出具有沿图1中的B..B的截面的图1-4的灯的放大的局部截面视图；

图6示出图1-5的灯的部件的透视分解视图；

图7示出图1-6的灯的部件的透视图；

图8示出图1-7的灯的局部截面视图；

图9示出具有沿图1中的A..A的截面的图1-8的灯的部件的截面透视图；

图10示出包括电磁屏蔽的图1-9的灯的部件的透视图。

具体实施方式

图1示出包括灯座12的灯10，灯头14从灯座12伸出。

如特别是从图2的横截面视图可见的，灯头14包括形成具有封闭的放电空间的放电容器18的灯头管16和设置在放电容器18周围的外灯泡20。外灯泡20和具有放电容器18的灯头管16由石英玻璃材料制成。在包括金属卤化物和氙的填充物的放电空间内，提供第一和第二电极。第一电极电气连接至在灯头管16内延伸到壳12中的第一中心接触引线22。第二电极连接至平行于灯头14的纵轴X延伸的回程接触引线24。陶瓷管26设置在回程接触引线24周围以用于绝缘。

灯头14通过提供在灯头14周围的支持环结构32相对于灯帽壳12被机械支持，所述支持环结构32通过点焊弹簧舌固定至灯头14的轴环。

灯座12包括金属外壳40、内壳支持物元件30和底板44。所有的外壳壁元件40、44由作为良好的热传导特性的金属材料的铝制成。内支持物元件30由塑料材料制成。

在灯座12内，设置灯操作电路50的电气组件。从对灯座12的侧部打开的电气插头/插座连接器52为灯操作电路50供给电力。为了使用在机动车辆前灯中，灯10经由连接器52电气连接至车载电力和接地。集成在灯座12内的灯操作电路50提供将连接器52处供给的电压适配成在点火、随后的起转和稳态操作期间灯头14的操作所要求的电气驱动电压和电流的类型所要求的所有电路。灯操作电路50包括在印刷电路板58上并且连接至此的用于灯10的点火和操作的电路和电气组件，以及用于控制对灯头14的操作的微控制器。

如从图3中所示的分解视图可见的（其中为了更好的理解，未示出底座内的一些内部部件），塑料支持物30封闭在铝壳40内。如以下将解释的，支持物30服务用于安装灯操作电路50的多个组件，诸如变压器和电气插头/插座连接器52。支持物30还支持这些组件的电气接触件。支持物30基本上是具有侧壁34和顶壁38的盒状。如图2中所示，由金属壳40覆盖的顶壁38被取向成朝向灯头14。

如特别是从图2的横截面视图可见的，灯头14安装在中心开口28处，并且被设置成沿纵轴X轴向地伸进灯座12中一定距离。灯头14在灯座12内相当深的对应设置的结果导致减少的光心长度（LCL），即放电容器18的中心相对于支持环32之间的距离，支持环32包括用于机动车辆前灯单元的反射器内的相对定位的位置参考元件。

由于灯头14因此被安置成伸到灯帽壳12中，因此来自灯头14的电气接触引线，即中心接触引线22和回程接触引线24也延伸到灯帽壳12中。在灯10的操作中，并且特别是在点火期间，需要提供绝缘以防止电气接触引线22、24之间以及从接触引线22、24中的任一个到灯操作电路50的组件或接触引线或灯帽壳12的部件的飞弧（flashover）。为了提供该绝缘，提供轴向地覆盖中心接触引线22和回程接触引线24的塑料帽60。帽60服务于提供电气绝缘，特别是中心接触引线22和回程接触引线24之间的电气绝缘，但是也提供接触引线22、24和金属底板44之间的电气绝缘。

灯操作电路50的组件被设置在提供于灯座12内的印刷电路板58上，所述印刷电路板58支持和电气互连提供于其上的电气电路组件。具有安装在顶表面上的电气组件的印刷电路板（PCB）58被直接设置在底板44上。因而，在灯操作电路50和底板44之间存在紧密的热接触，使得底板44充当热沉。

设置在底座12内的操作电路50包括所有必要的电路，使得对于所有的操作模式灯10仅需要连接至机动车辆的车载电压，车载电压可以在插头/插座连接器52处供给。操作电路50包括点火器，其用于向灯头14供给高压以用于点火放电容器18内的电弧放电。操作电路还包括用于生成交变电流以用于点火之后的起转周期中和随后的稳态操作中的灯头14的操作的驱动器电路。操作电路50包括用于操作电路50的组件和灯头14的操作的控制的微控制器。

如图7中所示，插头/插座连接器52包括在插座腔体64内伸出的三个接触件62，所述插座腔体64形成在支持物元件30内。接触件62中的一个是接地接触件，其将灯10连接至车辆车载电气***的电气接地。其它接触件被提供用于供给电压（车辆的车载电压，例如12V），并且用于将通信控制信号从车辆的板上的电子控制单元（ECU）传送至操作电路50的微控制器，并且反之亦然。

图4-7示出插头/插座连接器52的电气接触件62如何经由支持物30支持的接触路径元件70连接至PCB 58。

接触路径元件70是扁平的、伸长的金属条或者网。对应于插头/插座连接器52的三个接触件62，存在平行设置在底座12内、从连接器52延伸至PCB 58的三个接触路径元件70。接触路径元件70被弯曲成大致L形，如图4（其中未示出支持物30）、图5中所示。接触路径元件70的两个端被弯曲以形成接触折片（flap）71a、71b，以用于接触连接器52的电气接触件62并且用于接触PCB 58的接触表面。接触路径元件70的每个接触折片71a经由点焊固定至一个插头接触件62，并且每个接触折片71b通过焊接固定至一个接触表面72。

如从图4、图5（其中未示出金属外壳40）可见，接触路径元件70在第一部分70a中从连接器52基本上平行于底座12的上表面延伸，取向成朝向灯头（即，水平地在图4、图5中）。通过将接触路径元件70的第一部分70a部分地嵌在塑料材料内，将接触路径元件70的第一部分70a固定至支持物30。

接触路径元件70以大约90°的角度被弯曲，以延续为朝向PCB 58的第二段70b，即基本上平行于灯10的纵轴X。接触路径元件70的第二段70b由支持物30支持和引导，但是不固定于此。支持物30提供伸长的开口，接触路径元件70a的第二段70b通过所述开口伸出，使得每个金属网在横向上被支持物30的塑料材料围绕。因而，接触路径元件70的第二段70b可滑动地容纳在支持物30的开口内，使得其在纵向上可移动，而在横向上由封闭塑料材料引导。

在灯10的组装期间，经组装的PCB 58连接至支持物30，如图3的分解视图中所示，使得接触路径元件70的第二接触折片71b达到停靠在PCB 58的接触表面72上。

为了能够建立可靠的焊料连接，支持物30和接触路径元件70被预组装，其中第二段70b的长度被设计用于过盈配合，即，长于接触路径元件70的第一段70a和第二段70b之间的精确的90°弯曲所必要的长度。因而，在组装之前，接触折片71b延伸出支持物30以向下伸出小的距离。当PCB 58被装配时，力纵向地作用在接触路径元件70的第二段70b上，使得接触路径元件70的该段在支持物30的引导配合内纵向地滑动。在底座12内，支持物30让弹簧空间74空闲，当施加在接触路径元件70的第二段70b上的力使接触路径元件的第三段70c偏转时，接触路径元件的第三段70c被容纳到所述弹簧空间74中。

通过提供所提到的过大尺寸，实现可滑动容纳和弹簧空间74、PCB 58的接触表面72上的接触折片71b的夹紧配合，其中接触路径元件70的偏转的第三段70c的弹簧力实现按压力，所述按压力将接触折片71b按压到接触表面72上。随后，做出焊料连接。

支持物30包括开口45，其允许接入接触折片71b和接触表面72以用于焊接。

如已经提到的，在连接器52处提供的接触件62中的一个是连接至机动车辆的电气接地的电气接地接触件。如图6、8中所示，接触弹簧76与充当电气接地接触件的接触路径元件70中的一个一体化地提供，接触弹簧76被提供以建立到金属壳40的电气接地连接。

支持物30包括提供在顶壁38内的开口78。接触弹簧76固定至支持物30并且延伸通过开口78直到金属壳40。

如图8、9的局部视图中所示，底座12的顶表面80是金属片元件，其为金属壳40的一部分并且由铝制成。接触片元件82被设置成在金属壳40的顶表面80下方扁平地与之紧密接触。接触片元件82是由钢材料制成的金属片的薄块，其比顶表面80的铝片材料薄得多。

灯头支持环32包括向下延伸直到顶表面80的法兰33。灯头支持环32借助于金属壳40的顶表面80与法兰33的压接连接固定至底座12。如图9中所示，由接触片元件82的钢材料和金属壳40的顶表面80的铝材料形成的三明治结构在用于灯头14的中心开口28处被弯曲以围绕灯头支持环32的法兰33。因此形成的压接连接在被提供用于灯头14的顶表面80中的基本上圆形的开口28周围延伸，并且对将法兰33以及由此的灯头支持环32二者固定至顶表面80是有效的，并且还对提供接触片元件82和金属壳40的顶表面80之间的紧密机械（并且由此还是电气的）连接是有效的。

如图6、图8中所示，接触弹簧76提供两个接触指84，其以夹紧配合抵靠接触片元件82的下表面。因而，在连接器52处提供的电气接地连接经由接触弹簧76和接触片元件82与金属壳40电气接触。

如已经解释的，操作电路50包括用于点火放电容器18内的电弧放电的点火器。点火器包括如图2中所示的设置在绝缘腔42内的点火变压器54，绝缘腔42具有与支持物30集成形成的侧壁。为了电气绝缘的目的，点火变压器54嵌入在绝缘化合物43内。

绝缘化合物43是硅树脂绝缘化合物，其被填充到以倒置取向的绝缘腔42中，如例如图6中所示。变压器54被放置在绝缘腔42内，并且绝缘化合物43以液体形式被填充到腔42中。然后将包括经填充的绝缘腔42的支持物30放置到炉中以进行绝缘化合物43的热固化处理，使得绝缘化合物43凝固。

在如图6中所示的以倒置取向的绝缘腔42的填充期间，通过提供在中心开口28周围的阻挡壁46止住可能从绝缘腔42漏到支持物30的内部中的任何量的液体绝缘化合物43。因而，泄漏量的绝缘化合物43将不通过开口28漏到——以图6的倒置取向——支持物30的底表面上，即到底座12的顶表面（图2中）上，所述顶表面暴露于来自灯头14的热和辐射。因而，有效地防止硅树脂的蒸发，并且特别是进入灯10和灯10将安装到的反射器的前部的硅树脂的蒸发。

灯头14通过其伸出的支持物30的顶壁38中的中心开口28与顶壁38中的另外的开口连接，回程接触件24通过所述另外的开口进入底座12。阻挡壁46被设置成围绕两个开口。另外，如已经解释的，支持物30的顶壁38包括用于接地接触弹簧76的开口78。如图8中所示，高起的阻挡壁48还围绕开口78，阻挡壁48以与中心开口28周围的阻挡壁46相同的方式从支持物30的顶壁38垂直地延伸。因而，甚至更大量的泄露的绝缘化合物43被安全地止住在支持物30内直到固化处理。在固化处理期间，支持物30的内部之内的泄露的化合物43也将凝固，使得不存在硅树脂进入灯10的前部分的另外的风险。

如图中所示，特别是图2，底座12内的电气组件和接触件的封装是特别密集的，使得电气组件之间的距离是小的。为了减少EMI的风险，特别是来自诸如点火变压器54之类的点火器组件，如图10中所示的金属屏蔽36被设置在底座12内。金属屏蔽36被设置成基本上平行于底座12的顶和底表面，例如基本上水平，如例如图2、图4中所示。金属屏蔽36被设置成部分覆盖PCB 58，并且特别地将PCB 58上的组件从点火变压器54分离。另外，如图2中所示，金属屏蔽36还被设置成将插头/插座连接器52和接触引线70从底座12内的另外的组件部分地屏蔽，以便防止EMI经由这些连接在底座12内传播。

虽然在附图和前述描述中已经详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述要被视为是说明性或示例性而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

 本领域技术人员在实践所要求保护的本发明中，通过研究附图、公开内容和随附的权利要求，能够理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”或者“包含”不排除其它元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施这一仅有事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何参考标记不应当被解释为限制范围。

Claims (14)

1. 灯，包括

   - 固定至灯座（12）的灯头（14），

   - 其中用于向所述灯头（14）供给电力的操作电路（50）被设置在灯座（12）内，

   - 并且其中所述操作电路（50）电气连接至所述灯座（12）内的至少一个伸长的接触路径元件（70），

   - 所述接触路径元件（70）被支撑在所述底座（12）内，其中接触路径元件（70）至少包括固定在底座（12）内的第一部分（70a）和可滑动地容纳在其中的第二部分（70b），

   - 并且其中所述接触路径元件（70）在设置在从所述第二部分（70b）的纵向上的位置处固定至所述操作电路（50）的至少一个部件（58）。
2. 根据权利要求1的灯，其中

   - 所述第二部分（70b）被容纳成在非导电的罩壳（30）内被引导。
3. 根据上述权利要求之一的灯，其中

   - 所述底座（12）包括非导电支持物元件（30），其中所述接触路径元件（70）的所述第一部分（70a）固定至所述支持物元件（30），

   - 并且其中所述接触路径元件（70）的所述第二部分（70b）可滑动地容纳在所述支持物元件（30）内。
4. 根据上述权利要求之一的灯，其中

   - 弹簧空间（74）提供在所述底座（12）内，

   - 并且所述接触路径元件（70）还至少包括设置在所述第一和第二段（70a、70b）之间的第三段（70c），

   - 其中所述第三段被设置成响应于所述第二段（70b）的纵向运动可移动进入所述弹簧空间（74）。
5. 根据上述权利要求之一的灯，其中

   - 所述接触路径元件（70）是装有弹簧的，以在所述段部分（70b）的纵向上施加力。
6. 根据上述权利要求之一的灯，其中

   - 所述第三段（70c）被设置成与所述第二段（70b）形成角度。
7. 根据上述权利要求之一的灯，其中

   - 所述接触路径元件（70）固定至包括所述操作电路（50）的组件的载体（58）的接触表面（72）。
8. 根据上述权利要求之一的灯，其中

   - 所述接触路径元件通过焊接固定至所述操作电路（50）。
9. 根据上述权利要求之一的灯，其中

   - 所述支持物元件（30）包括用于接入所述接触路径元件（70）到所述操作电路（50）的固定位置的开口（45）。
10. 根据上述权利要求之一的灯，其中

    - 所述接触路径元件（70）是由金属片制成的扁平、弯曲元件。
11. 根据上述权利要求之一的灯，其中

    - 所述操作电路（50）连接至设置成至少基本上平行的多个接触路径元件（70）。
12. 根据上述权利要求之一的灯，其中

    - 所述接触路径元件（70）将所述操作电路（50）连接至被提供成从所述底座（12）的外部可接入的插头/插座连接器（52）。
13. 制造灯（10）的方法，其中

    - 提供用于灯头（14）的灯座（12），

    - 提供被布置成向所述灯头（14）供给电力的操作电路（50），

    - 其中在所述底座内提供至少一个伸长的接触路径元件（70），其中接触路径元件（70）至少包括固定在所述底座（12）内的第一部分（70a）和可滑动地容纳在所述底座（12）内的第二部分（70b），

    - 所述方法包括将所述接触路径元件（70）在设置在从所述第二部分（70b）的纵向上的位置处固定至所述操作电路（50）的步骤。
14. 根据权利要求13的方法，其中

    - 在将所述接触路径元件（70）固定至所述操作电路的所述步骤之前，将所述操作电路（50）的接触表面（72）压在所述接触路径元件（70）上，

    - 使得其所述第二部分（70b）在所述第二部分（70b）的纵向上移位。