DE3641852A1 - Kfz-scheinwerfer-einheit - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kfz-Scheinwerfer- Einheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Scheinwerfereinheiten auf der Basis von Entladungs­ lampen anstatt von Glühlampen bieten die Vorteile einer höheren Lichtausbeute und längerer Lebens­ dauer. Zunächst wurden dabei, wie z. B. in der DE-OS 19 54 775 beschrieben, einseitig gequetschte Entladungslampen in Analogie zur Glühlampentechnik verwendet.

Später hat man die Verwendung von zweiseitig ge­ quetschten Entladungslampen vorgeschlagen, u. a. in dem Bestreben, ein sicheres Zünden auch der heißen Lampe zu erleichtern. Hier ist die Möglichkeit einer besseren Isolation zwischen den getrennt aus den beiden Quetschungen herausgeführten Stromzuführungen gegeben (DE-OS 33 21 939).

Aus Gründen einer optimalen Ausnutzung der Lichtver­ teilung - insbesondere dann, wenn auch Abschirmmittel zum Erzeugen von Abblendlicht vorgesehen sind - ist dabei die Lampe axial in bezug auf den Reflektor angeordnet und im Bereich der dem Reflektorscheitel näheren (hinteren) Quetschung gesockelt (DE-OS 33 41 846), wobei der Sockel in einer axialen Öffnung des Reflektorscheitels fixiert ist. Die Stromzuführung der der Lichtaustrittsöffnung zugewandten (vorderen) Quetschung ist ebenfalls entlang dem Entladungsgefäß zu diesem Sockel zurückgeführt. Hierbei kann der die Hochspannungs­ festigkeit bestimmende Abstand zwischen den beiden Stromzuführungen größer gewählt werden als im Fall einer einseitig gequetschten Entladungslampe.

Eine derartige Anordnung, bei der die vordere Quetschung freitragend in den Innenraum des Reflek­ tors hineinragt, ist jedoch anfällig für durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufene Erschütterungen. Die dabei auftretenden Vibrationen können zu einer schnellen Materialermüdung (Sockelbruch) führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vibrationsfestig­ keit von Scheinwerfereinheiten, die - wie einleitend beschrieben - zweiseitig gequetschte Entladungslampen aufweisen, zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Durch die Erfindung wird die Übertragung von Vibra­ tionen auf die Lampe weitgehend verhindert, wobei gleichzeitig die Wärmeausdehnung der Lampe berück­ sichtigt wird.

Um ein etwaiges Auswechseln der Lampe zu erleichtern, ist es vorteilhaft, die vordere Quetschung der Lampe mit einer Einfädelungshilfe zu versehen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die elektrische Zuleitung für die Stromzuführung der vorderen Quetschung über die Haltevorrichtung von der Entladungslampe weggeführt wird. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen den beiden Stromzuführungen im Vergleich zum Stand der Technik erheblich vergrößert. Gleichzeitig läßt sich der Sockeldurchmesser verkleinern, so daß eine größere effektive Reflektorfläche zur Verfügung steht, die wiederum eine höhere Lichtausbeute ermöglicht. Alter­ nativ kann die Reflektorfläche und damit die Schein­ werferbauhöhe verkleinert werden, ohne daß Verluste an der Lichtausbeute hingenommen werden müssen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sollen anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben werden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Kfz-Scheinwerfers, der mit einer zwei­ seitig gequetschten Entladungslampe bestückt ist

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Schein­ werfer nach Fig. 1 im Bereich der vorderen Quetschung der Entladungslampe

Fig. 1 zeigt eine Scheinwerfereinheit für Fahrzeuge, im wesentlichen bestehend aus einem Reflektor 1, einer zweiseitig gequetschten Hochdruckentladungslampe 2 und einem Abschirmmittel 3.

Der aus Kunststoff gefertigte flache Rechteckschein­ werfer (Bauhöhe 50 mm) besitzt einen paraboloidförmig gekrümmten Reflektor 1 aus wärmebeständigem Kunst­ stoff, vorzugsweise aus Polyetherimid oder aus Polyphenylensulfid. Die Lichtaustrittsöffnung des Reflektors ist mit einer Streuscheibe 4 aus Glas oder Kunststoff, z. B. Acryl, abgedeckt. Der Reflektor­ scheitel 5 weist in der optischen Achse eine Öffnung auf, durch die die entlang der optischen Achse ausgerichtete zweiseitig gequetschte Entladungslampe 2 in den Reflektor eingeführt ist. Es handelt sich um eine an sich bekannte Metallhalogenid-Entladungslampe mit einer Leistungsaufnahme von 35 W. Die Lampe ist 32 mm lang und besitzt eine Füllung aus Quecksilber, einem Edelgas und Zusätzen an Halogeniden der Metalle Na und Sc (alternativ kann auch Na, Tl und Sn verwen­ det werden). Die dem Reflektorscheitel 5 nähere, hintere Quetschung 6 der Lampe ist in einem zylindri­ schen Sockelteil 7 aus Kunststoff gehaltert, das in der Öffnung des Reflektorscheitels 5 befestigt ist. Eine das Sockelteil 7 umgebende Manschette 8 aus temperaturbeständigem Kunststoff dichtet die Öffnung gegen Spritzwasser ab. Die aus der hinteren Quetschung 6 herausgeführte Stromzuführung 9 ist mittig durch das Sockelteil 7 hindurchgeführt. Das Sockelteil 7 ist mittels zweier Bügel (nicht gezeigt) von außen an den Reflektorscheitel 5 angepreßt.

Das Abschirmmittel 3 aus elektrisch-isolierendem Material (Keramik, Micaver) weist eine entlang der Lampe 2 verlaufende Rinne 10 auf, deren konkave Seite der Lampe zugewandt ist. Die Rinnenwölbung umschließt einen Winkel von 165°. Im Bereich der hinteren Quet­ schung ist die Rinne 10 vollständig umlaufend und bildet somit ein ringförmiges Halteelement 11, das auf der Manschette 8 aufsitzt.

Die vordere Quetschung 12 der Entladungslampe 2 ist in einer zylindrischen Tülle 13 (Innendurchmesser 5 mm) geführt, die über eine Haltevorrichtung 14 starr mit dem Reflektor 1 verbunden ist (die Verbindung kann z. B. durch Ultraschallerwärmen erfolgen). Einer der Stege 16 ist mit einem Kabelkanal 17 ausgestattet.

Bei dieser Anordnung wirkt die Kalotte 15 gleichzeitig als Strahlenblende, indem der Durchmesser der Kalotte so bemessen ist, daß das von der Entladungslampe 2 direkt zur Lichtaustrittsöffnung emittierte Licht ausgeblendet wird. Infolgedessen wird eine zusätzliche Abschattung durch die Haltevorrichtung vermieden.

Fig. 2 zeigt die Befestigung der Lampe 2 in der Haltevorrichtung 14 im Detail. Das Ende der vorderen Quetschung 12 der Lampe 2 ist von einer zylindrischen Hülse 18 aus Metall umgeben, die in Richtung der Streuscheibe übersteht, wobei der überstehende Teil sich konisch zu einer Spitze 19 verjüngt. Die aus der vorderen Quetschung 12 herausgeführte Stromzuführung 20 endet in Höhe der konischen Spitze 19 und ist mit dieser verschweißt. Die konische Spitze 19 erleichtert das Einfädeln der Lampe 2 in die ebenfalls aus Metall gefertigte Tülle 13, die im Bereich der vorderen Quetschung 12 die Hülse 18 eng umgibt. Die Hülse 18 ist zur Erzielung einer Federwirkung längsgeschlitzt (nicht sichtbar), so daß ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen Tülle 13 und Hülse 18 hergestellt wird, wobei diese Art der Fixierung der Lampe die thermische Ausdehnung der Lampe während des Betriebs berücksichtigt. Das Einfädeln der Lampe in die Tülle 13 wird zusätzlich dadurch erleichtert, daß das der Lampe 2 zugewandte Ende 21 der Tülle 13 aufgeweitet ist.

Das von der Lampe abgewandte Ende der Tülle 13 ist an der Kalotte 15 befestigt. Zu diesem Zweck ist die Kalotte 15 an ihrer konkaven Innenseite mit einem Ringwulst 22 ausgestattet, die einen dem Durchmesser der Tülle 13 angepaßten kreisförmigen Schlitz aufweist. Die Verbindung zwischen Ringwulst 22 und Tülle 13 erfolgt z. B. durch HF-Verschweißen; die Kalotte 15 und die Stege 16 sind dabei aus Kunststoff hergestellt.

Die elektrische Zuleitung zur Stromzuführung 20 bildet ein Kabel 23, das in dem an einem der Stege 16 angeformten Kabelkanal 17 verläuft. Das Kabel 23 endet an der Tülle 13, an der es mittels Hartlötung befestigt ist. Auf diese Weise kann die elektrische Zuleitung zur Stromzuführung 20 der vorderen Quet­ schung 12 in großer Entfernung von der Stromzuführung 9 der hinteren Quetschung aus dem Scheinwerfer heraus­ geführt werden, so daß eine ausgezeichnete Hochspan­ nungsisolation erreicht wird. Diese Eigenschaft ist für das Heißwiederzünden der Lampe von Bedeutung, für das Spannungen von etwa 15 kV benötigt werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Halte­ vorrichtung selbst vollständig oder teilweise (insbesondere einer der Stege) aus Metall gefertigt und bildet so einen Teil der elektrischen Zuleitung.

Die Lampe wird mit Hochfrequenz (10 kHz) betrieben, wobei in beiden Ausführungsbeispielen die spannungs­ führende Zuleitung an der Stromzuführung 9 der hinte­ ren Quetschung 6 angeschlossen ist. Die Stromzuführung 20 der vorderen Quetschung 12 liegt an Masse.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Lampe, wie bereits vorgeschlagen wurde, mit einer Heizung zur Verkürzung der Anlaufzeit ausgestattet. Die Anschlüsse für die Heizung (12 V) sind dabei innerhalb des Sockelteils 7, das teilweise aus Metall gefertigt ist, aus dem Scheinwerfer herausgeführt. In diesem Fall ist vorteilhaft die Masseleitung an die Stromzuführung der hinteren Quetschung gelegt, während die Versorgungs­ spannung für die Lampe über die Stromzuführung der vorderen Quetschung zugeführt wird. Aus Gründen einer ausreichenden Isolation ist hierbei die Tülle und die Haltevorrichtung aus nichtleitendem Material (Keramik, Kunststoff) gefertigt. Die elektrische Zuleitung ist über eine Bohrung in der Tülle zu der aus der vorderen Quetschung austretenden Stromzuführung geführt.

Die Erfindung ist auch bei elliptischen Scheinwerfern aus Blech oder Kunststoff anwendbar, bei denen das Abschirmmittel nicht direkt an der Lampe, sondern im zweiten Brennpunkt angebracht sein muß. Der zweite Brennpunkt liegt etwa in der Mitte zwischen der Lampe und der mit einer Linse verschlossenen Lichtaustritts­ öffnung. Die Zurückführung der Stromzuführung der vorderen Quetschung entlang der Lampe - wie sie bei den bekannten zweiseitig gequetschten Entladungslampen notwendig ist - würde zu einer merklichen Abschattung und außerdem zu einer unerwünschten inhomogenen Lichtverteilung führen. Dagegen wird jetzt die von einer Hülse umgebene vordere Quetschung in einer Tülle ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel geführt. Deren Haltevorrichtung wird durch drei schmale Stege gebildet, die radial von der Tülle abstehen und an der Reflektorinnenwand befestigt sind. Die elektrische Zuleitung zur Stromzuführung der vorderen Quetschung wird über einen der Stege an die Lampe geführt.

Obwohl die Erfindung nur anhand einiger detaillierter Ausführungsbeispiele erläutert wurde, sind auch andere Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise ist die Er­ findung auch bei Scheinwerfern ohne Abschirmmittel anwendbar; ebenso bei den bekannten zweiseitig ge­ quetschten Entladungslampen, bei denen die Stromzu­ führung der vorderen Quetschung zu dem an der hinteren Quetschung angebrachten Sockelteil zurückgeführt ist. Schließlich ist die Erfindung auch bei anderen Schein­ werfertypen anwendbar, z. B. bei mit Facetten oder Segmenten ausgestatteten Scheinwerfern.

Claims (12)

1. Kfz-Scheinwerfer-Einheit mit folgenden Merkmalen:

• - ein Reflektor (1), dessen Lichtaustrittsöffnung mit einer Streuscheibe (4) bzw. Linse abgedeckt ist
• - eine zweiseitig gequetschte Entladungslampe (2), die entlang der optischen Achse des Reflektors (1) ange­ ordnet ist, wobei an jeder Quetschung (6; 12) eine Stromzuführung (9; 20) aus der Entladungslampe (2) herausgeführt ist, und wobei die dem Reflektorschei­ tel (5) nähere (die hintere) Quetschung (6) mit Hilfe eines Sockelteils (7) in einer axialen Öffnung des Reflektorscheitels fixiert ist
• - ggf. Abschirmmittel zum Erzeugen von Abblendlicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungslampe (2) im Bereich des Endes der der Lichtaustrittsöffnung zugewandten (der vorderen) Quetschung (12) in einer eng anliegenden Aufnahme geführt ist, wobei diese Aufnahme über eine Haltevorrichtung (14) starr mit dem Reflektor (1) verbunden ist.

2. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungslampe (2) an der vorderen Quetschung (12) eine Einfädelungshilfe zum Einführen in die Aufnahme aufweist.

3. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme als zylindrische Tülle (13) ausgeführt ist.

4. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfädelungshilfe eine Hülse (18) ist, die das Ende der vorderen Quetschung (12) umgibt, und die in Richtung der Lichtaustritts­ öffnung über das Ende dieser Quetschung (12) über­ steht, wobei der überstehende Teil sich konisch verjüngt (19) und mit der aus dieser Quetschung (12) herausgeführten (vorderen) Stromzuführung (20) ver­ bunden ist.

5. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung der vorderen Quetschung zum Sockel der hinteren Quetschung zurück­ geführt ist.

6. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung der vorderen Quetschung mit einer elektrischen Zuleitung verbunden ist, die über die Haltevorrichtung von der Entla­ dungslampe weggeführt ist.

7. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle (13) und die Hülse (18) aus Metall gefertigt sind und daß die vor­ dere Stromzuführung (20) mit der elektrischen Zulei­ tung über die Hülse (18) und die Tülle (13) verbunden ist.

8. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle aus nichtleitendem Material gefertigt ist, und daß die elektrische Zu­ leitung über eine Bohrung in der Tülle zu der vor­ deren Stromzuführung geführt ist.

9. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung selbst die elektrische Zuleitung bildet, indem sie vollständig oder teilweise aus Metall gefertigt ist.

10. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung für die Tülle durch schmale Stege gebildet wird, die radial von der Tülle abstehen und an der Reflektorinnenwand befestigt sind.

11. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (14) für die Tülle (13) durch eine Kalotte (15) gebildet wird, die das der Lichtaustrittsöffnung zugewandte Ende der Tülle (13) aufnimmt und die mittels radial abstehender Stege (16) an der Reflektorinnenwand befestigt ist.

12. Kfz-Scheinwerfer-Einheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines paraboloid­ förmigen Reflektors (1) der Durchmesser der Kalotte (15) so bemessen ist, daß die Kalotte (15) gleich­ zeitig die Funktion einer Strahlenblende erfüllt.