EP0886882B2 - Gasentladungslampe, insbesondere für kraftfahrzeug-scheinwerfer - Google Patents

Gasentladungslampe, insbesondere für kraftfahrzeug-scheinwerfer Download PDF

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EP0886882B2 EP97916330A EP97916330A EP0886882B2 EP 0886882 B2 EP0886882 B2 EP 0886882B2 EP 97916330 A EP97916330 A EP 97916330A EP 97916330 A EP97916330 A EP 97916330A EP 0886882 B2 EP0886882 B2 EP 0886882B2
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    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
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    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure

Definitions

  • the invention relates to a gas discharge lamp, in particular for motor vehicle headlights, after the genus of the main claim.
  • a gas discharge lamp or high-pressure discharge lamp known, for example, from DE-A-35 19 611
  • the required ballast for supplying the lamp with the necessary Zündund firing voltage is arranged in a mold housing, which is arranged at the rear part of the reflector of the motor vehicle headlight unit.
  • This housing thereby increases the depth of the motor vehicle headlight unit, the high-voltage lines must be performed by the mold housing to the burner vessel of the lamp. This brings with it isolation problems and line losses.
  • DE 43 18 395 A1 discloses an arc discharge headlight capsule is known, in which an electrical assembly is disposed behind the end of an arc tube.
  • Ballast Due to the electrical feedback of the in Lamp socket remote end portion of the burner vessel arranged electrode passage over an outer Line to the lamp base or arranged therein Ballast is a total of a simple and cost-effective, compact solution that reaches out especially for use in motor vehicle headlamps suitable.
  • the ballast in the lamp base can be a very small total volume be achieved, and the size of the motor vehicle headlight unit as such, it increases practically not.
  • accommodation in the lamp base are the means for ignition voltage generation practically directly next to an electrode of the burner vessel arranged and form a solid unit, so that the cable length of the high voltage cables in particular the outer line on the burner vessel becomes minimal.
  • An inductive included in the ballast Ignition component in particular a Zündimpulsschreibtrager, owns according to the invention a closed core, preferably one Toroidal core, resulting in a low number of turns achieve a high inductance. This leads to a slow ignition pulse, and the ignition voltage can be kept low. Furthermore, the low number of turns a compact and small volume Construction.
  • the closed core surrounds one of the two with an electrode leadthrough provided end portions of the burner vessel, what also contributes to a reduction in size.
  • a lamp base who, in addition to his task as a lamp base still holds the components together and on the burner vessel binds.
  • This lamp base serves at the same time as an insulating body, expediently the electrical connections of the lamp socket likewise encapsulated or encapsulated, so that practically the entire lamp base in one operation is formed.
  • the ignition voltage in an advantageous manner by Attachment of an auxiliary electrode can be reduced.
  • the outer line is expediently with connected to an auxiliary electrode or forms such, preferably this auxiliary electrode is in the vicinity the socket-near first main electrode is arranged.
  • auxiliary electrode as outside on the burner vessel fitting wire or more conductive Strip is formed.
  • polarity of the sockelnahen first main electrode negative about the polarity of others, with the Auxiliary electrode connected second main electrode. This ensures that after the initial spark, the from the socket-near first main electrode to Auxiliary electrode jumps, through the glass wall of the burner vessel through, the spark following the second main electrode without polarity change of the first Main electrode can follow.
  • the gas discharge lamp shown in Fig. 1 consists essentially of a burner vessel 10, which is embedded in a lamp base 11.
  • the end Glass or other transparent, temperature resistant Material existing burner vessel 10 has a central combustion chamber 12 with a flattened spherical shape or Ellipsoidgestalt, the opposite Pages two tubular extensions 13, 14 has.
  • the End portions of these tubular extensions 13, 14 are as gas-tight current feedthroughs for two main electrodes 15, 16 are formed, coming from both sides slightly into the combustion chamber 12 hineinerglazed. Between These main electrodes 15, 16 are formed during operation the arc out.
  • the lamp base 11 is cast or Injection molded body formed and consists of insulating Plastic material. It contains a Zündimpulsschreiber 17, which consists of a ring core 18 and a Winding arrangement 24, 27 for the ring core 18 is made.
  • the ring core 18 concentrically surrounds the first tubular extension 13. which is in the lamp base 11 hineinerstreckt, Furthermore, in the lamp base 11 contain electronic components 19, the only schematic are shown and together with the Zündimpulsschreiber 17 form a ballast, the the lamp with the required ignition and burning voltage provided.
  • the lamp base 11 also has two annular electrical connections 20, 21, of which the inner with the first main electrode 15 and of those the outer connected to the Zündimpulsschreibtrager 17 is.
  • a second connection of the ignition pulse transformer 17 is connected to an outer conduit 22, extending from the lamp base 11 from substantially parallel extends to the burner vessel 10 and at the free End with the second main electrode 16 electrically connected is.
  • This outer conduit 22 is as a wire or rod formed.
  • the outer conduit 22 to this first Extension 13 led out and forms there an outer Auxiliary electrode 23, thus electrically connected to the second Main electrode 16 is connected.
  • This auxiliary electrode 23 can also be used as a conductive strip, e.g.
  • the Polarity of the socket-near ersen main electrode 15 is negative with respect to the polarity of the second main electrode 16 and the auxiliary electrode 23 to ensure that after the initial spark, that of the main electrode 15 to the auxiliary electrode 23 through the glass jumps, the sequence spark to the second main electrode 16 without polarity change of the main electrode 15th can follow.
  • the Zündimpulsschreibtrager 17, the burner vessel 10, the electronic. Components 19, the electrical Connections 20, 21 and the outer line .22 be together with plastic material to form the Lamp caps 11 overmoulded or potted. With help of the lamp cap 11, the lamp in a socket receptacle for example, a motor vehicle headlight be plugged in.
  • Fig. 2 is a possible circuit for a Ballast shown.
  • the two electrical connections 20, 21 are via the series connection of a first Winding 24 of Zündimpulsschreibtragers 17 with the two main electrodes 15, 16 of the burner vessel 10 interconnected.
  • the two electrical connections 20, 21 via the series circuit a capacitor 25 with a resistor 26 connected.
  • Parallel to the capacitor 25 is the series circuit a second winding 27 of the Zündimpulsschreibtragers 17 connected with a spark gap 28.
  • the circuit shown in Fig. 2 only one of many known possibilities for such Ballast.
  • Other circuits for ballasts of gas discharge lamps are for example in "Lamps and Lighting", 2nd Edition, S.T. Henderson and M. Marsden, p. 328 et seq., and described. From the variety of circuits shown there Ballasts also show, among other things, that the Zündimpulsschreibtrager 17 at some Circuits also designed as a simple throttle or coil can be.
  • the lamp base 11 as a prefabricated Housing for receiving the components, such as Zündimpulsschreibtrager 17, burner vessel 10, electrical Components 19, electrical connections 20, 21 and outer Line 22, be formed.
  • the Auxiliary electrode 23 also omitted, another shape have or act as a separate ignition voltage Electrode be formed.

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Abstract

Es wird eine Gasentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer, vorgeschlagen, die ein Brennergefäß (10) aus Glas od. dgl. mit wenigstens zwei Elektroden (15, 16, 23) besitzt, das mit einem die elektrischen Anschlüsse (20, 21) aufweisenden, in eine Sockelaufnahme einsteckbaren Lampensockel (11) versehen ist. Im Lampensockel (11) ist ein Vorschaltgerät angeordnet, das die Lampe mit der erforderlichen Zünd- und Brennspannung versorgt. Durch die Unterbringung des Vorschaltgeräts im Lampensockel (11) kann eine kleinvolumige Gasentladungslampe mit kurzen Hochspannungszuführungen in integrierter Bauweise erreicht werden, wodurch die Zündspannung gering gehalten werden kann.

Description

STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Bei einer beispielsweise aus der DE-A-35 19 611 bekannten Gasentladungslampe bzw. Hochdruckentladungslampe ist das erforderliche Vorschaltgerät zur Versorgung der Lampe mit der notwendigen Zündund Brennspannung in einem Formgehäuse angeordnet, das am rückwärtigen Teil des Reflektors der Kraftfahrzeug-Scheinwerfer-Einheit angeordnet ist. Dieses Gehäuse vergrößert dadurch die Bautiefe der Kraftfahrzeug-Scheinwerfer-Einheit, wobei die hochspannungsführenden Leitungen vom Formgehäuse zum Brennergefäß der Lampe geführt werden müssen. Dies bringt Isolationsprobleme und Leitungsverluste mit sich.
Aus der DE 43 18 395 A1 ist eine Bogenentladungs- Scheinwerferkapsel bekannt, bei der eine elektrische Baugruppe hinter dem Ende einer Bogenröhre angeordnet ist.
Aus der EP-A-0 150 799 ist zwar bereits eine Niederdruck-Gasentladungslampe der eingangs genannten Gattung bekannt, bei der das Vorschaltgerät am Lampensockel angeordnet ist.
Die oben erwähnten Probleme werden gelöst durch eine Gasentladungslampe gemäß Anspruch 1.
Durch die elektrische Rückführung der im vom Lampensockel entfernten Endbereich des Brennergefäßes angeordnete Elektrodendurchführung über eine äußere Leitung zum Lampensockel bzw. dem darin angeordneten Vorschaltgerät wird insgesamt eine einfache und kostengünstige, kompakte Lösung erreicht, die sich vor allem für die Anwendung in Kraftfahrzeug-Scheinwerfern eignet. Durch die Integration des Vorschaltgeräts im Lampensockel kann ein sehr kleines Gesamtvolumen erreicht werden, und die Baugröße der Kraftfahrzeug-Scheinwerfer-Einheit als solche vergrößert sich praktisch nicht. Durch die Unterbringung im Lampensockel sind die Mittel zur Zündspannungserzeugung praktisch direkt neben einer Elektrode des Brennergefäßes angeordnet und bilden eine feste Einheit, so daß die Leitungslänge der hochspannungsführenden Leitungen insbesondere der äußeren Leitung am Brennergefäß minimal wird. Hierdurch wird eine geringere Leitungskapazität und dadurch eine geringere notwendige Energie zum Erreichen der Zündspannung erreicht, und es verringert sich auch die Baugröße des Zündimpulsübertragers, was wiederum die direkte Montage am Brennergefäß ermöglicht. Durch die geringe Länge der hochspannungsführenden Leitungen verringern sich die Isolationsprobleme, und die im Vorschaltgerät zu erzeugende Zündspannung kann reduziert werden. Bei eventuellen Störungen oder Defekten werden in vorteilhafter Weise durch einfaches Austauschen der Gasentladungslampe gleichzeitig das Vorschaltgerät und die Hochspannungsleitungen mitausgetauscht, so daß dadurch die meisten Fehlerquellen schnell und einfach beseitigt werden können.
Ein im Vorschaltgerät enthaltenes induktives Zündbauteil, insbesondere ein Zündimpulsübertrager, besitzt gemäß der Erfindung einen geschlossenen Kern, vorzugsweise einen Ringkern, wodurch sich mit einer geringen Windungszahl eine hohe Induktivität erreichen läßt. Dies führt zu einem langsamen Zündimpuls, und die Zündspannung kann gering gehalten werden. Weiterhin ermöglicht die geringe Windungszahl einen kompakten und kleinvolumigen Aufbau.
Der geschlossene Kern umgreift einen der beiden mit einer Elektrodendurchführung versehenen Endbereiche des Brennergefäßes, was ebenfalls zu einer Verringerung der Baugröße beiträat. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Gasentladungslampe möglich.
Durch wenigstens teilweises Umspritzen oder Vergießen der für das Vorschaltgerät erforderlichen Bauelemente zusammen mit einem Endbereich des Brennergefäßes mit Kunststoffmaterial kann auf einfache und kostengünstige Weise ein Lampensockel gebildet werden, der neben seiner Aufgabe als Lampensockel noch die Bauelemente zusammenhält und an das Brennergefäß bindet. Dieser Lampensockel dient auch gleichzeitig als Isolierkörper, wobei zweckmäßigerweise die elektrischen Anschlüsse des Lampensokkels ebenfalls mitumspritzt oder mitvergossen sind, so daß praktisch der gesamte Lampensockel in einem Arbeitsgang gebildet wird.
Bei einer einfachen und kostengünstigen Lösung kann der im Lampensockel verlaufende Bereich der äußeren Leitung zweckmäßigerweise gleich mitumspritzt bzw. mitumgossen werden.
Außer durch Reduzierung der Zündenergieverluste mittels kurzer Hochspannungsleitungen kann die Zündspannung in vorteilhafter Weise noch durch Anbringung einer Hilfselektrode verringert werden. Hierbei ist die äußere Leitung zweckmäßigerweise mit einer Hilfselektrode verbunden oder bildet eine solche, wobei diese Hilfselektrode vorzugsweise in der Nähe der sockelnahen ersten Hauptelektrode angeordnet ist.
Eine einfache Fertigbarkeit und kostengünstige Lösung wird dadurch erreicht, daß die Hilfselektrode als außen am Brennergefäß anliegender Draht oder leitfähiger Streifen ausgebildet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Polarität der sockelnahen ersten Hauptelektrode negativ gegenüber der Polarität der anderen, mit der Hilfselektrode verbundenen zweiten Hauptelektrode. Dadurch wird sichergestellt, daß nach dem Initialfunken, der von der sockelnahen ersten Hauptelektrode zur Hilfselektrode springt, und zwar durch die Glaswandung des Brennergefäßes hindurch, der Folgefunken hin zur zweiten Hauptelektrode ohne Polaritätswechsel der ersten Hauptelektrode folgen kann.
ZEICHNUNG
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine Schnittdarstellung der mit einem Lampensockel versehenen Gasentladungslampe als Ausführungsbeispiel und
Fig. 2
eine mögliche Ausgestaltung eines Vorschaltgeräts.
BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Die in Fig. 1 dargestellte Gasentladungslampe besteht im wesentlichen aus einem Brennergefäß 10, das in einem Lampensockel 11 eingebettet ist. Das aus Glas oder einem anderen durchsichtigen, temperaturbeständigen Material bestehende Brennergefäß 10 besitzt einen zentralen Brennraum 12 mit abgeflachter Kugelgestalt bzw. Ellipsoidgestalt, der an entgegengesetzten Seiten zwei rohrartige Fortsätze 13, 14 besitzt. Die Endbereiche dieser rohrartigen Fortsätze 13, 14 sind als gasdichte Stromdurchführungen für zwei Hauptelektroden 15, 16 ausgebildet, die sich von beiden Seiten her geringfügig in den Brennraum 12 hineinerstrecken. Zwischen diesen Hauptelektroden 15, 16 bildet sich im Betrieb der Lichtbogen aus.
Der Lampensockel 11 ist als Gußkörper oder Spritzgußkörper ausgebildet und besteht aus isolierendem Kunststoffmaterial. Er enthält einen Zündimpulsübertrager 17, der aus einem Ringkern 18 und einer Wicklungsanordnung 24, 27 für den Ringkern 18 besteht. Der Ringkern 18 umgreift konzentrisch den ersten rohrartigen Fortsatz 13. der sich in den Lampensockel 11 hineinerstreckt, Weiterhin sind im Lampensockel 11 elektronische Bauteile 19 enthalten, die lediglichschematisch dargestellt sind und die zusammen mit dem Zündimpulsübertrager 17 ein Vorschaltgerät bilden, das die Lampe mit der erforderlichen Zünd- und Brennspannung versorgt.
Der Lampensockel 11 besitzt weiterhin zwei ringförmige elektrische Anschlüsse 20, 21, von denen der innere mit der ersten Hauptelektrode 15 und von denen der äußere mit dem Zündimpulsübertrager 17 verbunden ist. Ein zweiter Anschluß des Zündimpulsübertragers 17 ist mit einer äußeren Leitung 22 verbunden, die sich vom Lampensockel 11 aus im wesentlichen parallel zum Brennergefäß 10 erstreckt und an dessen freiem Ende mit der zweiten Hauptelektrode 16 elektrisch verbunden ist. Diese äußere Leitung 22 ist als Draht oder Stab ausgebildet. Im Verbindungsbereich zwischen dem ersten rohrartigen Fortsatz 13 und dem Brennraum 12 ist die äußere Leitung 22 zu diesem ersten Fortsatz 13 hin geführt und bildet dort eine äußere Hilfselektrode 23, die somit elektrisch mit der zweiten Hauptelektrode 16 verbunden ist. Diese Hilfselektrode 23 kann auch als leitfähiger Streifen, z.B. als leitfähiger Lackstreifen aus Leitsilber od.dgl., ausgebildet sein. Die Polarität der sockelnahen ersen Hauptelektrode 15 ist negativ gegenüber der Polarität der zweiten Hauptelektrode 16 und der Hilfselektrode 23, um sicherzustellen, daß nach dem Initialfunken, der von der Hauptelektrode 15 zur Hilfselektrode 23 durch das Glas hindurch springt, der Folgefunken hin bis zur zweiten Hauptelektrode 16 ohne Polaritätswechsel der Hauptelektrode 15 folgen kann.
Der Zündimpulsübertrager 17, das Brennergefäß 10, die elektronischen. Bauteile 19, die elektrischen Anschlüsse 20, 21 sowie die äußere Leitung.22 werden gemeinsam mit Kunststoffmaterial unter Bildung des Lampensockels 11 umspritzt oder vergossen. Mit Hilfe des Lampensockels 11 kann die Lampe in eine Sockelaufnahme beispielsweise eines Kraftfahrzeug-Scheinwerfers eingesteckt werden.
In Fig. 2 ist eine mögliche Schaltung für ein Vorschaltgerät dargestellt. Die beiden elektrischen Anschlüsse 20, 21 sind über die Reihenschaltung einer ersten Wicklung 24 des Zündimpulsübertragers 17 mit den beiden Hauptelektroden 15, 16 des Brennergefäßes 10 miteinander verbunden. Weiterhin sind die beiden elektrischen Anschlüsse 20, 21 über die Reihenschaltung eines Kondensators 25 mit einem Widerstand 26 verbunden. Parallel zum Kondensator 25 ist die Reihenschaltung einer zweiten Wicklung 27 des Zündimpulsübertragers 17 mit einer Funkenstrecke 28 geschaltet. Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung stellt lediglich eine von vielen bekannten Möglichkeiten für ein solches Vorschaltgerät dar. Weitere Schaltungen für Vorschaltgeräte von Gasentladungslampen sind beispielsweise in "Lamps and Lighting", 2. Ausgabe, S. T. Henderson und A. M. Marsden, S. 328 ff, dargestellt und beschrieben. Aus der Vielzahl der dort dargestellten Schaltungen für Vorschaltgeräte geht unter anderem auch hervor, daß der Zündimpulsübertrager 17 bei einigen Schaltungen auch als einfache Drossel bzw. Spule ausgebildet sein kann.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Lampensockel 11 auch als vorgefertigtes Gehäuse zur Aufnahme der Bauteile, wie Zündimpulsübertrager 17, Brennergefäß 10, elektrische Bauteile 19, elektrische Anschlüsse 20, 21 und äußere Leitung 22, ausgebildet sein.
Weiterhin kann auch nur ein Teil dieser Bauteile umspritzt bzw. vergossen sein, während ein anderer Teil in einem vorgefertigten Gehäuse untergebracht ist.
In einer einfacheren Ausführung kann die Hilfselektrode 23 auch entfallen, eine andere Gestalt aufweisen oder als separat mit einer Zündspannung beaufschlagte Elektrode ausgebildet sein.

Claims (8)

  1. Gasentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer, mit einem wenigstens zwei Elektroden aufweisenden Brennergefäß aus Glas od.dgl., das mit einem elektrische Anschlüsse (20,21) aufweisenden Lampensocke (11) versehen ist, und mit einem elektronischen, die Lampe mit der erforderlichen Zünd- und Brennspannung versorgenden Vorschaltgerät, das im Lampensockel angeordnet ist, wobei der mit dem Vorschaltgerät versehene Lampensockel (11) in eine Sockelaufnahme einsteckbar ausgebildet ist, wobei das Brennergefäß (10) im wesentlichen aus einem Brennraum (12) und zwei sich von diesem aus in entgegengesetzte Richtungen erstreckenden, je eine Hauptelektrode (15, 16) enthaltenden rohrartigen Fortsätzen (13, 14) besteht, wobei die entgegengesetzten Endbereiche der Fortsätze (13, 14) die Elektrodendurchführungen enthalten, und wobei die im vom Lampensockel (11) entfernten Endbereich (14) des Brennergefäßes (10) angeordnete Elektrodendurchführung über eine äußere Leitung (22) zum Lampensockel (11) zurückgeführt und dort mit einem entsprechenden elektrischen Anschluß verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Vorschaltgerät enthaltenes induktives Zündbauteil (17), insbesondere ein Zündimpulsübertrager, einen geschlossenen Kern (18) besitzt und daß der geschlossene Kern (18) einen der beiden mit einer Elektrodendurchführung versehenen Endbereiche (13) des Brennergefäßes (10) umgreift.
  2. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Kern (18) ein Ringkern ist.
  3. Gasentladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für das Vorschaltgerät erforderlichen Bauelemente (17, 19) zusammen mit einem Endbereich (13) des Brennergefäßes (10) wenigstens teilweise mit den Lampensockel (11) bildendem Kunststoffmaterial umspritzt oder vergossen sind.
  4. Gasentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (20, 21) des Lampensockels ebenfalls mitumspritzt oder mitvergossen sind.
  5. Gasentladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Leitung (22) mit einer Hilfselektrode (23) verbunden ist oder eine solche bildet.
  6. Gasentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode (23) in der Nähe der sockelnahen ersten Hauptelektrode (15) angeordnet ist.
  7. Gasentladungslampe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode (23) als außen am Brennergefäß (10) anliegender Draht oder leitfähiger Streifen ausgebildet ist.
  8. Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität der sockelnahen ersten Hauptelektrode (15) negativ ist gegenüber der Polarität der anderen, mit der Hilfselektrode (23) verbundenen zweiten Haupteleklrode (16).
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