DE102007023637A1

DE102007023637A1 - Lampensockel für eine elektrische Lampe

Info

Publication number: DE102007023637A1
Application number: DE102007023637A
Authority: DE
Inventors: Peter Helbig; Alexander Vogel; Andreas Koch; Karl-Heinz Quadfasel; Gottfried Prof. Dr. Dr. Ehrenstein; Simon Amesoder; Mike Szameitat; Matthias Scholz
Original assignee: Hubert Stueken & Co KG GmbH; Schempp und Decker Praezisionsteile und Oberflaechentechnik GmbH; Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH; Friedrich Alexander Universitaet Erlangen Nuernberg
Current assignee: Hubert Stueken & Co Kg De GmbH; Osram GmbH; Diehl Metal Applications GmbH; Friedrich Alexander Universitaet Erlangen Nuernberg
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2027-05-23
Also published as: DE102007023637B8; DE102007023637B4

Abstract

Es wird ein Lampensockel für eine elektrische Lampe, vorzugsweise eine Kraftfahrzeuglampe, vorgesehen, der ein Kunststoffsockelteil und zumindest eine im Kunststoffsockelteil vorgesehene Kontaktfahne für die Stromzuführung aufweist. Dabei ist zwischen Kunststoffsockelteil und Kontaktfahne zumindest abschnittsweise auf der Kontaktfahne eine Beschichtung zum Erhöhen der Haftfestigkeit zwischen Kontaktfahne und Kunststoffsockelteil vorgesehen. Es ergibt sich ein Kunststoffsockel, der hohen Dichtanforderungen bei einfachem Herstellungsaufwand genügt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht von einem Lampensockel für eine elektrische Lampe, vorzugsweise eine Kraftfahrzeuglampe, aus, der ein Kunststoffsockelteil und zumindest eine Kontaktfahne aufweist.
Stand der Technik
Das Dokument DE 196 16 409 offenbart eine Kraftfahrzeugscheinwerferlampe mit einer in einem gläsernen Lampenkolben eingeschlossenen Glühwendel und einem aus Metall- und Kunststoffteilen bestehenden Lampensockel. Das gasdicht verschlossene Ende des Lampenkolbens ist in einer metallischen Halterung fixiert, die in dem mit den elektrischen Anschlüssen der Lampe versehenen Kunststoffsockelteil verankert ist. Die aus dem Lampenkolben herausgeführten Stromzuführungen sind im Innenraum des Kunststoffsockelteils mit Kontaktfahnen, die als elektrische Anschlüsse der Lampe dienen, verschweißt. Der Innenraum des Kunststoffsockelteils, in dem die Stromzuführungen mit den Kontaktfahnen verschweißt sind, ist mit einem Deckel verschlossen. Zur Abdichtung gegen das Eindringen von Luftfeuchtigkeit sind im Lampensockel Siliconteile vorgesehen, durch die die Stromzuführungen hindurchgehen. Ein Nachteil eines derartigen Lampensockels besteht in der komplexen Herstellung und der hohen Fertigungsgenauigkeit insbesondere in Bezug auf die Dichtanforderungen eines derartigen Lampensockels.
In der Druckschrift DE 198 55 412 A1 ist eine elektrische Lampe mit Lampensockel, Lampenkolben und Leuchtmittel offenbart. L-förmige Kontaktfahnen, die mit den Stromzuführungsdrähten am Lampenkolben verschweißt sind, sind in das Kunststoffsockelteil des Lampensockels eingespritzt. Ein Lampensockel mit einfach umspritzten Kontaktfahnen erfüllt aufgrund der geringen Haftfestigkeit von Kontaktfahnen und Kunststoffsockelmaterial und der stark unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten vom Material der Kontaktfahnen und vom Kunststoffmaterial keine erhöhten Dichtanforderungen.
Nach dem Stand der Technik können ferner Kunststoffsockelteile im Innenbereich zwischen Kontaktfahne und Kunststoff mit einer Kavität versehen sein, die nach dem Umspritzen der Kontaktfahnen mit Flüssigsilicon gefüllt und aufgeheizt werden. Dadurch ist ein komplexer Fertigungsprozess erforderlich.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lampensockel für eine elektrische Lampe vorzusehen, bei der zwischen einem Kunststoffsockelteil und Kontaktfahnen den Anforderungen an eine hohe Dichtheit genügt wird. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lampensockels mit geringem fertigungstechnischen Aufwand vorgesehen werden.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 9 gelöst durch.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen.
Es wird eine Anordnung zum Verbinden eines Stromverbrauchers mit einer Spannungsquelle vorgesehen, bei welcher in einem aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuse ein Kontaktelement angeordnet ist, an das einerseits ein zur Spannungsquelle führender elektrischer Leiter und andrerseits der Stromverbraucher elektrisch leitend anschließbar sind, wobei zwischen Gehäuse und Kontaktelement zumindest abschnittsweise auf dem Kontaktelement eine Beschichtung zum Erhöhen der Haftfestigkeit zwischen Kontaktelement und Gehäuse vorgesehen ist. Die Erfindung bezieht sich bevorzugt auf Steckverbinder-Anwendungen, bei denen der elektrische Leiter umspritzt wird und dann Anforderungen an die Dichtheit erfüllt werden müssen.
Es wird ein Lampensockel für eine elektrische Lampe, vorzugsweise eine Kraftfahrzeuglampe, vorgesehen, der ein Kunststoffsockelteil und zumindest eine im Kunststoffsockelteil vorgesehene Kontaktfahne für die Stromzuführung aufweist. Dabei ist zwischen Kunststoffsockelteil und Kontaktfahne zumindest abschnittsweise auf der Kontaktfahne eine Beschichtung zum Erhöhen der Haftfestigkeit zwischen Kontaktfahne und Kunststoffsockelteil vorgesehen. Es ergibt sich ein Kunststoffsockel, der hohen Dichtanforderungen bei geringem Herstellungsaufwand genügt.
Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist über die Kontaktfahne ein Stromzuführungsdraht eines Lampengefäßes mit Spannung versorgbar. Somit kann sowohl ein einfaches Verbinden zwischen Stromzuführungsdraht des Lampengefäßes und Kontaktfahne als auch zwischen der Kon taktfahne und einem Anschlussstecker über die Kontaktfahne umgesetzt werden.
Es ist vorzuziehen, dass die Beschichtung Epoxidharz aufweist, wobei die Epoxidharze L20, L11, LH28 und HT2 zu bevorzugen sind. Auf diese Weise lassen sich bei geringen Fertigungskosten Verbundfestigkeiten auf Edelstahloberflächen zwischen 1,5 und 3 N/mm² umsetzen.
In einer Abwandlung der Erfindung weist die Beschichtung ein Polyamid auf. Bei Verwendung von Polyamid lassen sich in Abhängigkeit von dem verwendeten Material für die Kontaktfahne Verbundfestigkeiten zwischen 20 und 22 N/mm² umsetzen, wobei die Kontaktfahnen Magnesium, Stahl, Aluminium, verzinktes Stahl oder Edelstahl aufweisen.
Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist die Kontaktfahne im Wesentlichen L-förmig ausgebildet, und ist der Abschnitt der Kontaktfahne, auf den die Beschichtung aufgebracht ist benachbart zu dem Bereich der Kontaktfahne ausgebildet, in dem die zwei Schenkel der Kontaktfahne miteinander verbunden sind. Dadurch lässt sich ein platzsparender Lampensockel mit dicht eingebrachter Kontaktfahne in den Kunststoffsockel umsetzen. Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Lampensockels mit einem Kunststoffsockelteil vorgesehen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Vorsehen zumindest einer Kontaktfahne für die Stromzuführung, Aufbringen einer Beschichtung zum Erhöhen der Haftfestigkeit zwischen Kontaktfahne und Kunststoffsockelteil und Ausbilden des Kunststoffsockelteils an der beschichteten Kontaktfahne. Dadurch lässt sich bei geringem Fertigungsaufwand eine Verbindung zwischen Kunststoffsockelteil und Kontaktfahnen, die hohen Dichtanforderungen genügt, umsetzen.
Es wird ferner bevorzugt, wenn das Aufbringen der Beschichtung bei im Stanzgitter vorgesehenen Kontaktfahnen erfolgt, damit der Fertigungsaufwand für den Lampensockel gering gehalten werden kann.
Entsprechend einer Weiterbildung erfolgt zwischen dem Aufbringen der Beschichtung und dem Ausbilden des Kunststoffsockels das Heraustrennen der Kontaktfahnen aus dem Stanzgitter, wodurch das Aufbringen der Beschichtung in einer Zuführeinrichtung umsetzbar ist.
Es wird bevorzugt, wenn das Kunststoffsockelteil an den Kontaktfahnen durch Spritzgießen ausgebildet wird. Dadurch lässt sich ökonomisch günstig ein dichter Kunststoffsockel realisieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Lampensockels mit eingebrachter Halterung und mit Lampenkolben,
2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Lampensockels an einer Kontaktfahne,
3 eine grafische Darstellung der Verbundfestigkeit bei Verwendung verschiedener Epoxidharzbeschichtungen auf den Kontaktfahnen, und
4 eine grafische Darstellung der Verbundfestigkeit bei Verwendung von gelöstem Polyamid 6 auf unterschiedlichen Metallwerkstoffen.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine erfindungsgemäße Lampenanordnung 1 mit schematisch dargestelltem Lampensockel 2.
Der Lampensockel 2 weist ein Kunststoffsockelteil 4 mit einem Anschlussabschnitt 6 auf. Der Anschlussabschnitt 6 ist buchsenartig ausgeführt. In dem Innenraum 8 des Anschlussabschnitts 6 steht ein Kontaktabschnitt 10 einer Kontaktfahne 12 vor. Die Kontaktfahne 12 ist im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und hat einen Verbindungsabschnitt 14, der mit Stromzuführungsdrähten 16, 18 der Lampe 20 verbindbar sind. Der Abschnitt der Kontaktfahne 12, an den der Kontaktabschnitt 10 mit dem Verbindungsabschnitt 14 verbunden ist, ist in das Kunststoffsockelteil 4 eingegossen.
Rechtwinklig zum Innenraum 8 ist am Kunststoffsockelteil 4 ein Flanschabschnitt 22 vorgesehen, über den der Lampensockel 2 an einem in 1 gestrichelt dargestellten Reflektor 24 über einen Dichtungsring 26 befestigbar ist. Radial innerhalb des Flanschabschnittes 22 ist im Lampensockel 2 ein Verbindungsraum 28 vorgesehen, in dem der Verbindungsabschnitt 14 der Kontaktfahne 12 hervorsteht. In dem Flanschabschnitt 22 ist ferner eine ringförmige Trägerhülse 30 verankert, vorzugsweise durch Ultraschallschweißen, in der ist über einen Zwischenring 32 ein napfartiges Halteteil 34 abgestützt, in dem die Quetschung 36 eines Lampengefäßes 38 der Lampe 20 aufgenommen ist. Am zur Quetschung 36 entgegengesetzten Endabschnitt des Lampengefäßes 38 ist eine Licht absorbierende Beschichtung 40 vorgesehen.
Die in 1 dargestellte Glühwendel 42 ist mit den Stromzuführungsdrähten 16, 18 elektrisch verbunden.
In der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Lampe 20 eine Einfaden-Halogenglühlampe, die für den Einsatz in einen Kraftfahrzeugscheinwerfer vorgesehen ist. Der Lampensockel 2 ist bevorzugt von den Typen H8, H9 oder H11, die sich insbesondere für Fernlicht- und Nebellichtleuchten verwenden lassen.
In der Schnittansicht des Lampensockels 2 aus 2 ist das Kunststoffsockelteil 4 ohne Trägerhülse 30, Zwischenring 32 und napfartigen Halteelement 34 dargestellt. Vom Bodenabschnitt 44 des Verbindungsraumes 28 im Kunststoffsockelteil 4 steht ein Ringabschnitt 44 parallel zum Verbindungsabschnitt 14 vor. Der Ringabschnitt 44 dient zur Befestigung der Trägerhülse 30 im Innenraum des Flanschabschnittes 22.
Obwohl in 2 lediglich eine Kontaktfahne 2 gezeigt ist, ist die vorliegende Erfindung bevorzugt auf den Fall anwendbar, in dem zwei Kontaktfahnen parallel zueinander zum Kontaktieren des jeweiligen Stromzuführungsdrahtes 16, 18 der Lampe 20 vorgesehen sind. Die Kontaktfahnen sind bevorzugt aus Stahlblech hergestellt und vorzugsweise mittels Spritzgießen im Kunststoffsockelteil 4 des Lampensockels 2 vorgesehen.
Der Verbindungsabschnitt 14 der Kontaktfahne 12 ist mit einer Nut 46 ausgestattet, in die jeweils ein abgewinkel ter Endabschnitt der Stromzuführungsdrähte 16, 18 einbringbar ist. Die Nut 46 ist durch zwei unterschiedlich lange Stege 48, 50 seitlich begrenzt, wobei jeder der Stege 48, 50 an seiner der Nut zugewandten Seite eine Schräge 48a, 50a zum vereinfachten Einbringen des Stromzuführungsdrahtes 16, 18 in die Nut aufweist. Die Schweißverbindung zwischen dem jeweiligen Stromzuführungsdraht und der Kontaktfahne 12 wird durch kurzzeitiges Erhitzen des Materials des kürzeren Stegs 50 über dessen Schmelzpunkt mittels eines Lasers hergestellt. Nach dem Erstarren der Schmelze ist der Stromzuführungsdraht 16, 18 mit dem kürzeren Steg 50 verbunden.
Durch die Erfinder wurde herausgefunden, dass es vorteilhaft ist, den Winkelbereich 52 der Kontaktfahne 12, durch den der Kontaktabschnitt 10 und der Verbindungsabschnitt 14 miteinander verbunden sind, zumindest abschnittsweise mit einer die Haftfestigkeit erhöhenden Beschichtung zu versehen. Als Beschichtungsmaterial eignen sich bevorzugt Epoxidharz oder Polyamid.
In 3 ist der Einfluss der Beschichtung auf die Haftung in einem Zugversuch mit doppelseitiger Überlappung bei der Beschichtung einer Edelstahloberfläche mit verschiedenen Epoxidharzen dargestellt. Dabei ist die Verbundfestigkeit im Fall a) bei unbeschichteter Edelstahloberfläche, im Fall b) bei der Beschichtung mit dem Epoxidharz L20, im Fall c) mit dem Epoxidharz LF, im Fall d) bei der Beschichtung mit dem Epoxidharz LH28 und im Fall e) bei der Beschichtung mit dem Epoxidharz HT2 dargestellt. Dieser Darstellung ist zu entnehmen, dass die Haftfestigkeit beim Epoxidharz L20 (Fall b) am höchsten war, dann mit LH28, HT2 und LF abgenommen hat und bei un beschichteter Edelstahloberfläche (Fall a) der Kontaktfahne 12 am geringsten war.
In 4 ist die Beschichtung mit gelöstem Polyamid 6 dargestellt, wobei im Fall f) für die Kontaktfahne Stahl, im Fall g) verzinkter Stahl, im Fall h) Edelstahl, im Fall i) Aluminium, im Fall j) Magnesium verwendet wurde und jeweils als Vergleichswert in schwarz die Verbundfestigkeit bei unbeschichtetem Metall wiedergegeben ist. Der grafischen Darstellung aus 4 ist zu entnehmen, dass die Verbundfestigkeit bei Edelstahl am größten war und bei verzinktem Stahl, Aluminium, Stahl und Magnesium jeweils kleiner geworden ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass lediglich im Winkelbereich 52 eine Beschichtung vorgesehen ist, sondern die Erfindung ist auch dann anwendbar, wenn ein beliebiger in das Kunststoffsockelteil 4 eingebetteter Abschnitt der Kontaktfahne 12 mit der Beschichtung versehen ist.
Bei der Herstellung des Lampensockels 2 entsprechend der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass Kontaktfahnen vor dem Vorsehen des Kunststoffsockelteils 4 durch Spritzgießen mit der Beschichtung versehen werden. Beispielsweise werden die Kontaktfahnen im Stanzgitter der Spritzgusseinheit zugeführt und können diese vor oder nach dem Austrennen mit der Beschichtung versehen werden. Anschließend erfolgt dann das Einlegen der Kontaktfahnen in die Spritzgießwerkzeuge.
Da somit das Vergießen mit Silikon auf separaten Vergießanlagen entfällt und lediglich die Beschichtung an den Kontaktfahnen vorgesehen werden muss, kann die Herstel lung des erfindungsgemäßen Lampensockels im Vergleich zu den Lampensockeln nach dem Stand der Technik vereinfacht werden. Es ist lediglich die Beschichtungseinrichtung an der Zuführeinheit vorzusehen.
Alternativ dazu erfolgt eine separate Beschichtung der Kontaktfahnen vor dem Zuführen zum Umspritzen. Die separate Beschichtung ist effektiver als ein Vergießen fertiger Sockel mit Silikon. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten:

1. Beschichtung Halbzeug (gewalztes Band),
2. Beschichtung gestanzter Teile am Band und
3. Beschichtung gestanzter Teile als Einzelteile

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19616409 [0002]
- DE 19855412 A1 [0003]

Claims

Anordnung zum Verbinden eines Stromverbrauchers mit einer Spannungsquelle, bei welcher in einem aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuse ein Kontaktelement angeordnet ist, an das einerseits ein zur Spannungsquelle führender elektrischer Leiter und andrerseits der Stromverbraucher elektrisch leitend anschließbar sind, wobei zwischen Gehäuse und Kontaktelement zumindest abschnittsweise auf dem Kontaktelement eine Beschichtung zum Erhöhen der Haftfestigkeit zwischen Kontaktelement und dem vorzugsweise durch Umspritzen des Kontaktelementes ausgebildeten Gehäuse vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 1, die ein Lampensockel (2) für eine elektrische Lampe, vorzugsweise eine Kraftfahrzeuglampe, ist, wobei das Gehäuse ein Kunststoffsockelteil (4) ist und das Kontaktelement eine Kontaktfahne (12) ist.
Lampensockel nach Anspruch 2, wobei über die Kontaktfahne (12) ein Stromzuführungsdraht (16, 18) eines Lampengefäßes (38) mit Spannung versorgbar ist.
Lampensockel nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Beschichtung Epoxidharz aufweist.
Lampensockel nach Anspruch 4, wobei das Epoxidharz L20, LF, LH28 oder HT2 aufweist.
Lampensockel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung Polyamid aufweist.
Lampensockel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktelement Stahl, verzinkten Stahl, Edelstahl, Aluminium oder Magnesium aufweist.
Lampensockel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktelement (12) im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und der Abschnitt des Kontaktelements, auf den die Beschichtung aufgebracht ist, benachbart zu dem Bereich des Kontaktelements ausgebildet ist, in dem die zwei Schenkel (10, 14) des Kontaktelements miteinander verbunden sind.
Verfahren zur Herstellung eines Lampensockels (2) mit einem Kunststoffsockelteil (4), das die Schritte aufweist: Vorsehen zumindest einer Kontaktfahne (12) für die Stromzuführung, Aufbringen einer Beschichtung zum Erhöhen der Haftfestigkeit zwischen Kontaktfahne (12) und dem Kunststoffsockelteil (4), und Ausbilden des Kunststoffsockelteils (4) an der beschichteten Kontaktfahne.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Aufbringen der Beschichtung bei im Stanzgitter vorgesehenen Kontaktfahnen (12) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei zwischen Aufbringen der Beschichtung und Ausbilden des Kunst stoffsockelteils (4) das Heraustrennen der Kontaktfahnen (12) aus dem Stanzgitter erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Kunststoffsockelteil (4) an der Kontaktfahne (12) durch Spritzgießen ausgebildet wird.