DE19913942C1 - Gasentladungslampensockel mit Zündeinrichtung - Google Patents

Abstract

Ein Gasentladungslampensockel (1) mit Zündeinrichtung weist ein Trägerteil (16) für elektronische Bauelemente (23 bis 30) der Zündeinrichtung auf. Das Trägerteil (16) hat eine Oberseite und eine Unterseite. Auf der einen Seite des Trägerteils (16) sind nur Hochspannung führende Bauelemente (23 bis 26) und auf der anderen Seite des Trägerteils (16) nur Niederspannung führende Bauelemente (27 bis 30) der Zündeinrichtung angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasentladungslampensockel mit Zündeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Gasentladungslampensockel mit Zündeinrich­ tung ist aus der US-A-5 510 967 bekannt. Bei diesem aus der US-A-5 510 967 bekannten Gasentladungslampensockel ist ein Mantelrohrabschnitt der Gasentladungslampe mittels einer ge­ schlitzten Kugel in den Gasentladungslampensockel gepreßt. Zwei innerhalb des Gasentladungslampensockels angeordnete Kontaktschienen gewährleisten den elektrischen Kontakt der Stromzuführung und der Stromrückführung mit den zugehörigen Anschlüssen der Zündeinrichtung. Gemäß der US-A-5 510 967 ist die Zündeinrichtung kompakt in Form eines länglichen Zylinders aufgebaut, der sich innerhalb des Gasentladungslampensockels orthogonal zur Längserstreckung der Gasentladungslampe er­ streckt. Genauere Details über den inneren Aufbau der Zünd­ einrichtung können der US-A-5 510 967 nicht entnommen werden.

Ein ähnlicher Gasentladungslampensockel wie in der US-A-5 510 967 beschrieben ist aus der US-A-5 659 221 bekannt. An­ stelle der geschlitzten Kugel wird jedoch gemäß der US-A-5 659 221 ein geschlitzter kegelstumpfförmiger Keil zur Herstellung der Preßverbindung eingesetzt.

Auch die DE-A-196 10 385 beschreibt einen Gasentladungs­ lampensockel mit Zündeinrichtung. Gemäß der DE-A-196 10 385 sind zwei elektrische Anschlüsse der Zündeinrichtung, eine erste Wicklung eines Zündimpulsübertragers und die beiden Hauptelektroden der Gasentladungslampe in Reihe geschaltet. Weiterhin sind die beiden elektrischen Anschlüsse der Zünd­ einrichtung über eine Reihenschaltung eines Kondensators mit einem ohmschen Widerstand miteinander verbunden. Parallel zum Kondensator ist eine Reihenschaltung einer zweiten Wicklung des Zündimpulsübertragers mit einer Funkenstrecke geschaltet. Der Zündimpulsübertrager sowie die weiteren genannten elek­ tronischen Bauelemente, die genannten elektrischen Anschlüsse, ein Teil des Gasentladungsgefäßes und ein Teil einer längs des Gasentladungsgefäßes verlaufenden äußeren Leitung werden vollständig oder teilweise mit Kunststoffmaterial unter Bil­ dung des Gasentladungslampensockels umspritzt oder vergossen.

Aus der DE-A-195 41 438 ist eine Gasentladungslampe mit Zündeinrichtung bekannt, bei der die Hochspannung führenden Bauelemente der Zündeinrichtung im Lampensockel angeordnet sind, während die Niederspannung führenden Bauelemente in der Lampenfassung angeordnet sind.

Die US-A-5,838,109 offenbart eine Zündeinrichtung für eine Entladungslampe mit einem Starterschaltkreis und einem Rauschfilterschaltkreis. Diese Zündeinrichtung ist jedoch nicht in einem Lampensockel angeordnet.

Aus der DE-A-196 10 388 ist ein weiterer Gasentladungs­ lampensockel mit Zündeinrichtung bekannt. Die Zündeinrichtung gemäß der DE-A-196 10 388 weist einen Hochspannungskondensator und einen Tesla-Transformator auf. Die beiden letztgenannten Bauelemente sind so angeordnet, daß der Hochspannungskondensa­ tor von der Sekundärwicklung des Tesla-Transformators umgeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasentla­ dungslampensockel mit Zündeinrichtung bereitzustellen, der eine im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Gasentladungslampensockeln verbesserte Betriebssicherheit aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Gasentladungslampensockel mit Zündeinrichtung nach Anspruch 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Gasentladungslampensockel mit Zündeinrichtung wird die verbesserte Betriebssicherheit durch die konsequente räumliche Trennung der Hochspannung führenden Bauelemente von den Niederspannung führenden Bauelementen erreicht, wobei trotzdem alle diese Bauelemente im Gasentla­ dungslampensockel untergebracht sind, so daß der Gasentla­ dungslampensockel nicht über eine Hochspannungsschnittstelle, sondern nur über eine Schnittstelle für niedrigere Spannung an ein Versorgungsnetz angeschlossen werden muß. Zur Begriffs­ definition sei angemerkt, daß unter "Niederspannung" hier Spannungen bis zu einigen kV verstanden werden sollen. Im Gegensatz dazu bezeichnet der Begriff "Hochspannung" hier Spannungen ab etwa 10 kV, insbesondere Spannungen von einigen 10 kV.

Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen des erfin­ dungsgemäßen Gasentladungslampensockels sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 17.

Die besondere räumliche Anordnung der Entstördrossel bzw. der Entstördrosseln gemäß Anspruch 4 in Bezug auf die Gasent­ ladungsrichtung trägt zu einer besonders guten elektromagneti­ schen Verträglichkeit des erfindungsgemäßen Gasentladungs­ lampensockels mit Zündeinrichtung bei.

Die Ausführungsform nach Anspruch 6 gewährleistet eine besonders gute Hochspannungsisolation und damit eine besonders gute Betriebssicherheit.

Das sich bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 11 im Zusammenwirken von Gehäuse-Oberteil und Trägerteil ergebende Labyrinth bildet verlängerte Wege für etwaige Kriechströme und ist daher eine besonders wirksame Isolationsmaßnahme, die in vorteilhafter Weise zur Verbesserung der Betriebssicherheit beiträgt. Gleiches gilt für die Ausführungsform gemäß Anspruch 14 in Bezug auf das Gehäuse-Unterteil.

Besonders bevorzugt ist die Ausführungsform nach Anspruch 17, da die hierbei vorhandene geschlossene äußere Kontur des Gasentladungslampensockels die Hochspannungsfestigkeit des Gasentladungslampensockels verbessert, die thermische Bela­ stung der im Gasentladungslampensockel angeordneten elektri­ schen Bauelemente durch die von der Gasentladung ausgehende Wärmestrahlung verringert und ein Ausgasen der im Gasentla­ dungslampensockel eingeschlossenen Komponenten verhindert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Gasentladungslampensockels mit Zündeinrichtung anhand von Figuren erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gas­ entladungslampensockels mit zugehöriger Gasentladungs­ lampe im seitlichen Querschnitt, teilweise auseinan­ dergenommen, ohne elektronische Bestückung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gasent­ ladungslampensockels mit elektronischer Bestückung und zugehöriger Gasentladungslampe in seitlicher Explo­ sionsdarstellung,

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 in perspektivischer Explosionsdarstellung,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Trägerteils für elektro­ nische Bauelemente einer Zündeinrichtung im erfin­ dungsgemäßen Gasentladungslampensockel in Draufsicht von oben,

Fig. 5 Schnitt C-C von Fig. 4,

Fig. 6 das Trägerteil von Fig. 4 in Draufsicht von unten,

Fig. 7 Schnitt F-F von Fig. 6,

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuse-Oberteils des erfindungsgemäßen Gasentladungslampensockels in Sei­ tenansicht,

Fig. 9 das Gehäuse-Oberteil von Fig. 9 in Draufsicht von un­ ten,

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuse-Unterteils des erfindungsgemäßen Gasentladungslampensockels in per­ spektivischer Darstellung und

Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung der Zündeinrichtung mit angeschlossener Gasentladungs­ lampe.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen, jeweils in unterschiedlicher Darstellungsweise, ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Gasentladungslampensockels 1 mit Zündeinrichtung, wobei in Fig. 1 die zur Zündeinrichtung gehörenden Bauelemente weggelassen wurden. Jeweils mit dargestellt ist auch die zugehörige Gasentladungslampe 2. Deren Gasentladungsgefäß 3 mit Gasentladungselektroden 4, Außenkolben 5, mit einem Kera­ mikrohr 6 teilweise ummantelte Stromrückführung 7 und innere Stromzuführung 8 sowie ein Sockelinnenteil 9 bilden eine Baueinheit, die in einem Gehäuse-Oberteil 10 des Gasentla­ dungslampensockels montiert und justiert ist.

Das Gehäuse-Oberteil 10 (siehe auch Fig. 8 und 9) weist elektrisch isolierte Durchführungen 13, 14 für die innere Stromzuführung 8 und die Stromrückführung 7 auf. Zusätzliche Trennstege 11, 12 am Gehäuse-Oberteil 10 verbessern die elek­ trische Isolation zwischen Stromrückführung 7 und innerer Stromzuführung 8.

Der erfindungsgemäße Gasentladungslampensockel 1 weist ferner ein Trägerteil 16 für elektronische Bauelemente der Zündeinrichtung (siehe auch Fig. 4 bis 7) auf. Das Trägerteil 16 ist mit paßgerechten Aufnahmen 17 bis 20 für die Durch­ führungen 13, 14 und die Trennstege 11, 12 des Gehäuse-Ober­ teils (10) versehen. Dadurch entsteht ein Labyrinth für etwai­ ge Kriechströme. In dem Trägerteil 16 ist die gesamte Zündein­ richtung (Zündelektronik) für die Gasentladungslampe 2 mon­ tiert. Das Trägerteil 16 mit den elektronischen Bauelementen der Zündeinrichtung wird in das Gehäuse-Oberteil 10 eingefügt und dort mittels Rastnasen 21, die in entsprechende Vertiefun­ gen 22 an Innenwänden des Gehäuse-Oberteils 10 eingreifen, verrastet.

Das Trägerteil 16 hat eine Oberseite und eine Unterseite und ist beidseitig mit den Bauelementen der Zündeinrichtung bestückt. Die Begriffe "Oberseite" und "Unterseite" sind dabei nicht als unbedingt glatte Seiten aufzufassen. Wie in den Fig. 1 bis 7 dargestellt, kann jede Seite für sich Stufen aufwei­ sen. Die Oberseite und die Unterseite sind jedoch derart voneinander getrennt, daß man nicht von der einen zur anderen dieser beiden Seiten gelangen kann, ohne über einen äußeren Rand 31 des Trägerteils 16 hinüber oder durch eines der beiden innerhalb der inneren Aufnahmewandung 17 gelegenen Durchfüh­ rungslöcher 19, 20 hindurch zu müssen.

Die Bestückung des Trägerteils 16 erfolgt derart, daß die Hochspannung (ca. 30 kV) führenden Bauelemente der Zündein­ richtung auf der einen Seite des Trägerteils 16 und die Nie­ derspannung (ca. 2 kV) führenden Bauelemente der Zündeinrich­ tung auf der anderen Seite des Trägerteils 16 angeordnet sind.

Insbesondere befinden sich auf der Hochspannungsseite des Trägerteils 16 ein als Ringkerntransformator 23 ausgebildeter Zündtransformator, zwei Entstördrosseln 24, 25 und ein Hoch­ spannungskondensator 26. Diese Hochspannung führenden Bauele­ mente 23 bis 26 sind in eine elektrisch isolierende Vergußmas­ se eingebettet. Die beiden Entstördrosseln 24, 25 liegen quer zur Richtung der im zugehörigen Gasentladungsgefäß 3 brennen­ den Gasentladung, um eine möglichst gute elektromagnetische Verträglichkeit der gesamten Anordnung zu erreichen. Im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Entstördrosseln 24, 25 insbesondere auch quer zur Längserstreckung der Gasent­ ladungslampe 2 montiert.

Auf der von der Hochspannungsseite des Trägerteils 16 abgewandten Seite, der Niederspannungsseite, des Trägerteils 16 sitzen eine Funkenstrecke 27, ein Zündkondensator 28, ein Entstörkondensator 29 und ein ohmscher Widerstand 30. Wär­ meempfindliche Teile sind in möglichst großem Abstand zum Gasentladungsgefäß 3 angeordnet.

Die Wände 31, 17 des Trägerteils 16 bilden einerseits Vergußkammern und dienen andererseits als elektrische Isolie­ rung. Außerdem weist das Trägerteil 16 weitere Kammern für metallische Einlege-Stanzbiegeteile 32 bis 38 auf. Die metal­ lischen Einlege-Stanzbiegeteile 32 bis 38 stellen elektrischen Kontakt zur inneren Stromzuführung 8 und zur Stromrückführung 7 her und sind mit U-förmigen Auslegern zur Kontaktierung mit Drähten, insbesondere Anschlußdrähten der elektronischen Bauelemente 27 bis 30, versehen. Die Drähte sind mit den Einlege-Stanzbiegeteilen 32 bis 38 verschweißt, d. h. es wird keine Leiterplatte verwendet, sondern der elektronische Aufbau erfolgt in Lead-Frame-Technik (Leitungsgerüsttechnik).

Das Trägerteil 16 ist ferner mit einem Kragenraum 39 versehen, der zur Aufnahme eines Steckers eines Anschlußkabels dient. Das Anschlußkabel verbindet die Zündeinrichtung mit den in einem separaten Betriebsgerät untergebrachten restlichen Komponenten der zum Lampenbetrieb erforderlichen Schaltungs­ anordnung.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä­ ßen Gasentladungslampensockels 1 mit Zündeinrichtung ist weiter mit einem Gehäuse-Unterteil 40 versehen (siehe Fig. 1 bis 3 und 10). Das Gehäuse-Unterteil 40 weist elektrisch isolierende Trennstege und Wände 41, 42 auf, die paßgerecht in entsprechende Aufnahmen 43, 44 des Trägerteils 16 (siehe Fig. 6) eingreifen. Auf diese Weise entsteht ein Labyrinth aus Isolationswandungen, das verlängerte Wege für etwaige Kriech­ ströme schafft und so zur Gewährleistung einer besonders guten Betriebssicherheit des als Ausführungsbeispiel dargestellten erfindungsgemäßen Gasentladungslampensockels 1 mit Zündein­ richtung beiträgt.

Das Gehäuse-Oberteil 10 ist mit angeformten Stiften oder Zapfen 15 versehen. Diese erstrecken sich in Führungsrinnen 46 des Trägerteils 16 bis durch entsprechende Durchbrüche 45 im Gehäuse-Unterteil 40, wo sie mit dem Gehäuse-Unterteil 40 ultraschallverschweißt sind. Bei anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Gasentladungslampensockels 1 sind das Gehäuse-Oberteil 10 und das Gehäuse-Unterteil 40 umlaufend miteinander laserverschweißt oder umlaufend bzw. segmentweise miteinander verrastet.

Das Gehäuse-Oberteil 10, das Trägerteil 16 und das Gehäu­ se-Unterteil 40 bestehen bei dem beschriebenen Ausführungsbei­ spiel aus einem thermisch hoch belastbaren, elektrisch isolie­ renden Kunststoff. Die Betriebstemperatur im Gasentladungs­ lampensockel 1 kann bei dieser Materialwahl bis zu 150°C betragen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der erfindungsgemäße Gasentladungslampensockel 1 im zusammengebau­ ten Zustand eine geschlossene äußere Kontur. Die sich daraus ergebenden besonderen Vorteile wurden bereits oben erläutert.

Abschließend soll anhand von Fig. 11 kurz der elektrische Schaltungsaufbau der Zündeinrichtung erklärt werden.

Die Zündeinrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel eine sogenannte asymmetrische Impulszündeinrichtung. Von drei Gleichspannungsanschlüssen 46, 47, 48 werden wahlweise zwei benutzt. Der Gleichspannungsanschluß 48 liegt auf Masse, der Gleichspannungsanschluß 46 ist für eine Versorgungsspannung von -400 V, und der Gleichspannungsanschluß 47 ist für eine Versorgungsspannung von +600 V. Der Zündkondensator 28 entlädt sich stoßweise über eine Funkenstrecke 27 und über die Primär­ wicklung N1 des Zündtransformators 23. Der durch die Primär­ wicklung N1 des Zündtransformators 23 fließende Entladestrom induziert in der Sekundärwicklung N2 des Zündtransformators 23 unipolare Hochspannungsimpulse positiver oder negativer Pola­ rität, abhängig von der verwendeten Versorgungsspannung. Mit diesen unipolaren Hochspannungsimpulsen wird bei Anschluß 49 die innere Stromzuführung 8 der Gasentladungslampe 2 beauf­ schlagt. Die Zündspannungsimpulse haben im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel eine Amplitude von rund 25 kV und eine Breite von rund 300 ns. Der Hochspannungskondensator 26 ist parallel zur Entladungsstrecke der Gasentladungslampe 2 geschaltet.

Claims (17)

1. Gasentladungslampensockel (1) mit Zündeinrichtung, der ein Trägerteil (16) für elektronische Bauelemente (23 bis 30) der Zündeinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (16) eine Oberseite und eine Unterseite hat, wobei auf der einen Seite des Trägerteils (16) nur Hoch­ spannung führende Bauelemente (23 bis 26) und auf der anderen Seite des Trägerteils (16) nur Niederspannung führende Bauelemente (27 bis 30) der Zündeinrichtung an­ geordnet sind.

2. Gasentladungslampensockel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. als Hochspannung führendes Bauelement (23 bis 26) minde­ stens ein Zündtransformator (23) auf dem Trägerteil (16) angeordnet ist

und

• 1. als Niederspannung führende Bauelemente (27 bis 30) min­ destens folgende Bauelemente auf dem Trägerteil (16) an­ geordnet sind: eine Funkenstrecke (27) und ein Zündkon­ densator (28).

3. Gasentladungslampensockel nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• 1. als Hochspannung führende Bauelemente (23 bis 26) weiter­ hin mindestens folgende Bauelemente auf dem Trägerteil (16) angeordnet sind: eine Entstördrossel (24, 25) und ein Hochspannungskondensator (26), und
• 2. als Niederspannung führende Bauelemente (27 bis 30) wei­ terhin mindestens folgende Bauelemente auf dem Trägerteil (16) angeordnet sind: ein Entstörkondensator (29) und ein ohmscher Widerstand (30).

4. Gasentladungslampensockel (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entstördrossel oder die Entstör­ drosseln (24, 25) quer zur Richtung der im zugehörigen Gasentladungsgefäß (3) brennenden Gasentladung angeordnet ist bzw. sind.

5. Gasentladungslampensockel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündtransformator (23) ein Ringkerntransformator ist.

6. Gasentladungslampensockel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannung führenden Bauelemente (23 bis 26) in einer elektrisch isolierenden Vergußmasse eingebettet sind.

7. Gasentladungslampensockel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (16) aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht.

8. Gasentladungslampensockel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontaktierungen innerhalb des Gasentladungslampensockels (1) in Lead-Frame-Technik ausgeführt sind.

9. Gasentladungslampensockel (1) nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trägerteil (16) mit Kammern für metallische Einlege-Stanzbiegeteile (32 bis 38), die minde­ stens einen Teil des Leitungsgerüsts bilden, versehen ist.

10. Gasentladungslampensockel (1) nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (16) mit einem Kragenraum (39), der zur Aufnahme eines Anschlußkabelsteckers dient, versehen ist.

11. Gasentladungslampensockel (1) nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse-Oberteil (10), auf dem die Gasentladungslampe (2) montiert ist, und das auf der Oberseite des Trägerteils (16) aufsitzt, wobei

• 1. das Gehäuse-Oberteil (10) Durchführungen (13, 14) für eine Stromzuführung (8) und eine Stromrückführung (7) sowie zwischen beiden Durchführungen (13, 14) angeordnete elektrisch isolierende Trennstege (11, 12) aufweist, und
• 2. das Trägerteil (16) Aufnahmen für die Durchführungen (13, 14) und die Trennstege (11, 12) des Gehäuse-Oberteils (10) aufweist, die derart ausgeführt sind, daß sich bei mit dem Trägerteil (16) zusammengefügtem Gehäuse-Oberteil (10) ein Labyrinth für etwaige Kriechströme ergibt.

12. Gasentladungslampensockel (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (16) und das Gehäuse- Oberteil (10) mittels Rastnasen (21) miteinander verrastet sind.

13. Gasentladungslampensockel (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse-Oberteil (10) aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht.

14. Gasentladungslampensockel (1) nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse-Unterteil (40), das auf der Unterseite des Trägerteils (16) aufsitzt und mit elektrisch isolierenden Trennstegen (41, 42) versehen ist, die in entsprechende Aufnahmen (43, 44) des Trägerteils (16) eingreifen.

15. Gasentladungslampensockel (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse-Unterteil (40) aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht.

16. Gasentladungslampensockel (1) nach indirekt auf Anspruch 13 rückbezogenem Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse-Oberteil (10) mit angeformten Stiften oder Zapfen (15) versehen ist, die in Führungsrinnen (46) entlang des Trägerteils (16) verlaufen und mit dem Gehäu­ se-Unterteil (40) verschweißt oder verlötet sind.

17. Gasentladungslampensockel (1) nach auf Anspruch 11 rückbe­ zogenem Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß er eine geschlossene äußere Kontur hat.