[0001] Die Erfindung betrifft eine Baueinheit mit einer Lampe, insbesondere eine Glimmlampe,
die in einem Isolierstoffblock eingebettet ist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
[0002] Das Hauptanwendungsgebiet dieser Art von Lampen ist, neben der Hilfsbeleuchtung die
Signal- und Anzeigenbeleuchtung. Dabei wird u.a. eine Lichtstrahlformung und - lenkung
zur Erhöhung der Lichtstärke in Richtung einer bevorzugten Sichtseite der Lampe angestrebt.
Dazu kann optional ein optischer Reflektor verwendet werden, der den Lampenkolben
teilweise umgibt. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die Lampe intermittierend zu
betreiben, um die Signalwirkung zu erhöhen. Zu diesem Zweck ist die Lampe mit einer
elektrischen Schaltung verbunden. Dem vielfältigen Einsatzgebiet entsprechend ist
es erforderlich, die Außenkontakten so zu gestalten, daß eine zuverlässige Kontaktgabe
zu einer geeigneten Fassung sichergestellt ist.
[0003] Im DE-GM 7 223 900 ist eine Glimm- oder Kleinstglühlampe mit einer Umhüllung aus
lichtdurchlässigem Kunststoff offenbart. Die Kontaktgabe mit einer Fassung ist mittels
Edison-Schraubsockel oder mit Hilfe eines Bajonettsockels realisiert.
[0004] Die DE-OS 28 27 306 zeigt eine Glimmlampe in einer Ummantelung aus durchsichtigem
Plastikmaterial, aus der zwei stiftförmige oder drahtartige Kontakte nach außen geführt
sind.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baueinheit mit einfach gestalteten
und daher für eine automatisierte Fertigung gut geeigneten Außenkontakten anzugeben,
die eine zuverlässige Kontaktgabe mit den Kontakten einer Fassung sicherstellen. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den darauf gerichteten Unteransprüchen
erläutert.
[0006] Eine weitere Aufgabe besteht darin Außenkontakte zu schaffen, die, auch bei Abweichung
der räumlichen Anordnung der Gegenkontakte einer geeigneten Fassung von einer vorgegebenen
Positionierung, eine ausreichende Kontaktgabe sicherstellen und somit relativ geringe
Anforderungen an die Fertigungstoleranzen stellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Weitere vorteilhalte Ausführungen
der Erfindung sind in den darauf gerichteten Unteransprüchen erläutert.
[0007] Der erste Teil der Erfindung schlägt als Außenkontakte buchsenähnliche Klemmelemente
vor. Ein Klemmelement besteht aus einem Anschlußteil, an dem eine Stromzuführung angeschlossen
ist, und einem Klemmteil. Die Kontaktgabe mit einer Fassung wird durch Einstecken
eines stiftartigen Steckelements, beispielsweise eines Drahtstücks oder eines Metalldorns
in das Klemmteil hergestellt. Durch die Klemmwirkung des Klemmelements wird ein zuverlässiger
Kontakt sichergestellt und gleichzeitig die Baueinheit in der Fassung fixiert.
[0008] In einer bevorzugten Ausführung weist der Block an seiner Oberfläche Aussparungen
auf, in welche jeweils ein Klemmelement eingesetzt ist. Der Anschlußteil ist dabei
zumindest teilweise in den Block eingebettet, während sich der Klemmteil innerhalb
der Aussparung erstreckt. Der Vorteil ist, daß das Klemmelement vor der Einwirkung
äußerer Kräfte, etwa durch Stöße bei Handhabung oder Transport geschützt ist. Außerdem
vergrößert sich die Gleitstrecke für Oberflächenentladungen, so daß die Betriebssicherheit
erhöht ist.
[0009] In einer ersten Ausführung bestehen die Klemmteile jeweils aus mindestens zwei federnden
Armen, die an ihren, in Richtung der Stromzuführung weisenden Enden mit dem Anschlußteil,
z.B. einem Steg oder einer Platte verbunden sind. Die Arme sind so gekrümmt, daß das
Klemmteil zwischen seinen Armen eine Engstelle aufweist. Durch Krümmung und Federkraft
der Arme kann die Klemmwirkung gezielt beeinflußt werden. Die Aussparung bietet bei
dieser Ausführung den weiteren Vorteil, daß eine Führung für die Steckanschlüsse einer
Fassung gegeben ist und folglich ein Auswandern quer zu den sich gegenüberstehenden
Armen verhindert wird.
[0010] In einer weiteren Ausführung bestehen die Klemmelemente jeweils aus einer topfartigen
Hülse, deren Mantelfläche so geformt ist, daß die Hülse in ihrem Innern eine Engstelle
aufweist.
[0011] Der zweite Teil der Erfindung schlägt vor, daß mindestens einer der Außenkontakte
einen streifenförmigen oder flächig, z.B. rechteckförmig oder kreisförmig ausgebildeten
Kontaktbereich aufweist, der sich über einen Teilbereich der Oberfläche des Blocks
erstreckt. Die Außenkontakte sind ihrerseits entweder im wesentlichen flächig, z.B.
film-, schicht-, folien- oder bandartig, oder räumlich ausgedehnt, beispielsweise
quaderförmig. Dabei können die Außenkontakte auf einem Teilbereich der Oberfläche
des Blocks angeordnet oder teilweise in den Block eingebettet sein.
[0012] In einer bevorzugten Ausführung ist ein Teilbereich der Oberfläche des Blocks konvex
gekrümmt und mit einer elektrisch leitfähigen und spiegelnden Schicht oder Folie bedeckt,
beispielsweise mit Gold bedampft. Diese Schicht dient als Außenkontakt und zusätzlich
als optischer Reflektor, der die Lichtstärke auf der dem Reflektor gegenüberliegenden
Sichtseite des Blocks erhöht.
[0013] Der minimale Abstand zwischen den Außenkontakten beträgt bei einer Versorgungsspannung
von 230 V typisch ca. 3 mm, um Oberflächenentladungen zu vermeiden. Um die Gleitstrecke
zwischen den Außenkontakten zu vergrößern ― ohne notwendigerweise die Außenabmessungen
des Isolierstoffblocks vergrößern oder die Kontaktbereiche verkleinern zu müssen ―,
kann die Oberfläche zwischen den Außenkontakten eine, ggf. zusätzlich mit Rillen versehene
Erhebung aufweisen.
[0014] Die Oberfläche des Isolierstoffblocks kann nahezu beliebig geformt sein, etwa völlig
irregulär. Vorteilhaft ist sie mindestens im Bereich der Außenkontakte gleichmäßig
geformt oder mit ebenen Abschnitten versehen. Geeignet sind insbesondere quader- oder
zylinderförmige Bereiche, z.B. an einem oder beiden Enden des Isolierstoffblocks.
Vorteilhaft ist der gesamte Block als geometrisch gleichförmiger Körper ausgebildet,
z.B. als Quader oder Zylinder.
[0015] Bei einem zumindest teilweise zylindrischen bzw. quaderförmigen Isolierstoffblock
erstreckt sich vorteilhaft mindestens einer der Kontaktbereiche über zwei Flächen
des Blocks und die dazwischenliegende Kante. Sind die Außenkontakte beispielsweise
durch Metallbleche gebildet, so werden diese über die Kante gebogen, wobei der Biegewinkel
vorzugsweise im wesentlichen jenem Winkel entspricht, der von den zwei die Kante bildenden
Flächen eingeschlossen ist. Dadurch können die Gegenkontakte einer Fassung wahlweise
in zwei verschiedenen Ebenen angeordnet sein, d.h. man gewinnt mehr Flexibilität in
der Gestaltung einer geeigneten Fassung. Die Außenkontakte können an einem Ende oder
soffittenartig an beiden Enden des Isolierstoffblocks angeordnet sein.
[0016] Die Fixierung der Außenkontakte kann mittels Adhäsion auf der Oberfläche des Isolierstoffblocks
erfolgen, z.B. durch Beschichten, Bedampfen etc. oder mittels Klebstoff Zusätzlich
oder alternativ können die Außenkontakte teilweise in den Isolierstoffblock eingebettet
sein, wodurch an dieser Stelle zusätzlich ein Formschluß gebildet ist. Bei den flächigen
Außenkontakte kann dies mit Hilfe einer oder mehrerer Falze, z.B. längs einer oder
beider Stirnkanten eines Metallbandes realisiert sein, die in den Isolierstoffblock
eingreifen.
[0017] Die flächigen Außenkontakte können ganz oder auch nur teilweise auf der Oberfläche
des Isolierstoffblocks anliegen. Zur Unterstützung der Kontaktgabe mit den Gegenkontakten
einer Fassung können die Außenkontakte auch zumindest teilweise federnd ausgeführt
sein. Dies wird beispielsweise mittels einer konvexen Wölbung erzielt, die sich mindestens
über einen Teilbereich der Außenkontakte erstreckt.
[0018] Die Außenkontakte bzw. ihre Kontaktbereiche bestehen aus einem elektrisch leitfähigen
Material, z.B. aus einem Metall, etwa Kupfer, Gold, Silber oder einer Legierung.
[0019] Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
- Figur 1a
- eine Seitenansicht einer Glimmlampe mit Vorwiderstand, eingebettet in einem Kunststoffblock
und versehen mit zwei Klemmelementen als Außenkontakte,
- Figur 1b
- eine bezüglich der Längsachse um 90° gedrehte Seitenansicht der Baueinheit aus Figur
1a,
- Figur 2a
- eine Seitenansicht einer Glimmlampe mit Vorwiderstand, eingebettet in einem Kunststoffblock
sowie zwei an einer Stirnfläche des Blocks angeordneten und teilweise federnden Blechstreifen
als Außenkontakte,
- Figur 2b
- eine bezüglich der Längsachse um 90° gedrehte Seitenansicht der Baueinheit aus Figur
2a,
- Figur 3
- die Seitenansicht einer Glimmlampe mit Vorwiderstand, eingebettet in einem Kunststoffblock,
wobei an zwei gegenüberliegenden Stirnflächen des Blocks je ein Blechstreifen als
Außenkontakt angeordnet ist,
- Figur 4a
- eine Seitenansicht einer Glimmlampe mit SMD-Vorwiderstand als Außenkontakt, eingebettet
in einem Kunststoffblock mit teilweise metallisch beschichteter Oberfläche, die als
optischer Reflektor und gleichzeitig als zweiter Außenkontakt wirkt,
- Figur 4b
- eine Stirnansicht der Baueinheit aus Figur 4a,
- Figur 4c
- eine Draufsicht der Baueinheit aus Figur 4a.
[0020] In den Figuren 1a und 1b ist eine Seitenansicht bzw. eine bezüglich der Längsachse
um 90° gedrehte Seitenansicht einer Glimmlampe 1 mit Vorwiderstand 2, eingebettet
in einen quaderförmigen Kunststoffblock 3 und mit zwei Außenkontakten versehen schematisch
gezeigt. Die Glimmlampe 1 besteht aus einem kreiszylindrischen Lampenkolben 4 aus
Bleiglas mit einem inneren Volumen von ca. 0,11 cm³. Innerhalb des Lampenkolbens 4
befindet sich eine Gasmischung aus 99,95% Neon und 0,05% Krypton bei einem Gesamtfülldruck
von 177 hPa. Ferner sind im Innern zwei axial und parallel zueinander orientierte
längliche Elektroden 5a, 5b aus Metall angeordnet. Ihre Länge und ihr Durchmesser
betragen 3,5 mm bzw. 0,9 mm. Die Elektroden 5a, 5b sind je mit einer Stromzuführung
6a, 6b verbunden. Der Lampenkolben 4 weist an seinem ersten Ende einen Quetschfuß
7 auf, durch den die Stromzuführungen 6a, 6b gasdicht hindurch geführt sind, und eine
dem Quetschfuß 7 gegenüberliegende Pumpspitze 8. Die Gesamtlänge des Kolbens 4 beträgt
ca. 13 mm.
[0021] In die erste Stromzuführung 6a ist der Vorwiderstand 2 elektrisch seriell geschaltet.
Beide Stromzuführungen 6a, 6b sind im wesentlichen parallel zur Längsachse des Lampenkolbens
4 und parallel zueinander in Richtung zur quetschfußseitigen Stirnfläche 9 des Kunststoffblocks
3 geführt. In den Verlängerungen der beiden Stromzuführungen 6a, 6b weist die Stirnfläche
9 zwei quaderförmige Vertiefungen 10a, 10b auf, in die je ein Klemmelement aus einer
Kupfer-Nickel-Legierung eingesetzt ist. Die Klemmelemente weisen je ein teilweise
in den Block 3 eingebettetes und mit je einer Stromzuführung 6a, 6b verbundenes Anschlußteil
11a, 11b auf sowie zwei federnde Arme 12a, 13a bzw. 12b (nicht dargestellt), 13b.
Die Arme 12a, 13a bzw. 12b, 13b sind in Richtung der Stromzuführungen 6a, 6b orientiert
und schließen an ihrem freien Ende mit der Stirnfläche 9 ab. Die Arme 12a, 13a bzw.
12b, 13b sind derart gekrümmt, daß zwischen ihnen eine Engstelle auftritt. Diese dient
der Kontaktgabe mit einem stiftartigen oder zungenförmigen Gegenkontakt einer Fassung
(nicht dargestellt).
[0022] Die Figuren 2a und 2b zeigen eine Seitenansicht bzw. eine bezüglich der Längsachse
um 90° gedrehte Seitenansicht einer Baueinheit 14 in schematischer Darstellung, die
sich von der in den Figuren 1a, 1b gezeigten lediglich durch die Außenkontakte unterscheidet.
Die beiden Stromzuführungen 6a, 6b sind zunächst im wesentlichen parallel zur Längsachse
des Lampenkolbens 4 und parallel zueinander in Richtung zur quetschfußseitigen Stirnfläche
15 des Kunststoffblocks 3 geführt.
[0023] An der Stirnfläche 15 weisen die Stromzuführungen 6a, 6b je einen bogenähnlichen
Knick im Winkel von ca. 90° auf, wobei ihre Endabschnitte 16a in je einer parallel
zur Schnittkante der Stirnfläche 15 orientierten kanalartigen Vertiefung 17a in der
Stirnfläche 15 verlaufen. Die Endabschnitte 16a sind jeweils mit einem ersten Schenkel
181a zweier rechtwinkeliger, parallel angeordneter Kupferbänder 18a bzw. 18b verschweißt,
die die zwei Vertiefungen 17a überdecken. Die zweiten Schenkel 182a, 182b der rechtwinkeligen
Kupferbänder 18a, 18b erstrecken sich jeweils über einen Teil der den Endabschnitten
16a zugewandten Seitenfläche 19, wobei die Kupferbänder 18a, 18b über die dazwischenliegende
Kante gebogen sind. Die Stirnseiten der Kupferbänder 18a, 18b sind je mit einem Falz
20a, 21a versehen, die in den Kunststoffblock 3 eingreifen und auf diese Weise die
beiden Kupferbänder 18a, 18b am Kunststoffblock 3 fixieren. Der jeweils der Seitenfläche
19 zugewandte zweite Schenkel 182a, 182b der Kupferbänder 18a, 18b weist einen Abstand
von der Seitenfläche 19 auf, indem er leicht gekrümmt ist. Dadurch federt dieser Teil
bei Druckbelastung mit einem Gegenkontakt und stellt so eine dauerhafte Kontaktgabe
sicher.
[0024] In Figur 3 ist der Längsschnitt einer weiteren Baueinheit 22 in schematischer Darstellung
gezeigt. Im Unterschied zu derjenigen in Figur 2 weisen die Außenkontakte keinen Federbereich
auf. Außerdem befindet sich auf der quetschfußnahen Stirnseite 23 nur das mit dem
Vorwiderstand 2 verbundene Kupferband 24a. Das zweite Kupferband 24b ist symmetrisch
bezüglich des Lampenkolbens 4 auf der pumpspitzennahen Stirnfläche 25 angeordnet.
Es ist im Bereich der pumpspitzennahen Vertiefung 17b mit der Stromzuführung 26b verschweißt.
[0025] Die Figuren 4a bis 4c zeigen eine Seitenansicht, eine Stirnansicht bzw. eine Draufsicht
einer Glimmlampe 1 mit zwei Vorwiderständen 27a, 27b in SMD(
Surface
Mounted
Device)-Technik, eingebettet in einem Kunststoffblock 28 mit teilweise metallisch beschichteter
Oberfläche 29.
[0026] Der Kunststoffblock 28 weist eine im wesentlichen quaderähnliche Form auf, wobei
eine der Seitenflächen mit einer konvexen, in Stirnansicht rinnenähnlichen Krümmung
versehen ist. Auf diese gekrümmte Fläche ist eine dünne Nickelschicht 29 aufgedampft,
die als optischer Reflektor und gleichzeitig als zweiter Außenkontakt wirkt. Um letzteres
zu realisieren ist zunächst die erste Stromzuführung 30a mit der ersten Anschlußfläche
31a des ersten Vorwiderstands 27a verbunden. Die gegenüberliegende zweite Anschlußfläche
32a des ersten Vorwiderstands 27a schließt mit der sich an die Krümmung anschließenden
Seitenfläche des Blocks 28 ab. Sie ist von einer ebenfalls metallischen Fortsatzfläche
33 überdeckt, die sich unmittelbar an die Längskante der Metallschicht 29 anschließt
und den elektrischen Kontakt zwischen Vorwiderstand 27a und Nickelschicht 29 sicherstellt.
Die zweite Stromzuführung 30b ist mit der ersten Anschlußfläche 31b des zweiten Vorwiderstands
27b verbunden. Die gegenüberliegende zweite Anschlußfläche 32b des zweiten Vorwiderstands
27b schließt mit der Oberfläche der quetschfußnahen Stirnseite 34 des Blocks 28 ab
und wirkt als zweiter Außenkontakt.
[0027] Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere
können einzelne Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert
werden.
1. Baueinheit (14; 22) mit einer Lampe, insbesondere Glimmlampe (1), und Stromzuführungen
(6a, 6b; 26b; 30a, 30b), wobei die Lampe und die Stromzuführungen in einen Block (3,
28) aus mindestens teilweise transparentem Isoliermaterial eingebettet sind und die
Stromzuführungen die Lampe mit Außenkontakten verbinden, welche den Anschluß einer
Versorgungsspannung ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontakte als
Klemmelemente (11a, 11b-13a, 13b) ausgebildet sind, wobei die Klemmelemente jeweils
ein mit einer Stromzuführung verbundenes Anschlußteil (11a; 11b) und ein Klemmteil
(12a, 13a; 13b) aufweisen.
2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (3) an seiner Oberfläche
Aussparungen (10a; 10b) aufweist, in welche jeweils ein Klemmelement eingesetzt ist,
wobei das Anschlußteil (11a; 11b) mindestens teilweise in den Block (3) eingebettet
ist und das Klemmteil (12a, 13a; 13b) sich innerhalb der Aussparung (10a; 10b) erstreckt.
3. Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmteil jeweils aus
mindestens zwei federnden Armen (12a, 13a) besteht, die an ihren in Richtung der Stromzuführung
(6a) weisenden Enden mit dem Anschlußteil (11a) verbunden sind und wobei die Arme
(12a, 13a) so gekrümmt sind, daß das Klemmteil zwischen seinen Armen (12a, 13a) eine
Engstelle aufweist.
4. Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente jeweils
aus einer topfartigen Hülse bestehen, deren Mantelfläche so geformt ist, daß die Hülse
in ihrem Innern eine Engstelle aufweist.
5. Baueinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
einer der Außenkontakte einen streifenförmigen oder flächig ausgebildeten Kontaktbereich
aufweist, der sich über einen Teilbereich der Oberfläche des Blocks erstreckt.
6. Baueinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Blocks
(3; 28) zumindest teilweise zylindrisch oder quaderförmig ausgebildet ist.
7. Baueinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontakte (18a; 18b;
24a, 24b) auf einem Teilbereich (15, 19; 23, 25) der Oberfläche des Blocks (3) angeordnet
sind.
8. Baueinheit nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilbereich
der Außenkontakte in den Block eingebettet ist.
9. Baueinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens einer der Außenkontakte aus einem Metallblech (18a; 18b; 24a, 24b)
gebildet ist.
10. Baueinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilbereich (182a; 182b)
des bzw. der Metallbleche (18a; 18b) einen Abstand von der Oberfläche (19) des Blocks
(3) aufweist.
11. Baueinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilbereich (182a; 182b)
bezüglich des von ihm überdeckten Bereichs der Oberfläche des Blocks (3) konvex geformt
ist.
12. Baueinheit nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebettete Teilbereich
als ein oder mehrere Falze (20a, 21a) der Metallbleche (18a) ausgebildet ist.
13. Baueinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Außenkontakte
film-, schicht- oder folienartig auf einem Teilbereich der Oberfläche des Blocks aufgebracht
ist.
14. Baueinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilbereich des Blocks
(28) konvex gekrümmt ist, wobei der Außenkontakt (29) zusätzlich als optischer Reflektor
wirkt.
15. Baueinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontakte im wesentlichen
die Form eines Quaders (27a; 27b) aufweisen.
16. Baueinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß sich mindestens einer der Außenkontakte (18a; 18b) über zwei Flächen (15; 19)
des Blocks (3) und die dazwischenliegende Kante erstreckt.
17. Baueinheit nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Block (3; 28)
ein oder mehrere mit der Lampe (1) verbundene elektrische Bauelemente (2; 27a; 27b)
mindestens teilweise eingebettet sind.
18. Baueinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere der elektrischen
Bauelemente (27a; 27b) in SMD-Technik ausgeführt sind und zusätzlich als Außenkontakte
wirken, wobei jeweils eine der Anschlußflächen (32a; 32b) der SMD-Bauteile (27a; 27b)
als Kontaktbereich dient.
19. Baueinheit nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Reflektor
mindestens teilweise in den Block eingebettet ist.
20. Baueinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Block zwischen den Außenkontakten eine, ggf. zusätzlich mit Rillen versehene Erhebung
aufweist.
21. Baueinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Block (3; 28) aus Kunststoffbesteht.