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WO2006012834A2 - Kittlos gesockelte lampe - Google Patents

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Publication number
WO2006012834A2
WO2006012834A2 PCT/DE2005/001253 DE2005001253W WO2006012834A2 WO 2006012834 A2 WO2006012834 A2 WO 2006012834A2 DE 2005001253 W DE2005001253 W DE 2005001253W WO 2006012834 A2 WO2006012834 A2 WO 2006012834A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base
lamp according
polymer
ceramic
lamp
Prior art date
Application number
PCT/DE2005/001253
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2006012834A3 (de
Inventor
Hans HEIDBÜCHEL
Herbert Roderwieser
Thomas Schröder
Original Assignee
Patent-Treuhand- Gesellschaft Für Elektrische Glühlampen Mbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patent-Treuhand- Gesellschaft Für Elektrische Glühlampen Mbh filed Critical Patent-Treuhand- Gesellschaft Für Elektrische Glühlampen Mbh
Priority to JP2007524166A priority Critical patent/JP2008508687A/ja
Priority to CA002574995A priority patent/CA2574995A1/en
Priority to US11/659,039 priority patent/US8125133B2/en
Priority to EP05782082A priority patent/EP1774557A2/de
Publication of WO2006012834A2 publication Critical patent/WO2006012834A2/de
Publication of WO2006012834A3 publication Critical patent/WO2006012834A3/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/50—Means forming part of the tube or lamps for the purpose of providing electrical connection to it
    • H01J5/54—Means forming part of the tube or lamps for the purpose of providing electrical connection to it supported by a separate part, e.g. base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/30—Manufacture of bases

Definitions

  • the invention is based on a lamp, in particular high-pressure discharge lamp or incandescent lamp, according to the preamble of claim 1.
  • a lamp in particular high-pressure discharge lamp or incandescent lamp, according to the preamble of claim 1.
  • These are, in particular, metal halide lamps, high-pressure sodium lamps or halogen incandescent lamps with single-sided pinching and ceramic base, but also conventional incandescent lamps.
  • a lamp in which the base is made of conventional ceramic material.
  • Such a base must be connected to the piston either by means of cement or by means of a separate element effecting the connection, for example a metal spring.
  • a separate element effecting the connection, for example a metal spring.
  • due to the poor processability of the usual ceramic materials a complicated attachment and insertion of electrical parts of the base.
  • the attachment of the contact elements and the possible installation of a backup is very cumbersome to implement.
  • the time required because of the required baking is very high.
  • the lamp according to the invention has an enveloping part, in particular a piston, usually made of glass.
  • This piston is often the outer bulb of a discharge lamp or a halogen incandescent lamp which is made of quartz glass or toughened glass.
  • the term enveloping part is expressly also to be understood broader here, for example in the sense of a reflector calotte of a reflector lamp.
  • the piston is the only piston of a discharge lamp or incandescent lamp.
  • the Hüllteil usually has one or two ends. They can be used in particular for closing a piston. However, this function does not matter in the context of the invention.
  • the base is made of polymer ceramic.
  • polymer-ceramic means a ceramic made of material, which is also referred to as polymer-ceramic composite or polymer-matrix composite material or polymer-ceramic composite.
  • At least one outer contact pin is fixed to the base, which mediates the electrical connection between a power supply of the lamp and the voltage source, which is supplied via a socket.
  • the contact pin is connected to the associated power supply.
  • the base of polymer-ceramic can be completed as a component in advance.
  • the lamp, including the contact pins already connected to the power supply lines, is particularly preferably prefabricated down to the base, and then the base material is first applied to the contact pins as an injection-molding compound, the mass encapsulating the pins.
  • the base is molded directly onto the end of the piston, wherein in particular the contact pins and the possible fuse can be encapsulated in one step.
  • the material of the base is generally a polymer ceramic, in particular a composite material.
  • the composite material may be inorganic, organic or a mixture of organic and inorganic components.
  • Such substances are known per se, for example, from the literature such as the textbook materials, Springerverlag, ISBN 3540573259 known.
  • Known materials are, for example, carbide and nitride materials of inorganic polymers. The thermal stability of silicon carbonitride ceramics is very high.
  • the method for producing a lamp is based on the common principles of processing polymer-derived ceramics.
  • a decisive advantage is their potentially simple plastics-technological processing into complex molded parts by extrusion or injection molding of polymeric masses and by cold working of polymeric molded parts.
  • Subsequent thermolysis yields the ceramic component.
  • the volumetric shrinkage associated with the conversion from the polymer to the ceramic can be set in a targeted manner by adding active or inactive fillers.
  • Noteworthy is the excellent high temperature stability of amorphous Si (B) CN compositions. They are characterized by high oxidation and creep resistance, the crystallization takes place only above 1400 0 C to 1600 0 C.
  • the polymer-ceramic transformation plays in the above method for the production of novel ceramic materials a crucial role.
  • the thermal stability of the carbonitrides produced with respect to decomposition and corrosion is advantageous.
  • the socket can be melted directly with the fuse and the contact pins as a finished base.
  • Locking plates as spring elements as in the prior art, in which standard ceramics such as steatite is used, are no longer absolutely necessary.
  • the disadvantage of standard ceramics is in particular that no component can be embedded therein.
  • polymer ceramics similar to normal plastic both a retaining agent and securing etc. can be embedded.
  • the tolerance of a socket made of standard ceramics is very high. It is about 15%.
  • the tolerance of the inventive polymer-ceramic socket is considerably smaller. It is less than 1%.
  • a ready assembled socket can now be prepared in advance by the contact pin, or a plurality of pins, are molded directly with the material of the So ⁇ els, and then possibly a fuse is inserted. Isolier ⁇ material for the backup can be omitted here. Particularly advantageous is the fact that due to the generally high insulating property of such materials shorter backup lines are possible. Such sockets can therefore be made more compact than conventional sockets.
  • the base is molded directly onto the piston or reflector shell.
  • the material of the base must be carefully matched to the material of the enveloping part, for example regarding the adhesion and the thermal expansion coefficient.
  • no additional component such as a spring element or So ⁇ ckelkitt is necessary.
  • the piston and the base are due to the production automatically centered im ⁇ mer each other. The lamp is ready immediately after the encapsulation, the number of manufacturing steps is significantly reduced, also the heat dissipation during operation of the lamp is improved compared to conventional ceramics. Automation is simplified in every respect.
  • contact pins made of the same or a similar material as the rest of the base, these pins being able to be molded onto the remaining base body.
  • These pins are preferably hollow and can be subsequently metallized inside and / or outside.
  • a suitable method is by electroplating or by vapor deposition.
  • the base can be produced, in particular, in a multi-component injection molding process, wherein a high-temperature resistant material is used for heavily loaded parts in the immediate vicinity of the enveloping part (in particular if this is the only piston) and another material for parts subjected to less heat , A very specific design looks like this:
  • the contact contour can alternatively be prepared in multi-component injection molding together with the rest of the socket body, wherein the contact pin contour of conductive compound material, such as a conductive cermet, or polyphenyl compound or carbon fiber material can be made.
  • the socket includes an integrated fuse link.
  • the method consists essentially in that first the contact pins are provided, and then the contact pins are overmolded with the precursor material, as explained above, of the polymer-ceramic material.
  • This basic principle can either be used to produce a separate base.
  • the base which has been manufactured in advance, is already connected to the piston by means of a holding element, preferably a spring element, or else cement.
  • An alternative method is that the base is produced with integrated fuse link, and subsequently the region of the fuse link or also a possible region with integrally formed contact pins is subsequently metallized.
  • first a first base body is made of a high temperature resistant material, and anschnetend a complementary part of less high temperature resistant material is recognized.
  • thermoplastic injection molding compound In the manufacturing process can generally be either use thermoplastic injection molding compound. Typical representatives of this class of materials are PEEK (polyether ether ketone, PPS (polyphenylsulfide) or PPO (polyphenyloxide).) Polyamide can also be used, another technique is the use of thermoset molding compounds from organic or inorganic compositions, typical of which is Bakalite in particular phenolic resins or Epo ⁇ xidharze used.
  • the contact pins are previously connected to the piston, for example by being welded to the external power supply. Only then is the socket encapsulated around the contact pins, the base is preferably also um ⁇ injected around the end or end of the Hüllteils.
  • the base is made only partially of polymer ceramic, to the extent that this material is used for the per se known base brick. This can now adhere directly to the piston by molding.
  • a reflector lamp in which not only the base, but also the dome of the reflector is made of the polymer-ceramic material.
  • Another aspect of the invention relates to application of the polymer-ceramic material to a socket for electric lamps.
  • FIG. 1 shows a side view of a metal halide lamp
  • Figure 2 shows the metal halide lamp prior to assembly of the base
  • FIG. 3 shows an embodiment of a populated socket
  • FIG. 4 shows a halogen incandescent lamp with the fitted base of FIG. 3 in FIG
  • Figures 5 and 6 each an embodiment of a halogen incandescent lamp in side view, partially cut;
  • Figures 7 and 8 each show a further embodiment of a base in side view, partially in section;
  • FIG. 9 shows a further exemplary embodiment of a halogen incandescent lamp
  • FIG. 10 shows another embodiment of a halogen incandescent lamp with Fas ⁇ solution.
  • FIG. 1 shows a metal halide lamp with an outer bulb 1 made of hard glass (or quartz glass), which has a longitudinal axis and is closed on one side by a pinch seal 2.
  • an outer bulb 1 made of hard glass (or quartz glass), which has a longitudinal axis and is closed on one side by a pinch seal 2.
  • two power supply lines 3 are led to the outside. They end in outer contact pins 4, which are inserted in a socket 5 made of polyceramic.
  • a discharge vessel 10 made of quartz glass or ceramic with a filling of metal halides is used.
  • the base 5 is attached to the pinch 2 as well as to the contact pins 4 directly by encapsulation.
  • the container held by the base can also be made of ceramic.
  • the contact reliability is ensured in an ideal, simplest way by the So- ekel 5 directly surrounds the pinch of the piston 1, which was previously not possible, since the base was previously inevitably made separately and thus in any case have an opening for receiving the piston had to. Accordingly, a safety clearance had to be maintained, which is not needed now, so that the lamp can be made more compact.
  • a structural unit V is prepared from the per se finished lamp without a base, the power supply lines 3 of which are already connected to the contact pins 4 against the usual technology. This happens, for example, by crimping or welding.
  • the lamp is provided with a provisional holder 6. These then serves as adjustment aid and stop for the injection molding tool, in which the precursor material of the base is filled.
  • a separately manufactured base 15 is shown, which encloses only the contact pins 4.
  • This base is also produced by injection molding, but only with the contact pins 4 as the components to be encapsulated.
  • the outer bulb 1 of the lamp is conventionally fastened to the already finished base 15 by means of a resilient retaining element 12, similar to EP-A 1 009 013.
  • FIG. 5 shows a halogen incandescent lamp 18 with base 19, in which only the base block 16 is made of polymer-ceramic.
  • the base stone surrounds the pinch 2, which acts as the end of the piston 21.
  • the base 19 is completed by anchoring a metal cap 11 known per se on the base stone 16, so that a conventional bayonet base is formed. Similarly, a screw base can be realized.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a reflector lamp 40, in which not only the base 48 but also the reflector 43 integrally attached to the base consist of polymer ceramic.
  • the contact pins 45 are enclosed with a part of the pinch 46 directly from the material of the base.
  • a piston 41 which encloses the luminous body 47, housed.
  • the power supply lines 42 end.
  • One of them is equipped with a conventional fuse 44, which is enclosed by the material of the base 48.
  • Figure 7 shows a base 29 which is equipped with molded hollow contact pins 30, 31 as a contour. Furthermore, it has a securing section 32, which is arranged centrally between the contact pins as a funnel.
  • the base 29 is completely made of a uniform polymer ceramic material.
  • a metallic coating 33 is subsequently applied on the inside.
  • a coating 34 is also attached outside.
  • Figure 8 shows a base 36 which is provided with attached contact pins 37, 38 as a contour. Furthermore, it has a securing section 32 as in FIG. 7, which is arranged centrally between the contact pins as a funnel.
  • the base 36 consists, apart from in each case a strip-shaped region 39, which contains the contact pins, completely made of a uniform high-temperature resistant non-conductive polymer ceramic material.
  • an electrically conductive cermet is used in the strip-shaped region 39, which contains the contact pins, so that a metallic coating can be omitted there.
  • the strip 39 is made of polyphenyl compound or carbon fiber materials with a small amount of metal.
  • the securing section 32 also has a coating 33.
  • This hedging path is on the one hand via a safety wire 27 with a contact pin and on the other hand ends one of the power supply lines (not shown) there.
  • This wiring is analogous to the separate fuse shown in FIG.
  • FIG. 9 shows a halogen incandescent lamp 25 as a soffit.
  • the known per se Sockel ⁇ contacts 26 are now made of conductive polymer ceramic and molded directly on the piston, wherein they um ⁇ sheath power leads that lead out of the piston.
  • FIG. 10 shows a halogen incandescent lamp 1 with a simple base, as described similarly in EP 652 610 or in EP 897 604.
  • the power supply are bent in a suitable manner to the pinch 3 of the lamp envelope.
  • the version 2 is made of polymer ceramic.
  • the material of the socket is in particular a composite material.
  • the composite material may be inorganic, organic or a mixture of organic and inorganic components.
  • the socket consists of two parts 4 and 14, made of different materials of o.e. Classes exist. Of course, an integral one-piece socket made of a material of o.e. Classes are used. From the socket laterally Zulei ⁇ lines protrude.
  • the preparation of the socket is carried out in an analogous manner as described above for the production of the socket.
  • a socket can also be used together with a conventional or novel socket as described above together.
  • the preparation of the socket is similar and analogous as described in connection with the preparation of a socket. in particular a) providing supply lines; b) overmolding the contact pins with the precursor of the polymer-ceramic material.
  • the various types of pedestals described heretofore and the various methods of fabrication illustrated therefor can also be used in anaolous form for sockets.

Landscapes

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)

Abstract

Ein Lampenkolben (1) ist an seinem Ende mit einem Sockel (5) aus Polymerkeramik beaufschlagt. Der Sockel (5) ist direkt am Ende des Kolbens angespritzt.

Description

Kittlos gesockelte Lampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Lampe, insbesondere Hochdruckentladungslampe oder Glühlampe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Metallhalogenidlampen, Natriumhochdrucklampen oder Halogen¬ glühlampen mit einseitiger Quetschung und keramischem Sockel, aber auch um konventionelle Glühlampen.
Stand der Technik
Aus der EP-A 1 009 013 und dem darin zitierten Stand der Technik ist eine Lampe bekannt, bei der der Sockel aus üblichem keramischen Material besteht. Ein derarti¬ ger Sockel muss entweder mittels Kitt oder mittels eines separaten, die Verbindung bewerkstelligenden Elements wie beispielsweise einer Metallfeder mit dem Kolben verbunden werden. Hinzu kommt aufgrund der schlechten Verarbeitbarkeit der übli¬ chen Keramikmaterialien eine aufwendige Befestigung und Einbringung elektrischer Teile des Sockels. Insbesondere ist die Befestigung der Kontaktelemente und der evtl. Einbau einer Sicherung nur sehr umständlich zu realisieren. Außerdem ist im Falle der Verwendung von Sockelkitt der zeitliche Aufwand wegen des erforderli- chen Ausheizens sehr hoch.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die einfach und schnell herzustellen ist und trotzdem hohen Belastungen standhält.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Grundsätzlich weist die erfindungsgemäße Lampe ein Hüllteil, insbesondere einen Kolben, meist aus Glas, auf. Dieser Kolben ist häufig der Außenkolben einer Entla¬ dungslampe oder einer Halogenglühlampe, der aus Quarzglas oder Hartglas gefer- - tigt ist. Der Begriff Hüllteil ist hier ausdrücklich auch breiter zu verstehen, beispiels- weise im Sinne einer Reflektorkalotte einer Reflektorlampe. Häufig ist der Kolben der einzige Kolben einer Entladungslampe oder Glühlampe. Das Hüllteil besitzt in aller Regel ein oder zwei Enden. Sie können insbesondere zum Verschließen eines Kolbens dienen. Jedoch kommt es auf diese Funktion im erfindungsgemäßem Zu¬ sammenhang nicht an. Wesentlich ist, dass das Ende als Ankerteil für die Befesti- gung des Sockels dient. Dementsprechend sind an dem Ende ein oder zwei Strom¬ zuführungen durch das Hüllteil hindurch nach außen geführt. Erfindungsgemäß ist der Sockel aus Polymer-Keramik gefertigt. Der Begriff Polymer-Keramik meint eine Keramik aus Material, das auch als Polymer-Keramik-Verbundstoff oder Polymer- Matrix-Verbundwerkstoff oder Polymer-Keramik-Komposit bezeichnet wird.
Im allgemeinen ist am Sockel mindestens ein äußerer Kontaktstift befestigt, der die elektrische Verbindung zwischen einer Stromzuführung der Lampe und der Span¬ nungsquelle, die über eine Fassung zugeführt wird, vermittelt. Zu diesem Zweck ist der Kontaktstift mit der zugehörigen Stromzuführung verbunden. Prinzipiell kann der Sockel aus Polymer-Keramik als Bauteil vorab fertiggestellt sein. Besonders bevor- zugt wird aber die Lampe einschließlich der mit den Stromzuführungen bereits ver¬ bundenen Kontaktstifte bis auf den Sockel vorgefertigt und dann erst das Sockelma¬ terial als Spritzgussmasse an die Kontaktstifte angebracht, wobei die Masse die Stifte umspritzt.
Ähnlich verhält es sich mit einer etwaigen im Sockel eingebauten Sicherungsstre- cke. Auch diese kann als Sicherungsbauteil an die bis auf den Sockel fertige Lampe montiert werden und dann nachträglich mit Sockelmaterial umspritzt werden.
Dementsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn der Sockel direkt an das Ende des Kolbens angespritzt wird, wobei insbesondere auch die Kontaktstifte und die etwaige Sicherung in einem Schritt umspritzt werden können.
Das Material des Sockels ist allgemein eine Polymer-Keramik, insbesondere ein Kompositwerkstoff. Dabei kann der Kompositwerkstoff anorganisch, organisch oder eine Mischung aus organischen und anorganischen Komponenten sein. Derartige Stoffe sind an sich beispielsweise aus der Literatur wie dem Lehrbuch Werkstoffe, Springerverlag, ISBN 3540573259, bekannt. Bekannte Werkstoffe sind beispielsweise Carbid- und Nitridwerkstoffe aus anorganischen Polymeren. Die thermische Stabilität von Siliciumcarbonitrid-Keramiken ist sehr hoch.
Das Verfahren zur Herstellung einer Lampe orientiert sich an den gängigen Prinzi¬ pien der Verarbeitung polymerabgeleiteter Keramiken. Ein entscheidender Vorteil ist deren potentiell einfache kunststofftechnologische Verarbeitung zu komplexen Formteilen durch Extrusion oder Spritzguss polymerer Massen sowie durch Kaltbe¬ arbeitung polymerer Formteile. Anschließende Thermolyse ergibt das keramische Bauteil. Die mit der Umwandlung vom Polymer zur Keramik einhergehende Volu¬ menschrumpfung lässt sich durch Zugabe aktiver oder inaktiver Füller gezielt ein¬ stellen. Hervorzuheben ist die ausgezeichnete Hochtemperaturstabilität amorpher Si(B)CN Zusammensetzungen. Sie zeichnen sich durch hohe Oxidations- und Kriechbeständigkeit aus, die Kristallisation erfolgt erst oberhalb von 14000C bis 1600 0C. Die Polymer-Keramik-Transformation spielt bei oben genanntem Verfahren zur Herstellung neuartiger keramischer Werkstoffe eine entscheidende Rolle. Dar¬ über hinaus ist die thermische Stabilität der hergestellten Carbonitride hinsichtlich Zersetzung und Korrosion von Vorteil.
Demgemäss lässt sich der Sockel direkt mit der Sicherung und den Kontaktstiften als fertiger Sockel einschmelzen. Arretierungsbleche als Federelemente wie beim Stand der Technik, bei dem Standardkeramik wie Steatit verwendet wird, sind nicht mehr unbedingt nötig. Der Nachteil von Standardkeramik ist insbesondere, dass darin kein Bauteil eingebettet werden kann. Dagegen kann in Polymer-Keramik ähn¬ lich wie bei normalem Kunststoff sowohl ein Haltemittel als auch Sicherung etc. ein- gebettet werden. Hinzu kommt, dass die Toleranz eines Sockels aus Standardke¬ ramik sehr hoch ist. Sie liegt bei etwa 15 %. Dagegen ist die Toleranz des erfin¬ dungsgemäß en Polymer-Keramik-Sockels erheblich kleiner. Sie liegt unter 1 %.
Die Fertigung kann somit erheblich vereinfacht werden. Bisher musste ein Gestell konfektioniert werden, dann das Gestell mit einem Kolbenrohr bestückt und verbun- den werden, so dass Stromzuführungen nach außen aus dem Kolben heraus rag¬ ten. Dann mussten Verbindungsdrähte an die Stromzuführungen angesetzt und eine etwaige Sicherung montiert werden. Parallel dazu musste der oder die Kontaktstifte in den Sockel eingeführt werden und dort verankert werden, dann der Kolben in den Sockel eingeführt werden und die lampenseitigen Zuleitungen mit den Kontaktstiften verbunden werden, was sehr zeitaufwendig war. Evtl. musste dann eine Kittmasse in den Sockel eingefüllt oder zuvor noch ein Federelement in den Sockel einge¬ bracht werden. Insgesamt ist dieser Ablauf sehr kostenaufwendig und fehleranfällig. Der Ausschuss war bisher beträchtlich.
Demgegenüber kann jetzt ein fertig bestückter Sockel vorab hergestellt werden, indem der Kontaktstift , bzw. mehrere Kontaktstifte, direkt mit dem Material des So¬ ckels umspritzt werden, und dann eventuell eine Sicherung eingelegt wird. Isolier¬ material für die Sicherung kann hierbei entfallen. Besonders vorteilhaft ist der Um- stand, dass aufgrund der im allgemeinen hohen Isolationseigenschaft derartiger Materialien kürzere Sicherungsstrecken möglich sind. Derartige Sockel können also kompakter gebaut werden als übliche Sockel.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Sockel direkt an den Kolben oder die Reflektorhülle angespritzt. Dabei muss das Material des Sockels sorgfältig auf das Material des Hüllteils abgestimmt werden, beispielsweise hinsicht¬ lich der Haftfähigkeit und dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Bei dieser Ausführungsform ist kein zusätzliches Bauteil wie etwa ein Federelement oder So¬ ckelkitt nötig. Der Kolben und der Sockel sind herstellungsbedingt automatisch im¬ mer zueinander zentriert. Die Lampe ist sofort nach der Umspritzung fertig, die Zahl der Fertigungsschritte wird deutlich reduziert, auch die Wärmeableitung im Betrieb der Lampe wird verbessert, verglichen mit herkömmlicher Keramik. Die Automatisie¬ rung wird in jeder Hinsicht vereinfacht.
Besonders bevorzugt sind auch die Kontaktstifte aus dem gleichen oder einem ähn¬ lichen Werkstoff wie der übrige Sockel gefertigt, wobei diese Stifte an den restlichen Sockelkörper angeformt sein können. Diese Stifte sind bevorzugt hohl und können nachträglich innen und/oder außen metallisiert werden. Ein geeignetes Verfahren ist mittels Galvanik oder durch Bedampfen.
Der Sockel kann insbesondere im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren herge¬ stellt werden, wobei für hochbelastete Teile in der unmittelbaren Umgebung des Hüllteils (insbesondere wenn dieses der einzige Kolben ist) ein hochtemperaturbe¬ ständiges Material und für weniger stark temperaturbelastete Teile ein anderes Ma¬ terial verwendet wird. Eine ganz konkrete Ausgestaltung sieht so aus: Die Kontakt- kontur kann alternativ im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren zusammen mit dem restlichen Sockelkörper hergestellt werden, wobei die Kontaktstiftkontur aus leitfähigem Compoundmaterial, beispielsweise einem leitfähigen Cermet, oder auch Polyphenyl-Compound oder Kohlefaserwerkstoff, hergestellt sein kann.
Bevorzugt enthält der Sockel eine integrierte Sicherungsstrecke. Damit ist ein oder auch mehrere zusätzliche Kontaktelemente gemeint, die mit jeweils einem der Kon¬ taktstifte über Sicherungsdrähte verbunden sind.
Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass zunächst die Kontaktstifte be¬ reitgestellt werden, und anschließend die Kontaktstifte mit dem Vorläufermaterial, wie oben erläutert, des Polymer-Keramik-Materials umspritzt werden. Dieses Grund¬ prinzip kann entweder dazu verwendet werden, um einen separaten Sockel zu ferti¬ gen. In diesem Fall wird der so vorab gefertigte, bereits bestückte Sockel mittels eines Halteelements, bevorzugt ein Federelement, oder auch Kitt mit dem Kolben verbunden.
Ein alternatives Verfahren besteht darin, dass der Sockel mit integrierter Siche¬ rungsstrecke hergestellt wird, und anschließend der Bereich der Sicherungsstrecke bzw. auch ein etwaiger Bereich mit angeformten Kontaktstiften, nachträglich metalli¬ siert wird.
Ein alternatives Verfahren besteht darin, dass zunächst ein erster Sockelgrundkör- per aus einem hochtemperaturbeständigen Material gefertigt wird, und anschießend ein ergänzender Teil aus weniger hochtemperaturbeständigem Material angesetzt wird.
Beim Herstellverfahren lässt sich generell entweder Thermoplast-Spritzgussmasse verwenden. Typische Vertreter dieser Materialklasse sind PEEK (Polyether- Etherketone, PPS (Polyphenylsulfid) oder PPO (Polyphenyloxid). Auch Polyamid kann verwendet werden. Eine andere Technik ist die Verwendung von Duroplast- Spritzpressmassen aus organischen oder anorganischen Zusammensetzungen. Typischer Vertreter ist Bakalite. Hier kommen insbesondere Phenolharze oder Epo¬ xidharze zum Einsatz.
Selbstverständlich können anstatt oder zusätzlich zu den integrierten Kontaktstiften bzw. Sicherungsstrecken zusätzliche Halte- und Federelemente aus Federstahl o- der anderen metallischen oder nichtmetallischen Werkstoffen in den Sockel einge¬ legt oder eingepresst werden. Diese Elemente können bei der Montage der Hüllteils eine abgestufte Rastung in Montagerichtung bewirken sowie eine form- und kraft¬ schlüssige Sicherung gegen entgegensetze Bewegung darstellen. Durch diese Art des Einbringens, insbesondere des Einsteckens, entfällt das Sanden und/oder Kit¬ ten. Erweitert wird diese Montage durch Klemmaufnahmen im inneren Kontaktstift¬ bereich, so dass ein thermisch durchgeführtes Verbinden von Stromzuführung und Kontaktstift entfallen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kontaktstifte schon vorher mit dem Kolben verbunden, indem sie beispielsweise mit den äußeren Stromzuführung verschweißt werden. Erst danach wird der Sockel um die Kontaktstifte umspritzt, bevorzugt wird der Sockel dabei auch um das Ende oder ein Ende des Hüllteils um¬ spritzt.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Sockel nur teilweise aus Polymer- Keramik hergestellt, und zwar in dem Umfang, dass dieses Material für den an sich bekannten Sockelstein verwendet wird. Dieser kann jetzt direkt am Kolben durch Umspritzen anhaften.
Besonders bevorzugt ist ein Ausführungsbeispiel einer Reflektorlampe, bei der nicht nur der Sockel, sondern auch die Kalotte des Reflektors aus dem Polymer-Keramik- Material gefertigt ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf Anwendung des Polymer- Keramik-Materials auf eine Fassung für elektrische Lampen.
Figuren
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläu¬ tert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine Metallhalogenidlampe in Seitenansicht;
Figur 2 die Metallhalogenidlampe vor der Montage des Sockels;
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines bestückten Sockels; Figur 4 eine Halogenglühlampe mit dem bestückten Sockel aus Figur 3 in
Seitenansicht, teilweise geschnitten;
Figur 5 und 6 je ein Ausführungsbeispiel einer Halogenglühlampe in Seitenansicht, teilweise geschnitten; Figur 7 und 8 je ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sockels in Seitenansicht, teilweise geschnitten;
Figur 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Halogenglühlampe;
Figur 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Halogenglühlampe mit Fas¬ sung.
Beschreibung der Zeichnungen
In Figur 1 ist eine Metallhalogenidlampe gezeigt mit einem Außenkolben 1 aus Hartglas (oder Quarzglas), der eine Längsachse besitzt und einseitig durch eine Quetschung 2 verschlossen ist. An der Quetschung 2, die typisch doppel-T-förmig oder auch I-förmig gestaltet ist, sind zwei Stromzuführungen 3 nach außen geführt. Sie enden in äußeren Kontaktstiften 4, die in einem Sockel 5 aus Polykeramik ein- gesetzt sind. Im Außenkolben ist ein Entladungsgefäß 10 aus Quarzglas oder auch Keramik mit einer Füllung aus Metallhalogeniden eingesetzt. Der Sockel 5 ist an der Quetschung 2 ebenso wie an den Kontaktstiften 4 direkt durch Umspritzen befestigt. Das vom Sockel gehalterte Gefäß kann auch aus Keramik gefertigt sein.
Die Berührsicherheit wird auf ideale, einfachste Weise gewährleistet, indem der So- ekel 5 die Quetschung des Kolbens 1 direkt umgibt, was bisher nicht möglich war, da der Sockel bisher zwangsläufig separat gefertigt wurde und somit in jedem Fall eine Öffnung zur Aufnahme des Kolbens haben musste. Demgemäß musste ein Sicherheitsabstand eingehalten werden, der jetzt nicht benötigt wird, so dass die Lampe kompakter gestaltet werden kann.
Zur Herstellung wird insbesondere zunächst gemäß Figur 2 eine Baueinheit V aus der an sich fertigen Lampe ohne Sockel vorbereitet, deren Stromzuführungen 3 ent¬ gegen der üblichen Technik bereits mit dem Kontaktstiften 4 verbunden sind. Dies geschieht beispielsweise durch Crimpen oder Schweißen. Für die Verbindung mit dem Sockel wird die Lampe mit einer provisorischen Halterung 6 versehen. Diese dient dann als Justierhilfe und Anschlag für das Spritzgusswerkzeug, in das das Vorläufer-Material des Sockels eingefüllt wird.
In Figur 3 ist ein separat gefertigter Sockel 15 gezeigt, der nur die Kontaktstifte 4 umschließt. Auch dieser Sockel ist durch Spritzguss hergestellt, jedoch nur mit den Kontaktstiften 4 als den zu umspritzenden Bauteilen. Danach wird gemäß Figur 4 konventionell der Außenkolben 1 der Lampe am bereits fertigen Sockel 15 mittels eines federnden Halteelements 12 befestigt, ähnlich wie in EP-A 1 009 013.
In Figur 5 ist eine Halogenglühlampe 18 mit Sockel 19 gezeigt, bei der lediglich der Sockelstein 16 aus Polymer-Keramik hergestellt ist. Der Sockelstein umspritzt die Quetschung 2, die als Ende des Kolbens 21 fungiert. Der Sockel 19 wird dadurch fertiggestellt, dass eine an sich bekannte Metallkappe 11 auf dem Sockelstein 16 verankert wird, so dass ein üblicher Bajonettsockel entsteht. In ähnlicher Weise lässt sich auch ein Schraubsockel realisieren.
Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Reflektorlampe 40, bei dem nicht nur der Sockel 48, sondern sogar der am Sockel integral angesetzte Reflektor 43 aus Poly¬ mer-Keramik bestehen. Die Kontaktstifte 45 sind mit einem Teil der Quetschung 46 direkt vom Material des Sockels umschlossen. Im Hals 46 des Reflektors ist ein Kolben 41 , der den Leuchtkörper 47 umschließt, untergebracht. In den Kontaktstif¬ ten 45 enden die Stromzuführungen 42. Eine von ihnen ist mit einer konventionellen Sicherung 44 ausgestattet, die vom Material des Sockels 48 umschlossen ist.
Figur 7 zeigt einen Sockel 29, der mit angeformten hohlen Kontaktstiften 30, 31 als Kontur ausgestattet ist. Des weiteren weist er eine Sicherungsstrecke 32 aus, die mittig zwischen den Kontaktstiften als Trichter angeordnet ist. Der Sockel 29 besteht komplett aus einem einheitlichen Polymerkeramik-Material. Im Bereich der Kontakt- stifte 30, 31 und der Sicherungsstrecke 32 ist jedoch nachträglich eine metallische Beschichtung 33 innenseitig aufgebracht. Im Bereich der Kontaktstifte 30, 31 ist außerdem auch eine Beschichtung 34 außen angebracht.
Figur 8 zeigt einen Sockel 36, der mit angesetzten Kontaktstiften 37, 38 als Kontur ausgestattet ist. Des weiteren weist er eine Sicherungsstrecke 32 wie in Figur 7 auf, die mittig zwischen den Kontaktstiften als Trichter angeordnet ist. Der Sockel 36 besteht, abgesehen von jeweils einem streifenförmigen Bereich 39, der die Kontakt¬ stifte enthält, komplett aus einem einheitlichen hochtemperaturbeständigen nichtlei- tenden Polymerkeramik-Material. Im streifenförmigen Bereich 39, der die Kontakt¬ stifte enthält, ist jedoch ein elektrisch leitendes Cermet verwendet, so dass dort eine metallische Beschichtung entfallen kann. Derartige Cermets sind im Prinzip bei¬ spielsweise in CA-A 1 192 942 beschrieben. Alternativ besteht der Streifen 39 aus Polyphenyl-Compound oder Kohlefaserwerkstoffen mit einem geringen Anteil Metall. Die Sicherungsstrecke 32 weist weiterhin eine Beschichtung 33 auf. Diese Siche¬ rungsstrecke wird einerseits über einen Sicherungsdraht 27 mit einem Kontaktstift und andererseits endet eine der Stromzuführungen (nicht gezeigt) dort. Diese Ver¬ drahtung ist analog wie bei der in Figur 6 gezeigten separaten Sicherung.
Figur 9 zeigt eine Halogenglühlampe 25 als Soffitte. Die an sich bekannten Sockel¬ kontakte 26 sind jetzt aus leitender Polymerkeramik gefertigt und direkt am Kolben angespritzt, wobei sie Stromzuführungen, die aus dem Kolben herausführen, um¬ manteln.
Figur 10 zeigt eine Halogenglühlampe 1 mit einem einfachen Sockel, wie er ähnlich in EP 652 610 oder in EP 897 604 beschrieben ist. Dabei sind die Stromzuführung in geeigneter Weise an der Quetschung 3 des Lampenkolbens umgebogen. Die Fassung 2 ist aus Polymerkeramik hergestellt. Das Material der Fassung ist insbe¬ sondere ein Kompositwerkstoff. Dabei kann der Kompositwerkstoff anorganisch, organisch oder eine Mischung aus organischen und anorganischen Komponenten sein. In Figur 10 ist eine Ausführungsform dargestellt bei der die Fassung aus zwei Teilen 4 und 14 besteht, die aus verschiedenen Werkstoffen der o.e. Klassen be¬ stehen. Selbstverständlich kann auch ein integrale einstückige Fassung aus einem Werkstoff der o.e. Klassen verwendet werden. Aus der Fassung ragen seitlich Zulei¬ tungen heraus.
Die Herstellung der Fassung erfolgt in analoger Weise wie für die Herstellung des Sockels weiter oben beschrieben. Selbstverständlich kann eine derartige Fassung auch zusammen mit einem konventionellen oder neuartigen Sockel wie oben be¬ schrieben zusammen verwendet werden.
Die Herstellung der Fassung erfolgt ähnlich und analog wie in Zusammenhang mit der Herstellung eines Sockels beschrieben. insbesondere a) Bereitstellen von Zuleitungen; b) Umspritzen der Kontaktstifte mit dem Vorläufer des Polymer-Keramik-Materials. Die verschiedenen Sockeltypen, die her beschrieben sind, und die verschiedenen dazu dargestellten Verfahren der Herstellung lassen sich in anaolger Form auch für Fassungen verwenden.

Claims

Ansprüche
1. Kittlos gesockelte Lampe mit einem Hüllteil (1 ;43), das mindestens ein Ende besitzt, wobei an dem Ende mindestens eine, insbesondere auch zwei Strom¬ zuführungen (3) nach außen geführt sind und wobei an dem Ende ein Sockel (5) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (5) aus Polymer- Keramik besteht.
2. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am Sockel (5) min¬ destens ein metallischer Kontaktstift (4) befestigt ist, insbesondere indem die Polymer-Keramik am Kontaktstift mittels Umspritzung haftet.
3. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am Sockel mindes- tens eine Kontaktstiftkontur (37) angeformt ist.
4. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstiftkontur (30, 31) metallisch beschichtet (33,34) ist.
5. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstiftkontur (37) aus leitender Polymerkeramik besteht.
6. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Sockel mindes¬ tens eine Sicherung (44) eingelegt ist, bevorzugt indem die Sicherung vom Material der Polymer-Keramik umspritzt ist.
7. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am Sockel mindes¬ tens eine Sicherungsstrecke (32) angeformt ist.
8. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsstre¬ cke (32) metallisch beschichtet (33) ist oder aus leitender Polymerkeramik be¬ steht.
9. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsstre¬ cke über einen Sicherungsdraht (27) mit einem Kontaktstift verbunden ist.
10. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel aus meh¬ reren Teilen, die aus unterschiedlichen polymerkeramischen Materialien be¬ stehen, zusammengesetzt ist.
1 1. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (5) direkt am Hüllteil befestigt ist, bevorzugt indem er am Ende des Hüllteils angespritzt ist.
12. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllteil ein äuße- rer Hüllkolben (1 ), oder der einzige Kolben oder ein Reflektorteil (43) ist.
13. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Material des So¬ ckels ein Kompositwerkstoff oder ein Thermoplast oder Duroplast ist.
14. Lampe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Komposit¬ werkstoff anorganisch, organisch oder eine Mischung ist.
15. Fassung für eine elektrische Lampe, dadurch gekennzeichnet, dass die Fas¬ sung teilweise oder vollständig aus Polymerkeramik besteht.
16. Fassung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung aus mehreren Teilen, die aus unterschiedlichen polymerkeramischen Materialien bestehen, zusammengesetzt ist.
17. Verfahren zur Herstellung einer Lampe nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bereitstellen von Kontaktstiften; b) Umspritzen der Kontaktstifte mit dem Vorläufer des Polymer-Keramik- Materials.
18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der so gefertigte Sockel mittels eines Halteelements mit dem Hüllteil verbunden wird.
19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstifte vor dem Schritt b) mit der Stromzuführung des Hüllteils verbunden werden .
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umspritzen auch das Ende des Hüllteils mit umspritzt wird.
21. Verfahren zur Herstellung einer Lampe nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bereitstellen einer Gießform oder Pressform, die den Sockel nachbildet und Ausformungen in Gestalt von Kontaktstiftkonturen und/oder evtl. von Konturen von Sicherungsstrecken aufweist. ; b) Gießen oder Pressen des Vorläufers des Polymer-Keramik-Materials in die Form; c) Metallisieren der Oberfläche der Konturen innen und/oder außen.
22. Verfahren zur Herstellung einer Lampe nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bereitstellen einer Gießform oder Pressform, die einen ersten Teil des So¬ ckels nachbildet; b) Gießen oder Pressen des Vorläufers eines ersten Polymer-Keramik-
Materials in die Form; c) Bereitstellen einer Gießform oder Pressform, die den gesamten Sockel nachbildet; d) Gießen oder Pressen des Vorläufers eines zweiten Polymer-Keramik- Materials in die Form im Bereich der noch fehlenden Teile des Sockels.
23. Verfahren zur Herstellung einer Fassung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bereitstellen von Zuleitungen; b) Umspritzen der Zuleitungen mit dem Vorläufer des Polymer-Keramik-
Materials.
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