МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПОЛОСА ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЛАМПЫ Российский патент 2000 года по МПК F21V15/04 F21V17/00 H01J5/48 

Настоящее изобретение в основном относится к сменной лампе для автомобильных фар и, в частности, к такой лампе, имеющей металлическую полосу для выравнивания и фиксации источника света в неподвижном положении относительно основания.

Ввиду тенденции автомобильных конструкций к требованию меньшего пространства для автомобильных фар необходимо использовать меньшие лампы накаливания, которые работают при более повышенных температурах, вплоть до 700^oC, благодаря их малым размерам. Эти источники света обычно, но не обязательно, являются источниками двухконцевого типа. Источники света обычно крепят в пластмассовом основании, чтобы получить сменную лампу, которую устанавливают в узле фар. Надлежащее выравнивание и устойчивость являются важными требованиями к работе фары. Поэтому источник света выравнивают в конкретном положении относительно основания, чтобы гарантировать выравнивание источника света в узле фар.

Обычно для выравнивания источника света относительно пластмассового основания используют универсальное шарнирное устройство. Универсальное шарнирное устройство, которое служит в качестве патрона для источника света, как правило, проходит через цилиндрическое отверстие пластмассового основания, от которого источник света можно выравнивать. После выравнивания универсальное шарнирное устройство прикрепляют к пластмассовому основанию либо посредством нагрева, либо механически, чтобы закрепить лампу накаливания в выровненном положении.

Сразу же после установки сменная лампа должна соответствовать Федеральному стандарту безопасности автомобилей N 108. Стандарт требует, чтобы сменная лампа, установленная внутри узла фар, постоянно не имела отклонения за пределами заданного расстояния 0,005 дюйма (0,127 мм) под действием силы 4 фунта (1,814 кг), приложенной перпендикулярно продольной оси лампы. Плотное надежное соединение между универсальным шарнирным устройством и пластмассовым основанием важно для гарантии того, что сменная лампа отвечает этим техническим требованиям к отклонению.

Известна лампа с установочным приспособлением, предназначенным для достижения точного выравнивания, содержащая источник света, имеющий в основном цилиндрический участок шейки, пластмассовое основание, имеющее внутреннее отверстие, и металлическую полосу, включающую в себя зажимные элементы, зажимающие источник света на участке шейки, и контактирующую с внутренним отверстием пластмассового основания (см. патент ЕР 0367343 A2, кл. H 01 Y 5/50, опубл. 09.05.1990 г.).

Недостатками известного устройства являются отсутствие точности выравнивания, низкая термостойкость и слабая защищенность от механических ударов и толчков.

Все эти недостатки устраняются за счет создания лампы, в которой согласно изобретению металлическая полоса включает также элемент крышки, прикрепленный к зажимным элементам и контактирующий с внутренним отверстием пластмассового основания, причем элемент крышки имеет соединительные язычки, внешняя поверхность каждого из которых находится в контакте с внутренней поверхностью отверстия пластмассового основания.

Желательно, чтобы источник света и металлическая полоса были выполнены с возможностью перемещения во внутреннем отверстии пластмассового основания для достижения точного выравнивания источника света относительно пластмассового основания.

Желательно, чтобы пластмассовое основание было выполнено из высокотемпературной пластмассы, которая размягчена после выделения тепла для жесткого крепления металлической полосы к пластмассовому основанию.

Желательно, чтобы внешние поверхности соединительных язычков образовывали в основном сферическую периферию металлической полосы для обеспечения металлической полосе свободы перемещения в пластмассовом основании и, тем самым, для выравнивания источника света.

Желательно, чтобы зажимные элементы включали в себя первую и вторую пары зажимных полос, причем по меньшей мере одна из первой и второй пары зажимных полос была ориентирована под углом около 45^o от вертикали.

Желательно, чтобы первая зажимная полоса первой пары была соединена с первой зажимной полосой второй пары посредством первой пары плеч, а вторая зажимная полоса первой пары была соединена со второй зажимной полосой второй пары посредством второй пары плеч.

Желательно, чтобы первая пара плеч была соединена со второй парой плеч, а первая и вторая зажимные полосы первой пары были соединены посредством первого и второго плеч, и первая и вторая зажимные полосы второй пары были соединены только посредством первого и второго плеч для зажима первой и второй парами зажимных полос источника света пружинным усилием.

Желательно, чтобы часть пластмассового основания проходила вокруг краев соединительных язычков для взаимного соединения металлической полосы с пластмассовым основанием.

Желательно, чтобы зажимные элементы имели выполненные как единое целое с ними соединительные язычки для соединения последних с соединительным элементом крышки.

Желательно, чтобы зажимные элементы включали в себя первую и вторую пары зажимных полос для зажима источника света в двух отстоящих друг от друга местах на участке шейки, при этом первая зажимная полоса первой пары была соединена с первой зажимной полосой второй пары посредством первой пары плеч, а вторая зажимная полоса первой пары была соединена со второй зажимной полосой второй пары посредством второй пары плеч, причем первая и вторая зажимные полосы первой пары соединялись только посредством первого и второго плеч, а первая и вторая зажимные полосы второй пары соединялись только посредством первого и второго плеч для зажима первой и второй парами зажимных полос источника света пружинным усилием.

Желательно, чтобы металлическая полоса включала в себя первую и вторую пары зажимных полос, которые были бы ориентированы под разными углами.

Желательно, чтобы одна из первой и второй пар зажимных полос была ориентирована по существу вертикально, а другая из первой и второй пар зажимных полос была ориентирована по существу горизонтально.

Эти и другие отличительные признаки и преимущества станут очевидными при рассмотрении нижеследующего описания совместно с чертежами, где:
на фиг. 1 изображен вид сверху сменной лампы для автомобильной фары, имеющей металлическую полосу, соответствующую настоящему изобретению;
на фиг. 2 изображен вид сбоку сменной лампы, показанной на фиг. 1;
на фиг. 3 изображен вид снизу сменной лампы, показанной на фиг. 1;
на фиг. 4 изображен вид с торца сменной лампы, показанной на фиг. 1;
на фиг. 5 изображен в увеличенном масштабе местный вид сменной лампы в частичном разрезе, сделанном вдоль линии 5-5, показанной на фиг. 4;
на фиг. 6 изображен вид сбоку зажимного элемента металлической полосы;
на фиг. 7 изображен вид в плане зажимного элемента, показанного на фиг. 6;
на фиг. 8 изображен вид с торца зажимного элемента, показанного на фиг. 6;
на фиг. 9 изображен вид с торца элемента крышки металлической полосы;
на фиг. 10 изображен вид сбоку элемента крышки, показанного на фиг. 9;
на фиг. 11 изображен вид в перспективе варианта металлической полосы, показанной на фиг. 1;
на фиг. 12 изображен вид в перспективе еще одного варианта металлической полосы, показанной на фиг. 1.

Варианты предпочтительных осуществлений изобретения
На фиг. 1-5 изображена сменная лампа 10 автомобильной фары, соответствующая изобретению. Старую лампу заменяют путем установки новой лампы в устройство крепления фары (не показано) способом, который является стандартным для этого типа сменной лампы 10. Сменная лампа 10 включает в себя источник света 12, пластмассовое основание 14 и металлическую полосу или универсальное шарнирное устройство 16.

Источник света 12 показанного конкретного варианта осуществления является источником двухконцевого типа, имеющим внешнюю оболочку 18, изготовленную из кварцевого материала. Источник света 12 может быть и источником другого типа. Источник света является высокотемпературным источником света, то есть, он работает при температурах в диапазоне от около 200 до около 900^oC. Оболочка 18 имеет центральный баллонный участок 20 и пару, в основном, цилиндрических участков 22, 24 внутренней и внешней шеек, отходящих в продольном направлении от баллонообразного участка 20. Внутренний и внешний проволочные выводы 26, 28 выходят из соответствующих участков 22 и 24 шеек и заключены внутри участков 22, 24 шеек. Внешний проволочный вывод 28 соединен с наружным проводником 30, который заходит в продольном направлении в пластмассовое основание 14. Внутренний вывод 26 соединен с внутренним проводником 32 в пластмассовом основании 14. В пластмассовом основании 14 проводники 30, 32 соединены с клеммами 34, так что источник света можно подсоединить к источнику электропитания (не показан) обычным способом.

Пластмассовое основание 14 выполнено из высокотемпературной пластмассы и содержит внутреннее пространство или отверстие 36 цилиндрической формы, в которое внутренний конец источника света 12 входит и поддерживается металлической полосой 16. Пластмассовое основание 14 имеет такую конфигурацию, что его можно устанавливать в зажим фары способом, принятым в промышленной практике.

Как лучше всего видно на фиг. 5, металлическая полоса 16 включает в себя зажимные элементы 38 и элемент крышки 40. Зажимные элементы 38 и элемент крышки 40 выполнены каждый из подходящего металла, например, такого, как нержавеющая сталь, сталеникелевый сплав или никелесеребряный сплав. Как лучше всего видно на фиг. 6-8, каждый зажимной элемент 38 включает в себя внутреннюю и внешнюю зажимные полосы 44, 46, два соединительных плеча 48 и два крепежных язычка 50, которые все выполнены как единое целое. Зажимные полосы 44, 46 имеют каждая центральную аркообразную часть 52 и прямоугольные лапки 54, отходящие от нее наружу. Размеры аркообразной части 52 подбирают таким образом, что когда ее стыкуют с соответствующей зажимной полосой другого зажимного элемента 38, образуется гнездо цилиндрической формы для участка 22 внутренней шейки источника света 12. Соединительные плечи 48, в основном, лежат в одной плоскости с лапками 54 внутренней и внешней зажимных полос 44, 46 и соединяют эти лапки, а аркообразные части 52 зажимных полос, в основном, соосны. Размеры соединительных плеч 48 подбирают так, что внутренняя и внешняя зажимные полосы 46, 48 отстоят друг от друга в продольном направлении для адекватного опирания источника света 12. Между зажимными полосами 44, 46 выполнено центральное отверстие 56. Крепежные язычки 50 имеют, в основном, цилиндрическую форму и отходят наружу от лапок 54 внутренней зажимной полосы 44 перпендикулярно им.

Как лучше всего видно на фиг. 9 и 10, элемент крышки 40 включает в себя плоское основание 58 и четыре соединительных язычка 60, отходящих от основания 58. Основание 58 имеет центральное круглое отверстие 62, размеры которого позволяют участку 22 внутренней шейки проходить через него с зазором. Соединительные язычки 60 имеют, в основном, прямоугольную форму, разнесены на равные расстояния вокруг периферии основания 58. Каждая из внешних поверхностей соединительных язычков имеет радиус, который соответствует диаметру внутреннего отверстия 36 пластмассового основания 14. Соединительные язычки 60 предпочтительно наклонены под некоторым углом вперед и наружу от основания 58, как лучше всего видно на фиг. 10.

Как лучше всего видно на фиг. 5, металлическая полоса 16 зажимает участок 22 внутренней шейки источника света 12 между двумя зажимными элементами 38. Зажимные элементы 38 зажимают участок 22 шейки в месте каждой из отстоящих друг от друга пар зажимных полос 44, 46. Два зажимных элемента 38 скреплены сварными швами 64. Сварные швы 64 предпочтительно расположены вблизи от центра зажимных элементов, то есть, на соединительных плечах 48 между зажимными полосами 44, 46. Приваривание таким образом позволяет зажимным элементам 38 отклоняться наружу на концах, так что пружинное усилие зажимает участок 22 шейки в обоих местах расположения зажимных полос 44, 46. Поэтому размеры аркообразных участков 52 зажимных элементов 44, 46 подбирают так, что зажимные элементы не полностью охватывают по окружности участок 22 шейки источника света 12. Зажим с помощью пружинного усилия испытывает относительно большие отклонения по внутреннему диаметру размещаемого участка 22 шейки. Пружинное усилие также позволяет металлической полосе 16 иметь большую гибкость или "придают" ее, так что лампа 10 может выдерживать большие ударные воздействия, по-прежнему удовлетворяя техническим требованиям к отклонению. Вместо этого можно размещать сварные швы на зажимных полосах 44, 46 для большей прочности. Однако металлическая полоса 16 должна быть более жесткой, и приходится точнее регулировать допуск участка 22 шейки.

Зажимные элементы 38 крепят к элементу крышки 40 посредством приваривания крепежных язычков 60 к внешней стороне основания 58, как лучше всего видно на фиг. 5. Зажимные элементы 38 предпочтительно ориентируют так, что поверхность раздела между двумя зажимными элементами 38 перпендикулярна обоим соединительным язычкам 60 элемента крышки 40, как лучше всего видно на фиг. 4.

Элемент крышки 40 металлической полосы 16 вставляют в отверстие 36 пластмассового основания 14, так что внешние поверхности соединительных язычков 60 находятся в контакте с внутренней поверхностью внутреннего отверстия 36, как показано на фиг. 5. Размеры элемента крышки 40 предпочтительно выбирают такими, что соединительные язычки 60 контактируют с внутренней поверхностью отверстия 36 за счет воздействия пружинного усилия. В изображенном конкретном варианте осуществления металлическая полоса 16 ориентирована таким образом, что поверхность раздела между зажимными элементами 38 расположена под углом около 45^o от вертикали. Такая ориентация позволяет сменной лампе 10 лучше противостоять как вертикальной, так и горизонтальной нагрузке.

Сразу же после вставки в пластмассовое основание 14 металлическая полоса 16 имеет степени свободы в универсальном шарнире, т.е. она может свободно скользить в осевом направлении вдоль продольной оси 66 и вдоль двух перпендикулярных к ней осей. Степени свободы металлической полосы 16 в универсальном шарнире позволяют надлежащим образом ориентировать источник света 12 относительно пластмассового основания 14, так что он будет в фокусе после сборки в зажим фары. Сразу же после надлежащей ориентации источника света 16 в пластмассовом основании 14 металлическую полосу 16 нагревают посредством приложения высокочастотной (ВЧ) энергии, вследствие чего нагрев вызывает размягчение пластмассового основания 14 вблизи от соединительных язычков 60 элемента крышки 40 металлической полосы. Элемент крышки 40 металлической полосы расширяется, и пластмасса пластмассового основания 14 течет вокруг краев соединительных язычков 60, сращивая таким образом металлическую полосу 16 с пластмассовым основанием 14 с образованием жесткого надежного соединения.

Контакт между металлической полосой 16 и источником света 12 минимизируют из-за высокой теплопроводности металлической полосы 16. Тепловыделение из источника света 12 могло бы перегреть пластмассовое основание 14, если бы достаточное количество тепла передавалось через металлическую полосу 16. Поэтому металлическая полоса 16 выполнена с возможностью минимизации контакта с источником света. Размеры зажимных полос 44, 46 подбирают так, чтобы и минимизировать контакт с участком 22 шейки источника света 12, и обеспечить достаточное усилие зажима для удовлетворения технических требований к отклонению. Контакт между металлической полосой 16 и пластмассовым основанием 14 тоже минимизируют. Размеры соединительных язычков 60 подбирают так, чтобы минимизировать контакт с пластмассовым основанием 14 для адекватного сообщения ему степеней свободы в универсальном шарнире для выравнивания источника света 12 и для обеспечения адекватного соединения для удовлетворения технических требований к отклонению. Отметим, что только на соединительных язычках 60 и осуществляется контакт между металлической полосой 16 и пластмассовым основанием 14.

На фиг. 11 изображена металлическая полоса 68, которая является вариантом металлической полосы, показанной на фиг. 1-10, и на этом чертеже одинаковые номера позиций использованы для обозначения сходных элементов конструкции. Металлическая полоса 68 показывает, что внутренние и внешние зажимные полосы 44, 46 можно ориентировать в разных направлениях. В показанном конкретном варианте осуществления внешние зажимные полосы 46 ориентированы под углом около 45^o относительно внутренних зажимных полос 44. Чтобы получить такую ориентацию, соединительные плечи 48 металлической полосы 16 закручивают, в основном, винтообразно вокруг продольной оси 66. Как показано на фиг. 11, поверхность раздела между внутренними зажимными полосами 44, в основном, вертикальна, тогда как поверхность раздела между внешними зажимными полосами 46, в основном, проходит под углом около 45^o от вертикали. Закрученная таким образом металлическая полоса способна лучше противостоять нагрузкам в различных направлениях.

На фиг. 12 изображена металлическая полоса 70, которая является еще одним вариантом металлической полосы 16, изображенной на фиг. 1-10, и на этом чертеже одинаковые цифровые позиции использованы для обозначения сходных элементов конструкции. Металлическая полоса 70 показывает, что внутренние и внешние зажимные полосы 44, 46 можно не соединять. Внутренние зажимные полосы 44 прикреплены к элементу крышки 72, который имеет два соединительных язычка 60. Внешние соединительные полосы 46 выполнены как единое целое с двумя дополнительными соединительными язычками 74, которые отходят в продольном направлении от наружных зажимных полос 46 в положение, где они взаимодействуют с соединительными язычками 60 элемента крышки 72 со вступлением в контакт с пластмассовым основанием 14, как указано выше. В показанном конкретном варианте осуществления поверхность раздела между внешними зажимными полосами 46 ориентирована, в основном, горизонтально, а внешние зажимные полосы 46 соединены с верхним и нижним соединительными язычками 74, тогда как поверхность раздела между внутренними зажимными язычками 44, в основном, вертикальна, а внутренние зажимные язычки 44 прикреплены к боковым соединительным язычкам 60.

Хотя подробно описан предпочтительный конкретный вариант осуществления изобретения, следует понять, что изобретение не сводится по объему притязаний, соответственно, к этому варианту, а включает все изменения и модификации в рамках объема притязаний, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Лампа по изобретению имеет установочное приспособление, предназначенное для достижения точного выравнивания. Лампа включает в себя источник света, металлическую полосу, зажимающую один конец источника света в двух местах, и пластмассовое основание, имеющее внутреннее отверстие, в которое введена контактирующая с ним металлическая полоса. Металлическая полоса включает в себя два зажимных элемента, между которыми зажат источник света, и элемент крышки, прикрепленный к зажимающим элементам. Элемент крышки имеет язычки, выполненные с возможностью контакта с внутренним отверстием пластмассового основания и обеспечения перемещения источника света в универсальном шарнире с целью выравнивания источника света относительно основания. Зажимные элементы соединены в некоторой точке между двумя местами зажима, так что пружинное усилие зажимает источник света. Зажимные элементы также ориентированы под углом около 45° от вертикали для лучшего противодействия как вертикальным, так и горизонтальным нагрузкам. 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Лампа с установочным приспособлением, предназначенным для достижения точного выравнивания, содержащая источник света, имеющий в основном цилиндрический участок шейки, пластмассовое основание, имеющее внутреннее отверстие, и металлическую полосу, включающую в себя зажимные элементы, зажимающие источник света на участке шейки, отличающаяся тем, что металлическая полоса включает также элемент крышки, прикрепленный к зажимным элементам и контактирующий с внутренним отверстием пластмассового основания, причем элемент крышки имеет дополнительные язычки, внешняя поверхность каждого из которых находится в контакте с внутренней поверхностью отверстия пластмассового основания. 2. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что источник света и металлическая полоса выполнены с возможностью перемещения во внутреннем отверстии пластмассового основания для достижения точного выравнивания источника света относительно пластмассового основания. 3. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что пластмассовое основание выполнено из высокотемпературной пластмассы, которая размягчена после выделения тепла для жесткого крепления металлической полосы к пластмассовому основанию. 4. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что внешние поверхности соединительных язычков образуют в основном сферическую периферию металлической полосы для обеспечения металлической полосе свободы перемещения в пластмассовом основании и, тем самым, для выравнивания источника света. 5. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что зажимные элементы включают в себя первую и вторую пары зажимных полос, причем, по меньшей мере, одна из первой и второй пары зажимных полос ориентированы под углом около 45^o от вертикали. 6. Лампа по п.5, отличающаяся тем, что первая зажимная полоса первой пары соединена с первой зажимной полосой второй пары посредством первой пары плеч, а вторая зажимная полоса первой пары соединена со второй зажимной полосой второй пары посредством второй пары плеч. 7. Лампа по п. 6, отличающаяся тем, что первая пара плеч соединена со второй парой плеч, а первая и вторая зажимные полосы первой пары соединены посредством первого и второго плеч, и первая и вторая зажимные полосы второй пары соединены только посредством первого и второго плеч для зажима первой и второй парами зажимных полос источника света пружинным усилием. 8. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что часть пластмассового основания проходит вокруг краев соединительных язычков для взаимного соединения металлической полосы с пластмассовым основанием. 9. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что зажимные элементы имеют выполненные как единое целое с ними соединительные язычки для соединения последних с соединительным элементом крышки. 10. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что зажимные элементы включают в себя первую и вторую пары зажимных полос для зажима источника света в двух отстоящих друг от друга местах на участке шейки, при этом первая зажимная полоса первой пары соединена с первой зажимной полосой второй пары посредством первой пары плеч, а вторая зажимная полоса первой пары соединена со второй зажимной полосой второй пары посредством второй пары плеч, причем первая и вторая зажимные полосы первой пары соединены только посредством первого и второго плеч, а первая и вторая зажимные полосы второй пары соединены только посредством первого и второго плеч для зажима первой и второй парами зажимных полос источника света пружинным усилием. 11. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что металлическая полоса включает в себя первую и вторую пары зажимных полос, которые ориентированы под разными углами. 12. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что одна из первой и второй пар зажимных полос ориентирована по существу вертикально, а другая из первой и второй пар зажимных полос ориентирована по существу горизонтально.