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Die
Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem sowie dessen Leuchtmittel
und die elektrische Einspeisung zu dessen Betrieb.
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Ein
gattungsgemäßes Leuchtmittel
ist als Miniatur-Energiesparlampe mit GX53-Sockel am Markt, vgl.
Bild 7 auf Seite 41 der (undatierten) Broschüre FÖRDERGEMEINSCHAFT GUTES LICHT,
Heft 2 „Gutes
Licht für
Schulen und Bildungsstätten": In ein hohlzylindrisches
Gehäuse,
aus dessen rückwärtiger Grundfläche zwei
profilierte Kontaktbolzen zum Eingreifen in die Spannbögen eines
Bajonettsockels achsparallel hervorragen, ist hinter der frontseitig, also
sichtseitig, abstrahlenden Niederspannungs-Leuchtstofflampe ein
elektronisches Vorschaltgerät
zu derem Betrieb integriert. Insbesondere die rückwärtig vorragenden Bajonettbolzen,
zumal in Zusammenwirken mit dem dahinter erforderlichen Bajonettsockel
der Einspeisung, bedingen aber noch für viele wünschenswerte Einsatzfälle der
Beleuchtungspraxis, etwa im Innern von Möbeln, zu hohe Gesamtabmessungen
dieses vorbekannten Beleuchtungssystemes. Dieses ist außerdem nicht
in wünschenswertem
Maße flexibel
einsetzbar, weil das Leuchtmittel nur an dem speziellen Orte betrieben werden
kann, wo gerade ein Bajonettsockel zu seiner Speisung fest installiert
ist; während
rein vorsorglich montierte aber dann doch nicht mit Leuchtmitteln
bestückte
Sockel unnötige
Kosten verursachten und dann nur noch störend vor ihrer Montagefläche erscheinen.
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Das
gilt im Ergebnis auch für
das gattungsähnliche
Beleuchtungssystem mit dem flachen Leuchtmittel nach der
DE 1 02 34 560 B3 ,
bei dem die Niederspannungs-Leuchtstofflampe mit achsparallel vorstehenden
Kontaktmessern in ein gesondert dahinter gelegenes, ebenfalls flaches
Gehäuse
zur Aufnahme des Vorschaltgerätes
eingreift.
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In
Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die
technische Problemstellung zugrunde, ein hinsichtlich der elektromechanischen
Einspeisung einfacher konfiguriertes und flexibler einsetzbares
Beleuchtungssystem für
unkompliziert und vergleichsweise unauffällig montierbare Installationen
anzugeben.
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Das
Beleuchtungssystem umfaßt
also im Rahmen vorliegender Erfindung das Leuchtmittel und seine
Einspeisung. Unter dem Leuchtmittel ist dabei ganz allgemein eine
Lampe zu verstehen, die aber auch – insbesondere zu eventueller
Integration eines betriebserforderlichen Vorschaltgerätes – zusätzlich eingehäust sein
kann. Die Einspeisung zum Betrieb des Leuchtmittels umfaßt hier
außer
der mechanischen Halterung zur elektrischen Kontaktierung des Leuchtmittels
auch die Stromeinspeisung in die Kontaktierung.
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Die
umrissene Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die in den Hauptansprüchen angegebenen
wesentlichen Merkmale gelöst.
Danach stehen bei dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem keine
Kontakte für
die mechanische Befestigung und elektrische Stromeinspeisung mehr
signifikant aus dem Lampen-Gehäuse
hervor, in das ein je nach dem Lampen-Typ erforderliches Vorschaltgerät integriert sein
kann. Stattdessen dienen als Einspeisekontakte unmittelbar oder
mittelbar flachzylindrische Permanentmagnete aus elektrisch leitendem
Material oder mit elektrisch und magnetisch leitender Umhüllung, die
praktisch bündig,
der Abstrahlnormalen gegenüber,
in die rückwärtige Grund-
oder Bodenfläche
des flachzylindrischen Gehäuses
eingelassen sind. Sie dienen neben der elektrischen Kontaktierung
zugleich unmittelbar der Halterung des Leuchtmitels auf ortsfest
verlegten Stromzuführungen
in Form dünner Streifen
ferromagnetischen Materials. Davon sind so viele, wie zum Betrieb
des Leuchtmittels Einspeisekontakte notwendig sind (also gewöhnlich die
beiden für
einen einphasigen Lampenbetrieb), zueinander distanziert nebeneinander
angeordnet. Sie sind parallel zueinander verlaufend auf einer Tragfläche, wie unter
dem Unterboden eines Oberschrankes über einem Arbeitsplatz oder
an der Rückwand
hinter einem Arbeitsplatz, befestigt, z.B. mittels Stiften (wie
Zwecken, Nägeln
oder Klammern) bzw. mittels eines Klebebandes oder eines aufgebrachten
Klebers.
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Die
Summe der Streifenbreiten einschließlich der Abstände zwischen
ihnen ist vorzugsweise jedenfalls nicht größer als der quer zur Zylinderachse gemessene
Durchmesser des Leuchtmittels. Für
niederohmige, also großflächige Stromübergänge von den
Streifenoberflächen
in die magnetischen Einspeisekontakte sind andererseits deren Durchmesser
vorzugsweise fast so groß wie
die Breite der Speise-Streifen. Diese sind an ihren Enden unmittelbar
oder über
eine Kabelverbindung an einen kurzschlussfesten so genannten elek tronischen
Transformator angeschlossen, damit z.B. bei bloßem feuchtem Abwischen der
offen zugänglich
verlegten Leiterstreifen möglichst
noch kein überlastbedingter
Spannungsausfall eintritt. Die elektrische und mechanische Verbindung
von den Anschlußkabeln
an die Leiterstreifen erfolgt zweckmäßigerweise ebenfalls mittels
Magneten an den Kabelenden. Wenn mehrere Teillängen der Streifen in Serie
zu schalten sind, etwa unter den Unterböden von nebeneinander montierten Oberschränken über einer
Arbeitsplatte am Stoß zwischen
zwei einander benachbarten Oberschränken, dann wird auch für diese
elektrische Verbindung pro Leiterbahn einfach ein deren Unterbrechung
elektrisch leitend überbrückender
Magnet aufgesetzt.
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Wenn
das Leuchtmittel zu seiner Stromversorgung mittels seiner beiden
Magnetkontakte irgendwo im Verlaufe der beiden Einspeisungs-Streifen
willkürlich
auf diese aufgesetzt wird, ist angesichts des schmalen Isolationsabstandes
zwischen den dagegen breiten Streifen mit einer Überbrückung dieses Abstandes durch
wenigstens einen der Magnetkontakte und deshalb mit einem Kurzschluß zwischen
den beiden einander benachbarten Streifen zu rechnen. Wegen der
kurzschlussfesten Stromversorgung aus dem Transformator rührt daraus
zwar kein Schaden, aber das Leuchtmittel strahlt trotz eingeschalteter
Einspeisung in die Streifen zunächst
noch nicht. Nun kann das auf den Streifen magnetisch gehalterte
und kontaktierte Leuchtmittel parallel zur Streifenebene und somit
um seine Zylinderachse so lange verdreht bzw. quer zu dieser Achse
verschoben werden, bis kein Magnetkontakt mehr auf zwei nebeneinander
verlaufenden Streifen gleichzeitig aufliegt, bis also der isolierende
Abstand nicht mehr leitend überbrückt ist,
sondern jeder Magnet nur einen ihm zugeordneten Streifen kontaktiert;
womit das Leuchtmittel nun an Nennspannung liegt und deshalb abstrahlt.
Es kann aber vorgesehen sein, durch wenigstens eine zwischen den
beiden Magnetkontakten aus der rückwärtigen Grundfläche des
Leuchtmittel-Gehäuses
hervorragende flache längliche
Rippe (oder eine entsprechende lineare Folge einzelner Noppen) zu
verhindern, daß ein
Magnet zwei einander benachbarte Streifen gleichzeitig kontaktiert:
Nur dann, wenn aufgrund entsprechender Positionierung des Leuchtmittels
diese Rippe bzw. diese Noppenfolge gerade in den Spalt zwischen
den Streifen eingreift (und deshalb nun zwangsläufig beiderseits querab dazu
jeder Magnetkontakt jeweils allein seinem Streifen zugeordnet ist),
kann das Leuchtmittel bis zur jeweiligen Kontaktierung auf die Streifen
abgesenkt werden.
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Bezüglich weiterer
Abwandlungen und zusätzlicher
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung wird außer auf
die weiteren Ansprüche
auch auf nachstehende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
und seiner Vorzüge
verwiesen. In der Zeichnung zeigt, auf das Wesentliche vereinfacht
und nicht ganz maßstabsgerecht
skizziert,
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1 die
zwei von einem Leuchtmittel überbrückten Versorgungs-Streifen
für dessen
einphasigen Betrieb und
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2 im
Querschnitt das gemäß 1 angeordnete
Leuchtmittel, in seinem Gehäuse
ausgestattet mit einer Niederspannungs-Energiesparlampe von typisch
7 Watt elektrischer Leistungsaufnahme, aber ohne Berücksichtigung
des elektronischen Vorschaltgerätes
im Lampengehäuse
hinter der Energiesparlampe.
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Als
das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem 10 ist
in 1 der Zeichnung ein Leuchtmittel 11 mit
flachzylindrischem Gehäuse 12 in
Ansicht gegen eine Tragfläche 13 skizziert,
bei der es sich insbesondere um die Unterseite des Unterbodens eines Oberschrankes über einem
(etwa Küchen-)
Arbeitsplatz oder um eine hinter einem Arbeitsplatz angeordnete
Wand handeln kann. Die elektrische Einspeisung 14 zum Betrieb
des Leuchtmittels 11 weist auf der Tragfläche 13 verlegte,
kurzschlussfest gespeiste elektrisch leitende Streifen 15 auf,
denen im Gehäuse 12 magnetische
Anschluß-Kontakte 16 für die mechanische
Halterung und zugleich für
die elektrische Bestromung des Leuchtmittels 11 zugeordnet
sind.
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Solche
ferromagnetischen Streifen 15 bestehen aus Kosten- und
Verarbeitungsgründen
vorzugsweise einfach aus dünnem
Weißblech,
das aber zum Schutz gegen Umwelteinflüsse sowie zur Verringerung
des elektrischen Widerstandes zweckmäßigerweise elektrisch leitend
beschichtet, vorzugsweise verchromt sein kann. Die elektrisch leitenden
Streifen 15 sind auf der Tragfläche 13 befestigt,
etwa (aus der Zeichnung nicht ersichtlich) flächig verklebt oder punktuell
genagelt. Die Tragfläche 13 selbst
kann unmittelbar aus elektrisch isolierendem Material wie Kunststoff
oder Holz bestehen, oder aber sie ist zumindest im Bereiche der
aufzubringenden Streifen 15 lokal isolierend beschichtet.
Für universellen
Einsatz unabhängig
von den elektrischen Eigenschaften der Tragfläche 13 und für leichte
Montage sind die Streifen 15 um einen konstanten Abstand 24 voneinander distanziert
zueinander parallel verlaufend auf die nichtklebende Rückseite
eines elektrisch isolierenden Klebestreifens 15' montiert (vorzugsweise
aufgeklebt). So können
die stromführenden
Streifen 15 gleich paarweise verlegt werden, indem der
passend abgelängte
Klebestreifen 15' einfach
auf die Tragfläche 13 gedrückt wird;
während
in dem nichtklebenden sichtseitigen freien Abstand 24 auf
der von der Tragfläche 13 abgewandten
Oberfläche
des Klebestreifens 15' zwischen
den dort aufgeklebten Leiter-Streifen 15–15 keine
Verschmutzung festkleben kann, die unästhetisch erscheinen oder Kurzschlüsse hervorrufen
könnte.
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Die
etwa flachzylindrischen magnetischen Kontakte 16 weisen
im Interesse großen
Stromübergangsquerschnittes
auf der ungeschützt
elektrisch leitenden Oberfläche
der Streifen 15 möglichst
große Durchmesser
auf; wie skizziert Durchmesser von angenähert der Streifenbreite, also
etwas weniger als der Hälfte
des Durchmessers des zylindrischen Gehäuses 12 und somit
seiner Grundfläche 17.
Wenn die Leitfähigkeit
deren Materials zu gering für
den zu erwartenden Stromfluß ist,
sind die Kontakte 16 elektrisch leitend umgeben. Sie sind
nur so weit bündig
in die rückwärtige Grundfläche 17 des
Gehäuses 12 eingesenkt,
als daß ihre
noch geringfügig
hervorragenden rückwärtigen Stirnflächen infolge
ihrer magnetischen Anziehungskraft mit den hinter der Grundfläche 17 örtlich zugeordneten
Streifen 15 in direkte, stromleitende Anlage geraten können, wie
in 2 skizziert. Dort ist berücksichtigt, daß es insbesondere aus
montagetechnischen Gründen
zweckmäßig sein kann,
die elektrische Kontaktierung über
einen schalenförmigen
Hut 16' aus
magnetisch nicht abschirmendem, elektrisch gut leitendem Material
wie Aluminium verlaufen zu lassen, der in die rückwärtige Gehäuse-Grundfläche 17 eingelassen
ist und der seinerseits in seinem flachzylindrischen Innenraum den Kontaktmagneten 16 aufnimmt.
Das hat den Vorteil der gegenüber
einem Einkleben der Magnete 16 in Löcher durch die Gehäusegrundfläche 17 einfacheren
Montage, insbesondere wenn der Magnetkontakt 16 im Gehäuse 12 unter
axialer Vorspannung zur Kontaktierung an das integrierte Vorschaltgerät (nicht gezeichnet)
steht, weil der Hut 16' sich
im Innern des Gehäuses 12 mit
seiner umlaufenden Krempe auf die Grundfläche 17 abstützt, wie
im Detail aus 2 ersichtlich.
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Die
elektrische Versorgung des Leuchtmittels
11 über die
Streifen
15 erfolgt z.B. aus dem Mittelspannungs-Hausnetz
18 über einen
so genannten elektronischen Transformator
19 mit (wie in
der Zeichnung symbolisch veranschaulicht) strombegrenzender Ausgangsstufe
20 für kurzschlussfeste Belastungsmöglichkeit.
Ein Beispiel für
eine derartige Strombegrenzung ist schaltungstechnisch in
DE 1 96 00 792 A1 näher beschrieben.
Die vom Transformator
19 gelieferte, berührungsunkritische
Niederspannung wird über
Kabel
21 an die offen zugänglichen Streifen
15 geführt, die
dafür an
ihren beispielsweise V- oder L-förmig
abgewinkelten Stirnenden
22 mit Kabelanschlüssen etwa
in Form von Schraub- oder Klemm-Kontakten
23 zum Anschluss
der Kabel
21 ausgestattet sein können; oder, wie ebenfalls in
1 berücksichtigt,
mittels einfach auf die freien Streifen-Stirnenden
22 aufzulegender
plattenförmiger
Magnet-Kontakte
23' an
den Enden der Kabel
21. Auch die elektrische Verbindung
von in Längsrichtung
aufeinander zu weisenden Streifen-Stirn enden
22'' einander benachbarter Doppel-Streifen
15–
15 kann
einfach mittels überbrückender
solcher Magneten
23'' erfolgen, wie
aus
1 ersichtlich.
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Wenn
(entgegen der Darstellung in 1) wenigstens
eines von grundsätzlich
beliebig vielen längs
der Streifen 15 verschiebbar anzuordnenden, magnetisch
darauf haftenden Leuchtmitteln 11 auf den Streifen 15,
also parallel zu dieser Montageebene 13, so weit um die
Zylinderachse seines Gehäuses 12 verschwenkt
oder quer zur Zylinderachse verschoben ist, daß wenigstens einer der Haftmagnet-Kontakte 16 zwei
einander an sich distanziert benachbarte Streifen 15–15 gleichzeitig
kontaktiert, diese also unter Überbrückung des
isolierenden Abstandes 24 miteinander kurzschließt, dann
arbeitet das Leuchtmittel 11 mangels Versorgungsspannung nicht,
ohne daß der
Transformator 19, da kurzschlussfest ausgelegt, durch diesen
Kurzschluß Schaden
leidet. Erst und nur wenn die Kontakte 16 jeweils ausschließlich den
einen ihnen zugeordneten der Streifen 15 berühren, liegt
Betriebsspannung über
den gegeneinander isolierten Streifen 15, und eine im Gehäuse 12 angeordnete
Lampe 25 wird bestromt. Derartige Kurzschlüsse über die
Magnetkontakte 16 bzw. ihre Einbau-Hüte 16' lassen sich aber auch konstruktiv
unterbinden, wenn ein hinter der rückwärtigen Grundfläche 17 des
Gehäuses 12 vorragender,
in den lichten Abstand 24 zwischen den Streifen 15–15 hineinragender
flacher rippenförmiger Stutzen 17' mit gewisser
Erstreckung quer zu einer Verbindungslinie zwischen den Magneten 16–16 vorgesehen
ist. Solch ein als längliche
Rippe oder als lineare Folge einzelner Noppen ausgebildeter Stutzen 17' verhindert
also, daß das
Leuchtmittel 11 unter Kontakt zu den Streifen 15–15 auf
diesen bis zur oben erwähnten
Kurzschlußstellung
verdreht werden kann.
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Bei
der Lampe 25 handelt es sich wegen des geringvolumigen
Gehäuses 12 und
der offen liegenden stromführenden
Streifen 15 vorzugsweise um eine Kaltlicht-Energiesparlampe
für Niederspannungsbetrieb
(mit typisch 12 Volt Betriebsspannung), die sich mäander- oder spiralförmig hinter
der abstrahlseitigen, also vorderen Grundfläche 26 des Gehäuses 12 erstreckt.
Die elektrische Verbindung zwischen Sockeln 27 für die Lampe 25 oder
für andere Einbauten
in das Gehäuse 12 (wie
insbesondere ein elektronisches Vorschaltgerät) einerseits und andererseits
den diesen Sockeln 27 zugeordneten Kontakten 16 erfolgt
zweckmäßigerweise über Druckfedern 28,
weil die Magnetmaterialien der ins Gehäuse 12 eingegossenen
oder eingeklebten Kontakte 16 gewöhnlich nicht lötfähig und
ohnehin die Kunststoffe des Gehäuse 12 in
der Einbauumgebung der Kontakte 16 gewöhnlich nicht für Lötvorgänge hinreichend hitzeresistent
sind. Der Einsatz des Magneten 16 in einen Halterungs-Hut 16' ermöglicht es
jedoch, diesen an seiner Krempe mit einem Löt- oder Klemm kontakt für den Anschluß der elektrischen
Verbindung etwa zum Lampensockel 27 hin auszustatten (in 2 nicht
berücksichtigt),
womit ein Einbau von stromführenden
Kontaktfedern 28 eingespart werden kann.
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Etwa
für den
Betrieb von Lampen 25 erforderliche elektronische Vorschaltgeräte können für alle auf
die Streifen 15 aufgesetzt betriebenen Leuchtmittel 11 einmal
zentral im elektronischen Transformator 19 ausgebildet
sein; oder aber sie können
in herkömmlicher
Weise im Gehäuse 12 eines
jeden Leuchtmittels 11 gesondert realisiert sein (in der
Zeichnung nicht berücksichtigt).
Wenn die Betriebsspannung einer Lampe 25 berührungskritisch über der
Niederspannung zwischen den ungeschützt verlegten Streifen 15–15 liegen
sollte, kann die zuvor im Transformator 19 herabgesetzte
Streifenspannung mittels eines Spannungswandlers innerhalb des jeweiligen
Leuchtmittels 11 wieder auf die Start- und Betriebsspannung
seiner Lampe 25 angehoben werden.
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Ein
selbst gegenüber
der GX53-Miniatur-Energiesparlampe noch flachbauendes Beleuchtungssystem 10 mit
einer Kaltlicht-Stromsparlampe 25, vorzugsweise für Niederspannungsbetrieb,
weist also erfindungsgemäß ein flachzylindrisches
Leuchtmittel-Gehäuse 12 auf,
das mittels rückwärtiger Magnet-Kontakte 16 mechanisch
und elektrisch an eine Einspeisung 14 mit gegeneinander
beabstandeten, stromführenden
ferromagnetischen Streifen 15–15 anschließbar ist,
um hierüber
aus einem kurzschlussfesten Transformator 19 betrieben
zu werden.
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- 10
- Beleuchtungssystem
(mit 11 und 14)
- 11
- flachzylindrisches
Leuchtmittel
- 12
- Gehäuse (von 11)
- 13
- Tragfläche (für 16)
- 14
- Einspeisung
(zu 16)
- 15
- Streifen
(hinter 19–21)
- 15'
- Klebestreifen
(für 15 auf 13)
- 16
- Kontakte
(in 17)
- 17
- rückwärtige Grundfläche (von 11, 12)
- 17'
- Stutzen
(hinter 17, nach 24)
- 18
- Hausnetz
- 19
- elektronischer
Transformator (zwischen 18–14)
- 20
- Ausgangsstufe
(in 19)
- 21
- Kabel
(von 19 nach 15)
- 22
- freies
Stirnende (von 15)
- 22''
- Stoß-Stirnende
(zwischen 15–15)
- 23
- Klemm-Kontakt
(an 22 für 21)
- 23'
- Magnet-Kontakt
(auf 22 für 21)
- 23''
- Überbrückungs-Magnet
(über 22'')
- 24
- isolierender
Abstand (zwischen 15–15)
- 25
- Lampe
(in 12 hinter 26)
- 26
- vordere
Grundfläche
(von 12)
- 27
- Sockel
(in 12, z.B. für 25)
- 28
- Druckfeder
(zwischen 16–27)