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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Verbraucher, insbesondere
im Niedervoltbereich, der einen kugelförmigen Grundkörper sowie
mindestens zwei Halterungselemente umfasst, die den Grundkörper drehbeweglich
halten.
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Elektrische
Niedervolterbraucher, insbesondere Lichtstrahler und/oder schwenkbare
Lichtquellen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie besitzen
beispielsweise eine Halogensockellampe als Lichtquelle, die mit
einer Spannung von 12 Volt und einer Leistung von 20 Watt betrieben
wird. Andere schwenkbare Lichtquellen arbeiten mit einer höheren Spannung
und erzeugen mehr Wärme.
Weiterhin ist bekannt, lichtemitierende Dioden (LEDs) einzusetzen.
Diese sind aber in der Regel nicht schwenkbar, so dass ein vom Benutzer
gewünschter
Teil des zu bestrahlenden Gegenstands nicht beleuchtet werden kann.
Ferner sind aus dem Stand der Technik Lichtstrahler bekannt, bei
der der Lichtstrahler in Kugelform ausgebildet ist und eine elektrische
Lichtquelle enthält.
Die Kugel ist zwischen zwei Platten angeordnet, wobei die erste
Platte mit einer Öffnung
versehen ist, die kleiner als die Kugel ist, und wobei die zweite
Platte eine Vertiefung besitzt, welche der Öffnung der ersten Platte zugewandt
ist. Die Kugel ist dabei einerseits in der Öffnung und andererseits in der
Vertiefung gelagert. Durch Drehen der Kugel lässt sich der Lichtabstrahlkegel
schwenken.
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Nachteilig
an den aus dem Stand der Technik bekannten Lichtstrahlern bzw. Beleuchtungsobjekten ist
jedoch, dass die Lichtquellen über
elektrische Leitungen, welche zumeist in Kabelform ausgebildet sind,
und wobei die elektrischen Leitungen in der Regel unmittelbar an
der Lichtquelle angebracht sind, mit elektrischer Energie versorgt
werden. Durch die am Beleuchtungskörper bzw. an der Lichtquelle
vorgesehenen elektrischen Leitungen wird jedoch der Bewegungs- bzw.
Verstellspielraum der einzelnen Lichtquellen sehr stark beeinträchtigt,
so dass selbst bei einem kugelförmigen
Beleuchtungskörper
nur ein sehr unbefriedigender Verstellbereich erreicht werden kann.
Oftmals ist somit nur eine Verstellbarkeit der Leuchte bis zum Verwindungsbruch
des Kabels möglich.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen elektrischen Verbraucher vorzuschlagen, der die aus
dem Stand der Technik bekannten Nachteile umgeht und gleichzeitig
eine höchstmögliche Verstellbarkeit
gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch einen elektrischen Verbraucher nach der Lehre
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der
elektrische Verbraucher, der einen kugelförmigen Grundkörper umfasst,
ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Oberfläche des
Grundkörpers
mindestens zwei elektrisch leitende und mindestens einen nichtleitenden
Bereich aufweist, wobei zumindest die leitenden Bereiche paarweise
so auf der Kugeloberfläche
verteilt sind, dass sie in vorbestimmten Drehpositionen oder Drehbereichen
des Grundkörpers gegenüber den
Halterungselementen einen elektrischen Kontakt herstellen und in
anderen vorbestimmten Positionen oder Drehbereichen keinen Kontakt
herstellen. Bevorzugt, jedoch keinesfalls zwingend, sind zumindest
die leitenden Bereiche dabei paarweise diametral auf der Oberfläche des
Grundkörpers
angeordnet. Es sind jedoch auch andere Anordnungen denkbar. Mit
anderen Worten kann auf eine aufwendige und einschränkende Kabelführung am
Grundkörper
verzichtet werden. Stattdessen sind auf der Oberfläche des
Grundkörpers
leitende und nichtleitende Bereiche vorgesehen, wobei die leitenden
Bereiche den Kontakt zu den Halterungselementen herstellen, die
den Grundkörper drehbeweglich
halten, und mit denen der Grundkörper
mit einer höchstmöglichen
Verstellbarkeit gehalten werden kann. Um einen bestmöglichen
Kontakt vom Halterungselement zum Grundkörper zu gewährleisten, können an
den Halterungselementen Kontaktflächen oder dergleichen vorgesehen
sein.
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Bevorzugt
können
die Halterungselemente zumindest bereichsweise aus einem elektrisch
leitenden Material bestehen bzw. weisen zumindest bereichsweise
elektrisch leitende Bereiche auf in denen beispielsweise elektrisch
leitfähiges
Material eingebettet sein kann. Ebenso können an den Halterungselementen
elektrisch leitfähige
Kontaktelemente vorgesehen sein.
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Durch
Drehen des Grundkörpers
kann also eine Schaltfunktion realisiert werden, bei der der Grundkörper in
vorbestimmten Drehpositionen oder Drehbereichen Kontakt herstellt
und in anderen vorbestimmten Positionen oder Drehbereichen keinen Kontakt
herstellt. Somit kann auf ein separates Schaltelement am elektrischen
Verbraucher verzichtet werden.
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Bevorzugt
sind die Halterungselemente im Wesentlichen Stabförmig ausgebildet.
Es ist aber auch denkbar die Halterungselemente im Wesentlichen
Seilförmig,
insbesondere in der Art eines Drahtseils oder dergleichen, auszubilden.
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Die
Halterungselemente können
ferner zumindest bereichsweise gerade und/oder gebogen bzw. gekrümmt ausgebildet
sein. Es sind natürlich auch
andere Ausführungsformen
vorstellbar, solange gewährleistet
werden kann, dass der kugelförmige Grundkörper drehbeweglich
von den Halterungselementen gehalten wird.
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Die
Halterungselemente selbst können
ein beispielsweise rechteckiges, quadratisches oder rundes Profil
aufweisen. Erfindungsgemäß spielt
das Profil der Halterungsstäbe
jedoch keine Rolle, solange gewährleistet
wird, dass der kugelförmige
Grundkörper
mit den Halterungselementen so in Kontakt gebracht werden kann,
dass er unter Drehung verschiedener vorbestimmter Drehpositionen
bzw. Drehbereiche einen elektrischen Kontakt zu den Halterungsstäben herstellt
bzw. diesen unterbricht.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung sieht vor, dass die Halterungselemente Ausnehmungen zur
Halterung und Kontaktierung des Grundkörpers aufweisen. Diese Ausnehmungen
können
bevorzugt form- und/oder funktionskomplementär zum Grundkörper bzw.
zu den leitenden Bereichen am Grundkörper ausgebildet sein. Über die Kontaktstellen
bzw. Ausnehmungen in den Halterungselementen könnte dann zum einen die Fixierung
und zum anderen die Versorgung des kugelförmigen Grundkörpers mit
Elektrizität
erfolgen.
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Ferner
ist denkbar, dass die Halterung und Kontaktierung des Grundkörpers durch
zusätzliche Kontaktmittel,
beispielsweise Kontaktfedern oder dergleichen, unterstützt werden
kann. Die Kontaktmittel können
dabei zumindest bereichsweise in den Ausnehmungen und/oder im Grundkörper angeordnet
sein. Damit kann ein besonders sicherer Kontakt bzw. ein besonders
sicherer Sitz des Grundkörpers zwischen
den Halterungselementen gewährleistet werden.
Sind die Halterungselemente aus einem elektrisch leitfähigen Material
hergestellt bzw. weisen die Halterungselemente elektrisch leitende
Bereiche oder Abschnitte auf, so kann ein direkter elektrischer Kontakt
zum Grundkörper
erfolgen. Sind die Halterungselemente im Wesentlichen aus einem
nichtleitenden Material hergestellt könnte der Kontakt über das
zusätzliche
Kontaktmittel, beispielsweise über eine
Kontaktfeder, erfolgen.
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Der
Grundkörper
wird bevorzugt kraft- und/oder formschlüssig von den Halterungselementen
gehalten bzw. ist bevorzugt im Wesentlichen mittig zwischen diesen
angeordnet. Es sind auch andere Kontaktvarianten denkbar, bei denen
der Grundkörper
in anderer Art und Weise mit den Halterungselementen in Kontakt
gebracht werden kann, beispielsweise auf den Halterungselementen
aufliegend, bei gleichzeitiger Gewährleistung einer weitgehenden Verstellmöglichkeit
des Grundkörpers.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die Oberfläche des Grundkörpers zwei
leitende Polbereiche und einen nichtleitenden, zwischen den Polbereichen
angeordneten Äquator
umfassenden Bereich aufweisen kann. Es ist denkbar, dass sich die
beiden leitenden Polbereiche geringfügig beabstandet voneinander nahezu über die
komplette Oberfläche
des Grundkörpers
erstrecken, wodurch eine besonders hohe Verstellbarkeit des kugelförmigen Grundkörpers gewährleistet
werden kann.
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Der
zwischen den Polbereichen angeordnete, Äquator umfassende Bereich,
kann so ausgebildet sein, dass bei entsprechender Drehposition des kugelförmigen Grundkörpers der
elektrische Kontakt zwischen den Halterungselementen und dem Grundkörper unterbrochen
werden kann (Schalterfunktion).
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass im Grundkörper zumindest ein Leuchtmittel
vorgesehen ist. Das Leuchtmittel kann dabei beispielsweise in der
Art einer Glühbirne
und/oder einer LED (Leuchtdiode) ausgebildet sein.
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Das
Leuchtmittel kann dabei im nichtleitenden Bereich des Grundkörpers integriert
sein. Dies hat den Vorteil, dass das Leuchtmittel relativ zentral im
Grundkörper
angeordnet werden kann.
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Ferner
ist vorgesehen, dass das vom Leuchtmittel abgegebene Licht durch
zumindest eine Öffnung
im Grundkörper,
bevorzugt im nichtleitenden Bereich des Grundkörpers, nach außen treten
kann. Durch diese Ausführungsform
kann eine besonders homogene Ausbildung des kugelförmigen Grundkörpers erzielt
werden. Es ist jedoch auch denkbar, den Äquator aus einem transparenten
bzw. durchsichtigem Material herzustellen, durch welches das abgegebene
Licht des Leuchtmittels treten kann. Somit kann auf eine Öffnung (Ausnehmung)
zum Lichtdurchlass im Äquator
verzichtet werden.
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Die
nichtleitenden bzw. isolierenden Bereiche des Grundkörpers werden
bevorzugt aus einem nichtleitenden Material, beispielsweise aus
Kunststoff, hergestellt. Dies hat den Vorteil, dass der Grundkörper sehr
kostengünstig
hergestellt und mit einem geringen Gewicht ausgebildet werden kann. Der
nichtleitende Bereich bzw. die nichtleitenden Bereiche können dabei
als Teilkörper
des kugelförmigen Grundkörpers bzw.
als Teil der Oberfläche
ausgebildet sein oder anderweitig, beispielsweise auf der Oberfläche des
Grundkörpers,
angeordnet sein.
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Die
leitenden Bereiche des Grundkörpers wiederum
werden bevorzugt aus einem leitenden Material, insbesondere aus
Metall oder einer Metalllegierung hergestellt. So ist denkbar, die
leitenden Bereiche als Teilkörper
der Oberfläche
des Grundkörpers,
beispielsweise in der Art eines halbschalenförmigen Schleifrings, auszubilden,
der die Verstellbarkeit des kugelförmigen Grundkörpers in
nahezu allen Ebenen gewährleisten
kann. Die leitenden Bereiche können
also als Teilkörper
des kugelförmigen Grundkörpers ausgebildet
sein oder in einem bestimmten Schema auf der Oberfläche des
Grundkörpers
verteilt sein bzw. einen Teil der Oberfläche des Grundkörpers darstellen.
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Eine
nächste
Ausführungsform
sieht vor, dass im Grundkörper
ein Ventilator oder dergleichen integriert sein kann. Somit könnte der
elektrische Verbraucher nicht nur als Lichtquelle sondern auch als Ventilator
ausgebildet sein.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass zumindest Teile der Oberfläche des
Grundkörpers
eine wabenförmige
oder netzartige Struktur aufweisen. Dies wäre insofern vorteilhaft, wenn
im Grundkörper
ein Ventilator oder dergleichen integriert wäre, wobei die erzeugte Luftströmung des
Ventilators durch die wabenförmige
oder netzartige Struktur des Grundkörpers nach außen treten
kann.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es
zeigen:
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1 die
Draufsicht auf einen drehbeweglich zwischen zwei Halterungselementen
angeordneten elektrischen Verbraucher in Kontaktstellung;
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2 den
elektrischen Verbraucher gem. 1 um 90° verdreht
in einer Nicht-Kontaktstellung.
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1 zeigt
einen elektrischen Verbraucher 01 im Niedervoltbereich
in Kontaktstellung (Einschalter), wobei der Kleinverbraucher 01 einen
kugelförmigen
Grundkörper 02 umfasst,
der zwischen zwei elektrisch leitenden Halterungselementen 03 und 04, hier
als Halterungsstäbe
ausgebildet, drehbeweglich angeordnet ist.
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Die
Oberfläche
des Grundkörpers 02 weist zwei
elektrisch leitende Polbereiche 05, 06 und einen nichtleitenden, Äquator umfassenden,
Bereich 07 auf. Die leitenden Polbereiche 05 und 06 sind
diametral so auf der Kugeloberfläche
verteilt bzw. angeordnet, dass sie in vorbestimmten Drehpositionen
des Grundkörpers 02 gegenüber den
Halterungselementen 03 und 04 (1)
einen elektrischen Kontakt herstellen. Die leitenden Polbereiche 05, 06 sind
im Wesentlichen als halbschalenförmige
Teilkörper
ausgebildet und dienen gleichzeitig als Kontakt elemente zu den Halterungselementen 03 und 04.
Die Polbereiche 05, 06 sind aus einem leitenden
Material hergestellt und sind so ausgebildet, dass der Polbereich 05 mit
dem Halterungselement 03, oder umgekehrt, in Kontakt steht,
und der Polbereich 06 mit dem Halterungselement 04,
oder umgekehrt, in Kontakt steht, ohne das zwischen den Polbereichen 05 und 06 ein Kontakt
hergestellt wird. Ferner könnte
durch einen im Grundkörper
angeordneten Gleichrichter die korrekte Stromrichtung für den Verbraucher
garantiert werden.
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Die
Polbereiche 05 und 06 dienen also nicht nur als
Teilkörper
des kugelförmigen
Grundkörpers 02 sondern
stellen gleichzeitig die halbschalenförmigen Schleifkontakte bzw.
Kontaktmittel dar, weshalb auf den Einsatz bzw. das Vorsehen separater
bzw. anderer Kontaktmittel verzichtet werden kann.
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Zwischen
den Polbereichen 05, 06 ist ein nichtleitender
Bereich 07 vorgesehen, wobei der nichtleitende Bereich 07 aus
einem nichtleitenden Material, bevorzugt aus Kunststoff, besteht
und einen Äquator
umfassenden Bereich aufweist. Der nichtleitende Bereich 07 kann
scheibenförmig
oder kugelförmig
ausgebildet sein. Bei einer kugelförmigen Ausgestaltung wären die
Polbereiche 05 und 06 so auszubilden, dass die
Polbereiche 05, 06 den Bereich 07 zumindest
bereichsweise umgreifen bzw. umfassen. Ist der Bereich 07 als
Scheibe oder dergleichen ausgebildet, können sich die Polbereiche 05 und 06 bis an
die Außenseiten
des nichtleitenden Bereichs 07 erstrecken bzw. sind mit
diesen, beispielsweise über eine
Steckverbindung, verbunden.
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Es
ist natürlich
auch denkbar, den Grundkörper 02 bzw.
den nichtleitenden Bereich 07 in einer anderen geometrischen
Ausgestaltung auszuführen
so lange gewährleistet
wird, dass sich der Grundkörper 02 in
nahezu alle verstellbaren Ebenen bewegen bzw. verstellen lässt.
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Die
Halterungsstäbe 03 und 04 weisen
bei der hier gezeigten Ausführungsform
ein rundes Profil auf und sind vollständig aus einem leitenden Material hergestellt.
In den Halterungsstäben 03 und 04 sind Ausnehmungen 08 und 09 vorgesehen,
wobei die Ausnehmungen 08 und 09 form- und/oder
funktionskomplementär
zu den Polbereichen 05 und 06 ausgebildet sind.
Das heißt,
dass die Ausnehmungen 08, 09 so ausgebildet sind,
dass die jeweiligen Polbereiche 05 und 06 zumindest
geringfügig
in Kontakt mit den Halterungsstäben 03, 04 bzw.
den Ausnehmungen 08, 09 gelangen. Der Verbund
aus Polbereich 05, 06 und Ausnehmung 08, 09 dient
also einerseits als Kontaktstelle und andererseits als Haltemittel
für den
kugelförmigen
Grundkörper 02.
Auf gesonderte Kontaktmittel bzw. gesonderte Halteelemente kann somit
verzichtet werden.
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Die
Ausnehmungen 08, 09 können beispielsweise mittels
einer Flachbohrung, Kugel- oder Nutfräsung hergestellt werden und
sollten in jedem Fall so ausgebildet sein, dass der Grundkörper 02 bzw. die
Polbereiche 05 und 06 einen zuverlässigen Kontakt
und einen sicheren Halt zwischen den Halterungselementen 03, 04 erfahren.
Im Falle einer Nutfräsung
könnte
der Grundkörper
zum Beispiel zwischen bzw. entlang den Halterungselementen verschoben
werden.
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Der
Grundkörper 02 steht
solange unter Strom wie gewährleistet
wird, dass die leitenden Polbereiche 05 und 06 zumindest
bereichsweise mit der Ausnehmung 08, 09 bzw. den
Halterungsstäben 03, 04 in
Kontakt gebracht werden.
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Im
nichtleitenden Bereich 07 des Grundkörpers 02 sind mehrere
Leuchtmittel 10 in der Art einer LED Lichtquelle vorgesehen,
wobei die Leuchtmittel 10 in eigens dafür vorgesehenen Ausnehmungen 11 angeordnet
sind. Es ist denkbar, nur ein Leuchtmittel im Bereich 07 vorzusehen
oder eine Vielzahl (1) von Leuchtmitteln. Beispielsweise
könnten
die Ausnehmungen und Leuchtmittel vollständig auf dem Umfang des nichtleitenden
Bereichs verlaufend verteilt auf bzw. in diesem angeordnet sein.
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2 zeigt
den Grundkörper 02 des
elektrischen Verbrauchers 01 in einer Nicht-Kontaktstellung (Ausschalter).
Der Grundkörper 02 ist
so verdreht worden, dass der nichtleitende Bereich 07 in
den Ausnehmungen 08 und 09 arretiert ist. Da der
Bereich 07 aus einem nichtleitenden Material besteht, kommt
kein elektrischer Kontakt zwischen Grundkörper 02 und den Halterungselementen 03, 04 zustande
bzw. die Stromzufuhr gemäß 1,
wird unterbrochen. Die Größe bzw.
Breite des nichtleitenden Bereichs 07 ist so gewählt, dass
der Bereich 07 zumindest geringfügig größer bzw. breiter ist als die
Ausnehmungen 08 und 09 und somit, bei entsprechender Ausrichtung
des Grundkörpers 02,
kein Kontakt zu einem elektrisch leitenden Bereich des Grundkörpers 02 ermöglicht werden
kann. Durch die Ausführungsform
der Ausnehmungen 08 und 09 und des nichtleitenden
Bereichs 07 kann, wie in 2 dargestellt,
im Normalfall kein Kurzschluss auftreten.
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Alternativ
könnte
durch strombegrenzte Versorgung jedoch ein Kurzschluss in Kauf genommen werden,
wobei mittels des Kurzschlusses auch der oder die Verbraucher ausgeschaltet
werden können. In
diesem Fall könnten
der nichtleitende Bereich (Bereiche) und die Ausnehmungen so aufeinander
abgestimmt sein, dass die Breite bzw. die Ausführungsform des nichtleitenden
Bereichs und die Breite bzw. die Ausführungsform der Ausnehmungen
im Wesentlichen gleich sind, wodurch theoretisch die volle Richtbarkeit
des Grundkörpers
in alle Ebenen ermöglicht
würde.
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- 01
- Elektrischer
Verbraucher
- 02
- Grundkörper
- 03
- Halterungselement
- 04
- Halterungselement
- 05
- leitender
Polbereich
- 06
- leitender
Polbereich
- 07
- nichtleitender
Bereich
- 08
- Ausnehmung
- 09
- Ausnehmung
- 10
- Leuchtmittel
- 11
- Ausnehmung
(Leuchtmittel)