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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtensystem mit mindestens einer Leuchteneinheit und mit mindestens einem Verbinder. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Leuchtensystem mit Elementen (Leuchteinheiten, Schienen), die Leuchtmittel aufnehmen können oder leuchten können, und Knotenpunkten (Verbindern oder Verbindungsmodulen), an die eine oder mehrere dieser Schienen angeschlossen werden können. Die Schienen sind einfach an die Knotenpunkte anzubringen. Die Winkel, in denen die Schienen an die Knotenpunkte angesteckt werden können, sind weitgehend frei wählbar. Gelenke sorgen dafür, dass die Schienen schwenkbar sind. Die Schienen führen Strom von einem Knotenpunkt zum nächsten. Die Knotenpunkte führen Strom von einer Schiene zur nächsten.
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Es gibt viele Schienensysteme, die im allgemeinen an Decken befestigt werden, in Decken eingelassen werden oder von Decken abgehängt werden.
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Die Winkel, in denen die Schienenelemente zueinander stehen, sind im allgemeinen 90° bzw 180°. In der
US 3,840,842 ist ein Knotenpunkt beschrieben, an den zusätzlich auch im Winkel von 45° bzw. 135° Elemente montiert werden können, die Leuchtmittel aufnehmen können. In der
WO 2013/070429 A1 sind auch Knotenpunkte beschrieben, an die bis zu 8 längliche Elemente im Winkel von 45°, 90°, 135° und 180° befestigt werden können.
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Entsprechend der Orientierung der Lichtsysteme an der Decke sind es im allgemeinen lineare Konstrukte (Leuchtbänder) oder flächige (zweidimensionale) Konstrukte, die mit den bekannten Schienensystemen möglich sind. Ausnahme ist die
WO 2006/044859 A2 , in der beschrieben wird, wie Lichtelemente in vorgegebenen Winkeln – nicht nur Horizontal – an Verbindungselemente befestigt werden können. Desweiteren beschreibt die
US 2012/0201021 A1 Verbindungselemente, in die Leuchtstäbe nicht nur horizontal im Winkel von 90° und 180° befestigt werden können, sondern zusätzlich auch vertikal.
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Soweit die bekannten Schienensysteme Knotenpunkte haben, ist häufig ein gewisser Montageaufwand zur Verbindung der Schienen mit den Knotenpunkten verbunden.
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Die Gestaltungsmöglichkeiten mit bekannten Leuchtschienensystemen sind sehr eingeschränkt, da sie einerseits oft nur linear oder flächig konfigurierbar sind oder andererseits nur in bestimmten vorgegebenen Winkeln konfigurierbar sind. Konstrukte, die ähnlich wie Pflanzen an den Wänden hoch wachsen oder um die Ecken gehen sind genau so unmöglich wie Polyederleuchten oder Fachwerk- bzw Tragwerkkonstrukte.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Montageaufwand bei einem Leuchtensystem zu reduzieren.
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Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Leuchtensystem
- – mit mindestens einer Leuchteneinheit (Schiene) enthaltend ein (sich insbesondere von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende entlang einer Lichtsegment-Längsachse erstreckendes) Lichtsegment (Leuchtenelement), das zur Aufnahme mindestens eines Leuchtmittels konfiguriert ist oder mindestens ein Leuchtmittel aufweist und mindestens ein (sich insbesondere von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende entlang einer Verbindungselement-Längsachse erstreckendes) Verbindungselement (Stecker), das zumindest abschnittsweise elektrisch leitfähig ist, insbesondere mindestens einen elektrischen Leiter aufweist, und an einem der beiden Enden des Lichtsegments mit diesem mechanisch und elektrisch verbunden ist, wobei vorzugsweise ein solches Verbindungselement an jedem der beiden Enden des Lichtsegments mit diesem mechanisch und elektrisch verbunden ist,
- – mit mindestens einem Verbinder (Knotenpunkt), der ein rotationssymmetrisch um eine Verbindermittelachse umlaufendes Element und mindestens einen mit dem umlaufenden Element mechanisch verbundenen elektrischen Leiter aufweist,
- – wobei das Verbindungselement der Leuchteneinheit, insbesondere in einer Verbindungsrichtung (Zusammensteckrichtung), mit dem umlaufenden Element des Verbinders zusammensteckbar ist und dadurch die mindestens eine Leuchteneinheit mit dem Verbinder mechanisch und elektrisch verbindbar ist, das heißt das Verbindungselement der Leuchteneinheit und das umlaufende Element sind als zueinander komplementäre Elemente einer Steckverbindung ausgebildet,
- – wobei die Leuchteneinheit mit dem Verbinder in beliebigen Positionen (Winkelpositionen) um die Verbindermittelachse herum anordenbar ist und in jeder Position die Leuchteneinheit mit dem Verbinder mechanisch und elektrisch verbunden ist und
- – wobei das Verbindungselement relativ zum Lichtsegment schwenkbar ist, das heißt die Lichtsegment-Längsachse ist relativ zur Verbindungselement-Längsachse schwenkbar bzw. der Winkel zwischen der Lichtsegment-Längsachse und der Verbindungselement-Längsachse ist veränderbar.
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Es sei darauf hingewiesen, dass das Lichtsegment nicht zwingend Leuchtmittel aufweisen muss, sondern nur dazu geeignet sein muss, mindestens ein Leuchtmittel aufnehmen zu können. Leuchtmittel sind insbesondere Gasentladungslampen, Leuchtdioden und/oder Glühlampen. Wenn das Lichtsegment keine Leuchtmittel aufweist, handelt es sich beispielsweise bei dem Lichtsegment um ein Leuchtenprofil, beispielsweise ein Aluminiumprofil, in welches mindestens eines der genannten Leuchtmittel eingesetzt werden kann.
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Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im zusammengesteckten Zustand von Leuchteneinheit und Verbinder das Verbindungselement relativ zum Lichtsegment in einer Ebene schwenkbar ist, in der die Verbindermittelachse verläuft.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leuchteneinheit, insbesondere das Lichtsegment und/oder Verbindungselement, zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, aus einem flexiblen Material besteht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement mit dem Lichtsegment über ein Scharnier (insbesondere Drehgelenk mit einem Freiheitsgrad) mechanisch verbunden ist. Im zusammengesteckten Zustand von Leuchteneinheit und Verbinder ist dadurch die Schwenkbarkeit in der Ebene, in der die Verbindermittelachse verläuft, realisiert.
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Es ist auch denkbar, dass das Verbindungselement mit dem Lichtsegment einstückig (integral bzw. aus einem Stück gefertigt) verbunden ist, also insbesondere kein Scharnier vorgesehen ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement 2d der Leuchteneinheit und das umlaufende Element des Verbinders form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbindbar sind. Dabei besteht der Form- oder Kraftschluss im zusammengesteckten Zustand insbesondere entgegen der Zusammensteckrichtung.
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Erfindungsgemäß ist insbesondere denkbar, dass das Verbindungselement der Leuchteneinheit, insbesondere der mindestens eine elektrische Leiter des Verbindungselements, und der mindestens eine elektrische Leiter des Verbinders jeweils eine Kontaktfläche aufweist, wobei die Kontaktflächen im zusammengesteckten Zustand von Leuchteneinheit und Verbinder miteinander in Kontakt sind (miteinander verbunden sind).
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Gemäß noch einer Ausgestaltung ist die Steckverbindung zwischen Leuchteneinheit und Verbinder lösbar. Durch das Lösen dieser mechanischen Verbindung wird gleichzeitig auch die elektrische Verbindung gelöst, das heißt die Kontaktflächen werden voneinander beabstandet.
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Gemäß weiteren Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, dass
- – der oder die Knotenpunkte Strom führen und die Schiene oder Schienen Strom führen, und/oder
- – der oder die Knotenpunkte eine gedachte Mittelachse (Verbindermittelachse) und einen in Umfangsrichtung um die Mittelachse umlaufenden Körper aufweisen, an dem eine oder mehrere Schienen befestigt werden können, und/oder
- – die Schiene oder Schienen geeignet sind Leuchtmittel aufzunehmen, und/oder
- – der oder die Knotenpunkte mehrere um die Mittelachse umlaufende Körperabschnitte aufweisen, die axial voneinander beabstandet sind und in Kontakt mit der Schiene oder den Schienen treten können und geeignet sind Strom zu führen, und/oder
- – der oder die Knotenpunkte ein oder mehrere in Umfangsrichtung um die Mittelachse umlaufende Elemente aufweisen, in das/die Verbindungselemente (Stecker) der Schiene eingesteckt oder um das klammerförmige Verbindungselemente der Schiene geklammert werden können, und/oder
- – im Bereich der Schiene Scharniere (Gelenke) sind, die eine Schwenkbewegung im Winkel von 90° zulassen.
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Ein Knotenpunkt, an den um eine Mittelachse herum in beliebigem Winkel Leuchtschienen befestigt werden, eröffnet mannigfaltige zweidimensionale Gestaltungsmöglichkeiten ( ). Gelenke an den Schienen bzw. um den Knotenpunkt herum eröffnet die Welt der dreidimensionalen Gestaltung ( und ). Ein einfacher, schnell zu handhabender Anschluss der Stäbe an den Knotenpunkt erleichtert das experimentelle Gestalten mit diesen Elementen. Die Stromführung in den Schienen von Knotenpunkt zu Knotenpunkt ermöglicht es, dass größere Konstrukte mit wenigen Stellen zur Stromeinspeisung realisierbar sind.
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Im Folgenden werden verschiedene Merkmale der vorliegenden Erfindung definiert und anhand der Abbildungen erläutert.
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Knotenpunkte, auch Verbinder oder Verbindungsmodule genannt, entsprechend der vorliegenden Erfindung sind insbesondere:
Elemente mit einer gedachten Mittelachse (Verbindermittelachse) 1a und einem um die Mittelachse umlaufende Körper oder Körperabschnitt, z. B. in Form einer kreisförmigen Platte. Wenn in der vorliegenden Erfindung von „umlaufend” die Rede ist, ist insbesondere eine Kreisform gemeint, d. h. „kreisförmig umlaufend”.
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Um die Mittelachse herum, können Schienen 2 durch Stecken, Klammern o. ä. befestigt werden.
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Die Schienen können in beliebigem Winkel an den Knotenpunkt gesteckt werden. Die einzige Einschränkung ist, dass die breite der Schienen nicht unendlich viele Anschlüsse zulässt.
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Die Knotenpunkte führen Strom von den befestigten Schienen zu anderen befestigten Schienen. (Mindestens zwei Pole z. B. Niedervolt Gleichstrom).
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Weitere Ausführungen:
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Spezielle Knotenpunkte bieten Befestigungsmöglichkeiten an die Wand oder die Decke 3 oder/und bieten die Möglichkeit Strom in das System einzuspeisen 4.
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Die Knotenpunkte können darüber hinaus Befestigungen für weitere Schienen außerhalb des um die Mittelachse umlaufenden Körpers oder Körperabschnitts bieten.
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Knotenpunkte können mit weiteren Knotenpunkten verbunden werden, damit mehr Schienen befestigt werden können.
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Knotenpunkte können auch beleuchtet sein.
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Schienen, auch Leuchteneinheiten genannt, entsprechend der vorliegenden Erfindung sind insbesondere:
Elemente, die geeignet sind, Knotenpunkte konstruktiv zu verbinden und Strom zu führen. Vorzugsweise sind sie beleuchtet (z. B. Aluprofilschienen 2b mit eingelegten LED-Streifen)
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Weitere Ausführungen:
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Die Schienen können auch flächig sein und drei oder mehr Knotenpunkte verbinden. Die Ecken bilden dann die Enden, mit denen die Knotenpunkte verbunden werden.
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Einige oder alle Schienen können auch unbeleuchtet sein, d. h. keine Leuchtmittel aufweisen.
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Die Schienen sind auch dazu geeignet nur an einen Knotenpunkt angeschlossen zu werden.
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Gelenke, auch Scharniere oder Drehgelenke genannt, entsprechend der vorliegenden Erfindung sind insbesondere:
Elemente, die eine Bewegung im 90° Winkel zum um die Mittelachse umlaufenden Körper oder Körperabschnitt (Definition Knotenpunkt) ermöglichen.
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Weitere Ausführungen:
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Denkbar ist ein klassisches Scharnier am Ende der Schienen zwischen Lichtsegment (z. B. LED-Streifen in Aluprofil) und Verbindungselement ( ).
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Denkbar ist ein Gummielement am Ende der Schiene zwischen Lichtsegment und Verbindungselement ( , Nr 2c).
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Denkbar ist, dass Teile oder die ganze Schiene aus flexiblem Material ist (dünnes Holz, Federstahl, Alucobond) und somit die Schiene selbst das Gelenk ist ( Nr. 2).
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Denkbar ist, dass die Verbindung zwischen Knotenpunkt und Schiene gleichzeitig das Gelenk darstellt (z. B.: Der um die Mittelachse umlaufende Körper oder Körperabschnitt des Knotenpunktes wird durch einen Runddraht gebildet, der gleichzeitig Achse für die Gelenke ist.
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Im Folgenden werden Ausgestaltungen beschrieben und anhand von in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schiene ein Profil aufweist, in dem LED-Streifen verlaufen, und das Leuchtensystem mit Niedervolt betrieben wird.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist demnach eine Niedervoltleuchte mit LED-Profilen. Im Niedervoltbereich besteht keine Gefahr für den Anwender, deshalb sind die erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen erheblich geringer und dadurch der konstruktive Aufwand überschaubarer. Eine naheliegende Konsequenz davon ist die Illumination durch LED-Streifen. Wiederum eine naheliegende Konsequenz ist die Nutzung eines Profils, das nicht nur geeignet ist Knotenpunkte konstruktiv zu verbinden, sondern auch ein Lichtstreuprofil aufzunehmen, Platz für LEDs bietet und zusätzlichen Platz für eine parallele Stromführung bietet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Scharnier oder die Scharniere an den Enden der Schiene, zwischen dem oder den leuchtenden Segmenten und den Verbindungselementen (Stecker- oder Klammerelementen) angeordnet sind.
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Die beschriebenen Scharniere bzw. Gelenke ( Nr 2c) befinden sich kurz vor dem Ende der Schienen zwischen dem Segment, dass im allgemeinen illuminierbar ist ( Nr. 2b) und den Verknüpfungselementen ( Nr 2d) zum Knotenpunkt (Stecker/Klammer/usw). Die Gelenke können klassische Scharniere sein, jedoch auch aus elastischem Material bestehen.
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Diese Ausgestaltung rückt die Gelenkpunkte nah an den Knotenpunkt, was vorteilhaft für die Geometrie der Konstrukte ist die aus dem Leuchtensystem gebaut werden. Aus mechanischer und gestalterischer Sicht wäre das Ideal, wenn sich die Schienen auf einem Punkt treffen könnten. Durch das heranrücken der Gelenke an den Knotenpunkt kommt man dem schon recht nahe. (Kräfte von Stäben werden ohne Moment abgeleitet, wenn sich die Stäbe auf einem Punkt treffen,) Ein weiterer Vorteil liegt in der räumlichen Abgrenzung der unterschiedlichen Funktionen: Befestigungselement, Gelenk, Lichtsegment. Diese räumliche Trennung vereinfacht die technische Entwicklung.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zur Befestigung der Schiene oder Schienen mit dem Knotenpunkt Verbindungselemente (Stecker) an den Enden der Schiene angeordnet sind, die zwischen axial voneinander beabstandete um die Mittelachse umlaufende Elemente am Knotenpunkt greifen.
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Es wird demnach eine Steckverbindung beschrieben ( ), die die Lage des Steckers axial zum Knotenpunkt eindeutig definiert, radial jedoch jeden Winkel zulässt. Zwischen zwei oder mehr radialen Elementen ( Nr. 1d), wie z. B. Scheiben oder Teller wird das Verbindungselement (Stecker) ( Nr. 2e) am Ende der Schienen gesteckt. Im Gegensatz zu anderen Steckern greift dieser nicht in ein oder mehrere Löcher, sondern in eine oder mehrere radiale Schienen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zur Befestigung der Schiene oder Schienen an dem Knotenpunkt ein klammerförmiges Verbindungselement an den Enden der Schiene angeordnet ist, das um ein um die Mittelachse umlaufendes Element des Knotenpunktes greift.
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Es wird demnach eine Steckverbindung beschrieben ( ), die die umgekehrte Geometrie hat, die im Patentanspruch 9 beschrieben wurde. Eine Art Klammer ( Nr. 2f) greift um eines oder um mehrere radiale Elemente ( Nr. 1e) am Knotenpunkt. Während bei Patentanspruch 9 das Männchen (Stecker) an der Schiene ist und das Weibchen (Buchse) am Knotenpunkt ist, ist im Patentanspruch 10 das Weibchen (Buchse) an der Schiene und das Männchen am Knotenpunkt. Daraus ergeben sich die gleichen Vorteile wie beim Patentanspruch 9.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement (Stecker oder Klammer bzw. klammerförmiges Verbindungselement) Kontakte aufweist, mit der die Stromübertragung vom Knotenpunkt stattfindet.
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Beschrieben wird demnach, dass die elektrische und die konstruktive Verbindung im Stecker bzw. Klammerbauteil vereint sind. Die Konfiguration des Leuchtensystems wird dadurch einfacher, da weiniger Schnittstellen verbunden werden müssen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens eines der umlaufenden Elemente am Knotenpunkt, in das der Stecker oder um das die Klammer (das klammerförmige Verbindungselement) greift, einen Hinterschnitt aufweist, wobei der Stecker/die Klammer in den Hinterschnitt/die Hinterschnitte einrastet.
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Das Verbindungselement am Ende der Schienen kann demnach am Knotenpunkt einschnappen. Der Knotenpunkt hat ein oder mehrere radiale Elemente, die z. B. wie ein Teller, eine Hülse oder eine Scheibe ausgestaltet sein können. Diese Elemente haben einen Hinterschnitt ( Nr. 1f), das heißt sie haben im Außenbereich eine umlaufende Krempe, Kante, Verdickung o. ä. Das Verbindungselement, an der Schiene wird von Außen zwischen oder über ein oder mehrere radiale Elemente geschoben und kann an der Krempe, Kante o. ä. einrasten. Zweckmäßiger Weise ist diese Verbindung reversibel. Zur Lösung der Verbindung muss z. B. ein Knopf gedrückt werden oder eine mechanische oder magnetische Kraft überwunden werden ( Nr. 2g).
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement einen Ring aufweist, der dazu geeignet ist, über die Mittelachse des Knotenpunktes geschoben zu werden, und der insbesondere fest mit dem übrigen Verbindungselement verbunden ist.
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Das Verbindungselement am Ende der Schienen besteht demnach ausschließlich oder zusätzlich aus einem Ring ( Nr. 2h). Dieser Ring kann am Knotenpunkt befestigt werden, indem er über ein Axiales (Zylindrisches) Element ( Nr. 1g) am Knotenpunkt geschoben wird. Oder indem ein axiales (zylindrisches) Element, welches ein Teil des Knotenpunktes darstellt durch den Ring geschoben wird. Der Ring ist so dünn, dass mehrere dieser Ringe über das axiale Element passen. Die stabilste Befestigung an einer Achse kann durch das umgreifen der Achse erreicht werden. Auch die Orientierung zur Achse hin ist gewährleistet, wenn ein Stab in einer Öse endet, die um die Achse greift. Um mehrere Schienen zu befestigen, ist es notwendig, dass die Ringe Flach sind und die Achse lang. (Länge der Achse/Dicke der Ringe = Anzahl der Ringe, die untergebracht werden können)
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Zur Befestigung wird entweder der Ring über eine Achse gesteckt oder die Achse in die Ringe gesteckt. Um zu verhindern, dass die Ringe wieder von der Achse rutschen, kann die Achse reversibel mit Endkappen ( Nr. 1h) versehen werden die größer sind als der Innendurchmesser der Ringe.
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Diese Ringe können auch vorteilhaft zusätzlich zu den in den Patentansprüchen 9 und 10 beschriebenen Steckern bzw. Klammern auftreten. Bei der Konfektionierung durch den Anwender würden dann die Klammern/Stecker an den Knotenpunkten befestigt und anschließend die Ringe um einen zylindrischen axialen Körper gelegt.
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Anschließend wird ggf. ein Sicherungselement angebracht, das ein herausrutschen der Ringe verhindert.
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Dieser Aufbau der Verbindung von Knotenpunkt und Schiene hätte den Vorteil, dass die Stecker/Klammer die axiale Arretierung definiert, Während der Ring die Schienen optimal zur Achse hin ausrichtet und die Stecker/Klammer vor dem herausrutschen hindert.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Scharnier dadurch gebildet wird, dass die Schiene durchgehend aus flexiblem Material besteht, das insbesondere geeignet ist sich insgesamt durchzubiegen.
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Mit der Verarbeitung von flexiblem Material wie z. B. Federstahl, dünnem Sperrholz, Kunststoffmaterial oder Alucobont, könnten die Gelenke aus dieser Flexibilität resultieren ( Nr. 2). Denkbar ist, daß das Material wie ein Bogen (Pfeil und Bogen) zwischen den Knotenpunkten verläuft. Vorteilhaft wäre die einfache Konstruktion.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der oder die Knotenpunkte über eine Befestigungsmöglichkeit verfügen, die geeignet ist, das Leuchtensystem zu tragen und mit Strom zu versorgen.
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Die größte Gestaltungsvielfalt für den Anwender ergibt sich, wenn die Anbindung an Decken oder Wände an den Knotenpunkten stattfindet. Auch die Stabilität dieser Lichtsystemkonstrukte ist am besten, wenn diese an den Knotenpunkten angebunden werden. Durch solche Anbindungen erfolgt sinnvoller weise auch die Stromversorgung.
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Diese Anbindungen können über ein Seil oder Kabel realisiert werden oder über einen Stab der in einem Flansch endet o. ä.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 3840842 [0003]
- WO 2013/070429 A1 [0003]
- WO 2006/044859 A2 [0004]
- US 2012/0201021 A1 [0004]
