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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsinstallation und Komponenten für Beleuchtungsinstallationen. Genauer handelt es sich um eine Beleuchtungsinstallation mit einem Leuchtmittel und einer Stromzuführung, wobei das Leuchtmittel über die Stromzuführung mit Energie versorgt wird.
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Das Anwendungsgebiet ist die Beleuchtung von Innenräumen. Unter einer Beleuchtungsinstallation ist eine Anordnung von Komponenten zur Beleuchtung zu verstehen. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Anordnung zur Beleuchtung eines Innenraums in einem Gebäude. Typische Komponenten sind Lampen, Leuchten, Stromzuführungen, Netzteile und Verbindungselemente. Häufig weisen Beleuchtungsinstallationen an einer Wand oder Decke befestigte Stromzuführungen und an den Stromzuführungen installierte Leuchtmittel auf. Auch eine Leuchte mit einer Stromzuführung und einem daran installierten Leuchtmittel kann als Beleuchtungsinstallation bezeichnet werden.
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Die Unterscheidung zwischen Leuchtmittel bzw. Lampe und Leuchte kommt aus der Zeit, als die meisten Leuchtmittel Glühlampen waren. Es sei angemerkt, dass es bei der LED-Beleuchtung vorkommen kann, dass ein Gerät nicht eindeutig in eine dieser Kategorien fällt. Einige der beschrieben Leuchtmittel könnten also auch als Leuchten bezeichnet werden. Wo im Text von Leuchtmitteln die Rede ist, sind mit diesem Begriff Lampen und Leuchten gemeint.
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Wenn sich im Stromweg zwischen einer Stromzuführung und einem Leuchtmittel eine weitere Komponente befindet, zum Beispiel eine Fassung oder ein Adapter, so soll die Gruppe aus dem Leuchtmittel und dieser weiteren Komponente der Einfachheit halber auch als Leuchtmittel bezeichnet sein. Ebenso wird eine Gruppe mit einem Leuchtmittel und mehreren solchen Komponenten der Einfachheit halber als Leuchtmittel bezeichnet.
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Aus dem Stand der Technik bekannte typische Beleuchtungsinstallationen zur Beleuchtung von Innenräumen sind mit Stromschienen1 aufgebaut. Die Stromschienen werden häufig in eine Decke eingelassen oder unter einer Decke hängend verbaut. An diesen Stromschienen können Strahler und andere Leuchten angebracht werden. Häufig kommen dabei Magnete zum Einsatz2. Ein weiteres Beispiel für Beleuchtungssysteme zum Realisieren von Beleuchtungsinstallationen sind Seilsysteme3. Das Beleuchtungssystem Lisy von Shoptec4 weist magnetische Stromschienen auf, wobei die Magnete die Stromschienen an einem Regal festhalten.
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Ein großer Nachteil von Stromschienen ist die aufwendige Montage. Besonders wenn Schlitze in eine Wand oder Decke eingebracht werden müssen ist die Montage umständlich. Ein weiterer Nachteil von Stromschienen ist der große Materialverbrauch. Oft ist der Hauptbestandteil einer Stromschiene ein Strangpressprofil aus Aluminium, einem Material dessen Herstellung viel Energie verbraucht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Beleuchtungsinstallation zu ermöglichen, die sehr einfach, schnell und bequem zu montieren ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
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Insbesondere ist die Stromzuführung ist ein flexibles Band, welches ein ferromagnetisches Material aufweist sowie zwei elektrisch leitende Kontakte, die sich längs der Stromzuführung erstrecken. Die den Kontakten gegenüberliegende Seite ist selbstklebend. Es handelt sich daher um eine Art Montageband, das zwei elektrisch leitende Kontakte hat, die sich längs des Bands erstrecken. Idealerweise ist die Stromzuführung ähnlich flexibel wie es von Montagebändern oder anderen starken Klebebändern bekannt ist.
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Mit Kontakten sind im Folgenden immer elektrische Kontakte gemeint. Die Kontakte einer Stromzuführung können auch als Leiterbahnen oder als elektrisch leitfähige Bereiche bezeichnet werden.
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Bei dem ferromagnetischen Material kann es sich um Magnete handeln oder um ein Material, welches von Magneten angezogen werden kann.
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Stromzuführungen werden im Folgenden auch als Bänder bezeichnet.
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Diese Stromzuführung kann wie ein Klebeband auf eine Wand oder Decke eines Raums aufgeklebt werden. Dadurch kann die Montage im Vergleich zu Stromschienen viel einfacher und schneller bewerkstelligt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die beschriebene Stromzuführung aufgerollt werden kann. Dadurch nimmt sie nur sehr wenig Platz in Anspruch, was ein Vorteil beim Transport ist. Auch kann die beschriebene Stromzuführung auf die passende Länge mit einer Schere zugeschnitten werden, was die Installation weiter vereinfacht. Besonders praktisch ist es, dass die Stromzuführung an einem Übergang zwischen einer Wand und einer Decke geknickt werden kann. Auch dies trägt dazu bei, die Installation einfacher, schneller und bequemer zu machen. Zur Herstellung dieser Stromzuführung wird im Vergleich zu herkömmlichen Stromschienen sehr wenig Material benötigt, was die Stromschiene umweltfreundlich macht.
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Es gibt viele Möglichkeiten die Erfindung umzusetzen. Die Zeichnungen zeigen:
- 1a, 1b, 1c und 1d: Beispiele für Stromzuführungen in perspektivischen Ansichten
- 2a und 2b: Ein Beispiel für ein Leuchtmittel in zwei verschiedenen Ansichten
- 3a und 3b: Eine Beleuchtungsinstallation in zwei verschiedenen Ansichten
- 4: Eine weitere Beleuchtungsinstallation in perspektivischer Ansicht
- 5a und 5b: Eine Leuchte ohne und mit Leuchtmitteln in perspektivischer Ansicht
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Die 1a bis 1d zeigen Ausführungsformen für die beschriebenen Stromzuführungen. In 1a ist eine Stromzuführung S mit einer Lage I aus flexiblem Kunststoff und einer (mit Punkten markierten) Klebefläche KL gezeigt. An die Lage I mit Klebstoff angeklebt sind zwei Kontakte K1 und K2. Die Kontakte bestehen aus ferromagnetischem Metall. Der Klebstoff der die Kontakte an der Lage I hält bleibt nach dem Trocknen flexibel.
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In 1b ist eine Stromzuführung S mit einer Lage I aus flexiblem Kunststoff und einer (mit Punkten markierten) Klebefläche KL gezeigt. Zwei Kontakte K1 und K2 sind mit der Kunststofflage I teilweise umspritzt (Spritzguss). Auch hier bestehen die Kontakte aus ferromagnetischem Metall.
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Die 1c zeigt eine Stromzuführung S, die sich von der Ausführungsform in 1a dadurch unterscheidet, dass die Kontakte K1 und K2 aus einem nicht ferromagnetischen Metall bestehen und sich im Inneren der Stromzuführung ein Streifen F aus ferromagnetischem Material befindet. Die Klebefläche ist mit KL bezeichnet.
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1d zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform für eine Stromzuführung S. Auch diese Ausführungsform weist zwei Kontakte K1 und K2 auf. Die Kontakte K1 und K2 bestehen aus nicht ferromagnetischem Metall und sind jeweils etwa 2 cm breit und etwa 0,2 mm dick. Die Kontakte haben einen Abstand von etwa 5mm voneinander. Das ganze Band ist daher etwa 4,5 cm breit. Die Kontakte sind an einer Isolationsschicht I befestigt, zum Beispiel durch Kleben. An der gegenüberliegenden Seite der Isolationsschicht befindet sich ein Streifen F aus ferromagnetischem Material, der zwischen 0,15 mm und 0,5 mm dick ist. An der von der Isolationsschicht abgewandten Seite dieses Streifens befindet sich Klebstoff. Die Klebefläche ist mit KL bezeichnet.
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Die Bänder in 1a bis 1d können zum Beispiel zwischen 2 cm und 12 cm breit sein. Bevorzugt sind Breiten zwischen 3 cm und 6 cm. Die Dicke kann zum Beispiel zwischen 1 mm und 3 mm liegen.
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Die Stromzuführungen können Längen zwischen 1 m und 10 m haben. Bevorzugt sind Längen zwischen 2 m und 3 m. Die genaue Länge ist nicht wichtig, da die Stromzuführungen bei der Montage auf die passende Länge geschnitten werden können. Bevorzugt erstrecken sich Kontakte über die ganze Länge einer Stromzuführung. Es genügt aber, wenn sich die Kontakte über einen Teil der Länge einer Stromzuführung erstrecken.
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Als nicht ferromagnetische Metalle sind Aluminium und Kupfer bevorzugt. Es können auch Legierungen mit Aluminium und Legierungen mit Kupfer zum Einsatz kommen.
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Als ferromagnetische Materialien kommen vorzugsweise Eisen, Stahl und magnetische Materialien in Betracht. Auch ferromagnetische Edelstähle können verwendet werden.
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Das Leuchtmittel weist eine Lichtquelle auf, ein Bauteil aus ferromagnetischem Material und zwei Kontakte aus elektrisch leitfähigem Material, wobei die Lichtquelle über eine an die Kontakte angelegte Spannung betreibbar ist.
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Die Beleuchtungsinstallation kann außer dem oben erwähnten Leuchtmittel weitere Leuchtmittel aufweisen.
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Die 2a und 2b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Leuchtmittels LM. Die 2a zeigt einen Schnitt durch das Leuchtmittel. An einer ersten Seite (in der Zeichnung unten) eines Gehäuses G befinden sich zwei Kontakte K3 und K4. An einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des Gehäuses befindet sich eine Platine P1 mit einer Lichtquelle L, bei der es sich um eine LED handelt. In dem Gehäuse befindet sich eine weitere Platine P2 mit (nicht eingezeichneten) elektronischen Komponenten. Diese Komponenten ermöglichen eine Stromregelung, die die Stromzufuhr zur LED regelt. Die Platine P2 ist mit Befestigungen B am Gehäuse befestigt. Über die Platine P1 und über zwei elektrische Leiter X1 und X2 sind die elektronischen Komponenten mit der Lichtquelle L verbunden. Über zwei weitere Leiter X3 und X4 sind die elektronischen Komponenten an die Kontakte K3 und K4 angeschlossen. Es ist mindestens einer der Kontakte K3 und K4 gegen das Gehäuse G elektrisch isoliert. Im Gehäuse G befindet sich ein Magnet M. Eine Abdeckung A deckt die LED ab. Sie ist aus transluzentem Kunststoff oder Glas. Eine Höhe des Leuchtelements ist mit H bezeichnet.
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Die 2b zeigt das Leuchtmittel mit den Kontakten K3 und K4 in einer Ansicht bei der man auf die Seite mit den Kontakten blickt.
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Die Höhe H kann zum Beispiel 2 cm bis 10 cm betragen, bevorzugt sind 3 cm bis 5 cm.
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Das in 2a und 2b gezeigte Leuchtmittel kann auch als Lampe bezeichnet werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist ein Leuchtmittel eine LED oder eine Gruppe von LEDs zum Emittieren von Licht mit einer geringeren Farbtemperatur und eine weitere LED oder eine weitere Gruppe von LEDs zum Emittieren von Licht mit einer höheren Farbtemperatur auf. Dabei sind die elektronischen Bauteile des Leuchtmittels dazu ausgelegt beim Anlegen einer Gleichspannung von einer bestimmten Polarität an die Kontakte die LEDs oder die Gruppe von LEDs mit geringerer Farbtemperatur zu betreiben und beim Anlegen einer Gleichspannung von entgegengesetzter Polarität an die Kontakte die LEDs oder die Gruppe von LEDs mit höherer Farbtemperatur zu betreiben. Dies vermittelt den Effekt, dass die Farbtemperatur des Lichts des Leuchtmittels geändert werden kann, indem das Leuchtmittel von einer Stromzuführung abgehoben und andersherum wieder aufgesetzt wird. Je nach Tageszeit kann Licht mit anderer Farbtemperatur als angenehm empfunden werden.
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Vorzugsweise sind die Lichtquellen eines Leuchtmittels LEDs, die gemeinsam eine Leistungsaufnahme zwischen 1 Watt und 30 Watt haben. Dabei kann es sich um eine einzelne LED oder eine Gruppe von LEDs handeln. Es kommen auch OLEDs als Lichtquellen in Betracht. Lichtquellen in denen das Licht mithilfe eines Halbleitermaterials erzeugt wird wie zum Beispiel LEDs oder OLEDs werden zusammenfassend auch als Halbleiterlichtquellen bezeichnet.
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Zum Installieren von Beleuchtungseinrichtungen mit den beschriebenen Komponenten wird eine Stromzuführung an eine Fläche, zum Beispiel eine Wand oder eine Decke, geklebt. Es kann sich bei der Fläche auch um eine Oberfläche eines Balkens, eines Pfeilers oder einer Säule oder um eine beliebige andere hinreichend große und flache Fläche handeln. Ein oder mehrere Leuchtmittel werden an dem Band befestigt, wobei jeweils einer der Kontakte des Leuchtmittels mit einem der Kontakte der Stromzuführung in Berührung gebracht wird.
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Wenn ein elektrisch leitfähiges flexibles Band mit zwei Kontakten, das nicht selbstklebend ist, verwendet werden soll so kann es dazu mit einem beliebigen geeigneten Klebstoff an die Fläche geklebt werden.
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Die Stromzuführungen und die Leuchtmittel weisen ferromagnetisches Material auf. Bei einer Beleuchtungsinstallation ist entweder das ferromagnetische Material der Leuchtmittel oder das ferromagnetische Material der Stromzuführung ein magnetisches Material. Wenn ein Leuchtmittel mit der Stromzuführung in Kontakt gebracht wird, hält das Leuchtmittel durch die magnetische Anziehung zwischen dem magnetischen Material und dem anderen ferromagnetischen Material an der Stromzuführung. Alternativ können das ferromagnetische Material des Leuchtmittels und das ferromagnetische Material der Stromzuführung beide magnetische Materialien sein.
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Die 3a und 3b zeigen ein Beispiel für eine Beleuchtungsinstallation. 3a zeigt eine perspektivische Ansicht. Auf eine Wand W ist eine Stromzuführung S aufgeklebt. An der Stromzuführung S nach 1a haftet das Leuchtmittel LM nach 2 magnetisch. Die 3b zeigt dieselbe Beleuchtungsinstallation in einer Ansicht bei der man entlang der Stromzuführung auf das Leuchtmittel blickt. Zwischen der Wand W und dem Leuchtmittel LM befindet sich die Stromzuführung S. Die Stromzuführung hat zwei Kontakte K1 und K2. Das Leuchtmittel hat zwei Kontakte K3 und K4. Der Kontakt K3 berührt den Kontakt K1 und der Kontakt K4 berührt den Kontakt K2.
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Die Kontakte der Stromzuführung können durch ein Netzteil mit Strom versorgt werden. Vorteilhaft sind dabei Spannungen in dem Bereich, der für Menschen ungefährlich ist. Bevorzugt liegt die Spannung bei 48 Volt oder weniger. Besonders bevorzugt sind 24 Volt oder 12 Volt.
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Es kann sich bei der Spannung um eine zwischen den beiden Kontakten der Stromzuführung angelegte Gleichspannung oder um eine zwischen den beiden Kontakten der Stromzuführung angelegte Wechselspannung handeln.
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Die Kontakte der Stromzuführung können auch durch eine andere Stromquelle mit Strom versorgt werden, zum Beispiel durch eine Stromquelle mit einer Batterie oder einem Akkumulator.
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Das Leuchtmittel wird im Betrieb von der Stromquelle über die Kontakte der Stromzuführung mit Strom versorgt. Dadurch wird die Lichtquelle bzw. werden die Lichtquellen des Leuchtmittels betrieben.
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Die 4 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Beleuchtungsinstallation. An einer Wand W befindet sich ein Netzteil N, welches über in der Wand verlegte Leitungen an eine Netzspannung angeschlossen ist. Das Netzteil könnte auch mit einem Stecker an eine Steckdose angeschlossen werden. Auf die Wand W und eine Decke D sind Abschnitte A1, A2 und A3 eines Bands nach 1 aufgeklebt. Das Netzteil N versorgt den Abschnitt A1 mit Spannung. Die drei Abschnitte sind mit einem Verbindungselement V verbunden. An den Abschnitt A1 ist ein Leuchtmittel LM1 angeschlossen. Das Leuchtmittel LM1 weist einen Leuchtkopf mit einer Lichtquelle an einem Schwanenhals auf. Dieses Leuchtmittel kann auch als Leuchte bezeichnet werden. An den Abschnitt A2 sind zwei längliche Leuchtmittel LM2 angeschlossen. An den Abschnitt A3 sind drei Leuchtmittel LM3 angeschlossen, die Reflektoren aufweisen. Alle diese Leuchtmittel liegen mit ihren Kontakten wie in 3b gezeigt an den jeweiligen Stromzuführungen an und halten durch Magnetkraft an diesen Stromzuführungen. Die Leuchtmittel haben verschiedene Geometrien, weisen aber alle wie oben beschrieben eine Lichtquelle auf, ein Bauteil aus ferromagnetischem Material und zwei Kontakte aus elektrisch leitfähigem Material, wobei die Lichtquelle über eine an die Kontakte angelegte Spannung betreibbar ist. Elektrische Leiter verbinden die Kontakte des Abschnitts A1 mit dem Netzteil. Diese Leiter sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Das Verbindungselement V weist einen ersten Leiter mit drei Kontakten auf, von denen einer einen ersten Kontakt des Abschnitts A1 berührt, ein zweiter einen ersten Kontakt des Abschnitts A2 berührt und der dritte einen ersten Kontakt des Abschnitts A3 berührt. Das Verbindungselement weist einen weiteren Leiter mit drei Kontakten auf, von denen einer den zweiten Kontakt des Abschnitts A1 berührt, ein zweiter den zweiten Kontakt des Abschnitts A2 berührt und der dritte den zweiten Kontakt des Abschnitts A3 berührt. Dadurch leitet das Verbindungselement Strom von dem Abschnitt A1 zu den Abschnitten A2 und A3 weiter. Das Verbindungselement haftet magnetisch an den drei Abschnitten A1, A2 und A3. Zu diesem Zweck enthält es einen Magneten. Falls die zu verbindenden Abschnitte Magnete aufweisen, kann ein Verbindungselement anstelle eines Magneten ein anderes ferromagnetisches Material aufweisen.
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Die 5a und 5b zeigen eine Leuchte mit einem Ständer ST, einem Arm AR und Stromzuführungen S. Die Stromzuführungen sind an Oberflächen der Leuchte geklebt. Die Leuchte ist eine Stehleuchte und etwa 2 Meter hoch. 5a zeigt die Leuchte ohne Leuchtmittel. Sowohl am Ständer ST als auch am Arm AR befinden sich Stromzuführungen S. 5b zeigt dieselbe Leuchte mit Leuchtmitteln bestückt. Am Arm AR befinden sich drei Leuchtmittel LM nach 2. Am Ständer ST befinden sich zwei andere Leuchtmittel LM2. Die Stromzuführungen werden über ein Netzteil (nicht dargestellt) das an eine Netzspannung angeschlossen ist mit Spannung versorgt. Dazu werden Kabel verwendet, die der Übersichtlichkeit halber ebenfalls nicht dargestellt sind. Die Leuchtmittel haften magnetisch an den Stromzuführungen so dass die Kontakte der Leuchtmittel an den Kontakten der Stromzuführungen der Leuchte anliegen wobei jeweils ein Kontakt eines Leuchtmittels an einem der Kontakte einer Stromzuführung anliegt und der andere Kontakt des Leuchtmittels an dem anderen Kontakt dieser Stromzuführung anliegt. Dadurch sind die Leuchtmittel an die Stromzuführungen elektrisch betreibbar angeschlossen. Selbstverständlich kann die Leuchte einen Schalter aufweisen (nicht dargestellt).
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Die Leuchte hat den Vorteil, dass sowohl die Anzahl, wie auch die Art und die Position der Leuchtmittel auf einfache Weise verändert werden können, was in der Regel bei Leuchten nicht der Fall ist. Außerdem sind diese und ähnliche Leuchten dieser Art sehr einfach herzustellen, da keinerlei elektrische oder elektronische Komponenten im Inneren der Leuchte verbaut werden müssen.
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Mit den beschriebenen Stromzuführungen können nicht nur Leuchtmittel, sondern auch andere Geräte mit Strom versorgt werden. Ein solches Gerät kann zum Beispiel eine Fernbedienung sein, mit der Leuchtmittel geregelt und/oder geschaltet werden können.
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Es kann ein elektrisch leitfähiges flexibles Band mit zwei Kontakten, zum Beispiel eins der beschriebenen Bänder, an eine Fläche, zum Beispiel eine Wand oder eine Decke, geklebt werden und es kann ein elektrisches Gerät, zum Beispiel eine Fernbedienung zum Schalten und/oder Regeln von Leuchtmitteln, an diesem Band magnetisch befestigt werden, wobei ein Kontakt des Geräts mit einem der Kontakte der Stromzuführung in Berührung gebracht wird und ein anderer Kontakt des Geräts mit dem anderen Kontakt der Stromzuführung in Berührung gebracht wird.
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Ein alternatives Verfahren zum Installieren von Leuchtmitteln ist folgendes: In einem Schritt werden zwei flexible elektrisch leitende Bänder an eine Fläche geklebt von denen mindestens eins ein ferromagnetisches Material aufweist. In einem weiteren Schritt wird ein Leuchtmittel magnetisch an dem Band das ein ferromagnetisches Material aufweist befestigt wobei ein Kontakt des Leuchtmittels mit einem elektrisch leitenden Bereich eines der Bänder in Berührung gebracht wird und ein anderer Kontakt des Leuchtmittels mit einem elektrisch leitenden Bereich des anderen Bands in Berührung gebracht wird. Auf dieselbe Weise können auch andere Geräte installiert werden. Bevorzugt weisen beide Bänder ferromagnetisches Material auf und haftet das Gerät an beiden Bändern magnetisch.
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Bei den beschriebenen Verfahren ist es zweckmäßig, mit dem Ankleben einer Stromzuführung an eine Fläche zu beginnen. Es ist aber auch möglich, wenn auch unpraktisch, zuerst ein Leuchtmittel oder anderes Gerät an einer Stromzuführung zu befestigen und danach erst die Stromzuführung an eine Fläche zu kleben.
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Die Merkmale der Ausführungsbeispiele können in unterschiedlicher Weise kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Abdeckung
- A1, A2, A3
- Abschnitte einer Stromzuführung
- AR
- Arm
- B
- Befestigungen
- D
- Decke
- F
- Streifen aus ferromagnetischem Material
- G
- Gehäuse
- H
- Höhe
- I
- Lage aus isolierendem Material
- K1, K2, K3, K4
- elektrische Kontakte
- KL
- Klebefläche
- L
- Lichtquelle
- LM, LM1, LM2, LM3
- Leuchtmittel
- M
- Magnet
- N
- Netzteil
- P1, P2
- Platinen
- S
- Stromzuführung
- ST
- Ständer
- W
- Wand
- X1, X2, X3, X4
- elektrische Leiter
