DE202004004908U1

DE202004004908U1 - Elektrische Kerze

Info

Publication number: DE202004004908U1
Application number: DE202004004908U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2014-03-31

Abstract

Elektrische Kerze (9), insbesonder für Dekorationszwecke (9), mit einem Energiespeicher (3,6) zur leitungslosen Energieversorgung.

Description

Handelsübliche elektrische Kerzen zu Dekorationszwecken, wie sie z.B. speziell zur Weihnachtszeit in Fenstern, Schaufenstern und auf Christbäumen verwendet werden, sind stets galvanisch mit einer Stromversorgung verbunden. Hierzu sind entweder bei Reihenschaltung einer Anzahl von Kerzen diese direkt oder bei Parallelschaltung eine entsprechende Anzahl von Kerzen über ein Netzteil mit dem Energieversorgungsnetz verbunden. Dies führt auch bei einer relativ geringen Anzahl von Kerzen zu einem unübersichtlichen Gewirr von Kabeln. Dies ist äußerst unpraktisch, zumal die Kerzen üblicherweise lediglich über einen zeitlich begrenzten Zeitraum im Jahr eingesetzt und dann wieder abgebaut werden. Beim erneuten Wiederaufbau ist dann häufig zunächst ein Entwirren der Anschlusskabel erforderlich, bevor die Kerzen einer entsprechenden Kerzenkette bestimmungsgemäß einsetzbar sind.
Bei vielen dekorativen Anwendungen sind die Verbindungen zwischen den einzelnen elektrischen Kerzen zudem nicht nur beim Aufbau sehr hinderlich, sondern wirken sich auch störend auf den optischen Gesamteindruck aus. Speziell bei Weihnachtsbäumen werden die vielen elektrischen Kabel als sehr störend empfunden und auch durch den Weihnachtsschmuck nur unzureichend verdeckt. Einem erhöhten Maß an Sicherheit gegenüber der nostalgischen Wachskerze, die nicht unbeaufsichtigt brennen sollte, steht in unerwünschter Weise eine Stimmungseinbuße gegenüber.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die hohe Sicherheit von elektrischen Kerzen zu verbinden mit einer unkomplizierten Handhabung, wobei gleichzeitig dem nostalgischen Eindruck von Wachskerzen möglichst nahe gekommen werden soll.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, anstelle von elektrischen Verbindungskabeln wieder aufladbare Energiespeicher in Form von Akkumulatoren, Kondensatoren oder dgl. einzusetzten. Die Aufladung der Energiespeicher erfolgt dabei bevorzugt über eine induktive Kopplung ohne direkten elektrischen Kontakt. Dadurch ist erreicht, dass einerseits elektrische Verbindungsleitungen zwischen einzelnen Kerzen an dem dekorierten Objekt nicht erforderlich sind, und dass andererseits eine elektrische Verbindung einer oder mehrerer der Kerzen zu einer externen Energieversorgung entfällt.
Als Lichtquelle werden vorzugsweise so genannte Low Current LED's (Light Emitting Diode) verwendet, die schon bei 2,5mA eine ansprechende Lichtausbeute erzeugen. Diese ermöglichen insbesondere in Verbindung mit so genannten Goldcap-Kondensatoren, die in kleinen Baugrößen und hohen Werten der Kapazität bis 22F erhältlich sind, Brenndauern von drei oder mehr Stunden ohne Wiederaufladung. Die dabei zur Verfügung stehende Ausgangsspannung von 2,5V ist ausreichend, um eine LED zu betreiben.
Bei Einsatz von Akkumulatoren bietet sich durch die notwendige längere Ladezeit der Einsatz von separaten Ladegeräten an, die allerdings ein Abnehmen der Kerzen notwendig machen. Dieser Nachteil lässt sich dadurch vermeiden, dass die Kerze durch eine auf der Außenfläche aufgebrachte Anordnung von Solarzellen dauernd wieder aufgeladen wird. Um eine Wiederaufladung auch bei Dunkelheit ohne störende Zusatzlichtquelle sicherzustellen, wird die Verwendung von Licht Im nicht sichtbaren spektralen Bereich vorgeschlagen, z. B. Infrarot. Für diesen Zweck können handelsüblich „Schwarzlichtlampen" problemlos eingesetzt werden.
Um die Lichtausbeute der eingesetzten LED's zu erhöhen, wird die Verwendung eines Reflektors vorgeschlagen, der bevorzugt eine parabolische Form aufweist. Wird die Innenseite des Reflektors zusätzlich mit einer fluoreszierenden Schicht versehen, lässt sich die Lichtausbeute weiter erhöhen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
1a ein Schaltbild einer ersten Variante mit einem Kondensator als Energiespeicher,
1b ein Schaltbild einer zweiten Variante mit einem Akkumulator als Energiespeicher,
2 eine leitungslose elektrische Kerze,
3 ein Ladegerät mit induktiver Kopplung,
4a die Ladung einer Anzahl von Solarzellen,
4b die Ladung über Solarzellen und Schwarzlichtstrahler,
5 einen parabolischer Reflektor mit fluoreszierend beschichteter Innenfläche für eine Leuchtdiode.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1a zeigt die grundsätzliche Schaltung einer elektrischen Kerze mit einem Kondensator 3 als Energiespeicher. Die im Kondensator (C1) 3 gespeicherte Energie wird über eine Strombegrenzungsdiode (D1) 4 und eine Low Current LED (D2) 5 abgebaut. Die Ladespannung für den dabei bevorzugt eingesetzten Kondensator vom Typ Goldcap ist kleiner oder gleich 5V. Der Entladestrom i_E wird dabei durch die Diode 4 auf z. B. 2,5mA begrenzt.
Die Ladespannung wird induktiv von einer Primärspule (L1) 1 auf eine Sekundärspule (L2) 2 übertragen. Die in der Sekundärspule 2 induzierte Spannung U_L erzeugt den Ladestrom i_L, der einige Größenordnungen über i_E liegt. Eine Diode (D3) 20 verhindert dabei, dass Strom vom Kondensator 3 auf die Sekundärspule 2 zurückfließt. Mit den verfügbaren Kapazitäten für Goldcap-Kondensatoren von bis zu 22F sind Betriebszeiten der Kerze 9 bis zu einigen Stunden ohne Wiederaufladung realisierbar. Die Betriebszeit ergibt sich dabei grundsätzlich nach der Beziehung: T = (UL-UB)×C1/iE
Auch kann gemäß 1b ein Akkumulator 6 (z.B. NiCd) als Energiespeicher vorgesehen sein. Die notwendigen Ladezeiten – auch im Schnelllademodus – erfordern eine separate Ladestation.
2 zeigt eine mögliche technische Ausführungsform. In einem bevorzugt zylindrisch ausgeführten Gehäuse 7 sind die oben beschriebenen Bauteile untergebracht. Unter einer transparenten, flammenförmigen Abdeckung 8 ist die LED 5 angebracht. Bevorzugte Farben der LED 5 sind weiß oder gelb. Für den mittig im Gehäuse 7 angebrachten Energiespeicher, d. h. den Kondensator 3 oder den Akkumulator 6 ist ebenfalls eine zylindrische Form vorteihaft. Die Ladespule 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel am unteren Ende des Gehäuses 7 angebracht. Denkbar ist aber auch eine Position oberhalb des Energiespeichers 3, 6.
Die Ladung kann zum einen über ein konventionelles extremes Ladegerät erfolgen, was ein Abnehmen der Kerze 9 vom jeweiligen Standort für die zur Ladung benötigte Zeit bedeutet. Um dies zu vermeiden, sind zwei alternative Lademethoden möglich, insbesondere für die Ausführungsform mit einem Kondensator als Energiespeicher 3.
Gemäß 3 wird die Ladung des Kondensators 3 ohne galvanische Verbindung über eine Primärspule 1 erzeugt, die sich in einem ringförmig ausgebildeten Vorderteil 10 eines Ladegerätes befindet. Diese ringförmige Öffnung wird über die Kerze 9 geführt und parallel zur Längsausrichtung 11 nach unten bewegt, bis sich das Ladegerät über dem gekennzeichneten Bereich 15 direkt über der Kerzenbefestigung 14 befindet, in dem die Sekundärspule 2 untergebracht ist. Nach einer kurzen Verharrzeit in dieser Position ist der Kondensator 3 wieder aufgeladen und die Kerze 9 erneut aktiviert (angezündet).
Die Verharrzeit ist abhängig vom eingestellten Ladestrom i_L. Gespeist wird die Primärspule 1 des Kerzenanzünders 12 über eine entsprechende Gleichrichter schaltung direkt vom jeweiligen Energieversorgungsnetz, d.h. während des Ladevorganges, ist der Kerzenanzünder 12 dauerhaft über den Stecker 13 mit dem Energieversorgungsnetz verbunden.
In 4 ist eine weitere Variante der Aufladung der Energiespeicher dargestellt, die sowohl für die Ausführungsform mit Kondensator 3 als auch für diejenige mit Akkumulator 6 verwendet werden kann. Über eine Anordnung von Solarzellen 16 wird bei Lichteinfall der jeweils vorhandene Energiespeicher geladen.
4a zeigt eine entsprechende elektrische Schaltung. Die Solarzellen sind – wie in 4b dargestellt- zweckmäßigerweise auf der Außen- oder Mantelseite des bevorzugt zylindrischen Kerzenkörpers angebracht. Um auch bei Dunkelheit eine kontinuierliche Aufladung ohne störende Lichtquelle zu gewährleisten, können solche Quellen verwendet werden, die Licht 18 im nicht sichtbaren spektralen Bereich ausstrahlen. Dies können Infrarotlicht aussendende Quellen oder so genannte Schwarzlichtlampen sein.
Um die Lichtausbeute der LED 5 zu erhöhen, kann – wie in 5 dargestellt – ein bevorzugt parabolisch ausgebildeter Reflektor 19 eingesetzt werden, der auf der konkaven Innenseite zusätzlich mit einer fluoreszierenden Schicht versehen ist. Diese speichert das einfallende Licht über eine gewisse Zeit und verursacht somit einen Nachleucht-Effekt.

1: Primärspule
2: Sekundärspule
3: Kondensator
4: Strombegrenzungsdiode
5: Leuchtdiode
6: Akkumulator
7: Gehäuse
8: Abdeckung
9: elektrische Kerze
10: ringförmiges Vorderteil
11: Bewegungsrichtung
12: Ladegerät (Kerzenanzünder)
13: Netzstecker
14: Befestigung
15: Sekundärspulenbereich
16: Solarzellen
17: Schwarzlichtlampe
18: Lichtstrahlen
19: Reflektor Sekundärspule
20: Ladediode

Claims

Elektrische Kerze (9), insbesonder für Dekorationszwecke (9), mit einem Energiespeicher (3,6) zur leitungslosen Energieversorgung.
Elektrische Kerze nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kondensator (3) hoher Kapazität als Energiespeicher.
Elektrische Kerze nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kondensator (3) vom Typ Goldcap als Energiespeicher.
Elektrische Kerze nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Akkumulator (6), insbesondere einen NiCd- Akkumulator, als Energiespeicher.
Elektrische Kerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Leuchtdiode (5) mit einer elektrisch in Reihe geschalteten Strombegrenzungsdiode (4) als Lichtquelle mit geringem Stromverbrauch.
Elektrische Kerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (5) innerhalb eines vorzugsweise parabolisch ausgebildeten Reflektors (19) angeordnet ist.
Elektrische Kerze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (19) auf der konkaven Innenseite mit einer fluoreszierenden Schicht zur Lichtspeicherung versehen ist.
Elektrische Kerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Sekundärspule (2) zur Induktion einer Ladespannung für den Energiespeicher (3,6) mittels einer induktiv gekoppelten Energiequelle (1).
Elektrische Kerze nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anzahl von mantelseitg angeordneten Solarzellen (16) zur Aufladung des Energiespeichers (3,6).
Induktive Kopplung zur Aufladung eines Energiespeichers (3, 6) einer elektrischen Kerze (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine ringförmig ausgebildete Primärspule (1 ), die ohne galvanische Verbindung zur Sekundärspule (2) über diese bewegbar ist und an deren Einbauort (15) verharrt, wobei der Energiespeicher (3) innerhalb kurzer Zeit aufladbar ist.