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Dokumentenidentifikation DE10155926B4 22.07.2004
Titel Leuchteinheit mit einer Sicherungsvorrichtung gegen Stromschlag sowie Verfahren zur Sicherung vor Stromschlägen bei eingeschalteten Lampen
Anmelder Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 München, DE
Erfinder Özgüc, Rasit, 46537 Dinslaken, DE;
Seifert, Ulrich, Dr.-Ing., 45239 Essen, DE;
Heil, Volker, Dipl.-Ing., 46145 Oberhausen, DE;
Gerick, Werner, 46147 Oberhausen, DE
Vertreter PFENNING MEINIG & PARTNER GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 14.11.2001
DE-Aktenzeichen 10155926
Offenlegungstag 05.06.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.07.2004
IPC-Hauptklasse H01R 33/945
IPC-Nebenklasse F21V 25/04   H05B 37/03   
IPC additional class // F21Y 101:00  

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit die eine Lampe mit einer Stromversorgungsquelle und einer für ein einsetzbares Leuchtmittel vorgesehenen Fassung, in der zwei elektrische Kontakte angeordnet sind, sowie eine Sicherungsvorrichtung mit einem Kontrollelement und einem Regelelement aufweist. Die Leuchteinheit kann hierbei zusätzlich eine Sicherungsvorrichtung gegen Stromschlag aufweisen. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Sicherung vor Stromschlägen bei eingeschalteten Lampen. Verwendung finden diese Leuchteinheiten insbesondere dort, wo derartige Systeme vor unbefugtem Zugriff, z. B. durch Kinder gesichert werden sollen.

Lampen mit Leuchtmittehn, welche mit Netzspannung betrieben werden, finden im Bereich der Kinderzimmereinrichtung vielfach Anwendung. Sofern es sich dabei um von Kindern erreichbare Lampen, wie z.B. Nachttischlampen oder wandmontierte Leselampen handelt, besteht die Gefahr, dass Kinder die Leuchtmittel, beispielsweise bei ausgeschalteter Lampe, herausschrauben und dann nach Einschalten der Lampe in die Fassung greifen. Kommt es dabei zu einer Berührung der Elektroden, kann es zu einem Stromschlag mit den dementsprechenden Folgen kommen.

Im Bereich von Steckdosen ist bereits eine Vielzahl von Kindersicherungen aus dem Stand der Technik bekannt. So wird z. B. in der EP 0 746 058 A1 eine Schließvorrichtung für Steckdosenöffnungen einer elektrischen Steckdose beschrieben. Hierbei lassen sich die Steckdosenöffnungen mit Hilfe von in definierter Winkelposition verstellbaren Verschlusselementen schließen. Für Steckdosen sind somit entsprechende Kindersicherungen bereits auf dem Markt etabliert, nicht jedoch für Lampen.

Die DE 196 40 625 A1 offenbart eine Lampenfassung, die mit einem Sensorelement versehen ist. Über dieses Sensorelement kann anhand geeigneter Markierungen des eingesetzten Leuchtmittels erkannt werden, ob ein passendes Leuchtmittel eingesetzt wurde. Bei der DE 196 40 625 A1 handelt es sich somit um eine Fassung für Spezialleuchtmittel mit einer Leuchtmitteltyp- oder sogar Leuchtmittel-spezifischen Kennzeichnung. Hierzu wird gemäß der DE 196 40 625 A1 ein Teil des Sockels mit einem Markierungssystem versehen, das mit Hilfe der Fassung „gelesen" wird. Zwar wird auch bei dieser Druckschrift bewirkt, dass bei nicht eingesetztem Leuchtmittel bzw. bei falschem Leuchtmittel, d.h. mit falschem aufgedrucktem Code, keine Spannung an die Kontakte angelegt wird. Sinn und Zweck der DE 196 40 625 A1 ist jedoch nicht etwa die Absicherung der Fassung gegen gefährliche Berührung, sondern die Verhinderung der Verwendung falscher Leuchtmittel. Deshalb wird bei der DE 196 40 625 A1 nicht generell darauf geprüft, ob ein Stromfluss durch ein Leuchtmittel erfolgt. Für die Verwendung mit handelsüblichen Standardleuchtmitteln, die keine spezielle Codierung enthalten, ist die DE 196 40 625 A1 zudem völlig ungeeignet. Obendrein wird bei einem Leuchtmittel, wenn es die richtige Codierung enthält, durch die DE 196 40 625 A1 keinerlei Prüfung auf Defektfreiheit durchgeführt, da dies auch nicht die Aufgabe der in dieser Patentschrift offenbarten Erfindung ist.

Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein, bei der es darum geht, eine Leuchteinheit zur Verfügung zu stellen, bei der gefährliche Berührungen freiliegender Kontakte bzw. die Verwendung schadhafter Leuchtmittel verhindert werden. Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Leuchteinheit bereitzustellen, die ein ausreichendes Maß an Sicherheit, gerade im Hinblick auf die Benutzung durch Kinder aufweisen soll.

Diese Aufgabe wird durch die gattungsgemäße Leuchteinheit mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das gattungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.

Erfindungsgemäß wird eine Leuchteinheit bereitgestellt, die, der Gattung gemäß, eine Lampe mit einer Stromversorgungsquelle und eine für ein einsetzbares Leuchtmittel vorgesehene Fassung, in der mindestens zwei elektrische Kontakte angeordnet sind, aufweist. Darüberhinaus weist die Leuchteinheit eine Sicherungsvorrichtung auf. Die Sicherungsvorrichtung weist dabei mindestens ein Kontrollelement, mit dem geprüft werden kann, ob das Leuchtmittel eingesetzt und/oder defektfrei ist, und mindestens ein über das Kontrollelement angesteuertes Regelelement auf, welches der Unterbrechung der elektrischen Versorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes, auch Phase genannt, dient.

Die Sicherungsfunktion wird dadurch erzielt, dass durch elektrische oder elektronische Bauteile die Stromversorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes, auch als Phase bezeichnet, unterbrochen wird. Hierdurch wird ermöglicht, dass bei nicht eingesetzten Leuchtmittel die Berührung der elektronischen Kontakte ungefährlich bleibt. Das gleiche gilt für den Fall, dass das Leuchtmittel zwar eingesetzt aber defekt ist und ausgetauscht werden muss. Der Austausch des Leuchtmittels birgt dabei ein erhöhtes Risiko eines Stromschlages bei Austausche der Leuchtmittel, da nicht kontrolliert werden kann, ob die Leuchteinheit noch mit Strom versorgt ist.

In einer ersten Ausführungsform weist das Kontrollelement einen Widerstandsensor zur Prüfung des zwischen den elektrischen Kontakten auftretenden Widerstandes auf. Der Widerstandsensor registriert dabei, wenn der Widerstand zwischen den beiden elektrischen Kontakten höher ist als dies bei eingesetztem und nicht defektem Leuchtmittel der Fall wäre. Der Widerstandsensor steuert dann das Regelelement an, welches die Stromversorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes unterbricht. Hierbei ist sicherzustellen, dass eine durch Berührung durch einen Menschen hervorgerufene Widerstandsänderung nicht zur Deaktivierung des angesteuerten Regelelementes führt. Gleichzeitig kann diese Variante auch dafür genutzt werden, einen Stromschlag bei zerstörten Leuchtmitteln zu verhindern. Alternativ kann das Kontrollelement einen Widerstandssensor in Kombination mit einem Stromflusssensor aufweisen. Der Stromflusssensor dient dabei der Überprüfung, ob bei einem einem eingesetzten und nicht defektem Leuchtmittel entsprechenden Widerstand, also einem positiven Prüfergebnis, in der Leuchteinheit ein Stromfluss zu verzeichnen ist. Diese Variante stellt eine zusätzliche Sicherheitsprüfung bei der Verwendung eines Widerstandssensors dar. Eine weitere Alternative stellt die alleinige Verwendung eines Stromflusssensors dar.

In einer zweiten Ausführungsform weist das Kontrollelement einen Strahlungs- oder Lichtintensitätssensor, z. B. als LDR, auf, mit dem die vom Leuchtmittel ausgehende Bestrahlungsleistung geprüft wird. Diese Ausführungsform kann so ausgeführt werden, dass nach Schließen des Stromkreises, z. B. durch Bestätigen eines Lichtschalters, nach einer sehr kurzen Übergangszeit, z. B. im Mikrosekunden-Bereich, von einem innerhalb oder außerhalb der Fassung angebrachten Bestrahlungs- oder Lichtintensitätssensor die vom Leuchtmittel ausgehende Bestrahlungsstärke überprüft wird. Liegt diese Bestrahlungsstärke unter dem für ein eingesetztes und nicht defektes Leuchtmittel üblichen Wert, erfolgt die Ansteuerung des Regelelementes durch das Kontrollelement zur Unterbrechung der elektrischen Versorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes.

In einer dritten Ausführungsform weist das Kontrollelement einen Temperatursensor, z. B. einen NTC-Widerstand, auf. Mit diesem kann eine Prüfung der Leuchtmitteltemperatur oder der vom Leuchtmittel ausgehenden Wärmestrahlung erfolgen. Auch bei dieser Variante erfolgt ein Vergleich mit der für ein eingesetztes und nicht defektes Leuchtmittel üblichen Wärmeentwicklung. Wird dieser Wert unterschritten, so erfolgt die Ansteuerung des Regelelementes durch das Kontrollelement zur Unterbrechung der elektrischen Versorgung.

Weist das Kontrollelement einen Temperatursensor auf, ist es in einer vorteilhaften Weiterbildung möglich, dass der Temperatursensor auch eine verstärkte Wärmeentwicklung registriert, wie sie bei einer Überhitzung des Leuchtmittels und/oder der Leuchteinheit auftreten kann. Dieselbe zusätzliche Sicherungsfunktion kann durch Einbringen eines. speziellen Temperatursensors mit entsprechendem Regelelement oder mit Anschluss an ein vorhandenes Regelelement in die Leuchteinheit unabhängig von dem gewählten Schutzmechanismus erzielt werden. Derartige Überhitzungen können beispielsweise auftreten, wenn die Luftzirkulation in der Leuchteinheit und/oder in der unmittelbaren Nähe des Leuchtmittels, z. B. durch ein Überdecken der Leuchteinheit mit Textilien, behindert ist. Technisch wird diese Variante derart realisiert, das über den Temperatursensor die Temperatur in der Leuchteinheit mit einer variabel oder fest einstellbaren Höchsttemperatur verglichen wird und bei Überschreiten dieser Höchsttemperatur die Stromversorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes unterbrochen wird.

Bei den mit einem Strahlungs- oder Lichtintensitätssensor bzw. einem Temperatursensor ausgestalteten Ausführungsformen ist es auch möglich, einen Stromschlag bei defekten oder zerstörten Leuchtmitteln, die noch in der Fassung eingesetzt sind, zu verhindern.

Bei den Ausführungsformen mit einem Strahlungs- oder Lichtintensitätssensor bzw. einem Temperatursensor ist es vorteilhaft, dass das Kontrollelement dabei so angeordnet ist, dass die Messung am Leuchtmittel oder in dessen unmittelbarer Nähe erfolgt. In unmittelbare Nähe bedeutet dabei, dass die für derartige Sensoren aus dem Stand der Technik bekannten Abstände zum Leuchtmittel eingehalten werden.

Bei der Verwendung eines. Strahlungs- oder Lichtintensitätssensor oder eines Temperatursensors kann jeweils ein weiterer nach dem gleichen Prinzip arbeitender Sensor eingesetzt werden, der vom Leuchtmittel abgewandt angeordnet ist. Mit diesem Sensor kann dann die Lichtintensität bzw. die Temperatur der Umgebung aufgenommen werden und somit eine Differenzmessung bezüglich der Bestrahlungsstärke und/oder der Temperatur erfolgen.

Bevorzugt ist das Kontrollelement in der Fassung angeordnet, so dass eine kompakte Sicherungsvorrichtung realisiert werden kann.

Das Regelelement wird bevorzugt zwischen Stromversorgungsquelle und zumindest dem spannungsführenden elektrischen Kontakt angeordnet. Besonders bevorzugt ist es dabei, dass das Regelelement ebenfalls in der Fassung angeordnet ist.

Die Sicherungsvorrichtung vor Stromschlägen kann derart ausgestaltet sein, dass eine Spannung zwischen den Anschlusskontakten des Leuchtmittels gegen Erde ohne Regelelement im Leuchtmittelstromkreis unterbunden wird. Dies kann vorzugsweise durch eine sog. Schutztrennung nach VDE geschehen. Diese betrifft den Schutz gegen elektrische Ströme durch den Körper von der Fassung zur Erde, jedoch nicht gegen elektrische Ströme durch den Körper, insbesondere Finger, zwischen beiden Kontakten in der Fassung. Diese Variante kann technisch realisiert werden, indem durch elektrische oder elektronische Bauteile sichergestellt wird, dass die elektrische Versorgung ohne oder mit Werkzeuge erreichbarer Kontakte oder sonstiger Bauteile unterbrochen wird, wenn zwar eine elektrische Versorgung zwischen einem der beiden elektrischen Kontakte in der Fassung und Erde, aber nicht zwischen beiden elektrischen Kontakte in der Fassung besteht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Sicherungsvorrichtung einen Mikroschalter auf, der die Funktion sowohl des Kontrollelementes als auch das des Regelelementes in einem ausführt. Dieser Mikroschalter unterbricht dann bei nicht eingesetztem Leuchtmittel die elektrische Versorgung des spannungsführenden elektrischen Kontaktes. Bevorzugt ist der mindestens eine Mikroschalter in die Fassung so eingebaut, dass bei Einsetzen des Leuchtmittels in die Fassung der Stromkreis geschlossen wird. Um den Berührungsschutz zu erhöhen, können mehrere an verschiedenen Stellen in der Fassung angebrachte Mikroschalter in Reihe geschaltet werden. Der Mikroschalter kann dabei die elektrische Versorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes direkt unterbrechen.

Vorzugsweise kann der Mikroschalter auch lediglich die Funktion des Kontrollelementes übernehmen. Beim Einsetzen des Leuchtmittels wird dabei der Mikroschalter ausgelöst, der dann ein Relais, welches als Regelelement fungiert, ansteuert. Über das Relais wird anschließend die elektrische Versorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes unterbrochen.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leuchteinheit kann die Fassung eine Sperrvorrichtung aufweisen, die ein Herausdrehen des Leuchtmittels aus der Fassung verhindert. Diese Sperrvorrichtung wird dabei bei Einsetzen des Leuchtmittels ausgelöst. Die Sperrvorrichtung kann dann mit Hilfe einer mechanischen oder elektrischen Auslösevorrichtung entriegelt werden, die vorzugsweise so angeordnet ist, dass es Kindern nicht möglich ist, diese zu betätigen und das Leuchtmittel zu entfernen. Hierbei kommt es darauf an, dass die Auslösevorrichtung nur mit erhöhtem Kraft- und/oder Geschicklichkeitsaufwand zu bedienen ist. Bei dieser Variante kann auch ein modifiziertes Leuchtmittel eingesetzt werden, das beispielsweise kleine Widerhaken aufweist, die in entsprechende Gegenstücke in der Fassung eingreifen. Diese Variante soll hier auch als Entnahmesicherung für das Leuchtmittel bezeichnet werden.

Bevorzugt ist dabei die Fassung als Gewindefassung ausgebildet, wobei das Leuchtmittel ein mit diesem Gewinde verschraubbares Gegengewinde aufweist. Als bevorzugte Gewindeformen sind hier Gewinde vom Typ E5, E10, E14, E27 und E40 zu nennen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung der Leuchteinheit zusätzlich eine mechanische Sicherungsvorrichtung gegen Stromschlag auf, die mindestens ein entriegelbares Verschlusselement aufweist, das bei gar nicht eingesetztem Leuchtmittel die Berührung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes verhindert. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein die Lampenfassung verschließendes Verschlusselement verwendet wird, das bei Entfernen des Leuchtmittels auslöst.

Das Verschlusselement der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung ist bevorzugt als Blende ausgebildet. Hierunter ist eine z. B. für Fotoapparate bekannte Blende zu verstehen, die z. B. durch Gummizüge oder Spiralfedern ein Schließen der Blende bei Entnahme des Leuchtmittels bewirkt. Bei geschlossener Blende ist dann die Berührung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes nicht länger möglich. Soll das Leuchtmittel wieder eingesetzt werden, so muss eine Auslösevorrichtung bedient werden, mit der die Blende entgegen ihrem Selbstschließmechanismus geöffnet werden kann. Alternativ ist es auch möglich, dass eine Auslösevorrichtung angebracht ist, die das automatische Öffnen der Blende bei Einschrauben eines Leuchtmittels gewährleistet.

Sämtliche hier beschriebenen Varianten können sowohl für Gewindefassungen eingesetzt werden als auch für Fassungen mit Steckkontakten oder andere Spezialfassungen.

Erfindungsgemäß wird ebenso ein Verfahren zur Sicherung vor Stromschlägen bei eingeschalteten Lampen mit einer Stromversorgungsquelle und einer für ein einsetzbares Leuchtmittel vorgesehenen Fassung in der zwei elektrische Kontakte angeordnet sind, bereitgestellt. Bei diesem Verfahren wird mittels mindestens eines in der Lampe angeordneten Kontrollelementes geprüft, ob das Leuchtmittel eingesetzt und/oder defektfrei ist. Kommt es hierbei zu einem negativen Prüfergebnis, so wird mindestens ein Regelelement, das ebenfalls in der Lampe angeordnet ist, durch das Kontrollelement so angesteuert, dass die elektrische Versorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes unterbrochen wird. Als Kontrollelement wird hierbei ein Stromflusssensor und/oder ein Widerstandssensor zur Prüfung des zwischen den elektrischen Kontakten auftretenden Stromes bzw. Widerstandes verwendet. Anstelle des oder zusätzlich zu dem Stromflusssensor und/oder Widerstandssensor kann auch ein Strahlungs- oder Lichtintensitätssensor zur Prüfung der vom Leuchtmittel ausgehenden Bestrahlungsleistung verwendet werden. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann auch ein Temperatursensor zur Prüfung der Leuchtmitteltemperatur oder der vom Leuchtmittel ausgehenden Wärmestrahlung verwendet werden. Zusätzlich kann die Berührung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes bei nicht eingesetztem Leuchtmittel mittels eines Verschlusselementes verhindert werden.

Der hier beschriebene erfindungsgemäße Gegenstand findet hauptsächlich Verwendung in Bereichen, wo die unbefugte Berührung der elektrischen Kontakte in Lampen vermieden werden muss. Hierzu zählen beispielsweise in Kinderzimmern angebrachte Leichteinheiten und hierunter insbesondere Tisch- und Wandleuchten. Ebenso findet diese Sicherungsvorrichtung Verwendung beim gefahrlosen Austausch von Leuchtmitteln, da hierbei nicht beurteilt werden kann, ob die Leuchteinheit mit Strom versorgt ist.

Anhand der folgenden Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand nunmehr erläutert werden, ohne diesen auf diese Ausführungsformen einzuschränken. Gleiche oder sich entsprechende Bauelemente bzw. Bauteile sind in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Leuchteinheit mit einem Widerstandssensor.

2 zeigt einen Strahlungs- oder Lichtintensitätssensor bzw. einen Temperatursensor zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Leuchteinheit.

3 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Ändern der Ansprechschwelle einer Schaltung.

4 skizziert eine Schutztrennung gemäß VDE0100 Teil 410.

5 zeigt als Regelelement fungierende Mikroschalter.

6 zeigt eine erfindungsgemäße Leuchteinheit mit einem entriegelbaren Verschlusselement.

7 zeigt eine alternative Anordnung des Verschlusselementes.

8 zeigt eine erfindungsgemäße Leuchteinheit mit einer Entnahmesicherung.

9 zeigt eine alternative Entnahmesicherung mit Sicherungsfedern und Sicherungsbolzen.

1 zeigt kein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sondern dient dazu, das Verständnis einzelner Aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu fördern. Die Figur zeigt eine Fassung 1 mit zwei elektrischen Kontakten 2 und 3, eine Stromversorgung 4 und einem Gewinde 5 zur Aufnahme des Leuchtmittels. An der Stirnseite weist die Fassung eine Öffnung 6 zum Einsetzen des Leuchtmittels auf. Die Sicherungsvorrichtung weist ein Verschlusselement 7 zwischen Gewinde 5 und Öffnung 6 auf, das bei Herausdrehen des Leuchtmittels den unteren Bereich der Fassung verschließt, so dass eine Berührung der beiden elektrischen Kontakte vermieden wird. Dieses Verschlusselement 7 kann dann bei Einsetzen eines neuen Leuchtmittels entweder automatisch oder durch eine hier nicht dargestellte Auslösevorrichtung wieder geöffnet werden.

In 2 ist eine im wesentlichen zu 1 analoge Fassung dargestellt. Auch diese Figur zeigt kein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sondern dient dazu, das Verständnis einzelner Aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu fördern. Allerdings ist hier das Verschlusselement 7 nicht zwischen Öffnung 6 und Gewinde 5 angeordnet, sondern zwischen dem seitlich angebrachten elektrischen Kontakt 2 und dem am Fuß der Fassung angeordneten elektrischen Kontakt 3. Bei dem am Fuß angeordneten elektrischen Kontakt 3 handelt es sich dabei um den spannungsführenden elektrischen Kontakt, auch Phase genannt. Das Öffnen des Verschlusselementes 7 erfolgt hierbei in gleicher Weise wie bei 1 beschrieben.

In 3 ist eine Fassung mit einer Sicherungsvorrichtung, die eine Entnahmesicherung aufweist, dargestellt. Auch diese Figur zeigt kein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sondern dient dazu, das Verständnis einzelner Aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu fördern. Die Fassung weist zwischen Gewinde 5 und Öffnung 6 eine Sperrvorrichtung 10, 11 auf, die ein Herausdrehen des Leuchtmittels verhindert. Hierbei ist die Sperrvorrichtung einmal in der geöffneten Position 10 und in der geschlossenen Position 11 dargestellt. Gleichzeitig weist das Leuchtmittel einen gläsernen Bereich 13 und einen metallischen Bereich 14 mit dem Gewinde auf. Am metallischen Bereich 14 sind mehrere Sicherungsbolzen 15 angeordnet. Diese können in der Fassung in die zwischen dem Fassungsgehäuse 1 und dem Verschlusselement 11 gebildeten Zwischenraum 12 eingerastet werden. In dieser Position kann dann das Leuchtmittel aus der Fassung nicht entnommen werden. Durch eine Auslösevorrichtung, die so ausgestaltet ist, dass sie von Kindern nicht zu bedienen ist, kann das Verschlusselement von der geschlossenen Position 11 in die geöffnete Position 10 gebracht werden, so dass dann die Entnahme des Leuchtmittels wieder möglich ist.

4 zeigt kein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sondern dient dazu, das Verständnis einzelner Aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu fördern. In dieser Figur ist eine erfindungsgemäße Variante dargestellt, bei der im Schnitt A-A die Fassung eine Sicherungsfeder 17 aufweist, die zwar das Eindrehen des Leuchtmittels in Drehrichtung 16 erlaubt, allerdings das Herausdrehen des Leuchtmittels verhindert, da die Sicherungsbolzen 15 an der Sicherungsfeder 17 einrasten. Auch hier kann die Sicherungsfeder 17 mit Hilfe einer Auslösevorrichtung, die hier nicht dargestellt ist, in eine Position gebracht werden, so dass das Herausdrehen des Leuchtmittels ermöglicht wird.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der mit Hilfe von direkt (ohne Relais) als Kontroll- und Regelelement fungierenden Mikroschaltern der Stromkreis unterbrochen wird, wenn kein Leuchtmittelgewinde eingeschraubt ist. Die Stromversorgungsquelle ist hierbei durch die in ihren Anschlüssen vertauschbaren Pole L und N angedeutet. Die an schwer zugänglichen Stellen angebrachten Mikroschalter 32, 33 befinden sich bei ausgedrehter Fassung in geöffnetem Zustand. Durch Eindrehen der Fassung wird der Stromkreis geschlossen. Zur Erhöhung der Sicherheit können beide Mikroschalter 32 und 33 durch jeweils zwei in Reihe geschaltete Mikroschalter ersetzt werden, wobei die in Reihe geschalteten Schalter derart an unterschiedlichen Stellen angeordnet sind, dass sie nur schwer von Hand simultan eingeschaltet werden können.

6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der zur Spannungsfreischaltung überprüft wird, ob zwischen zwei Kontakten ein Widerstand anliegt, welcher dem eines eingeschraubten Leuchtmittelgewindes entspricht. Es wird neben dem einen zur Spannungsversorgung des Leuchtmittels vorgesehenen Seitenkontakt 2 mindestens ein weiterer Seitenkontakt 18 ausgeführt. Beide Seitenkontakte gemeinsam wirken als Kontrollelement. Der weitere Seitenkontakt 18 ist an die Spule des Relais 19 angeschlossen. Der das Relais auslösende Stromkreis wird bei Einschrauben des Leuchtmittels über das elektrisch leitende Leuchtmittelgewinde geschlossen. Ein Berührungsschutz kann hiermit nur gewährleistet werden, wenn sichergestellt wird, dass der Neutralleiter N der Zuleitung an den Seitenkontakt 2 und die Phase L der Zuleitung an den Fußkontakt 3 angeschlossen wird.

7 zeigt ein Blockschaltbild zu einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein Widerstandssensor registriert, ob der Widerstand zwischen zwei elektrischen Polen dem eines nicht defekten Leuchtmittels entspricht. Nach Einschalten des Stromkreises durch ein nicht einrastendes Schaltelement 29, einem Taster, wird zunächst mit einem Widerstandssensor 30 ermittelt, ob der Widerstand zwischen den beiden elektrischen Polen zum Anschluss des Leuchtmittels dem eines nicht defekten Leuchtmittels entspricht. Ist der Widerstand höher als der eines nicht defekten Leuchtmittels, so unterbindet das Regelelement nach einem sehr kurzen Zeitraum (im &mgr;s-Bereich) die Spannungsversorgung. Entspricht der Widerstand dem eines nicht defekten Leuchtmittels, so wird mit einem Stromflusssensor 31 ermittelt, ob der Stromfluss zwischen zwei elektrischen Polen dem eines nicht defekten Leuchtmittels entspricht. Ist der Stromfluss niedriger als der durch ein nicht defektes Leuchtmittel, so unterbindet das Regelelement nach einem sehr kurzen Zeitraum (im &mgr;s-Bereich) die Spannungsversorgung. Entspricht der Stromfluss dem durch ein nicht defektes Leuchtmittel, so gibt das Regelelement die Spannungsversorgung frei. Gleichzeitig wird die Widerstandsmessung 30 ausgeschaltet, um Potenzialprobleme zu vermeiden. Der Stromflusssensor 31 erhält seine Kontrollfunktion bis zum manuellen Abschalten der Lampe über das Schaltelement 29 kontinuierlich weiter. Nach Abschalten des Stromflusses durch Abschalten der Lampe über das Schaltelement 29 oder über den Stromflusssensor 31 wird der Widerstandssensor 30 wieder in Betrieb gesetzt. Widerstandssensor 30 und Stromflusssensor 31 werden mit Hilfe von Elektronikschaltungen realisiert.

8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der durch einen Strahlungsoder Lichtintensitätssensor beziehungsweise einen Temperatursensor die vom Leuchtmittel ausgehende Lichtintensität beziehungsweise Wärmeabstrahlung oder dessen Temperatur, beispielsweise an seiner metallischen Fassung, registriert. Bei Einschalten des Stromkreises durch ein nicht einrastendes Schaltelement 20, einem Taster, wird der Stromkreis der Spule des Relais 19 geschlossen. Relais 19 schließt dann den Stromkreis für das Leuchtmittel 21 und ermöglicht gleichzeitig seine eigene Spannungsversorgung über das Kontrollelement 22. Nach Lösen des Kontakts über das Schaltelement 20 verläuft der Stromkreis der Spule des Relais 19 ausschließlich über das Kontrollelement 22. Detektiert das Kontrollelement 22 nicht die vorgegebenen Mindestwerte an Lichtintensität beziehungsweise Temperatur oder Wärme, so behindert es über eine Widerstandserhöhung den Stromkreis der Spule des Relais 19. Dies führt zu einem Abfallen des Relais 19 und damit zu einer Unterbrechung des Stromkreises seiner eigenen Spule sowie des Stromkreises des Leuchtmittels 21. Das Kontrollelement 22 kann beispielsweise als LDR (lichtabhängiger Widerstand), als NTC-Widerstand (temperaturabhängiger Widerstand) oder als komplexes Bauteil, welches einen der Wärmeeinstrahlung entsprechenden Widerstand annimmt, ausgeführt werden.

9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Variante, das die elektronischen Bauelemente Trimmwiderstand (einstellbarer Widerstand) 24, Widerstände 25, Freilaufdiode 26, Operationsverstärker 27 und Transistor 28 beinhaltet. Mit Hilfe des Trimmwiderstand 24 kann hierbei die Ansprechschwelle der Schaltung ohne Auswechseln des Kontrollelements 22 verändert werden.

10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher der Berührungsschutz durch eine Schutztrennung gemäß VDE 0100 Teil 410 erzielt wird. Durch einen Trenntransformator 23 wird der Stromkreis des Leuchtmittels 21 vom Netz (Primärstromkreis) unabhängig aufgebaut. Das Berühren eines beliebigen der Kontakte des Leuchtmittelstromkreises (Sekundärstromkreises) führt auch bei gleichzeitigem Kontakt mit der Erde (PE) des Primärstromkreises nicht zu einem Stromfluss durch den Körper. Ein Stromfluss durch den Körper bei gleichzeitigem Berühren beider Kontakte des Sekundärstromkreises ist hierdurch nicht zu verhindern.


Anspruch[de]
  1. Leuchteinheit mit einer Lampe mit einer Stromversorgungsquelle (4), einer für ein einsetzbares Leuchtmittel vorgesehenen Fassung (1), in der mindestens zwei elektrische Kontakte (2, 3) angeordnet sind, einer Sicherungsvorrichtung mit mindestens einem Kontrollelement (2, 18) und mindestens einem über das Kontrollelement (2, 18) angesteuerten Regelelement (19) zur Unterbrechung der elektrischen Versorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement (2, 18) einen Stromflusssensor (31) und/oder einen Widerstandssensor (30) zur Prüfung des zwischen den elektrischen Kontakten auftretenden Stromes bzw. Widerstandes, einen Strahlungs- oder Lichtintensitätssensor (22) zur Prüfung der vom Leuchtmittel ausgehenden Bestrahlungsleistung und/oder einen Temperatursensor zur Prüfung der Leuchtmitteltemperatur oder der vom Leuchtmittel ausgehenden Wärmestrahlung aufweist zur Prüfung, ob das Leuchtmittel eingesetzt und/oder defektfrei ist.
  2. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement ein LDR aufweist.
  3. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement einen NTC-Widerstand aufweist.
  4. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement so angeordnet ist, dass die Messung am Leuchtmittel (21) oder in dessen unmittelbarer Nähe erfolgt.
  5. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement einen weiteren Strahlungs- oder Lichtintensitätssensor und/oder einen weiteren Temperatursensor aufweist, die jeweils vom Leuchtmittel abgewandt angeordnet sind, so dass eine Differenzmessung bezüglich der Bestrahlungsstärke und/oder der Temperatur erfolgt.
  6. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor derart ausgestaltet ist, dass zusätzlich eine variabel oder fest einstellbare Höchsttemperatur geprüft wird.
  7. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement in der Fassung (1) angeordnet ist.
  8. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelelement zwischen Stromversorgungsquelle und zumindest dem spannungsführenden elektrischen Kontakt angeordnet ist.
  9. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelelement (20) in der Fassung (1) angeordnet ist.
  10. Leuchteinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsvorrichtung mindestens einen das Kontrollelement und das Regelelement umfassenden Mikroschalter aufweist, der bei nicht eingesetztem Leuchtmittel die elektrische Versorgung des spannungsführenden elektrischen Kontaktes unterbricht.
  11. Leuchteinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mikroschalter in die Fassung eingebaut ist.
  12. Leuchteinheit nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein die elektrische Versorgung direkt oder über ein Relais unterbrechender Mikroschalter eingebaut ist.
  13. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (1) eine Gewindefassung ist und das Leuchtmittel ein damit verschraubbares Gegengewinde aufweist.
  14. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (1) eine über eine mechanische oder elektrische Auslösevorrichtung entriegelbare Sperrvorrichtung (10, 11) aufweist, die eine Entnahme des Leuchtmittels aus der Fassung verhindert.
  15. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsvorrichtung mindestens ein entriegelbares Verschlusselement aufweist, das bei nicht eingesetztem Leuchtmittel die Berührung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes verhindert.
  16. Leuchteinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement als Blende ausgebildet ist.
  17. Leuchteinheit nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement in der Lampenfassung (1) angeordnet ist.
  18. Verfahren zur Sicherung vor Stromschlägen bei eingeschalteten Lampen mit einer Stromversorgungsquelle (4) und einer für ein einsetzbares Leuchtmittel vorgesehenen Fassung (1), in der zwei elektrische Kontakte (2, 3) angeordnet sind, bei dem mittels mindestens eines in der Lampe angeordneten Kontrollelements (2, 18) geprüft wird, ob das Leuchtmittel eingesetzt und/oder defektfrei ist und bei negativem Prüfergebnis mindestens ein in der Lampe angeordnetes Regelelement (19) angesteuert wird, das die elektrische Versorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes (2, 3) unterbricht, wobei als Kontrollelement ein Stromflusssensor und/oder ein Widerstandssensor zur Prüfung des zwischen den elektrischen Kontakten auftretenden Stromes bzw. Widerstandes, einen Strahlungsoder Lichtintensitätssensor zur Prüfung der vom Leuchtmittel ausgehenden Bestrahlungsleistung und/oder einen Temperatursensor zur Prüfung der Leuchtmitteltemperatur oder der vom Leuchtmittel ausgehenden Wärmestrahlung verwendet wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontrollelement ein Widerstandssensor (30) verwendet wird, der den bei nicht eingesetztem oder eingesetztem aber defektem Leuchtmittel erhöhten Widerstand registriert und das Regelelement durch das Kontrollelement angesteuert wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontrollelement ein Strahlungsoder Lichtintensitätssensor (22) verwendet wird, der beim Einschalten der Lampe die Bestrahlungsstärke des Leuchtmittels prüft und bei einer negativen Abweichung gegenüber einem eingesetztem und defektfreiem Leuchtmittel das Regelelement durch das Kontrollelement angesteuert wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontrollelement ein Temperatursensor, z.B. ein NTC-Widerstand, verwendet wird, der die bei eingesetztem und defektfreiem Leuchtmittel beim Einschalten der Lampe auftretende Wärmeentwicklung prüft und bei negativer Abweichung gegenüber einem eingesetztem und defektfreiem Leuchtmittel das Regelelement durch das Kontrollelement angesteuert wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die sensorische Messung am Leuchtmittel (21) oder in dessen unmittelbarer Nähe erfolgt.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Strahlungs- oder Lichtintensitätssensor und/oder Temperatursensor, die vom Leuchtmittel (21) abgewandt angeordnet sind, zur Differenzmessung bezüglich der Bestrahlungsstärke und/oder der Temperatur verwendet wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass mit mindestens einem Temperatursensor eine verstärkt auftretende Wärmeentwicklung registriert wird, indem über den Temperatursensor die Temperatur in der Leuchteinheit mit einer variabel oder fest einstellbaren Höchsttemperatur verglichen wird und bei Überschreiten dieser Höchsttemperatur das Regelelement zur Unterbrechung der elektrischen Versorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes angesteuert wird.
  25. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen Stromversorgungsquelle (4) und zumindest dem spannungsführenden elektrischen Kontakt (2, 3) angeordnetes Regelelement nach der Ansteuerung durch das Kontrollelement (2, 18) die Stromversorgung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes unterbricht.
  26. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein das Kontrollelement (2, 18) und das Regelelement (19) umfassender Mikroschalter verwendet wird, der bei nicht eingesetztem Leuchtmittel (21) die elektrische Versorgung des spannungsführenden elektrischen Kontaktes (2, 3) unterbricht.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Verschlusselementes (10, 11) die Berührung zumindest des spannungsführenden elektrischen Kontaktes bei nicht eingesetztem Leuchtmittel verhindert wird.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschlusselement eine die Lampenfassung (1) verschließende Blende verwendet wird.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer über eine mechanische oder elektrische Auslösevorrichtung entriegelbare Sperrvorrichtung (10, 11), die in der Fassung angeordnet ist, ein Herausdrehen des Leuchtmittels aus der Fassung verhindert wird.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewindefassung (1) als Fassung verwendet wird und mit einem am Leuchtmittel (21) vorhandenen Gegengewinde verschraubt wird.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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